Les chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal du CNRS, à Bordeaux, ont mis au point une biopile qui fonctionne à partir du glucose et du dioxygène (O2), deux produits issus du processus de la photosynthèse par lequel les plantes convertissent l'énergie solaire en énergie chimique. Durant ce processus, en présence de lumière visible, le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau (H20) sont transformés en glucose et en dioxygène (O2) dans une série complexe de réactions chimiques.

Diagramme de la biopile.© Mano et al, JACS, 2003, 125, 6588-6594

Cette biopile, présentée dans la revue américaine ''Analytical Chemistry'' publiée le 15 février¹, est composée de deux électrodes modifiées avec des enzymes : la glucose oxydase (GOx) à l'anode et l'enzyme bilirubine oxydase (BOD) à la cathode. Techniquement, à l'anode, les électrons sont transférés du glucose vers la glucose oxydase (GOx), de la GOx vers le polymère I puis du polymère I, vers l'électrode. À la cathode, les électrons sont transférés vers le polymère II, puis du polymère II vers la bilirubine oxydase (BOD) et enfin de BOD vers l'O2.

Convertir l'énergie solaire en énergie électrique

Après avoir ''implanté'' cette pile dans un cactus, les chercheurs du CNRS ont pu suivre l'évolution de la photosynthèse in vivo en temps réel. Ils ont pu observer l'augmentation du courant électrique lorsque qu'une lampe est allumée et une diminution lorsque celle-ci est éteinte. Les chercheurs ont ainsi montré qu'une biopile implantée dans un cactus pouvait générer une puissance de 9 μW (microwatt) par cm2. ''Le rendement étant proportionnel à l'intensité de l'éclairage, une illumination plus intense accélère la production de glucose et d'O2 (photosynthèse), il y a donc plus de combustible pour faire fonctionner la biopile'', explique le CNRS.

Un dispositif à vocation médicale

Si à très long terme, un tel dispositif pourrait contribuer à produire de l'énergie électrique ''d'une façon écologique et renouvelable'', l'objectif de ces travaux est avant tout médical. Dans ce cas, la biopile fonctionnerait alors sous la peau de façon autonome (in vivo) en puisant l'énergie chimique du couple oxygène-glucose naturellement présent dans les fluides physiologiques, explique le CNRS. Elle pourrait ainsi alimenter des dispositifs médicaux implantés, tels que, par exemple, des capteurs autonomes sous-cutanés mesurant le taux de glucose chez les patients diabétiques.