IV.1. Bases moléculaires de l’immobilisation fonctionnelle d’enzymes redox – application aux Biopiles à combustible
Les piles à combustibles s’inscrivent dans un objectif de développement durable où l’H2 prendra une place prépondérante par rapport aux énergies fossiles. Le remplacement des catalyseurs chimiques par des enzymes offre, outre la non dépendance en matériaux nobles, les avantages d’efficacité et de spécificité du biocatalyseur. Grâce aux multirésistances de l’hase I d’A. aeolicus, nous avons développé une nouvelle génération de biopile à combustible H2/O2, capable de fonctionner sur une gamme de température où les enzymes « standards » ne peuvent fonctionner.Un bon biocatalyseur n’est cependant pas suffisant. Encore faut-il le connecter à l’électrode et assurer le transport des substrats. C’est tout l’enjeu de nos recherches actuelles qui devront répondre à de multiples questions : 1- Les paramètres clés d’une immobilisation fonctionnelle obtenus sur des électrodes 2D sont-ils transposables aux réseaux 3D. 2- Quels facteurs limitent le transport de masse au sein des matériaux 3D ? 3- Comment augmenter le turn-over des enzymes immobilisées ? 4- Peut-on relier l’activité enzymatique à la quantité d’enzyme actives immobilisées et à sa répartition spatiale ? Mettant à profit ces électrodes nanostructurées, nous avons récemment construit un démonstrateur (système électronique de mesure sans fil) uniquement alimenté par la biopile.
IV.2.Production de bioH2
Dans le cadre d’un projet interdisciplinaire, microbiologistes, chimistes, génie des procédés et juristes se sont associés afin d’aborder : 1/ le statut juridique d’un système de production d’H2 à partir de déchets ; 2/ le développement d’un bioréacteur en continu afin de tester les changements d’échelle ; 3/ le rôle des surfaces d’immobilisation des consortia bactériens dans le fermenteur. Les premiers résultats montrent qu’en fermenteur en continu, nous pouvons stabiliser le consortium et obtenir une production d’H2 de 2 litres/jour
