ALGO-H2

Objectifs

L’objectif du projet est d’étudier la production biologique d’hydrogène par voie photosynthétique en choisissant comme organisme modèle l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii, connue pour produire de l’hydrogène grâce à une enzyme Fe-hydrogénase à forte activité.
Ce projet répond à la nécessité de développer les connaissances scientifiques requises pour la mise en place des ruptures attendues dans cette voie de production. La production de bio-hydrogène par microalgues ou cyanobactéries est très spécifique, en particulier pour sa nature transitoire et sa relation directe avec le mécanisme photosynthétique. En plus de la nature transitoire de la production d’hydrogène due à la sensibilité de l’hydrogénase à l’oxygène produit par l’activité du PSII, on considère que la réaction de photoproduction d’H2 constitue une soupape de sécurité permettant d’évacuer vers l’H2 le pouvoir réducteur produit en excès par les photosystèmes dans des conditions où la fixation photosynthétique de CO2 n’est pas encore opérationnelle. Un enjeu majeur est de transformer cette réaction marginale de protection en une réaction majoritaire en redirigeant l’essentiel du pouvoir réducteur produit par la photosynthèse vers la production d’H2.

Pour une étude et une optimisation raisonnées de cette voie de production, une forte complémentarité est essentielle entre des équipes issues de domaines scientifiques différents (Biologie, Sciences pour l’Ingénieur).
L’objectif premier de ce projet est donc de fédérer au sein d’une même dynamique ces différentes compétences, en regroupant des laboratoires reconnus chacun dans leur domaine, et dont l’association dans une démarche intégrée est susceptible d’amener à des avancées nettes sur des verrous majeurs de la problématique.

Trois niveaux d’optimisation seront recherchés dans ce projet :

Une démarche transversale de modélisation sera appliquée, de l’échelle cellulaire (chaîne de transporteur, métabolisme énergétique, voies de production d’H2) à celle du réacteur (l’optimisation des protocoles de production et l’élaboration d’outils de contrôle-commande dédiés).

Partenaires

LB3M (CEA, Cadarache)
BIP (CNRS Marseille)
GEPEA (Univ Nantes)
LGCB (Univ Clermont Ferrand)
iBiTec-S (CEA Saclay)