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La biologie de synthèse pourvoyeuse d’innovations

bio innovations
Les biotechnologies, qui exploitent les propriétés du vivant pour la conception de nouveaux produits ou services, vont apporter des solutions innovantes aux problèmes environnementaux en contribuant notamment à la préservation des ressources fossiles. Biocarburants, plastiques biosourcés, bioprocédés de dépollution des eaux et des sols, alimentation humaine et animale plus durable, agriculture moins dépendante des engrais et pesticides... Les biotechs constituent un vivier d'innovations pour l'amélioration de notre environnement et de nos conditions de vie. Une nouvelle manière de produire, biologique et non plus chimique. C’est ce qui est ressorti de la visite à Genopole, fin février dernier, de Chantal Jouanno, vice-présidente de la Région Ile-de-France chargée de l’écologie et du développement durable, prenant ainsi la mesure de l’énorme potentiel des biotechnologies en matière de développement durable.
 
La dimension environnementale de Genopole (1) est moins connue que sa dimension santé. Chantal Jouanno, vice-présidente de la Région Ile-de-France chargée de l’écologie et du développement durable, en a appréhendé les contours vendredi 24 février lors de sa visite, accueillie par Marianne Duranton, présidente de Genopole et conseillère régionale et Jean-Marc Grognet, directeur général de Genopole.
Celui-ci a exposé les enjeux économiques grandissants des biotechnologies dans les filières industrielles. Et les applications dans le domaine environnemental sont larges : traitement de dépollution des effluents, fabrication de biomatériaux, de biocarburants à partir de carbones renouvelables et non plus fossiles...
 
 
La biologie de synthèse, discipline au croisement de la biologie et de l’informatique, est déterminante pour le développement de ces applications environnementales. Elle consiste à associer un ensemble de gènes dans une cellule pour produire une molécule d’intérêt pour l’industrie. Avec la biologie de synthèse, on va pouvoir obtenir des molécules d'intérêt industriel, identiques à celles d'origine pétrochimique, via des micro-organismes vivants (bactéries, levures, cellules...) dont on a reprogrammé les voies métaboliques.
 
Grâce aux biotechnologies, tout un pan de l'industrie opère ainsi sa mutation. Produire de façon plus écologique, utiliser des ressources renouvelables, emprunter des voies différentes des chemins pétro-sourcés de la chimie classique, consommer moins d'énergie, diversifier les approvisionnements pour amortir les fluctuations de prix des matières premières... on comprend l'intérêt croissant des industriels. Ces nouveaux outils pourraient redynamiser l'industrie française et créer de nouveaux emplois.

L’exemple de Global Bioenergies

Marc Delcourt, PDG de Global Bioenergies, a souligné l’ambition de sa société : devenir un pilier de la transition énergétique. Global Bioenergies « réécrit le logiciel de bactéries » pour les amener à produire à partir de sucres (mélasse de betterave, déchets agricoles et forestiers) un dérivé du pétrole, l’isobutène. Cet isobutène biosourcé servira de matière première à la fabrication d’essence, de verre organique, de kérosène, de peintures... La société, côtée sur le marché Alternext, a franchi avec beaucoup de régularité des paliers de croissance : la recherche puis la preuve de concept en laboratoire développées à Genopole, une unité pilote en Allemagne, une usine commerciale prévue d’ici 2020 près de Reims ou Troyes.
Après la mélasse de betterave, la paille, les copeaux de bois, Global Bioenergies a l’ambition, à plus long terme, d’utiliser les gaz industriels, les fumées sortant par exemple des cheminées des aciéries. L’objectif est de recourir à des ressources à la fois de moins en moins coûteuses et de plus en plus bénéfiques sur le plan environnemental.

La proposition de WatchFrog pour mesurer les perturbateurs endocriniens

La problématique des perturbateurs endocriniens est au cœur de l’actualité. WatchFrog propose des tests biologiques pour mesurer leur présence notamment dans les effluents industriels. Gregory Lemkine, PDG, explique utiliser de petites larves de poissons ou d’amphibiens, d’une taille infime de 2 mm, non considérés comme des animaux par le législateur en accord avec les associations de défense des animaux de laboratoires car à leur stade de développement embryonnaire très précoce, dépourvus de système nerveux, elles ne ressentent pas de souffrance.
Ces larves, placées en contact avec les eaux analysées, vont traduire leur réaction en émettant une fluorescence grâce à un marqueur génétique qui n’aura pas nécessité de modification du génome. Plus la fluorescence sera forte, plus le perturbateur endocrinien recherché sera présent dans les effluents. « Ce sont les mêmes hormones qui contrôlent le développement d’une larve de grenouille que celles du développement du cerveau d’un bébé, souligne Gregory Lemkine. La seule façon d’évaluer une perturbation de l’équilibre hormonal est de recouvrir à un test biologique ».

Ynsect agit pour l’alimentation animale responsable

Ynsect qui abrite son centre de R&D Ynstitute dans un hôtel d’entreprises de Genopole, est fondée sur une idée frappée au coin du bon sens : les insectes font partie intégrante des régimes alimentaires des poissons et d’autres animaux ; ils ne sont pourtant pas utilisés dans la nutrition animale. Nathalie Bérézina, directrice R&D d’Ynsect, a expliqué que l’Europe vient toutefois d’ouvrir un verrou réglementaire en autorisant en décembre dernier l’utilisation d’insectes pour l’alimentation des poissons d’élevage. Ce qui vient valider la pertinence de la technologie d’Ynsect : élever et transformer des larves du scarabée Ténébrion molitor pour produire des farines et des huiles destinées à la nutrition animale.
Ynsect inaugurait ce même vendredi, son site Ynsite dans le Jura. Unité de démonstration technologique et commerciale, Ynsite doit permettre la production de plusieurs centaines de tonnes de protéines d’insectes par an.

Des applications industrielles innovantes

Le Centre national de séquençage (CEA) qui a séquencé le génome du blé, du bananier, du riz, de la vigne, se consacre à présent principalement à la métagénomique des micro-organismes de l'environnement, en particulier le plancton recueilli par l'équipe de Tara Océans et les bactéries impliquées dans l'épuration des eaux.
 
Le laboratoire iSSB, institut de biologie des systèmes et de synthèse, au 3e rang européen et 9e rang mondial (étude CVT) développe des méthodologies fondamentales permettant l'ingenierie de systèmes biologiques notamment pour des applications industrielles, dont l'impact environnemental sera moindre.
 
Metemis développe des capteurs chimiques miniatures permettant la mesure d'ions ou de molécules dans les milieux liquides. La société dispose d'un catalogue de dix capteurs dont le phosphate pour mesurer le NPK. Ces mesures in situ visent à réduire la quantité d'engrais ou de nutriments en AgTech.
 
Glowee est une start-up de cleantech qui développe un système d'éclairement de rupture en utilisant les propriétés bioluminescentes d'organismes marins comme les calamars. Sa matière première est introduite dans des coques aux formes variables pour éclairer des vitrines de magasins, du mobilier urbain...
 
Abolis a l'ambition de faire de la chimie de façon plus écologique en proposant aux industriels des micro-organismes capables de produire à partir de ressources renouvelables, par fermentation, des molécules d'intérêt. La start-up vise notamment les marchés de l'agro-alimentaire, des parfums et des arômes.
 
 
Anova-Plus développe des tests ADN/ARN de terrain pour la détection des OGM, des microorganismes pathogènes, parfois toxiques, notamment dans les vignes et les espèces de grandes cultures pour limiter l'utilisation de pesticides et choisir les variétés les plus adaptées.
 
 
Biométhodes (Arbiom) utilise la matière végétale non-alimentaire (biomasse ligno-cellulosique) pour la production de carburants, matériaux et composés chimiques bio-sourcés. La société est ainsi engagée dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la création d’emplois dans des zones rurales.
 
Innovafeed propose des farines, huiles et bioacifs d’insectes pour la nutrition des poissons d'élevage. Sa R&D porte notamment sur la formulation du substrat d’élevage en intégrant de nouvelles matières premières végétales actuellement non valorisées et ainsi réduire le déficit protéique de l'Europe (70% imports).
 
 
Algama utilise le potentiel nutritif (protéines, oligo-aliments, vitamines) des micro-algues pour produire de nouveaux aliments. Sa boisson Springwave aux extraits de spiruline possède des propriétés anti-oxydantes. Dans ses sauces végétales « base mayo», l’algue «chlorelle» supplante l’œuf.
 
 
 
 
(1) Genopole possède plusieurs cartes maîtresses pour simuler l'innovation dans le secteur environnemental. En premier lieu, la biologie de synthèse dont il a été le fer de lance en France.
 Genopole a été le premier :
-à saisir son intérêt sur le plan fondamental mais aussi sur le plan industriel puisque la biologie de synthèse ouvre des voies de production plus écologiques.
- à développer un master de biologie synthétique à l'échelle européenne, dispensé à l'Université d'Evry Val-d'Essonne.
- à financer la plateforme technologique de pointe Absynth uilisée par l'iSSB, laboratoire de référence dans le domaine.
 
Pour aller plus loin

Livre "Fabriquer la vie - Où va la biologie de synthèse ? " de Dorothée Browaeys et Bernadette Bensaude-Vincent - Edition Seuil - Science ouverte, 2011