Qu’est-ce que le bio-traitement ?

Par Megan-Ray-Nichols
Le 18/05/2020
Le bio-traitement est défini comme l’utilisation de matériaux biologiques pour effectuer divers processus de fabrication. (Image : Rick Lawless / Wikimedia / CC BY 3.0)
Le bio-traitement est défini comme l’utilisation de matériaux biologiques pour effectuer divers processus de fabrication. (Image : Rick Lawless / Wikimedia / CC BY 3.0)
 

Lorsque nous pensons au terme « traitement » dans un environnement industriel, nous imaginons généralement des machines massives créant des objets inanimés. Dans la fabrication, le traitement peut inclure tout, de la création du circuit imprimé qui fait fonctionner votre Smartphone à la transformation des produits pétroliers bruts en milliers d’articles différents en plastique que nous utilisons chaque jour.

Les usines industrielles ne sont pas les seules à utiliser le traitement pour créer les produits que nous utilisons quotidiennement. Cela nous amène dans le domaine du bio-traitement. Qu’est-ce que le bio-traitement ? Où pourriez-vous voir les produits du bio-traitement dans votre vie quotidienne, et pourquoi ce type de fabrication est-il si important ?

Une définition du bio-traitement

Tout d’abord, qu’est-ce que le bio-traitement ?

Il est défini comme l’utilisation de matériaux biologiques pour effectuer divers processus de fabrication. Cela pourrait inclure tout, des enzymes et des organites jusqu’aux organismes et cellules complets. Chaque facette du bio-traitement est personnalisée pour répondre à un besoin spécifique.

Le bio-traitement pourrait ressembler à une méthode scientifiquement avancée que nous n’avons découverte qu’au cours des dernières décennies. Cependant, cela existe depuis des milliers d’années, même si les premiers bio-processeurs n’avaient pas de nom. Si vous avez déjà apprécié une tranche de fromage, vous avez apprécié un sous-produit du bio-traitement.

Le fromage est fabriqué en mélangeant du lait avec une enzyme appelée présure présente dans l’estomac des veaux. Alors qu’aujourd’hui vous pouvez obtenir de la présure pour faire du fromage qui n’est pas un sous-produit animal, pendant des siècles, les fromagers pratiquaient une forme précoce de bio-traitement. Le cuir de tannage et la bière de brassage sont également des formes précoces de bio-traitement.
 

Si vous avez déjà apprécié une tranche de fromage, vous avez apprécié un sous-produit du bio-traitement. (Image : Max Pixel / CC0 1.0)
Si vous avez déjà apprécié une tranche de fromage, vous avez apprécié un sous-produit du bio-traitement. (Image : Max Pixel / CC0 1.0)
 

Comment fonctionne le bio-traitement ?

Que vous utilisiez des microbes ou des enzymes, la première étape du bio-traitement consiste à collecter le catalyseur de votre réaction. Ce processus peut se faire de plusieurs façons. Les microbes, par exemple, peuvent être cultivés dans un fermenteur, tandis que les enzymes peuvent être collectées dans un bioréacteur - un équipement qui imite les conditions existantes à l’intérieur du corps.

Le pH est l’un des paramètres critiques surveillés pour maximiser le rendement des produits générés par un bioréacteur. Dans le corps humain, le pH du sang se situe entre 7,2 et 7,4 - plus ou moins élevé et il peut avoir un impact négatif sur votre santé. Dans votre estomac, cependant, le corps maintient un pH de 4 à 5, sauf si vous mangez quelque chose. Dans ce cas, il libère de l’acide qui fait baisser le pH entre 1 et 2. Ce sont ces petits ajustements qui peuvent être difficiles à reproduire dans un laboratoire, c’est là que les bioréacteurs entrent en jeu.

Une fois les composants collectés, ils peuvent être utilisés dans leurs différentes applications. Il faudrait écrire un livre pour détailler toutes les applications potentielles du bio-traitement.

Pourquoi le bio-traitement est-il si important ?

Pourquoi le bio-traitement est-il si important, surtout si l’on considère le fait que les techniques de traitement modernes pourraient être plus efficientes, sinon plus efficaces ?

D’une part, il  favorise  un avenir durable. La majorité des produits et sous-produits de bio-traitement sont biodégradables, ce qui les rend meilleurs pour l’environnement. Ils peuvent également être extrêmement efficaces, en utilisant une très petite quantité d’une enzyme ou d’un microbe pour obtenir le résultat souhaité. Il suffit de regarder la panification - le pain à la levure existe depuis des milliers d’années et il ne faut qu’une très petite quantité de levure pour obtenir une grande miche moelleuse.

Alors que certains sous-produits de bio-traitement peuvent être fabriqués avec des techniques modernes de traitement chimique, d’autres - comme le vin et le fromage - sont impossibles à fabriquer avec des produits chimiques seuls. On pourrait essayer de dupliquer le processus, mais ce n’est pas la même chose que l’original. Même la présure végétarienne pour le fromage est fabriquée à partir d’une enzyme naturelle dans des plantes comme les artichauts et les orties.


La majorité des produits et sous-produits de bio-traitement sont biodégradables, ce qui les rend meilleurs pour l’environnement. (Image : pixabay / CC0 1.0)
La majorité des produits et sous-produits de bio-traitement sont biodégradables,
ce qui les rend meilleurs pour l’environnement. (Image : pixabay / CC0 1.0)
 

Le futur des techniques de bio-traitement

Les techniques de bio-traitement modernes constituent une partie importante de l’industrie 4.0, également connue sous le nom de 4e révolution industrielle. Vous pouvez entendre parler  de techniques modernes appelées « bio-traitement 4.0 ». Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir de cette très vieille facette de l’industrie manufacturière ?

La technologie moderne pourrait s’avérer être l’un des plus grands avantages de l’industrie 4.0, du moins en ce qui concerne le bio-traitement. Des algorithmes d’apprentissage automatique, associés à une intelligence artificielle(IA) rudimentaire, pourraient aider les ingénieurs de bio-traitement à trouver virtuellement de nouvelles paires de protéines ou de nouveaux microbes, plutôt que de devoir les tester individuellement. Cela réduit le temps consacré aux expériences qui ont échoué et permet à ces ingénieurs de consacrer plus de temps à trouver de nouvelles idées et à se concentrer sur l’aspect innovant de leur travail.

Cela représentera également une grande partie de l’avenir de l’industrie pharmaceutique à l’avenir. À l’heure actuelle, les techniques de bio-traitement sont trop lentes pour répondre à la demande ou mettre les produits sur le marché. Cela peut coûter à l’industrie de 1 à 13 millions de dollars US par an en perte de revenus. L’ajout de nouvelles technologies au marché du bio-traitement ne fera que contribuer à l’avenir à cette discipline de fabrication unique.

Où pouvez-vous voir le bio-traitement en ce moment ?

Où le bio-traitement a-t-il affecté votre vie ? Regardez autour de vous. Le vin sur votre comptoir et le fromage dans votre réfrigérateur sont tous deux des produits de ce processus millénaire. Si vous avez déjà utilisé une lessive biologique qui utilise des enzymes naturelles pour décomposer des éléments comme l’herbe ou les taches de sang, vous avez utilisé les résultats du bio-traitement. Même le cidre de pomme dans votre réfrigérateur. S’il est clair plutôt que trouble c’est qu’il a été mélangé avec des pectinases pour décomposer la pectine des pommes et vous permettre de déguster une boisson claire et agréable.

Le bio-traitement existe depuis plus longtemps que nous n’avons de nom. Cela nous rappelle que même si la technologie continue de progresser, il y aura toujours des choses que la technologie ne peut pas faire aussi bien que la nature.


Traduit par Nello Tinazzo

Version en anglais : What Is Bioprocessing?