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En 2019, une agence du ministère américain de la Défense a lancé un appel à projets de recherche pour aider l’armée à gérer la quantité considérable de déchets plastiques générés lorsque les troupes sont envoyées travailler dans des endroits reculés ou des zones sinistrées. L’agence souhaitait un système capable de convertir les emballages alimentaires et les bouteilles d’eau, entre autres, en produits utilisables, tels que du carburant et des rations. Le système devait être suffisamment petit pour tenir dans un Humvee et capable de fonctionner avec peu d’énergie. Il devait également exploiter la puissance des microbes mangeurs de plastique.
« Lorsque nous avons lancé ce projet il y a quatre ans, les idées étaient là. Et en théorie, cela avait du sens », a déclaré Stephen Techtmann, microbiologiste à l’Université technologique du Michigan, qui dirige l’un des trois groupes de recherche bénéficiant d’un financement. Néanmoins, a-t-il dit, au début, le projet « ressemblait beaucoup plus à de la science-fiction qu’à quelque chose de vraiment efficace ».
Cette incertitude a été déterminante. La DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) soutient des projets à haut risque et à forte rentabilité. Cela signifie qu’il y a de fortes chances que tout effort individuel se solde par un échec. Mais lorsqu’un projet réussit, il a le potentiel de devenir une véritable percée scientifique. « Notre objectif est de passer de l’incrédulité, du genre : « Vous plaisantez. Vous voulez faire quoi ? » à « Vous savez, cela pourrait être faisable », a déclaré Leonard Tender, responsable de programme à la DARPA qui supervise les projets de déchets plastiques.
Les problèmes liés à la production et à l’élimination du plastique sont bien connus. Selon le Programme des Nations Unies pour l’environnement, le monde produit environ 440 millions de tonnes de déchets plastiques par an. Une grande partie de ces déchets finit dans des décharges ou dans l’océan, où les microplastiques, les granulés de plastique et les sacs en plastique constituent une menace pour la faune. De nombreux gouvernements et experts s’accordent à dire que pour résoudre le problème, il faudra réduire la production. Certains pays et États américains ont également mis en place des politiques visant à encourager le recyclage.
Depuis des années, les scientifiques expérimentent également différentes espèces de bactéries mangeuses de plastique. Mais la DARPA adopte une approche légèrement différente en recherchant une solution compacte et mobile qui utilise le plastique pour créer quelque chose d’entièrement différent : de la nourriture pour les humains.
L’objectif, s’empresse d’ajouter Techtmann, est pas Pour nourrir les gens avec du plastique, l’espoir est plutôt que les microbes dévoreurs de plastique présents dans son organisme se révèlent eux-mêmes propres à la consommation humaine. Bien que Techtmann pense que la majeure partie du projet sera prête dans un an ou deux, c’est l’étape de la nourriture qui pourrait prendre plus de temps. Son équipe effectue actuellement des tests de toxicité, puis soumettra ses résultats à la Food and Drug Administration pour examen. Même si tout se passe bien, un défi supplémentaire l’attend. Il y a un facteur dégoûtant, a déclaré Techtmann, « qui, selon moi, devrait être surmonté ».
L’armée n’est pas la seule à travailler à la transformation des microbes en aliments. De la Corée à la Finlande, un petit nombre de chercheurs, ainsi que certaines entreprises, étudient si les micro-organismes pourraient un jour contribuer à nourrir la population mondiale croissante.
Deux oiseaux, une pierre
Selon Tender, l’appel à propositions de la DARPA visait à résoudre deux problèmes à la fois. Tout d’abord, l’agence espérait réduire ce qu’il appelait la vulnérabilité de la chaîne d’approvisionnement : en temps de guerre, l’armée doit transporter des fournitures aux troupes dans des endroits reculés, ce qui crée un risque pour la sécurité des personnes à bord du véhicule. En outre, l’agence souhaitait cesser d’utiliser des fosses d’incinération dangereuses comme moyen de traiter les déchets plastiques. « Éliminer ces déchets de ces sites de manière responsable est un énorme défi », a déclaré Tender.
Le système de Michigan Tech commence par un broyeur mécanique, qui réduit le plastique en petits éclats qui sont ensuite transférés dans un réacteur, où ils sont trempés dans de l’hydroxyde d’ammonium à haute température. Certains plastiques, comme le PET, couramment utilisé pour fabriquer des bouteilles d’eau jetables, se décomposent à ce stade. D’autres plastiques utilisés dans les emballages alimentaires militaires, à savoir le polyéthylène et le polypropylène, sont transférés dans un autre réacteur, où ils sont soumis à une chaleur beaucoup plus élevée et à une absence d’oxygène.
Dans ces conditions, le polyéthylène et le polypropylène sont transformés en composés qui peuvent être recyclés en carburants et lubrifiants. David Shonnard, ingénieur chimiste à Michigan Tech qui a supervisé cette composante du projet, a créé une start-up appelée Resurgent Innovation pour commercialiser une partie de la technologie. (D’autres membres de l’équipe de recherche, a déclaré Shonnard, cherchent à obtenir des brevets supplémentaires liés à d’autres parties du système.)