Sept étudiants de master de la Vrije Universiteit Brussel (VUB) créent un adoucisseur d'eau biologique avec des produits bactériennes.

L'eau dure, et le tartre qui en résulte, est un fléau pour les utilisateurs d'appareils dans lesquels l'eau est chauffée d'une manière ou d'une autre. Un groupe de sept étudiants en première année de master du programme de bio-ingénierie de la VUB s'est rendu dans la nature pour voir comment les organismes prélèvent cette chaux de l'environnement et en font des choses utiles. Ils ont copié le processus et fabriqué une fibre protéique qui élimine le calcaire de manière similaire. Fin octobre, ils pourront présenter leur projet à Paris lors du sommet annuel du prestigieux concours IGEM.

Les dépôts de calcaire dans les appareils de chauffage, les lave-vaisselles et les machines à laver causent des millions de dommages chaque année. En raison d'une eau trop dure et de dépôts de carbonate de calcium dans les échangeurs de chaleur, les appareils perdent une grande partie de leur efficacité ou tombent en panne plus tôt que souhaité. Généralement, ce problème est traité par des adoucisseurs d'eau qui utilisent des échangeurs d'ions pour éliminer le calcium de l'eau et le remplacer par du sodium. Le processus est efficace, mais coûte assez cher en termes de produits de base, notamment les granulés de sel qui contiennent le sodium. Il est également préjudiciable à l'environnement, car le sodium contenu dans l'eau ajoute du sel à l'environnement par la suite.

Les étudiants de master de la VUB se sont dit qu’ils pouvaient faire mieux et ont cherché l'inspiration dans la nature. Tout d'abord, ils se sont arrêtés sur la poule. En effet, un processus similaire se déroule également chez la poule et le calcium est extrait de l'alimentation au moment de la fabrication d'un œuf. « Il existe de nombreux exemples dans la nature où un tel processus a lieu », explique Vita Cooman, l'une des étudiantes impliquées. « Organismes pondeurs, coraux, crustacés... Au final, nous avons retenu 19 candidats dont le sycon (une éponge calcaire), un animal marin qui produit une sorte de squelette constitué de petits tubes en carbonate de calcium. »

« Nous avons commencé à chercher les protéines responsables de cette biominéralisation », explique Jonas Noé, un autre étudiant. « Nous avons ensuite dû isoler les protéines responsables de ce processus ».

Ensuite, ces protéines devaient être produites en grande quantité, une expertise jusqu'alors maîtrisée par le groupe de recherche en biologie structurale du professeur Han Remaut à Bruxelles. Les bactéries y sont programmées génétiquement pour produire en masse des fibres de protéines très stables et facilement purifiées. Les étudiants ont ensuite bricolé les fibres pour qu'elles forment une fusion avec les protéines de biominéralisation. « Ces fibres modifiées fixent le carbonate de calcium dans l'eau dure, s'effritent et créent ainsi une eau plus douce », a déclaré Vita Cooman. « Les fibres protéiques sont entièrement biodégradables, de sorte que les composés calciques floculés peuvent être utilisés comme engrais calcaire en agriculture. »

« Notre détartrant biologique fonctionne bien à des concentrations élevées de calcaire et peut détartrer une eau très dure à un niveau raisonnable », explique Jonas Noé. « Il peut être encore meilleur si l'on augmente la température de l'eau ou si l'on joue sur l'acidité de l'eau. Les processus bactériens s'en inspirent également, mais nous devons encore peaufiner ces améliorations. » Rendre les choses opérationnelles nécessite également de passer du laboratoire à un contexte commercial.

Ce concept s'inscrit parfaitement dans la description de projet du concours IGEM : travailler dans le domaine de la biologie synthétique et créer quelque chose qui profitera aux gens, à la société et à l'environnement. Les étudiants ont calculé que dans la seule commune bruxelloise d'Etterbeek, près de 570 tonnes de sel sont nécessaires chaque année pour détartrer l'eau. Outre l'impact sur l'environnement, cela signifie également transporter des sacs de sel pour le détartrage et un coût considérable qui, si vous vous attaquez au problème à la source avec les grandes compagnies des eaux, peut être considérablement réduit.

Plus d'info:

Vita Cooman: +32 474 18 29 70

Jonas Noé: +32 496 37 84 84

https://2022.igem.wiki/bio-brussels/index.html