Vincent Martin : les microorganismes à notre service

Vincent Martin : les microorganismes à notre service

Vincent Martin
Professeur Adjoint en Microbiologie ,
Concordia University

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Formation & Recherche

Mots-clés

  • Microorganisme
  • Chimie Végétale
  • Microbiologie

Vincent Martin : les microorganismes à notre service

Publié le:
28 avril 2017
Date de l'événement:
28 avril 2017

Trouver les moyens les plus efficaces et les plus propres pour produire du carburant, du plastique ou encore du caoutchouc à partir de microorganismes : tel est l’objectif de certains microbiologistes. Spécialiste de la discipline, Vincent Martin nous en dit plus sur l’émergence de la chimie du végétal.

Vincent Martin est professeur adjoint en microbiologie au Département de biologie de l’Université Concordia et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génomique et génie microbien. Il détient un baccalauréat en microbiologie de l’Université McGill (1989), une maîtrise en biologie environnementale de l’Université de Guelph (1993) et un doctorat en microbiologie à la University of British Columbia en 1999. En 2004, il a reçu un prix dans le cadre du Programme de récompenses aux jeunes innovateurs de Petro-Canada.

1) Parlez-nous un peu de votre parcours et de comment est né votre intérêt pour la microbiologie
Mon parcours n’est pas très traditionnel. J’ai commencé à étudier la microbiologie du côté de l’environnement. À mes début, ma recherche portait sur l’utilisation de microorganismes pour améliorer l’environnement comme traiter les eaux usagées. J’ai avancé mes recherches sur la manière dont un microorganisme peut dégrader un produit toxique pour l’éliminer complètement. Et je me suis rendu compte que l’on pouvait aussi faire l’inverse : prendre une molécule non toxique et la convertir en une molécule plus complexe. Ce sont les voies de biodégradation et de biosynthèse qui fonctionnent à l’inverse. J’ai fait mon doctorat dans la biodégradation de la dépollution des sols. Lors de mon postdoctorat, j’étais dans le Département de génie chimique de University of California, à Berkeley ou l’on faisait ce que l’on appelle de l’ingénierie métabolique. Comment modifier les microorganismes et les voies de biosynthèses pour produire des molécules chimiques à valeur ajoutée. C’est comme ça que je me suis retrouvé dans la biologie moléculaire.

2) Pouvez-vous nous expliquer ce qu’est la chimie verte et quelles sont les différences avec la biologie de synthèse?
La chimie traditionnelle était souvent très polluante et très toxique. Le but de la chimie verte est de développer des processus chimiques qui ont moins d’impacts sur l’environnement. Ce sont des processus qui nécessitent souvent moins d’énergie, moins de catalyseurs toxiques et produisent moins de déchets.
Le but de la biologie de synthèse est le même, mais nous utilisons des microorganismes pour faire cela. Nous essayons de reproduire la chimie traditionnelle avec les microorganismes. Les avantages des microorganismes pour faire de la chimie sont nombreux : ils peuvent fonctionner à température normale et ils ne présentent vraiment aucune toxicité.

3) Parlez-nous de vos récentes découvertes?
On travaille beaucoup du côté de la pétrochimie.
Quand on sort un baril du sol une certaine quantité sera utilisée comme carburant, mais il y a aussi une partie importante qui sert l’industrie pétrochimique comme la fabrication des matériaux plastiques, polymères, etc.
Si on regarde les molécules qui forment le plastique par exemple, on pourrait les reproduire en utilisant des métabolismes naturels de microorganismes. Concrètement, nous essayons de trouver des enzymes, de les associer dans une cellule, de faire un peu d’ingénierie et de biologie afin de produire une molécule intéressante pour l’industrie. Avec la biologie de synthèse, nous pourrons obtenir des molécules identiques à celles d’origine pétrochimique via des microorganismes vivants que l’on a « reprogrammé ». L’intérêt est de simplifier et de standardiser la biologie pour obtenir des résultats plus prévisibles.

4) Avez-vous eu des tests concluants?
Oui, nous avons expérimenté un procédé précurseur. Nous avons assemblé plusieurs enzymes dans un microorganisme, ce qui lui permet de transformer le glucose en acide adipique dans un procédé de fermentation comme on le ferait pour  la bière par exemple.
D’autres résultats concluants ont été obtenus par l’entreprise montréalaise Bioamber qui possède une usine dans le sud de l’Ontario. Ils ont commencé à développer un bioprocédé pour produire de l’acide succinique, à partir de glucose, de glycérine et de CO2, tous fruits d’une production végétale. L’acide succinique est principalement produit à partir d’acide maléique, lui-même produit à partir du butane. C’est donc un intermédiaire issu de la pétrochimie. Cette molécule peut être utilisée et convertie pour faire de la pétrochimie (des polymères et plastiques). Grâce aux découvertes de Bioamber, on aurait un procédé plus propre.

5) Pourquoi est-ce important, aujourd’hui, que les chimistes prennent en compte les conséquences écologiques des molécules et des matériaux qu’ils développent? 
Quand le baril de pétrole est passé au-dessus de 100 dollars, ce sont les industriels eux-mêmes qui venaient voir les chercheurs pour trouver des solutions afin de remplacer le pétrole. Le marché s’y intéresse et cherche des alternatives pour, d’un côté, trouver des matières premières à un prix moins volatil que le pétrole, et de l’autre, présenter un bilan carbone neutre. Les biotechnologies pourraient redynamiser l’industrie et créer de nouveaux emplois.
Le défi qui nous reste : obtenir des rendements comparables et compétitifs avec la pétrochimie. Ce qui est assez compliqué, car on parle de très gros volumes et de très gros marchés. Mais tranquillement, nous allons dans cette direction.

6) Quelles industries allez-vous révolutionner? 
Traditionnellement, c’est l’industrie de la pétrochimie que nous essayons de rendre plus propre, mais une autre industrie, qui essaye de changer son modèle traditionnel, est l’industrie forestière. La demande du papier journal a baissé de 40 % à 60 % dans les dernières années. De nombreuses usines doivent fermer ou perdent beaucoup d’argent. Elles essayent donc de développer de nouveaux procédés pour développer de nouveaux marchés. À Montréal, il y a une usine pilote qui, au lieu de convertir le bois en pâte à papier ou en bois d’œuvre, le convertit en sucre. Et en fermentant le sucre, on peut le convertir en molécule pétrochimique.

7) Quelle place occupe Montréal dans l’avancée de ces recherches?
Côté international, les recherches démarrent tout juste. Cette industrie et sa technologie sont en début de vie mais elles s’accélèrent rapidement.
Bioamber est, par exemple, une des premières compagnies à développer au Canada des bioprocédés pour faire de la pétrochimie. Mais la demande est en hausse autant au Canada qu’aux États-Unis.

8) Quelle avancées aimeriez-vous développer demain ?
Pour moi, c’est toujours de rechercher des procédés et des méthodes qui sont plus durables, pour développer  une chimie qui a peu ou plus d’impact sur l’environnement.

Vincent Martin : les microorganismes à notre service