Le soleil, il est gratuit et il a fait ses preuves pour élaborer via la photosynthèse les sucres et les différentes molécules de la vie. Mais (à condition d’apporter une énergie différente), on peut squeezer la première phase (solaire) de la photosynthèse et obtenir une nouvelle biochimie à fort rendement.
La photosynthèse utilise une série de réactions chimiques pour convertir le dioxyde de carbone, l’eau et la lumière du soleil en glucose et en oxygène. L’étape dépendante de la lumière vient en premier et s’appuie sur la lumière du soleil pour transférer l’énergie aux plantes, qui la convertissent en énergie chimique. L‘étape indépendante de la lumière (également appelée cycle de Calvin) suit, lorsque cette énergie chimique et le dioxyde de carbone sont utilisés pour former des molécules de glucides (comme le glucose).
Une équipe de recherche de l’UC Riverside et de l’Université du Delaware a trouvé un moyen de sauter entièrement le stade dépendant de la lumière, fournissant aux plantes l’énergie chimique dont elles ont besoin pour compléter le cycle de Calvin dans l’obscurité totale. Ils ont utilisé une électrolyse pour convertir le dioxyde de carbone et l’eau en acétate, une forme de sel ou d’ester d’acide acétique et un élément de base commun pour la biosynthèse (c’est aussi le composant principal du vinaigre). L’équipe a donné l‘acétate aux plantes dans l’obscurité, découvrant qu’elles étaient capables de l’utiliser comme elles auraient utilisé l’énergie chimique qu’elles obtiendraient de la lumière du soleil.
Ils ont essayé leur méthode sur plusieurs variétés de plantes et ont mesuré les différences d’efficacité de croissance par rapport à la photosynthèse ordinaire. Les algues vertes ont poussé quatre fois plus efficacement, tandis que la levure a vu une amélioration de 18 fois.
Le problème avec la photosynthèse, bien qu’elle existe depuis le début de la vie sur Terre, est qu’elle ne peut convertir qu’environ 1 % de l’énergie qu’elle reçoit de la lumière du soleil en « nourriture » pour la plante. L’équipe a également réussi à donner de l’acétate aux plants de niébé, de tomates, de tabac, de riz, de canola et de pois verts.
“Généralement, ces organismes sont cultivés sur des sucres dérivés de plantes ou des intrants dérivés du pétrole, qui est un produit de la photosynthèse biologique qui a eu lieu il y a des millions d’années”, a dit Elizabeth Hann, co-auteur principal de l’étude. “Cette technologie est une méthode plus efficace pour transformer l’énergie solaire en nourriture, par rapport à la production alimentaire qui repose sur la photosynthèse biologique.”
Découpler la croissance des plantes de la lumière du soleil, aussi bizarre que cela puisse paraître, aurait d’énormes avantages potentiels pour la production alimentaire. Alors que le changement climatique rend les conditions météorologiques et donc les rendements des cultures de plus en plus imprévisibles, il devient nécessaire de cultiver des aliments dans des environnements contrôlés, comme ceux des fermes verticales. Pouvoir faire pousser plus de cultures à l’intérieur amènerait également les produits à un tout nouveau niveau de “local”, car les cultures qui utilisaient la photosynthèse artificielle pour remplacer la lumière du soleil pourraient théoriquement être cultivées à peu près n’importe où.
Reste à connaître le coût énergétique de la production d’acide acétique. Cette information ne figure pas dans le rapport des chercheurs ….