Une équipe de recherche de l'Université du Missouri aux États-Unis a récemment développé une algue génétiquement modifiée qui devrait « capturer » et recycler efficacement les microplastiques nocifs dans le traitement des eaux usées, ouvrant ainsi une nouvelle voie technologique pour faire face à ce problème tenace de pollution de l'environnement.
Le projet est dirigé par Susie Dai, professeur au Collège d'ingénierie de l'Université du Missouri et chercheuse principale au Bond Life Sciences Center. Son équipe a conçu une souche spéciale d'algues capables de se lier aux particules microplastiques présentes dans l'eau et de les séparer de l'eau contaminée. La recherche vise non seulement à réduire les émissions de microplastiques, mais tente également de « recycler » ensemble les plastiques recyclés et la biomasse d’algues pour préparer de nouveaux matériaux tels que des films bioplastiques composites.
Desusi a souligné que les microplastiques sont présents presque partout, depuis les étangs, les lacs, les rivières jusqu'aux divers systèmes de traitement des eaux usées et même dans les poissons mangés par les humains. À l'heure actuelle, la plupart des stations d'épuration s'appuient principalement sur des processus existants pour éliminer les plus grosses particules de plastique, tandis que de minuscules microplastiques « glissent souvent à travers les filets » et finissent par pénétrer dans le système d'eau potable, continuant de polluer l'environnement et de nuire à l'écosystème.
Dans les dernières recherches, l’équipe a utilisé la modification génétique pour permettre aux algues de synthétiser le limonène, un composé naturel d’huile qui est également la principale source d’arôme d’orange. Le limonène confère aux algues une hydrophobie importante, et les microplastiques eux-mêmes ont également des caractéristiques hydrophobes, ce qui les rend faciles à adsorber les uns sur les autres dans l'eau. Lorsque cette algue artificielle entre en contact avec de l'eau contenant des microplastiques, les particules microplastiques « collent » aux cellules des algues et s'agrègent en touffes, formant des touffes floculantes plus grosses qui peuvent être relativement facilement séparées de l'eau après décantation.
En plus de capturer les microplastiques, ce type d’algues modifiées peut également bien se développer dans les environnements d’eaux usées eutrophes et participer davantage au processus de purification de l’eau en absorbant l’excès de nutriments. Daisusi a déclaré que grâce à ce système, les triples objectifs consistant à « éliminer les microplastiques », « purifier les eaux usées » et « transformer les microplastiques et les algues en produits bioplastiques utiles » peuvent être atteints simultanément en un seul processus. Bien qu'elle en soit encore aux premiers stades de recherche, la vision à long terme de l'équipe est d'intégrer ce nouveau processus dans les usines de traitement des eaux usées urbaines existantes, afin que les villes puissent améliorer l'efficacité du traitement de l'eau et réduire la pollution tout en obtenant de nouveaux produits matériels ayant une valeur applicative.
Pour pousser la technologie vers des applications pratiques, l’équipe mène des expériences à grande échelle en utilisant des bioréacteurs dans des conditions contrôlées. L'un des 100 systèmes de réaction biologique améliorés, appelé « Shrek », a été utilisé pour traiter les gaz de combustion industriels et explorer la possibilité de réduire la pollution de l'air grâce à l'absorption d'algues. En ce qui concerne l’avenir, l’équipe de recherche prévoit de construire un bioréacteur à plus grande échelle et d’étendre cette plate-forme à davantage de scénarios, tels que le traitement des eaux usées, afin d’améliorer l’efficacité de l’élimination de divers polluants environnementaux.