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Jeune, Nivatha Balendra cherchait des bactéries capables de nettoyer un déversement pétrolier. Aujourd’hui, son entreprise les utilise pour fabriquer un ingrédient qui remplace les dérivés du pétrole dans les produits nettoyants.
Frigos, ampoules à décanter, fioles : tout le matériel typique d’un laboratoire s’entasse dans une pièce étroite. Près de l’entrée, un large incubateur-agitateur occupe une grande portion de l’espace. « C’est le premier investissement important pour nous parce que c’est un gros équipement », souligne Nivatha Balendra, fondatrice de l’entreprise Dispersa. Sans cet appareil, rien ne laisserait présumer au premier coup d’œil que la jeune pousse met au point un procédé industriel dans ce local exigu du Centre québécois d’innovation en biotechnologie (CQIB), à Laval.
Mais après tout, elle travaille avec une ressource microscopique : des bactéries. Ici, elle les cultive et les incube, puis exploite leur pouvoir de fermentation pour produire des molécules très recherchées : des agents tensioactifs.
Parfois appelées « surfactants », ces molécules sont en général synthétisées à partir du pétrole. Elles représentent un marché en pleine croissance de 30 à 70 milliards de dollars, selon diverses études économiques. En plus de leur usage dans l’industrie des cosmétiques et en agriculture, elles constituent l’ingrédient clé de la plupart des savons, shampoings, détergents et autres produits nettoyants. Quand ça mousse, c’est grâce à elles !
Ce qui rend ces molécules si précieuses ? Elles possèdent à la fois un côté hydrophile − elles se lient aux molécules d’eau − et un autre hydrophobe − elles les repoussent. Elles modifient ainsi la tension superficielle entre les surfaces. Et lorsqu’elles se trouvent en grande concentration, elles forment des boules, appelées « micelles », qui encapsulent et décomposent des substances autrement insolubles dans l’eau, comme de l’huile.
Bien qu’elles soient « nettoyantes », leurs sources sont rarement propres. Elles demeurent surtout obtenues à l’aide de la pétrochimie. Et lorsqu’elles sont nommées « biosurfactants », elles proviennent fréquemment de l’huile de palme, dont la production détruit des écosystèmes.
Or, certains microorganismes, selon ce qu’ils consomment, peuvent en sécréter naturellement. Et Dispersa se montre déterminée à tirer le maximum de ces microorganismes pour remplacer des ingrédients à base de pétrole.
C’est d’ailleurs avec l’intention de s’attaquer aux marées noires que Nivatha Balendra est « tombée » dans les bactéries lorsqu’elle était jeune. En 2013, la tragédie ferroviaire de Lac-Mégantic la bouleverse. Alors élève au Collège Marianopolis, elle s’engage dans un projet d’Expo-sciences en vue de découvrir une solution pour remédier à ce genre de catastrophes. Elle envoie des courriels à des dizaines de chercheurs, puis reçoit une réponse d’Éric Déziel, professeur de microbiologie à l’Institut national de la recherche scientifique (INRS). Le chercheur lui ouvre son laboratoire et mobilise deux de ses étudiants pour l’épauler. Dans des échantillons prélevés sur les rives du Saint-Laurent et dans son arrière-cour du quartier Ville-Émard, elle trouve de nouvelles souches de bactéries qui ont un potentiel pour dégrader des nappes de pétrole. Avec cette découverte, elle fait les manchettes, en plus de remporter des compétitions préuniversitaires de calibre international.

Nivatha Balendra (à droite), PDG et fondatrice de Dispersa, et Sarah Martinez, directrice de la technologie au sein de l’entreprise. Image: Dispersa
Puis, à 20 ans, elle reçoit un diagnostic de cancer et traverse plusieurs mois de chimiothérapie. Elle en ressort avec un appétit renouvelé d’« utiliser la science pour mettre au point des solutions concrètes ». Parallèlement à ses études de premier cycle en physiologie et en développement international à l’Université McGill, elle s’inscrit au Défi des femmes en tech propres, du gouvernement du Canada, et fonde Dispersa dans la foulée. Son but : combiner les agents tensioactifs produits par ses microorganismes avec un système de filtration sur des lieux contaminés.
Le projet se relève très ambitieux, sans chance de se concrétiser à court terme. Sans abandonner son rêve, elle revoit ses priorités et décide dans un premier temps d’améliorer la production d’agents tensioactifs avec les microorganismes afin de vendre l’ingrédient. « Pour nous, c’est important d’avoir des revenus initiaux, dit l’entrepreneuse. Et si l’on crée un ingrédient avec beaucoup de potentiel, pourquoi ne pas l’offrir à toutes les industries ? »
Elle s’installe dans les locaux du CQIB, connexes à l’Institut Armand-Frappier de l’INRS, où Éric Déziel poursuit ses recherches sur les agents tensioactifs qu’on peut obtenir avec des champignons, des levures ou des bactéries.Nivatha Balendra y fait la rencontre d’une de ses étudiantes, Sarah Martinez, qui travaille déjà à améliorer la culture de bactéries. Une collaboration naît, et la biologiste se joint à l’entreprise une fois son doctorat terminé.
Éric Déziel se réjouit de voir ce projet industriel décoller. Il constate que les entreprises vendant des agents tensioactifs issus de microorganismes demeurent rares en Amérique du Nord. « C’est bien de trouver des bactéries qui en produisent et de comprendre comment elles les synthétisent, mentionne-t-il en référence à ses projets en recherche fondamentale. Mais après, il faut que des gens optimisent les procédés pour en fabriquer beaucoup, pour bien les purifier de manière économique afin d’en tirer un composé intéressant sur le plan commercial. »
Avec ses sept employés, Dispersa s’approche maintenant du but. Elle amorce un projet pilote avec un premier client : l’entreprise de produits nettoyants Avmor. Cet automne, elle mettra à l’échelle son procédé avec l’aide du Centre d’études des procédés chimiques du Québec et l’Institut de technologie des emballages et du génie alimentaire, les centres collégiaux de transfert de technologie affiliés au Collège de Maisonneuve. Nivatha Balendra prévoit ainsi se servir d’un bioréacteur de 150 l pour ses fermentations, alors qu’elle se limitait à 10 l avec l’équipement qu’elle utilisait jusqu’ici. À terme, elle souhaite produire des surfactants avec un bioréacteur de 2 000 l. Dans ses petites bactéries résident de grandes promesses.

Ces biosurfactants fabriqués par Dispersa représentent la première gamme de produits, PuraSurf, destinés aux consommateurs (soins personnels et produits de nettoyage). Image: Dispersa
Comment ça marche
- Les bactéries sont d’abord cultivées dans des fioles placées dans un incubateur-agitateur pour favoriser leur reproduction.
- On donne certains déchets industriels comme « nourriture » aux bactéries, puis on lance une fermentation dans un bio-réacteur. Plusieurs paramètres sont ajustés (oxygénation, pH, température) pour que les microorganismes produisent le plus d’agents tensioactifs possible sans faire trop de mousse.
- Les agents tensioactifs sont extraits à l’aide d’une technique gardée secrète qui, en plus de la décantation, tire parti d’une faible quantité de solvants et de méthodes mécaniques. Cette étape permet d’enlever les impuretés et de ne garder que les molécules souhaitées dans une substance dont la texture s’apparente à celle du miel.
- La substance est dissoute dans l’eau ou séchée pour être transformée en poudre. L’ingrédient actif est vendu à d’autres entreprises, qui peuvent l’intégrer à leurs produits de nettoyage.