Tracer la voie vers l'H2 - mise à l'échelle de la production microbienne d'hydrogène à partir de lactosérum

par Thomas Rime

Au sein de la Suisse Agro Food Leading House, le Cluster Food & Nutrition et Swiss Food Research unissent leurs réseaux et leurs outils d’innovation pour promouvoir et gérer les écosystèmes alimentaires suisses Innosuisse powered Innovation Booster.

Pourquoi pensez-vous que votre idée est unique ? 

L’idée est unique à plusieurs égards : tout d’abord, elle vise à développer les processus industriels de production d’hydrogène (H2) en valorisant le lactosérum, un sous-produit d’un des aliments les plus traditionnels et emblématiques de la Suisse. À cet égard, l’idée proposée ici combine des méthodes connues (fabrication traditionnelle du fromage + production microbienne d’H2 + bioprocédés industriels) pour développer un nouveau secteur énergétique.

Cela ne se limite pas seulement à la réduction de l’impact environnemental (baisse de l’empreinte carbone), mais contribue également à accroître notre autonomie énergétique. De plus, cette technologie pourrait générer des revenus supplémentaires pour les producteurs laitiers, qui pourraient vendre de l’hydrogène aux automobilistes ou pour d’autres usages. Alternativement, les agriculteurs pourraient utiliser cette nouvelle source d’énergie pour alimenter leurs propres équipements et machines, mettant ainsi en œuvre concrètement les principes de l’économie circulaire sur leurs exploitations.

Quel segment/marché ciblez-vous ?

  • Producteurs laitiers et industrie laitière : en tant que fournisseurs de matière première, générant ainsi de nouvelles sources de revenus.
  • Producteurs laitiers et industrie laitière : en tant que consommateurs finaux utilisant l’énergie contenue dans l’hydrogène.
  • Revendeurs de carburant (ex. Agrola) : en tant qu’acteurs de la logistique et de la distribution.
  • Fournisseurs d’énergie (ex. Groupe E) : en tant qu’acteurs de la logistique et de la distribution.
  • Industries agroalimentaires ou autres utilisant l’hydrogène comme source d’énergie ou dans des procédés industriels (ex. pour des réactions chimiques).
  • Consommateurs finaux : citoyens utilisant des véhicules à hydrogène, les transports publics, ou bénéficiant de cette énergie pour chauffer leur logement ou alimenter leur éclairage.

Quel type de recherche est nécessaire ?

  1. Identification des micro-organismes producteurs d’H2 et des complexes enzymatiques impliqués dans la production d’H2 : La recherche pourrait être orientée vers l’utilisation de micro-organismes génétiquement modifiés. La technologie CRISPR/Cas est déjà disponible et pourrait être utilisée pour modifier le génome de certaines bactéries prometteuses en termes de production d’hydrogène.

  2. Caractérisation des infrastructures, équipements et paramètres critiques du processus afin de maximiser la production d’H2 à partir du lactosérum. L’objectif serait d’ouvrir la voie à un procédé industriel viable de production d’hydrogène basé sur le lactosérum.

  3. Optimisation de la culture microbienne grâce à un ajustement précis de la composition du milieu de culture.

Quelles compétences supplémentaires sont nécessaires pour faire avancer et concrétiser votre idée ?

  1. Experts en biotechnologie : du développement cellulaire à la caractérisation des procédés.
  2. Experts en énergie, en particulier dans le stockage et l’utilisation de l’hydrogène.
  3. Agriculteurs et fromageries prêts à expérimenter la valorisation du lactosérum.
  4. Spécialistes en logistique : transport, stockage et distribution du lactosérum et de l’hydrogène.

Quel pourrait être l’impact de votre idée sur la durabilité (économique, sociale, environnementale) ?

Cette idée devrait avoir des impacts positifs dans les trois dimensions du développement durable.

  • Économique : Le lactosérum, valorisé sous forme d’hydrogène, ne serait plus considéré comme un coût dans la production fromagère, mais deviendrait une nouvelle source de revenus. De plus, sa valorisation diversifie l’offre énergétique en Suisse.
  • Social : Cette initiative contribue à la décarbonation de notre société en proposant une nouvelle source d’énergie non fossile. Elle promeut également une agriculture innovante et durable, tout en restant ancrée dans les traditions. La filière laitière est l’un des secteurs les plus émetteurs de gaz à effet de serre (GES). En valorisant le lactosérum sous forme d’H2, les acteurs de la filière laitière amélioreront leur image en contribuant activement à la transition énergétique.
  • Environnemental : La valorisation du lactosérum ne réduit pas seulement les impacts négatifs directs de son élimination (pollution des eaux, acidification des sols), mais permet également de produire de l’hydrogène vert. Cet H2 pourrait ensuite être stocké et distribué dans les stations-service pour être utilisé dans les véhicules à hydrogène ou servir à la production d’électricité pour les besoins quotidiens.

Quels Objectifs de Développement Durable (ODD) sont concernés et pourquoi ?

L’ODD 7 (énergie propre et abordable) est la priorité principale de cette idée. Elle vise à générer des sources d’énergie alternatives, qui pourraient être vendues aux distributeurs de carburant ou utilisées directement par les agriculteurs et fromageries.

D’autres ODD concernés incluent :

  • ODD 9 (Industrie, innovation et infrastructure) : la production d’H2 à partir du lactosérum nécessitera des infrastructures et des procédés industriels innovants.
  • ODD 12 (Consommation et production responsables) : cette idée encourage la valorisation d’un sous-produit de l’industrie alimentaire, réduisant ainsi le gaspillage.
  • ODD 13 (Lutte contre le changement climatique) : en développant une source d’énergie décarbonée, cette initiative contribue à la réduction des émissions de GES et à la transition énergétique.