Nourrir les humains en exploitant le CO2 de l’air et l’énergie solaire: bientôt une réalité ?

Bien que 30 à 40 % de la surface de la Terre soit actuellement utilisée pour l’agriculture, une personne sur dix souffre pourtant de malnutrition. Une telle méthode de production pourrait permettre de produire plus de nourriture en utilisant moins de ressources et en diminuant les surfaces agricoles, préservant ainsi les écosystèmes.

Produire des protéines unicellulaires avec des panneaux solaires

La production d’aliments dérivés de la biomasse microbienne existe déjà, puisque des entreprises produisent des protéines unicellulaires (single-cell protein, ou SCP) à partir d’algues, de champignons ou de bactéries. En revanche, ces microbes sont généralement cultivés à partir de produits dérivés de l’agriculture comme le glucose, ou même de ressources fossiles comme le méthane.

Une équipe internationale de chercheurs de différents départements va plus loin, en étudiant l’efficacité d’une solution en total accord avec le développement durable : la production de protéines unicellulaires à l’aide de l’énergie solaire (photovoltaic-driven SCP, ou PV-SCP). Le mécanisme de production est le suivant :

1. L’énergie solaire est captée et convertie en électricité par des panneaux photovoltaïques ;
2. Cette énergie électrique est convertie en énergie chimique par conversion électrochimique et stockée dans un donneur d’électrons ou une source de carbone ;
3. La croissance microbienne stocke cette énergie chimique dans la biomasse ;
4. Une étape de filtration permet d’éliminer les nucléotides, acides gras et glucides afin de ne conserver que les protéines.

Dans un papier publié récemment dans PNAS, les chercheurs montrent ainsi que pour une quantité de protéines équivalente, une telle solution permet d’utiliser seulement 10 % de la surface au sol occupée par des plantations de soja, le type de culture végétale actuellement le plus efficace.

L’apport nutritionnel semble également excellent, puisque les bénéfices ont déjà été démontrés dans des études précédentes, concernant l’alimentation du bétail et de tels produits sont déjà commercialisés à grande échelle dans l’Union européenne.

Dans un communiqué de presse, Dorian Léger, premier auteur de cette étude, dit espérer « que les protéines microbiennes seront également bénéfiques en tant que complément à nos régimes alimentaires, car elles constituent une source de protéines de haute qualité composée de tous les acides aminés essentiels, ainsi que de vitamines et de minéraux. »

Puiser les nutriments dans l’air, un concept qui intéresse déjà les industriels

Bien que de tels projets puissent sembler très ambitieux, plusieurs entreprises sont d’ores et déjà prêtes à sauter le pas de l’alimentation solaire. À titre d’exemple, la société finlandaise Solar Foods, basée à Helsinki, commercialisera ainsi, fin 2022, un nouveau produit appelé Solein, une protéine déshydratée, sous forme de farine, produite à partir de microbes vivants, de CO2, d’eau et d’électricité renouvelable.

Présentée dans un premier temps comme une méthode de production de nutriments à destination des astronautes pour des missions longues, la Solein sera ainsi bientôt proposée au grand public sous forme de produits transformés.