Les feuilles artificielles : une approche révolutionnaire contre la pollution de l'air

« De même que les combustibles fossiles issus de sources conventionnelles sont limités et s'épuisent, ceux issus de sources difficiles finiront eux aussi par manquer. Si nous consacrons toute notre énergie et toutes nos ressources à poursuivre l'extraction de combustibles fossiles, nous aurons perdu l'occasion d'investir dans les énergies renouvelables. » – David Suzuki

Deux des plus puissants combattants de la lutte contre le réchauffement climatique sont l'énergie solaire et l'énergie éolienne, deux sources d'énergie qui nous aident à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles. Il existe toutefois une seconde voie pour que les pays atteignent les objectifs de leur accord de Paris 15, même si cette nouvelle technologie ne vient tout juste de se faire connaître : les feuilles artificielles. Des scientifiques de l'Université de Cambridge ont mis au point des « feuilles » artificielles, récemment testées sur la rivière Cam, à Cambridge et alentour. Ces feuilles font l'impensable : créer une version « verte » de l'essence ou du gazole, qui pourrait bientôt faire partie de notre quotidien.

Un nouveau carburant vert à zéro émission nette

Les feuilles artificielles flottantes peuvent transformer la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l'eau en carburant de synthèse. Les scientifiques qui les ont mises au point prévoient de les utiliser à grande échelle pour alimenter des navires, des voitures et d'autres machines et équipements. C'est positif non seulement du point de vue des transports verts, mais aussi parce que cela peut contribuer à réduire la quantité de composés organiques volatils (COV) auxquels nous sommes exposés chaque jour. Les COV provenant des véhicules à moteur sont l'une des principales sources de pollution de l'air dans la plupart des villes. L'acétone, l'hexanal, le toluène et le p-xylène comptent parmi les plus répandus de ces produits chimiques, ce qui est une mauvaise nouvelle à la fois pour le réchauffement climatique et pour la santé humaine. Les COV affectent notre santé de nombreuses manières, provoquant des irritations des yeux, du nez et de la gorge, ainsi que des problèmes respiratoires, des maux de tête et des nausées, et des atteintes au foie, aux reins et au système nerveux. Les feuilles flottantes seraient en réalité 10 fois plus efficaces que de vraies feuilles, car elles ne se contentent pas de convertir le dioxyde de carbone : elles produisent aussi une énergie plus propre, exempte de COV.

Comment fonctionnent les feuilles artificielles ?

Les feuilles mises au point par l'Université de Cambridge fonctionnent comme les plantes : elles absorbent le dioxyde de carbone et le transforment en carburant nécessaire à leur survie. Le carbone est converti en glucides et stocké, tandis que l'oxygène est rejeté dans l'atmosphère. La différence entre les vraies feuilles et les feuilles artificielles est que les feuilles flottantes ne produisent pas de glucides comme le font les vraies plantes. Elles produisent à la place du monoxyde de carbone pour créer des carburants plus propres. Le système de feuille artificielle produit aussi de l'oxygène gazeux, rejeté dans l'atmosphère. Les chercheurs ont indiqué qu'il peut être utilisé aussi bien à l'échelle industrielle (par exemple dans une centrale électrique) qu'à plus petite échelle (par exemple sur le toit d'une maison familiale).

À quoi ressemblent les feuilles ?

Les feuilles ont la forme d'un cube et sont recouvertes d'acrylique. Elles contiennent des stomates artificiels, qui jouent le rôle des pores des feuilles. Chez les plantes, les stomates servent de portes qui contrôlent les échanges gazeux nécessaires à la photosynthèse. L'une de leurs fonctions les plus importantes est l'échange d'ions chargés négativement à travers une membrane. L'équipe de Cambridge n'est pas la première à expérimenter l'usage de feuilles artificielles, mais son prototype a déjà été testé en laboratoire et a prouvé son bon fonctionnement en conditions réelles. Autre particularité de ce type de feuille : le type de CO2 avec lequel elle fonctionne. La plupart des feuilles artificielles reposent sur du CO2 pur, semblable à celui de l'eau gazeuse. Ce prototype, au contraire, fonctionne avec du CO2 dilué, semblable à celui de l'atmosphère. On ignore si la technologie fonctionnera à grande échelle, mais c'est assurément un pas dans la bonne direction. Actuellement, la plupart des nations sont extrêmement loin de leurs objectifs de Paris 15. Qui plus est, le monde n'a manifestement pas la capacité de gérer les émissions qu'il produit actuellement.

Les feuilles artificielles mises au point à l'Université de Cambridge n'en sont peut-être encore qu'au stade du prototype, mais elles peuvent être considérées comme une avancée majeure pour atteindre les objectifs climatiques et enrayer le problème grandissant des émissions. Elles laissent espérer un avenir dynamique où durabilité et énergie propre coexistent harmonieusement. Bien que l'efficacité des feuilles ait été démontrée, des essais supplémentaires sont nécessaires pour comprendre à quelle échelle elles peuvent être utilisées.

Auteure : Nina Sumner