Notre planète connaît des changements d'une ampleur inédite. La population mondiale augmente et les conséquences du changement climatique se font ressentir. Nous ne pourrons préserver un avenir vivable que si l'humanité, la faune et la flore vivent en harmonie. C'est la raison pour laquelle, chez Festo, nous voyons la bioéconomie comme le système économique du futur. Notre ambition est de contribuer de manière décisive à l'amélioration de la qualité de vie des générations actuelles et futures, et ce par la culture de la biomasse à grande échelle assurée par nos technologies d'automatisation.
Si nous parvenons à instaurer une économie en circuit fermé, nous créerons un potentiel d'innovation qui profitera à la fois à l'homme et à l'environnement. L'économie circulaire consiste à produire de manière neutre en termes de dioxyde de carbone en utilisant le moins de ressources possible. L'idée est de cultiver la matière vivante comme base biologique de manière efficace sur le plan énergétique, afin de pouvoir en extraire des matières premières et les transformer en produits. Ceux-ci doivent ensuite être réintroduits dans le cycle naturel.
Chez Festo, entreprise d'apprentissage, nous considérons depuis des décennies la biologie comme une source d'inspiration et un mentor. Au fil des années, nos bioniciens ont créé et développé de nombreuses innovations technologiques. Grâce à l'expérience acquise dans ce domaine, à nos technologies d'automatisation et à notre savoir-faire en matière de régulation, nous sommes un partenaire optimal pour la culture de la biomasse à l'échelle industrielle.
Avec le système biotechnologique BionicHydrogenBattery, Festo présente une approche de solution entièrement nouvelle et automatisée pour le stockage énergétiquement efficace et le transport à faible risque de l’une des sources d’énergie du futur : l’hydrogène. Il est transformé en acide formique à l’aide de bactéries, et ce, à des températures douces et à faible pression par rapport aux procédés précédents.
Le stockage de l’hydrogène, efficace sur le plan énergétique et peu risqué, offre un grand potentiel à cet égard. Il nous permet de produire et de stocker l’hydrogène lorsqu’il y a suffisamment d’énergie produite de manière durable, par ex. en été ou dans les pays riches en vent et en soleil, et de le récupérer lorsqu’il est nécessaire à la production d’énergie.
Notre photobioréacteur de 2022 est un exemple de biologisation industrielle. L'expertise, le savoir-faire et les composants de Festo permettent de cultiver des biomasses de différentes espèces d'algues en circuit fermé. Hautement efficace, économe en ressources et automatisé. Lors de la photosynthèse, les cellules des algues végétales transforment la lumière du jour et le dioxyde de carbone de l'air ambiant en sources d'énergie chimique ou en matières organiques valorisables.
Les matériaux ainsi obtenus peuvent ensuite être utilisés comme matière première pour la production de produits pharmaceutiques, d'emballages, d'aliments, de carburants ou de cosmétiques, et enfin être recyclés sans impact sur l'environnement. En effet, contrairement aux produits dérivés du pétrole, par exemple, ils ne libèrent que le dioxyde de carbone qui a été préalablement prélevé dans l'air et piégé dans le bioréacteur.
Avec la BionicCellFactory, nous présentons un bioprocessus global à l’échelle de 80 litres, de la culture optimisée des algues avec surveillance et analyse permanentes, à la transformation et à l’affinage de différents composants, en passant par la récolte, et ce sans températures et pressions élevées ni substances toxiques telles que les pesticides.
La BionicCellFactory, en tant qu’usine modèle, donne une direction universelle à suivre pour tous les systèmes de production de l’avenir. Grâce à notre technique d’automatisation évolutive, elle peut changer d’échelle de production pour répondre aux besoins futurs en matières premières renouvelables.
Les bioprocédés sont de plus en plus importants pour l’industrie, car ils représentent des alternatives durables aux processus de production traditionnels et permettent de fabriquer de nouveaux produits.
Avec BioTech Automation, Festo présente un aperçu des composants et solutions déjà disponibles à l’aide de processus de culture sélectionnés, illustrés dans deux bioréacteurs : un réacteur à algues à l’exemple de Chlorella vulgaris et un réacteur en acier inoxydable pour la culture de micro-organismes tels que E. coli. En outre, un concept d’apprentissage modulaire est présenté, un réacteur d’apprentissage.
Les disciplines connexes indispensables de la transformation biologique sont la digitalisation, l'intelligence artificielle et les capteurs quantiques. Ces concepts permettent d'optimiser les données provenant des bioréacteurs en un temps record. Ce n'est que lorsque la culture automatisée des biomasses sera fiable, rentable et de bonne qualité que leur bioproduction sera commercialisable à grande échelle et qu'elle pourra avoir les effets environnementaux souhaités. Pour y arriver, nous menons des recherches en collaboration avec d'autres entreprises et instituts.
L'un des grands défis en biotechnologie est la mesure précise de la biomasse. Elle est importante pour réguler de manière optimale l'alimentation et la fumigation des micro-organismes. Festo travaille, avec des partenaires scientifiques et industriels, à l'élaboration d'un calculateur économique permettant de déterminer la biomasse en temps réel. La solution que propose Festo est un capteur logiciel d'estimation de la biomasse. À partir des mesures existantes, par ex. celles de la température, de la pression et du pH, le calculateur fournit des informations importantes sur l'état de la biomasse en temps réel. Les experts sont ainsi en mesure, par exemple, de déduire le moment où ils doivent nourrir ou récolter les micro-organismes.
Festo fait également partie du centre de compétences en bio-intelligence. Cette association regroupant les principaux instituts de recherche et quelques entreprises pionnières souhaite organiser une transition biologique vers des écosystèmes durables. C'est cette approche interdisciplinaire que nous voulons introduire dans le monde depuis la région de Stuttgart.
Cependant, on ne trouve pas partout le personnel technique hautement qualifié et les biotechnologues nécessaires pour une grande variété de bioréacteurs. Dans ce contexte, nous allons d’une part aider les exploitants d’installations avec le diagnostic, la maintenance et la commande à distance dans le cadre de solutions de cloud.
D’autre part, nous analysons les nouveaux besoins en connaissances afin de définir des liens interdisciplinaires et d’établir des formations, des cursus et des qualifications supplémentaires innovantes dans les domaines de la biomécatronique, de la bio-intelligence et de la durabilité. Ce changement de paradigme concerne à la fois les domaines d’activité porteurs d’avenir et les exigences professionnelles.
C’est pourquoi nous posons dès maintenant les jalons de la transformation biologique de l’économie vers une économie circulaire respectueuse de l’environnement. Car seule l’éducation permettra de relever les défis mondiaux du XXIème siècle de manière responsable.