Generating solutions

L’économie mondiale actuelle est fondée sur la production de carburants fossiles. De plus en plus, toutefois, devant l’ampleur de l’empreinte laissée par la production et l’utilisation de ces carburants dans l’environnement, nous cherchons des solutions de rechange durables. L’une des solutions les plus intéressantes fait appel aux matières végétales pour la production de biocarburants. Une économie basée sur l’utilisation de ces ressources renouvelables aura besoin de produits faits à partir des cultures, de matières premières et de déchets agricoles.

Cette bioéconomie tournera autour de nouveaux procédés qui transformeront des matières de faible coût en produits à forte valeur, tout en réduisant au minimum la libération de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Notre équipe d’ingénieurs chimiques, de biologistes et d’experts en élaboration des politiques appliquera nos connaissances du séquençage des gènes et de la modélisation mathématique à l’identification, au criblage, à l’analyse et au clonage de nouvelles protéines et communautés de microorganismes. Nous déterminerons les propriétés qui leur permettent de jouer un rôle de catalyseur pour transformer des résidus et des déchets végétaux de faible valeur en bioproduits intéressants. Ces microorganismes ou microbes sont indispensables à la fermentation qui intervient dans la transformation en carburant de ces matières agricoles renouvelables. Nous déterminerons de plus les microbes que nous pouvons utiliser pour remettre en état des eaux et des terres contaminées, en utilisant leur fonction naturelle de recycleur de la nature pour dégrader la pollution dans des sites contaminés. Nous avons déjà travaillé avec des usines de pâtes et papiers à la mise au point de procédés microbiens qui ont réduit les sous-produits nuisibles et généré de l’énergie pour alimenter leur fonctionnement. Nous avons également commercialisé une communauté microbienne appelée KB-1, qui sert déjà à nettoyer des sites contaminés par des solvants.

Nous prévoyons, au cours de ce projet, appliquer nos connaissances en recherche fondamentale et nos compétences à la mise au point d’autres communautés microbiennes afin de transformer, de réutiliser, de recycler et de rendre inoffensifs des contaminants et des sous-produits des procédés industriels et agricoles courants. Nous voulons contribuer aux procédés qui feront des matières premières agricoles des biocarburants que les bioraffineries produiront dans l’avenir.

(En anglais seulement)

Integrated GE³LS Research: Framing New Bio-technologies to Aid Regulatory Decision-Making
GE³LS Project Leader: Douglas Reeve, University of Toronto

Summary
Our team has had success in the commercialization of a microbial consortium, called KB-1™, which is the only such consortium so far to gain approval through Environment Canada’s New Substances Notification Regulations. Unfortunately, the development of KB-1™ is a rare example of a successful Canadian bioremediation project. Its development and approval required a decade-long effort, not only of genomics, microbiology and engineering, but also of discussion with government agencies. We will use our experience with KB-1™ as the basis for developing a framework for the integration of scientific research and public policy analysis. Barriers to the entry of new bioproducts to the marketplace often come down to a lack of familiarity by end users, governments and regulators.

Working with these groups, our aim is to lower barriers to entry by generating a comprehensive plan for introducing new bioproducts. We will integrate scientific, economic and policy data in studies that aim to provide comparisons of new technologies with old to help decision-making by regulators, industrial users, and policy makers. Much of this work will be carried out in collaboration with a new programme in Engineering and Public Policy at the University of Toronto, whose mandate is to promote studies at the intersection of public policy and technology so that sound policy judgments can be made on the basis of well-developed and quantitative science.

We will approach this study in the following ways. First, we will devise quantitative methods for assessing the environmental and resource impacts of new bioproducts compared to similar, petroleum-derived products. Second, we will use these methods to assess the relative merits of the new biological products and processes developed in this research project. Third, we will model how sustainable bioproducts industries can be maintained by providing quantitative information on environmental-resource impacts and total production costs.