Comment des déchets plastiques et agricoles deviennent des biscuits µBites

Un biscuit ne sort pas directement d’une bouteille en plastique. Dans le système µBites, développé par l’université Southern Illinois à Carbondale, le PET — le plastique couramment utilisé pour les bouteilles de boissons — et des déchets agricoles sont d’abord transformés chimiquement en composés carbonés. Des levures reprogrammées utilisent ensuite ce carbone pour produire des protéines, des lipides, des acides organiques, des vitamines et des molécules aromatiques. Le mélange peut enfin être formulé puis imprimé en 3D sous forme de biscuit protéiné. 81011

Le projet vise surtout les environnements où les chaînes d’approvisionnement classiques sont difficiles à maintenir, notamment les futures missions habitées dans l’espace lointain. Son potentiel est réel, mais les éléments disponibles décrivent encore une plateforme expérimentale, et non un aliment prêt à être vendu.

Comment fonctionne µBites ?

1. Le PET et les déchets végétaux sont décomposés

Les chercheurs associent du PET à des tiges, des feuilles de maïs et d’autres biomasses agricoles délaissées. Les matériaux sont broyés puis soumis à une dissolution hydrothermale oxydative : de l’eau, de l’oxygène, une forte chaleur et une pression élevée les décomposent en molécules de carbone solubles dans l’eau. 101113

Cette étape est essentielle. Le PET intact et les fibres végétales ne sont pas facilement exploitables par les micro-organismes utilisés dans une fermentation classique. Le traitement produit à la place une suspension riche en carbone que les levures peuvent métaboliser. 1011

2. Des levures fabriquent les ingrédients

Différentes souches de levures sont reprogrammées pour convertir les composés obtenus en produits ciblés. Les résultats annoncés comprennent des protéines, des matières grasses, des acides organiques, des vitamines et des molécules aromatiques. Une levure de boulanger fait notamment partie des organismes étudiés pour produire un arôme de vanille, tandis que d’autres souches doivent générer des composés comme le bêta-carotène. 571013

L’idée n’est donc pas de « manger du plastique ». Les chercheurs utilisent le carbone contenu dans les déchets comme matière première pour une fermentation microbienne. Les produits issus de cette fermentation peuvent ensuite être assemblés dans une recette alimentaire plus conventionnelle.

3. La préparation est imprimée en 3D

La suspension produite par les micro-organismes est mélangée à des fibres, de l’amidon et un édulcorant, puis déposée par une imprimante alimentaire 3D. Les premiers biscuits ont été façonnés comme la lettre grecque µ, d’où le nom µBites, prononcé « micro-bites ». 101114

Le dispositif se veut modulable : il pourrait intégrer des compléments, des épices et d’autres composants. Le produit final ne serait d’ailleurs pas forcément un biscuit ; le concept prévoit aussi des textures semi-solides ou liquides. 1011

Que sait-on de la sécurité et du goût ?

Les résultats sont encourageants, mais encore préliminaires. Il faut éviter de confondre un prototype évalué dans un cadre de recherche avec un aliment autorisé à la vente ou à la consommation générale.

L’université Southern Illinois a indiqué avoir évalué un prototype antérieur sur le plan de la sécurité et de certains paramètres nutritionnels avant une analyse sensorielle humaine. Ce prototype a obtenu une note globale d’acceptabilité de 6,5 sur 9. L’arôme était l’attribut le mieux noté, avec 7,33 sur 9 ; la couleur, la forme et la texture ont chacune obtenu une note supérieure à 5. 11

Ces résultats suggèrent qu’au moins un prototype a été jugé acceptable par le panel concerné. Ils ne prouvent pas que la version actuelle, composée de plusieurs ingrédients issus du procédé, est sûre pour une consommation sans restriction. Les informations publiques ne donnent pas tous les éléments nécessaires à une évaluation indépendante : taille complète du panel, résultats détaillés concernant les contaminants, données toxicologiques ou validation de sécurité par des équipes indépendantes et évaluées par les pairs. D’autres articles indiquent en outre que les tests gustatifs formels restaient en attente et que les biscuits n’avaient pas encore reçu l’autorisation d’être consommés par des humains. 11

La conclusion la plus prudente est donc la suivante : µBites constitue un prototype prometteur, notamment grâce à ses résultats olfactifs et sensoriels, mais pas encore un biscuit commercial approuvé. Des essais plus vastes, contrôlés et documentés de manière indépendante seraient nécessaires pour tirer des conclusions solides sur son goût et son acceptabilité.

Quel rôle pour la NASA et la NSF ?

La NASA a fourni le cadre applicatif grâce à son Deep Space Food Challenge, un concours consacré aux technologies alimentaires destinées aux missions spatiales de longue durée. En 2021, elle a retenu le concept µBites de l’université Southern Illinois parmi 18 projets américains jugés prometteurs et a accordé à l’équipe 25 000 dollars pour poursuivre la phase 2. Le système devait contribuer à nourrir quatre personnes pendant une mission de trois ans vers Mars, avec une consommation limitée d’eau et d’énergie et peu de possibilités de ravitaillement. 110

Le défi posait un problème concret : pour les missions lointaines, il faut produire une alimentation nutritive, acceptable et économe en ressources, tout en limitant les déchets. µBites tente d’y répondre en considérant le carbone issu des emballages et de certains déchets comme une matière première pour la production microbienne, plutôt que comme un simple rebut. 110

La subvention CAREER de la National Science Foundation (NSF) a soutenu des recherches scientifiques liées à la liquéfaction hydrothermale de la biomasse. Son intitulé — « Manipulating Polarity to Enhance Hydrothermal Liquefaction of Biomass for Biofuels » — concerne la science du traitement hydrothermal sous-jacent. Elle ne constitue pas, à elle seule, la preuve que le système alimentaire µBites est prêt pour le marché. 8

À quoi ces biscuits pourraient-ils servir ?

Les missions spatiales

Pour les astronautes, un système compact capable de convertir certains déchets et emballages stockés en ingrédients alimentaires adaptés pourrait réduire la dépendance au ravitaillement. Il pourrait aussi contribuer à une production alimentaire davantage en circuit fermé, dans un contexte où l’eau, l’énergie, l’espace de stockage et le temps de travail de l’équipage sont comptés. 110

Les environnements isolés ou soumis à de fortes contraintes

Sur Terre, une unité alimentaire modulaire pourrait être envisagée dans des lieux où l’agriculture, la chaîne du froid ou les livraisons régulières sont difficiles : zones sinistrées, sous-marins, stations polaires ou autres environnements disposant de ressources limitées. 1113

Il s’agit toutefois de possibilités, et non de déploiements déjà démontrés. Pour chaque situation, la technologie devrait encore prouver qu’elle peut fonctionner de façon fiable, sûre et économiquement viable.

Le principal obstacle : le coût et le passage à l’échelle

Le coût de production annoncé est d’environ 60 dollars par kilogramme. À ce stade, µBites est donc beaucoup plus cher que les aliments de base ordinaires. Cette estimation correspond à un prototype et non à un prix garanti en production industrielle. Les informations disponibles ne précisent pas si elle inclut tous les coûts liés à l’énergie, à la collecte et au tri des déchets, aux équipements, à la main-d’œuvre, au contrôle qualité, aux obligations réglementaires et à la gestion des résidus.

Le passage à l’échelle nécessiterait de faire fonctionner ensemble plusieurs systèmes complexes :

• des réacteurs capables de traiter de grands volumes par dissolution hydrothermale oxydative ;
• une fermentation fiable avec des souches microbiennes reprogrammées ;
• la récupération de l’eau et l’équilibrage des nutriments ;
• un contrôle constant des contaminants et des sous-produits indésirables ;
• des équipements automatisés pour la formulation et l’impression 3D ;
• des tests de sécurité indépendants et une voie réglementaire applicable. 11

L’acceptation par le public sera un autre défi. Même si la chimie et la fermentation sont validées, certains consommateurs pourraient hésiter à manger un produit dont les matières premières comprenaient des déchets plastiques. Les chercheurs ont également souligné la nécessité d’un système entièrement intégré et automatisé, ainsi que de travaux supplémentaires sur le développement et les politiques publiques. 11

Les µBites seront-ils bientôt vendus en magasin ?

Rien ne permet de l’affirmer pour le moment. L’université Southern Illinois a évoqué la possibilité de voir µBites arriver sur les tables dans les prochaines années, mais il s’agit d’un objectif de développement, pas d’une date de lancement confirmée. 11

Avant une mise à disposition du public, le projet devra fournir une documentation plus complète sur le contrôle des contaminants, la régularité nutritionnelle, la sécurité toxicologique, les autorisations réglementaires, l’économie de production et l’acceptation par les consommateurs.

Pour l’instant, µBites est donc surtout un prototype de recherche associé à un programme de la NASA. Il démontre une possibilité étonnante : du carbone issu de déchets plastiques et végétaux peut être traité puis converti biologiquement en ingrédients destinés à l’alimentation. Cela en fait une piste scientifique remarquable — mais pas encore un biscuit à base de bouteille que l’on pourrait acheter au supermarché.