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Biopile fongique - Université Angers

Production d'électricité à partir de polluants

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Une première biopile fongique

Maxime Pontié

Produire de l’électricité tout en éliminant les résidus médicamenteux présents dans les eaux usées : c’est ce que permet la biopile fongique développée par le bioélectrochimiste Maxime Pontié, professeur en génie des procédés à l’Université d’Angers. Des travaux qui font l’objet d’une présentation internationale.

Les biopiles fonctionnent comme les piles classiques : elles transforment l’énergie chimique en énergie électrique. Mais elles reposent sur des éléments naturels (bactéries, levure), à l’inverse des piles classiques qui s’appuient sur des métaux rares et polluants comme le platine.

Pour la première fois, une équipe de l’Université d’Angers emmenée par Maxime Pontié a développé une pile basée sur un champignon, Scedosporium dehoogii.

Le GEIHP (Groupe d’étude des interactions hôte-pathogène), l’une des unités de recherche du pôle santé angevin, connaît bien la famille des Scedosporium, et particulièrement Scedosporium apiospermum responsable de graves complications chez certaines personnes atteintes de mucoviscidose. Son « cousin » Scedosporium dehoogii est beaucoup plus sympathique. Non dangereux pour l’Homme, il est capable de métaboliser, de dégrader les hydrocarbures. « Sa présence est un indicateur de pollution du milieu, observe Maxime PontiéOn en trouve souvent près des dépôts pétroliers ou dans les boues des stations d’épuration, où il trouve de bonnes conditions pour sa croissance ».

Biofilm

Pour développer leur biopile, Maxime Pontié et son équipe ont fait appel à ce champignon filamenteux. Ils ont mis au point, en collaboration avec un laboratoire de Montpellier, un biofilm, composé d’un textile carbone colonisé par Scedosporium dehoogii.

Des tissus de carbone colonisés par Scedosporium dehoogii
Lorsque ce biofilm est plongé dans une solution contenant un combustible, du paracétamol dans le cas présent, une réaction chimique se produit. « Le champignon joue le rôle de catalyseur, comme le platine pour une pile à combustible classique ». L’oxydation qui en découle va libérer des électrons dans cette demi-pile (l’anode). Des électrons qui vont chercher à rejoindre l’autre partie de la pile (la cathode), et - pour faire simple - générer une circulation de courant électrique.

La puissance est modeste. « De quoi faire fonctionner une LED ou un mini-capteur qui permettrait de suivre l’évolution de la solution que l’on dépollue, indique Maxime Pontié. Car c’est le principal intérêt de cette biopile : la dépollution ».

Paracétamol et autres

Le paracétamol est l’un des médicaments les plus utilisés au monde, contre les douleurs modérées ou la fièvre. Une partie du produit se retrouve dans les eaux usées, après avoir été consommé par un patient ou après avoir été directement jeté dans les canalisations. Dans les stations d’épuration, les systèmes actuels peinent à éliminer totalement ses traces avant le rejet de l’eau dans le milieu. Certains procédés pourraient même générer des sous-produits toxiques ou mutagènes. Ce n’est pas le cas avec le champignon Scedosporium dehoogii.

Maxime Pontié et son équipe poursuivent leurs recherches. Ils travaillent notamment à l’amélioration du tissu carbone, afin d’augmenter les rendements, et étudient les possibilités d’utiliser un autre médicament comme combustible, le diclofénac (ou Voltaren), un anti-inflammatoire non-stéroïdien lui aussi présent dans les eaux usées. « Aujourd’hui, estime l'enseignant-chercheur de l'UA, 30 % de la matière organique des stations d’épuration est potentiellement exploitable en biopile ».

Commentaire de MAURAS posté le 3 juillet 2017 à 14:53

Félicitations à toute l'équipe pour vos travaux.

Bon congrès.

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Publication

Les travaux sur la première biopile fongique ont fait l’objet d’une publication en mai 2017 dans le Journal of applied electrochemistry.

Ils seront présentés le 4 juillet 2017 à Lyon, lors du congrès mondial de la société de bioélectrochimie (Bioelectrochemical Society Symposia).