Des biocarburants à la pointe | Bilal Bomani | TEDxNASA@SiliconValley

Le scientifique Bilal Bomani mène le programme de recherche de la NASA sur les biocarburants. Il se concentre sur la prochaine génération de carburant d'aviation grâce aux algues et aux halophytes. Le programme vise à fournir des énergies renouvelables qui n'utilisent ni eau douce, ni terre arable et qui ne concurrencent pas les cultures vivrières.

Cette présentation a été donnée lors d'un événement TEDx local utilisant le format des conférences TED mais organisé indépendamment. En savoir plus : http://ted.com/tedx

Bonjour à tous.

Je vais vous expliquer
un concept très vert

que nous avons développé
au Glenn Research Center de la NASA

à Cleveland, dans l'Ohio.

Pour commencer,

je vais définir la notion de « vert »,

car les définitions peuvent diverger.

Vert signifie que le produit est créé

selon des moyens respectant
l'environnement et la société.

On qualifie beaucoup de choses
de vert, actuellement.

Mais qu'est-ce que ça veut dire ?

Nous utilisons 3 paramètres
pour définir la notion de « vert ».

Premièrement, est-ce durable ?

Autrement dit, est-ce que vous protégez
ce que vous faites pour l'avenir

ou pour les générations à venir ?

Est-ce un moyen alternatif ?

Est-ce différent des moyens actuels

ou ses émissions de CO2
sont-elles plus basses que la norme ?

Troisièmement, est-ce renouvelable ?

Est-ce que ça vient des ressources
naturellement renouvelables de la Terre,

comme le soleil, le vent et l'eau ?

A la NASA,

mon travail consiste à développer
la prochaine génération

de carburants pour l'aviation
qui soit « vert extrême ».

Pourquoi l'aviation ?

Parce que cette industrie
utilise plus de carburant

que toutes les autres combinées.

Il nous faut une alternative.

C'est également une directive
nationale d'aéronautique

dont l'un des objectifs
consiste à développer

la prochaine génération
de biocarburants

en utilisant des ressources internes,
sûres et respectueuses.

A ce défi s'ajoute celui de
respecter trois grands paramètres,

soit le « vert extrême ».

Les conditions sont sine qua non,
pour nous, d'où le signe « + ».

Le GRC exige donc ces « 3 grands ».

97% de l'eau dans le monde
est constitué d'eau salée.

Pourquoi ne pas s'en servir ?

Combinons-le avec le numéro 3 :
ne pas utiliser de terres cultivables.

En effet, ces terres sont rares

et elles sont souvent déjà cultivées.

Point 2 : ne pas concurrencer
les cultures vivrières,

car cette entité est à protéger.

Et la ressource la plus précieuse
que nous ayons sur Terre : l'eau potable.

Ne pas utiliser d'eau potable.

Si 97,5% de l'eau sur notre planète
est de l'eau salée,

l'eau potable constitue 2,5%.

Les hommes ont accès
à moins de 0,5% de ces 2,5%.

Et 60% de la population mondiale
vit avec ce pourcentage.

Le défi que je devais relever était

de rester « vert extrême »
en respectant les « 3 grands ».

Mesdames et messieurs,
bienvenue au GreenLab Research Facility.

C'est un lieu consacré
à la future génération

de carburant d'aviation
qui utilise des halophytes.

Un halophyte est un végétal
qui croît en milieu salé.

Souvent, les plantes n'aiment pas le sel,
mais les halophytes le tolèrent.

Nous utilisons également
des mauvaises herbes et des algues.

La bonne chose à propos de notre labo

est que nous avons eu 3 600 visiteurs
au cours des deux dernières années.

Pourquoi à votre avis ?

Parce que nous préparons
quelque chose de grandiose.

En bas de l'écran, bien sûr,
vous voyez le GreenLab,

et sur la droite, vous voyez des algues.

Si vous êtes dans le business

de la prochaine génération
de carburant d'aviation,

l'algue est une option viable
bien financée à présent.

Nous avons un programme
pour passer de l'algue au fuel.

Deux systèmes existent : l'un
est ce photobioréacteur fermé.

A côté, vous voyez les espèces
que nous utilisons actuellement,

la Scenedesmus dimorphus.

Notre travail à la NASA consiste à prendre
l'expérimental et le computationnel

et d'en faire une meilleure combinaison
pour ces photobioréacteurs fermés.

Mais ces systèmes présentent
les problèmes suivants :

ils sont assez chers, automatisés,

et difficiles à obtenir à grande échelle.

Donc, à grande échelle, qu'utiliser ?

Nous utilisons des bassin de type raceway.

Partout sur Terre, on cultive des algues
dans ces bassins façon hippodromes :

un ovale avec un genre
de roue à aube pour bien brasser.

Mais en arrivant au tour final,
que j'appelle le quatrième tour,

ça stagne.

Nous avons une solution à ce problème.

Dans l'installation du GreenLab,

nous reproduisons un phénomène naturel :

les vagues.

Nous utilisons la technologie
pour produire des vagues dans le circuit.

Le bassin est ainsi brassé à 95%
et notre taux de lipides est plus haut

que dans notre système
en photobioréacteur fermé.

Une constatation importante pour nous.

L'algue présente un inconvénient :
la produire coûte très cher.

Peut-on la produire à moindre coût ?

La réponse est oui.

Nous faisons la même chose
que nous faisons avec les halophytes :

de l'adaptation climatique.

Dans notre GreenLab,
nous avons six écosystèmes primaires

qui vont de l'eau douce à l'eau salée.

Concrétement,

nous prenons une espèce potentielle,
que nous cultivons en eau douce,

nous ajoutons un peu de sel ;

le deuxième bassin équivaut
au même type d'écosystème que le Brésil.

Nos plantes pourraient
pousser à côté de cannes à sucre.

Le réservoir suivant représente l'Afrique,
ensuite l'Arizona, puis la Floride,

et le dernier représente la Californie,
ou le grand large.

En d'autres termes,
nous essayons d'arriver à une espèce

qui puisse survivre n'importe où,

même dans le désert le plus aride.

Pour le moment,
nous avons beaucoup de succès.

Voilà l'un des problèmes :
si vous êtes agriculteur,

vous avez besoin de cinq éléments
pour réussir, à savoir un sol,

des graines, de l'eau, du soleil,

et dernier point,
vous avez besoin d'engrais.

Le plus souvent,
ces engrais sont chimiques.

Mais, surprise, pas chez nous.

Mais, direz-vous, nous venons de voir
beaucoup de vert dans votre GreenLab,

vous devez donc recourir à un engrais.

Croyez-le ou non, les analyses
de nos écosystèmes d'eau salée

montrent que 80% de nos besoins
se trouvent déjà dans les bassins.

Les 20% manquants
sont l'azote et le phosphore.

Nous avons une solution naturelle :
les poissons.

Non, nous n'éminçons pas les poissons
pour les jeter dedans. (Rires)

Nous utilisons les excréments de poissons.

Nous utilisons des mollys
qui vivent en eau douce

et que nous avons convertis à l'eau salée

grâce à notre technique
d'adaptation climatique.

Les mollys d'eau douce
sont bon marché,

ils aiment se reproduire,
et aller au petit coin.

Et plus ils y vont,
plus nous obtenons d'engrais,

mieux nous nous portons.

Notez que notre type de sol est du sable,

du sable de plage et du corail fossilisé.

On me demande souvent
comment tout a commencé.

Nous avons commencé avec un labo
de biocarburant intérieur.

C'est un labo de jeunes pousses ;

il y a 26 espèces d'halophytes différentes

dont 5 gagnantes.

En fait, il devrait plutôt s'appeler
le labo de la mort,

car nous essayons
de tuer les plants, de les endurcir.

Nous arrivons ensuite au GreenLab.

Dans le coin en bas de l'écran,

vous voyez une installation expérimentale
de traitement végétal des eaux usées

grâce à une macro-algue
dont je vais vous parler.

Et une petite photo de moi dans le labo,
en plein travail, pour vous montrer,

que je ne fais pas que parler,
je mets aussi la main à la pâte. (Rires)

Je vous présente l'espèce :
Salicornia virginica.

C'est une plante fabuleuse que j'adore.

On la trouve partout,
du Maine à la Californie.

La deuxième est Salicornia bigelovii ;
une espèce relativement rare.

Elle possède le plus haut taux de lipide,

mais elle a un petit défaut :
elle est petite.

La troisième est Salicornia europaea,
notre plus grande plante.

Par sélection naturelle,
ou biologie adaptative,

nous essayons de combiner
les trois espèces de Salicornia

pour obtenir une plante plus grande
ayant un haut taux de lipide.

Un ouragan a frappé la baie du Delaware
et les champs de soja ont été dévastés.

Après cette catastrophe,
nous nous sommes interrogés :

existe-t-il une plante pouvant
bonifier les terres du Delaware ?

Oui, la mauve de Virginie,
ou Kosteletzkya virginica.

Dites-le vite cinq fois de suite,
si vous y arrivez.

Tout est bon dans cette mauve :
les graines font du biocarburant,

et le reste nourrit le bétail.

Voilà 10 ans que cette astuce
fonctionne à merveille.

Passons à la Chaetomorpha,

une macro-algue friande
d'excès de nutriments.

Si vous connaissez
l'industrie des aquariums,

vous savez que nous l'utilisons
pour nettoyer les réservoirs sales.

Cette espèce est capitale pour nous.

Ses propriétés sont proches du plastique.

Alors nous essayons à présent de convertir
cette macro-algue en bio-plastique.

En cas de succès, nous révolutionnerions
l'industrie du plastique.

Nous avons donc une graine
pour le programme de biocarburant ;

alors nous utilisons toute cette biomasse

par des extractions chromatographiques
en phase gazeuse,

par l'optimisation de lipides, etc.

Notre objectif final est de parvenir

à la prochaine génération
de carburant spécifique à l'aviation.

Jusqu'à présent, nous avons parlé
d'eau et de carburant.

Nous avons fait une découverte
intéressante sur la Salicornia :

elle est comestible.

A propos d'idées
qui méritent d'être partagées...

Que pensez-vous de ça ?
En Afrique sub-saharienne,

près de la mer,
de l'eau salée, un désert aride.

Et si nous y amenions cette plante,

que nous la plantions, la mangions
et en faisions du carburant ?

Nous pouvons faire cela,
et le faire bon marché.

Voici une serre en Allemagne
qui la vend comme aliment diététique.

Elle est ramassée, et au milieu,
en saumure sur un plat de crevettes.

Elle est saumurée.

Alors j'aimerais vous raconter une blague.

Salicornia a plusieurs noms :

haricot de mer, asperge de mer,
et foin en saumure.

Alors on a saumuré du foin en saumure,

sur l'image du milieu.

Je trouvais que c'était drôle. (Rires)

En bas, vous avez
« la moutarde du marin ».

Ça a du sens, c'est un snack logique :

vous êtes marin,
vous avez de la moutarde,

vous voyez le halophyte,
vous mélangez le tout

et c'est un super snack
avec des biscuits salés.

Et le dernier :
aïl et Salicornia.

C'est ce que j'aime.

Récapitulons :
eau, carburant et nourriture.

C'est grâce à l'équipe du GreenLab
que tout ceci est possible.

Comme l'équipe du Miami Heat ;
le GRC de la NASA a son trio gagnant.

Il s'agit de moi-même,
du Pr Bob Hendricks, leader sans peur,

et du Dr Arnon Chait.

La structure du GreenLab
se compose d'étudiants.

Au cours des deux dernières années,

35 étudiants du monde entier
sont venus collaborer avec nous.

D'ailleurs, mon chef de division
aime dire que notre uni est verte,

ce à quoi je lui réponds :
« Parfait, parce qu'ici nous cultivons

la prochaine génération
de penseurs verts, vert extrême. »

Je vous ai donc présenté

ce que nous pensons être une solution
pour la nourriture, le carburant et l'eau.

Une pièce manque pour compléter le puzzle.

Nous utilisons de l'électricité.

Notre solution :

nous utilisons des énergies vertes.

Nous avons donc deux éoliennes
connectées au GreenLab,

et quatre ou cinq
devraient bientôt arriver.

Autre solution intéressante :

un champ de panneaux solaires
au Glenn Research Center

qui n'ont pas été utilisés depuis 15 ans.

Avec quelques collègues
ingénieurs en électronique,

nous avons vu qu'ils avaient
encore du potentiel

alors nous les remettons sur pied

et dans un petit mois,
ils seront connectés au GreenLab.

Le rouge et le jaune sont là
parce que beaucoup de gens

pensent que les employés de la NASA
ont congé le samedi.

Nous avons pris cette photo un samedi,
il n'y pas de voitures,

mais vous voyez mon pickup en jaune,
donc je travaille le samedi. (Rires)

Voilà une preuve pour vous
que je travaille bel est bien.

Parce qu'il faut bien faire le travail.

Voici un autre concept :

nous utilisons le GreenLab
pour essayer un micro-réseau électrique

pour le concept de
réseau intelligent de l'Ohio.

Nous pouvons le faire ;
et je pense que ça va fonctionner.

Le GreenLab Research Facility
vous a été présenté :

un écosystème basé sur une énergie
durable et auto-renouvelable.

Nous espérons vraiment que ce concept
aura le vent en poupe à travers le monde.

Nous pensons avoir une solution
pour la nourriture, pour l'eau,

le carburant et pour l'énergie ;
la boucle est bouclée.

C'est vert extrême, durable, alternatif,
renouvelable et suit les « 3 grands ».

Nous n'utilisons pas de terre arable,
ne touchons pas aux cultures vivrières,

et par-dessus tout,
nous n'utilisons pas d'eau douce.

On me demande souvent
ce que je fais dans ce labo.

Et habituellement je réponds :
rien qui vous regarde, pour tout dire.

Mais, croyez-moi,

l'objectif principal
de mon travail sur ce projet

est que je veux aider à sauver le monde.

Merci.

(Applaudissements)