Si on était méchant, on lancerait un "Voilà bien une idée de technocrate !" en voyant cette étude publiée le 16 mars par Nature Materials. Chercheurs au célèbre Massachusetts Institute of Technology (MIT), ses auteurs y présentent un moyen d'améliorer les performances de la plus ancienne et aussi de la plus indispensable des usines de la Terre : le chloroplaste. Pour ceux qui auraient oublié leurs cours de SVT du collège, ce nom recouvre ces petites structures présentes chez les végétaux, dans lesquelles se produit la photosynthèse. C'est là qu'à partir de l'énergie du Soleil, d'eau et du gaz carbonique présent dans l'air, les plantes et les algues fabriquent les sucres qui vont alimenter leur croissance. La photosynthèse constitue probablement la réaction chimique la plus importante sur notre planète, non seulement parce qu'elle rejette de l'oxygène mais aussi parce que, sur un plan plus terre à terre, elle est à l'origine de toute la matière organique dont sont issus le charbon, le pétrole, le gaz naturel qui ont permis notre civilisation moderne... Grâce au chloroplaste, on a stocké l'énergie de notre étoile dans des matériaux combustibles.
Même si on lui doit beaucoup, il faut bien reconnaître que le chloroplaste ne s'avère pas d'une efficacité folle, notamment parce qu'il n'est spécialisé que dans une petite fraction du spectre lumineux. Pour le dire autrement, il est incapable de traiter toute une partie des rayons du Soleil et de tirer profit de leur énergie. Les chercheurs du MIT se sont donc demandé comment améliorer, optimiser, ses performances. Et ils ont pensé aux nanotubes de carbone, de minuscules tuyaux faits de carbone pur qui absorbent la lumière sur un spectre plus large, allant des infra-rouges aux ultra-violets.
Il ne restait plus qu'à insérer ces nanoparticules dans le chloroplaste des cellules végétales sans rien endommager au passage. La partie la plus compliquée de l'exercice a donc consisté à mettre au point un enrobage pour les nanotubes de carbone afin de leur permettre, une fois badigeonnés sur des feuilles d'arabette des dames (Arabidopsis thaliana), de pénétrer à l'intérieur des cellules puis de passer la double membrane qui entoure le chloroplaste. Une fois cette infiltration réussie, les chercheurs se sont aperçus que les réactions de photosynthèse avaient augmenté d'environ 30 % dans la plante, sans que celle-ci semble souffrir de la "greffe". Ils supposent que les nanotubes de carbone ont permis de capturer et d'exploiter des photons (particules de lumière) émis dans l'infra-rouge, l'ultra-violet ou la partie verte du spectre lumineux.
Dans un second volet de l'étude, les chimistes du MIT ont profité de leur technologie d'infiltration pour insérer dans les plantes des nanotubes de carbone spécialement traités dans le but de signaler la présence de monoxyde d'azote (NO), un polluant atmosphérique qui se forme notamment dans les moteurs de voitures. Cette opération ayant réussi, les auteurs de l'article pensent déjà à la fabrication de biocapteurs végétaux détectant dans l'air des molécules dangereuses pour la santé. Ils imaginent également l'inverse : l'intégration de chloroplastes dans des matériaux biosynthétiques, mi-biologiques, mi-artificiels, qui seraient capables de grandir et de se réparer eux-mêmes en utilisant la photosynthèse comme source d'énergie et de matière. La plante bionique est à peine inventée que l'on songe déjà à l'étape suivante, le robot-plante...
Pierre Barthélémy
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