Utiliser des enzymes plutôt que la décharge : comment les processus biologiques peuvent faciliter le recyclage
Des chercheurs identifient des familles d'enzymes capables de décomposer le polyuréthane et le polyamide
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Ils sont résistants, bon marché et il est désormais difficile d’imaginer la vie quotidienne sans eux : les Plastiques. Plus de 400 millions de tonnes sont produites chaque année. Comme une grande partie n’est pas suffisamment recyclée, l’impact environnemental causé par les déchets plastiques ne cesse d’augmenter. Des chercheurs de l’université de Greifswald étudient donc comment des procédés biochimiques pourraient contribuer à décomposer les plastiques en leurs composants chimiques individuels et à les réintroduire dans un nouveau cycle de production.
Dans deux nouvelles publications parues dans les revues scientifiques *Nature Chemical Biology* et *Nature*, deux équipes dirigées par le biochimiste de Greifswald, le professeur Uwe T. Bornscheuer, ont désormais démontré le potentiel des enzymes pour le recyclage de plastiques jusqu’alors difficiles à recycler, et identifié les facteurs décisifs permettant de déterminer de manière fiable si les processus de dégradation biologique sont réellement efficaces.
L’utilisation d’enzymes constitue une approche prometteuse dans la dépolymérisation biocatalytique des plastiques. Ces enzymes sont capables de rompre de manière sélective les liaisons chimiques qui maintiennent les plastiques ensemble. Cette approche a déjà été développée avec un certain succès pour le polyéthylène téréphtalate (PET), un plastique utilisé dans la fabrication de bouteilles de boissons et de textiles. Certaines enzymes sont capables de décomposer le PET en ses composants individuels dans des conditions douces. Ceux-ci peuvent ensuite être utilisés pour produire de nouveaux plastiques. Dans le meilleur des cas, cette méthode permettrait d’utiliser le plastique comme matière première à l’infini, au lieu qu’il ne devienne un déchet.
La dégradation d’autres types de plastique s’avère beaucoup plus difficile. Il y a quelques années, l’équipe dirigée par Bornscheuer a pu identifier les premiers biocatalyseurs capables de rompre des liaisons particulièrement stables dans les polyuréthanes (PU). On trouve des polyuréthanes dans de nombreux produits, par exemple dans les matelas, les matériaux isolants et les chaussures de sport. Dans un article récemment publié dans *Nature Chemical Biology*, les chercheurs ont identifié les familles d’enzymes particulièrement bien adaptées à la dégradation du PU et des polyamides. Ils expliquent également comment découvrir de nouveaux biocatalyseurs et, en apportant des modifications spécifiques aux enzymes – ce que l’on appelle l’ingénierie des protéines –, optimiser leur utilisation dans le recyclage. L’objectif est d’améliorer les « uréthanases » : des enzymes capables de décomposer spécifiquement les polyuréthanes en leurs composants individuels. « Je suis convaincu que les progrès rapides réalisés dans ce domaine déboucheront sur des uréthanases fiables et polyvalentes, qui permettront également la mise en place de procédés industriels pour un recyclage efficace de ces polymères », déclare M. Bornscheuer.
Mettre à l’épreuve la dégradation des plastiques
Dans le même temps, l’équipe de Greifswald, en collaboration avec des chercheurs internationaux, met en garde contre toute conclusion hâtive concernant la dégradation biologique des plastiques. Dans un autre article publié récemment dans *Nature*, les auteurs portent un regard critique sur la littérature scientifique selon laquelle certaines bactéries ou enzymes seraient capables de dégrader des plastiques tels que le polyéthylène (PE) ou le polychlorure de vinyle (PVC). Ces types de plastiques sont bien plus difficiles à dégrader biologiquement que, par exemple, le PET, le PU ou le nylon. Souvent, les recherches menées sur ces matériaux plastiques sont insuffisantes, les essais n’ont pas fait l’objet d’une évaluation rigoureuse, ou les résultats des analyses ont été mal interprétés. « La dégradation biologique des plastiques est un domaine de recherche étonnamment complexe. Il peut être relativement facile d’obtenir un signal suggérant que les plastiques ont été décomposés avec succès. Cependant, il est difficile de prouver que ce signal résulte effectivement de la dégradation du polymère plastique », explique l’auteur principal de l’article, le professeur Gustav Vaaje-Kolstad, de l’Université norvégienne des sciences de la vie (NMBU).
L’équipe de chercheurs a donc formulé des recommandations spécifiques pour une conduite optimale des expériences – allant de la caractérisation précise des plastiques utilisés à la mise en place d’expériences témoins appropriées et d’analyses quantitatives. Celles-ci devraient permettre d’identifier de manière fiable les micro-organismes et les enzymes réellement capables de décomposer les plastiques particulièrement difficiles à recycler. À long terme, ces résultats pourraient contribuer au développement de procédés de recyclage biologique pour d’autres types de plastiques et à la récupération de matières premières précieuses à partir des déchets plastiques. Au lieu d’être simplement mis au rebut, ces matériaux pourraient alors être réutilisés pour fabriquer de nouveaux produits et réintégrer le cycle de production.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Thomas Bayer, Hannes Meinert, Ren Wei, et al.; "Advances in amidases and urethanases as depolymerization biocatalysts"; Nature Chemical Biology, 2026-10-1
Anton A. Stepnov, Allison Werner, Soo-Jin Yeom, et al.; "Assessing biological degradation of non-hydrolysable synthetic polymers"; Nature, Volume 657, 2026-9-16
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