L’ingénierie enzymatique rend le denim bleu plus vert

Description

L’ingénierie enzymatique pourrait permettre de teindre le denim de manière plus écologique et plus sûre, avec seulement une légère augmentation des coûts. Cette méthode pourrait atténuer les impacts environnementaux et sanitaires liés à la fabrication de jeans, dont environ quatre milliards de paires sont vendues chaque année.

Le denim obtient sa couleur bleue typique en le teignant avec de l'indigo synthétique selon un processus industriel qui utilise des conditions alcalines et des agents réducteurs agressifs. «Actuellement, les usines de teinture émettent beaucoup de pollution», explique Ditte Hededam Welner, chercheuse au Centre pour la biodurabilité de la Fondation Novo Nordisk à l'Université technique du Danemark. Cette pollution a souvent un impact négatif sur l’agriculture locale, ajoute-t-elle.

 

Un processus de teinture utilisant l’indican – un composé étroitement lié à l’indigo – pourrait offrir une alternative plus écologique en éliminant le besoin d’agents réducteurs. Cependant, l'utilisation de l'indican a jusqu'à présent été entravée par le coût élevé de production de ce composé.

Aujourd'hui, Hededam Welner et ses collègues ont développé un procédé chimioenzymatique pour produire de l'indican qui pourrait rendre son utilisation économiquement viable. Le processus convertit l'indoxyl, un précurseur de l'indigo utilisé dans la fabrication de colorants existants, en indica à l'aide d'une enzyme modifiée. En augmentant l'efficacité de l'enzyme, tout en améliorant la recyclabilité et en minimisant les coûts des autres matériaux requis, le processus réduit le coût de production de l'indican à 5 à 13 dollars par kilogramme (4 à 10 livres sterling par kg), contre environ 470 dollars par kg. Le coût final est comparable au prix de 5 $ le kg d'indigo synthétique.

 

Après avoir établi une voie économiquement réalisable vers la production d’indican, les chercheurs ont évalué la durabilité de deux méthodes potentielles de teinture d’indican. Le premier repose sur une enzyme β-glucosidase naturelle qui peut être pulvérisée sur des textiles mouillés par l'indican pour cliver la liaison β-O-glucoside de l'indican et générer une espèce indoxyle radicale. Ces radicaux se dimérisent rapidement pour former de l'indigo, donnant la couleur bleue attendue. Hededam Welner et ses collègues estiment l'impact environnemental de ce processus de teinture enzymatique comme étant d'un ordre de grandeur inférieur à celui de la méthode actuelle à base d'indigo.

Le deuxième processus de teinture utilise la lumière pour déclencher le clivage photolytique de l'indican, générant ainsi les radicaux indoxyles. Une teinture efficace du denim était possible en utilisant la lumière naturelle du soleil ou une ampoule domestique, mais elle était plus efficace avec des LED ultraviolettes. Même si la teinture photolytique constitue également une amélioration par rapport aux méthodes actuelles, le processus de teinture enzymatique a globalement un impact environnemental moindre, utilisant moins d’eau et moins de composés toxiques.

L’équipe affirme que l’adoption de son processus nécessiterait relativement peu de changements dans les usines existantes. Cependant, l’approvisionnement en indica constitue un obstacle majeur à son utilisation commerciale. «L'indican doit venir de quelque part – il n'est actuellement pas produit dans le monde», déclare Hededam Welner. “Vous pouvez demander à Sigma Aldrich de le fabriquer pour vous pour une utilisation en laboratoire, mais ce n'est pas quelque chose que vous pouvez acheter dans les quantités de tonnes nécessaires à la teinture du denim, de sorte que tout le pipeline de production doit être construit.”

Marco Fraaije, biotechnologue à l'Université de Groningen aux Pays-Bas, considère les attentes des consommateurs en matière de prix comme un autre obstacle. « L'échelle de production de ce denim est presque inimaginable », dit-il. “Le consommateur n'est pas prêt à payer plus que ce qu'il a l'habitude de payer… tant que les prix des jeans resteront aussi bas, il sera difficile d'être compétitif.”

«Ce nouveau processus consistant à passer de l'indican est intrigant», commente Fraaije. “Cela remonte à l'ancienne méthode de teinture à l'indigo, car c'est ainsi qu'ils procédaient avec les plantes avant de commencer le processus chimique.”

Cependant, Fraaije n'est pas sûr que la nouvelle méthode puisse être mise en œuvre à l'échelle commerciale, soulignant les efforts antérieurs visant à réduire l'impact environnemental de la teinture à l'indigo. «Il est très difficile de prédire quel sera le processus qui se déroulera à l'avenir», dit-il, tout en soulignant que des changements devront éventuellement être apportés. “Bien sûr, dans le futur, peut-être pas dans [the next] quelques années, mais dans 10 ou 20 ans, il faudra que les choses changent.