Développement d'une nouvelle enzyme pour recycler des déchets plastiques en de nouvelles bouteilles

Publié par Redbran le 20/04/2020 à 13:00
Source: INRAE
Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Unité Mixte de Recherche INSA Toulouse/ INRAE/ CNRS, et la société Carbios, société française de chimie verte pionnière dans le monde de la bioplasturgie, publient conjointement le 8 avril 2020 un article faisant la couverture de la revue scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) Nature: An engineered PET-depolymerase to break (Break est un mot anglais faisant référence à la notion de rupture (to break peut signifier « casser » et « a break » peut signifier « une pause »). Le mot est notamment employé :) down and recycle plastic (Le plastic est un type d'explosif très puissant composé d'hexogène (RDX) et/ou de penthrite, de liants (gomme butadiène-styrène), de plastifiants...) bottles.

L'article décrit le développement d'une nouvelle enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des...) capable de dépolymériser par voie biologique tous les déchets plastiques en polyéthylène téréphtalate (PET), et leur recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un...) en nouvelles bouteilles (Sur les anciens navires à voiles, on appelait les bouteilles deux petits compartiments, un de chaque côté du tableau arrière servant de toilettes aux officiers du bord.). Le PET est un des polymères thermoplastiques les plus courants du marché. Il est utilisé pour fabriquer des bouteilles, des emballages alimentaires et des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) textiles polyesters. Le développement de cette nouvelle enzyme place cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) au premier plan pour engager une véritable transition vers l'économie circulaire et ainsi mieux préserver nos océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en...) et la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...) de la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) plastique.


illustration Développement d'une nouvelle enzyme pour recycler les déchets plastiques PET en de nouvelles bouteilles.
© INRAE

A l'issue de plusieurs années de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) associant des académiques et des industriels, Carbios et TBI se félicitent d'avoir augmenté les performances de dépolymérisation des déchets PET: l'enzyme dépolymérise 90 % d'un PET post-consommation en seulement 10 heures (L'heure est une unité de mesure  :). En combinant l'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.) et le design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets, d'environnements ou d'œuvres graphiques, à la fois fonctionnels, esthétiques et conformes aux impératifs d'une production industrielle....) moléculaires, les chercheurs français ont pu améliorer parallèlement la thermostabilité et l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de la PET dépolymérase pour lui permettre de conduire très efficacement la réaction de dépolymérisation du PET en acide téréphtalique (L'acide téréphtalique est un des isomères des trois acides phtaliques. C'est un acide important sur le plan commercial. Il est principalement utilisé comme matière première dans l'industrie du polyester (particulièrement le...) et mono éthylène glycol, atteignant une productivité de 16,7 g/L/h d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) téréphtalique à partir d'une suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. ...) à 200 g/kg de déchets PET. A partir des monomères purifiés, Carbios, en collaboration avec le Critt Bio-Industries de l'Insa de Toulouse, a réussi à produire de nouvelles bouteilles, démontrant ainsi la circularité du procédé.

Il s'agit d'une avancée majeure, avec une productivité multipliée par 100 par rapport à celles publiées jusque-là, qui illustre avec succès la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au...) de la collaboration publique/privée française pour porter la recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en général la recherche fondamentale à la recherche appliquée. Cette...) et appliquée au meilleur niveau international. Ceci constitue une première mondiale, qui ouvre la voie au déploiement par Carbios d'une technologie d'économie circulaire applicable à tous les déchets PET, et qui offre une solution de rupture face aux problèmes environnementaux et industriels que pose actuellement l'utilisation massive (Le mot massif peut être employé comme :) des matières plastiques.

Cette étude a été rendue possible grâce au soutien de Truffle Capital et de Bpifrance (Projet THANAPLAST™, OSEO ISI), sous l'égide de Toulouse White Biotechnology (TWB).

Référence:
Tournier, V., Topham, C.M., Gilles, A. et al. An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature 580,216-219 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2149-4
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