Résultat

Le monde étant confronté à la réalité du pic pétrolier, des efforts sérieux sont faits pour développer des sources d’énergie renouvelable qui peuvent nous rendre moins dépendants des combustibles fossiles. La production biologique (biocarburants), dans laquelle les carburants comme l’éthanol sont produits à partir d’une grande variété de matières premières agricoles, constitue une source de carburant de rechange prometteuse. La production actuelle d’éthanol comprend la fermentation microbienne de glucides de la canne à sucre (au Brésil) ou de l’amidon des céréales (principalement le maïs aux États­-Unis et dans l’Est du Canada, et le blé dans les provinces des Prairies canadiennes) suivie par la distillation de l’éthanol provenant des bouillons de fermentation. Les perspectives à long terme de la production d’éthanol à base de céréales sont toutefois douteuses en raison du coût des matières premières qui représentent une importante fraction des coûts totaux de production; de plus, l’utilisation de céréales alimentaires a des répercussions très néfastes sur les prix des aliments.

Il est donc essentiel de trouver d’autres sources de matières premières à faible coût pour assurer la viabilité commerciale de la production des biocarburants. Les sources de biomasse contenant de la cellulose (lignocellulose) sont des matières premières qui pourraient servir à la synthèse des carburants, et elles sont généralement des résidus de la foresterie (p. ex. les copeaux de bois) ou de l’agriculture (p. ex. la paille du blé, du lin et du chanvre). Les procédés qui produisent uniquement de l’éthanol à partir de la lignocellulose ne sont toutefois pas économiques. L’un des moyens de contrer ces limites consiste à cosynthétiser des produits à forte valeur, par exemple la lignine pour les résines et les adhésifs, et à produire des biocarburants et des plastiques à partir de la cellulose. Notre recherche sera axée sur les bactéries qui font que la lignocellulose se transforme en éthanol, en hydrogène et en plastique. Nous voulons accroître le potentiel économique des procédés de raffinage en mettant au point des cultures bien caractérisées de bactéries qui peuvent provoquer ces réactions enzymatiques spécifiques importantes dans l’industrie.

Il faut pour cela une compréhension détaillée à la fois des gènes (ou de leur fonction) et du métabolisme des bactéries qui utilisent la cellulose pour fabriquer des carburants et d’autres produits. Nous effectuerons une caractérisation génomique complète de bactéries connues et nouvelles, choisies en fonction de leur capacité de participer à divers procédés métaboliques. En nous basant sur les données obtenues, nous nous servirons du génie métabolique pour produire des bactéries aux caractéristiques améliorées de synthèse du carburant et des coproduits. Nous combinerons des souches bactériennes appropriées pour créer des communautés (ou « consortiums ») de microorganismes qui serviront dans des applications industrielles. Nous voulons permettre aux bioraffineries de fabriquer des produits (éthanol, hydrogène et coproduits) à partir de matières premières de lignocellulose peu coûteuses, ce qui accroîtra leur viabilité économique. Nous aiderons ainsi le Canada à se faire chef de file dans la production des biocarburants et des bioplastiques.

(En anglais seulement.)

Integrated GE³LS Research: The social and economic costs of large-scale biofuel production
GE³LS Project Leader: Stuart Smyth, University of Saskatchewan
Summary
The use of biological material for fuel production raises some important societal questions. Perhaps the question foremost on the minds of many is the effect on food costs as production of biofuel displaces food in large areas of land. Related to this is the environmental sustainability of biofuels based on the suggestion that the environmental footprint of biofuels may be even larger than that of carbon-based energy. We will approach these questions with the aid of computerbased economic simulations. These will use current agronomic data as the basis for developing models for possible future effects of growing biofuel crops.

Although environmental biofuel-impact studies generally find a net energy gain and a reduction of greenhouse-gas emissions, it is possible that production of some biofuels could have serious environmental and social consequences. One of the best ways to evaluate this is by analyzing biofuel production so as to take into account all processes throughout its entire life cycle. The first phase of our study will be an analysis using data from southern Manitoba, in which energy input and- output data for each step of the process is defined. This will be the basis for assessing potential environmental impacts at all stages. We will emphasize impact categories such as water quality, water use, climate change and energy balance.

Second, we will determine how changes in the prairie agricultural ecosystem could be affected by growing different kinds of biofuel feed-stock, using southern Manitoba as an example. We will evaluate the production characteristics of several different feed-stocks in order to determine their environmental value. These data will provide the basis for calculating the dollar value of changes due to environmental variables. Third, we will identify patents that have the potential to retard biofuel research. It is often the case that successful research must overcome obstacles that exist due to the difficulty of using methods patented by others. Our aim is to help the biofuel industry identify, and ultimately avoid, impediments to research due to the existence of patents.