Les biotechnologies environnementales bouleversent sans répit les habitudes en matière de lutte contre la pollution. En effet, tandis que la biologie ne cesse de décoder les secrets du vivant, la génétique livre des outils à même d'utiliser ces nouvelles connaissances pour sauvegarder notre environnement. Marc Desrochers, biologiste, outre son poste de professeur associé au département de phytologie de l'Université Laval, fait partie d'une équipe qui vient de mettre au point un bioréacteur pour convertir le gaz carbonique en bicarbonate.

Au croisement de la chimie, de la biologie et du génie génétique, les biotechnologies environnementales se sont construites grâce à la plus large compréhension du vivant. «Il s'agit principalement de l'utilisation des phénomènes biologiques dans une optique de dépollution, d'amélioration de la santé et de l'environnement», précise Marc Desrochers.

Les ressources naturelles, les forêts, l'eau, l'air, le sol et l'énergie constituent l'objet de ces sciences. L'activité humaine produit de nombreux déséquilibres environnementaux. L'industrie, l'exploitation de la terre, l'urbanisme — bref notre mode de vie — ne sont pas sans conséquence sur les écosystèmes de notre planète, ni d'ailleurs sur l'homme. Tandis que des composés toxiques se concentrent dans l'air, des métaux lourds s'accumulent dans l'eau. Ces sources de pollution, notamment la concentration de gaz à effet de serre, entraînent divers phénomènes, dont les changements climatiques.

Réduction des polluants

Pour réduire l'émission de polluants, plusieurs pistes ont été empruntées par les chercheurs. Les premières, physico-chimiques, ont permis, grâce à des outils mécaniques et des réactions chimiques, de retirer certains polluants de milieux contaminés. Un écueil se dressait cependant: que faire des milliers de tonnes de contaminants isolés? Le problème était simplement transféré d'un milieu à un autre, soit dans un site d'enfouissement. La progression des connaissances biologiques a permis d'explorer d'autres voies visant l'élimination complète du contaminant. Bactéries, micro-organismes se nourrissent d'éléments chimiques simples tels le carbone, l'azote et certains métaux et... même de contaminants! «À l'heure actuelle, la plupart des biofiltres utilisés dans l'industrie sont issus d'une technologie basée sur la présence de microorganismes comme certains champignons ou bactéries», poursuit Marc Desrochers, dont les recherches portent sur le recyclage du gaz carbonique (CO2), soit le plus important gaz à effet de serre.

La technologie mise au point par CO2 Solution se singularise cependant: «En lieu et place de microorganismes vivants, nos procédés recourent à une molécule précise qui est une enzyme.» Celle-ci, véritable catalyseur en milieu aqueux, modifie la vitesse de réaction, soit la transformation du CO2 en bicarbonate, une matière inoffensive pour l'environnement. De plus, l'équipe scientifique a réussi un tour de force en la clonant. L'utilisation d'une enzyme comporte des avantages. En effet, contrairement à une biomasse composée de micro-organismes et qui doit être maintenue en vie, elle ne nécessite pas les mêmes attentions.

Le gaz carbonique contenu dans l'air transite par un bioréacteur où il est dissout dans l'eau, puis mis en contact avec l'enzyme qui le transformera en ions, soit en bicarbonates et carbonates. Les essais du prototype en laboratoire ont été concluants. Il va être testé maintenant à grande échelle, en milieu industriel. Un partenariat avec l'Association des alumineries du Canada permettra ce passage sur site. Déjà, la commercialisation du premier réacteur s'ébauche pour 2004.

Pollution et performances économiques

Les biotechnologies environnementales ne sont toutefois pas autosuffisantes face aux sérieux problèmes de pollution dont souffre notre planète. Elles dépendent également de décisions politiques placées dans une dialectique nationale et internationale. Ainsi, certains pays ayant ratifié le protocole de Kyoto oeuvrent déjà à une dynamique visant la réduction des émissions de gaz à effet de serre, et ce bien que le protocole ne soit pas encore actif. En effet, sa mise en vigueur exige que les émissions combinées des différents pays membres représentent 55 % des émissions mondiales. «Le cumul actuel correspond à environ 44 %. Il faudrait qu'un pays fort émetteur, par exemple les États-Unis, entérine à son tour le protocole.»

Les freins qui retardent sa mise en application prennent souvent source dans des considérations économiques. En effet, on craint que les moyens nécessaires nuisent aux performances économiques. Ainsi, la «réingénierie» des nombreuses centrales thermiques américaines qui, par la combustion de carburants fossiles tels le gaz naturel et le charbon, constituent de grands émetteurs de CO2, ne serait pas sans conséquence sur le coût de l'électricité.

Les cris d'alarme lancés au sujet de la réduction des gaz à effet de serre ont été étouffés également par l'incrédulité de certains et le désintérêt d'autres. Il en résulte un retard — ou du moins des avancées plus modestes — des biotechnologies dans le domaine de la décontamination de l'air, contrairement à celle de l'eau et des sols. «Les scientifiques entretenaient une controverse sur l'urgence d'agir en la matière. Peu de critères significatifs soutenaient les projections liées au réchauffement climatique qu'il fallait appréhender dans une perspective planétaire. Certes la brutale augmentation du CO2 dans l'atmosphère, attribuée à la révolution industrielle, n'était pas discutée. Les interrogations portaient sur ses impacts.» Or l'émergence de phénomènes à la lecture indiscutable, ou encore aux critères mesurables, souligne désormais la gravité de la situation.

Ainsi a-t-il été noté une réduction de près de 15 % de la calotte polaire. Des populations d'animaux ont modifié des tracés migratoires ancestraux. Le niveau de la mer augmente également. Le régime des précipitations est perturbé. S'il ne pleut pas moins, il ne pleut plus aux mêmes endroits. Des symptômes concrets et objectifs se multiplient.

Regards sur l'avenir

Les problématiques de la pollution atmosphérique ont exigé des biotechnologies non seulement la recherche de procédés destinés à contrecarrer les conséquences négatives de l'activité humaine, mais également des modèles à même d'esquisser des projections quant à l'avenir de notre planète.

Le consortium de recherche Ouranos travaille entre autres à la modélisation de scénarios basés sur les changements climatiques. «Certaines projections présentent la désertification de certaines régions dans l'Ouest du Canada, régions qui sont actuellement de véritables greniers du fait de l'importance de leurs cultures. Sans vouloir être alarmiste ou catastrophiste, les scénarios sont assez graves. Les réactions, la mise en place de mesures ont tardé. Le protocole de Kyoto seul sera insuffisant.» De nombreux experts s'entendent pour dire que 10 Kyoto seraient nécessaires pour avoir un effet réel sur la pollution atmosphérique. «La question qui peut se poser est: en tant que peuple, veut-on prendre la chance de voir ce qui va se passer dans le futur sans intervenir?»

Ces interventions entraîneront sans doute la remise en question de notre mode de vie, de nos habitudes de consommation. Éducation et sensibilisation seront des conditions sine qua non de l'efficience réelle des biotechnologies environnementales. Des technologies où, dans une attitude empreinte d'ouverture, l'on percevra toute nouvelle découverte non pas comme une concurrente, mais comme une force indispensable à la lutte farouche qui doit être menée pour la sauvegarde notre planète.