Brevet FR2930076A1 — publié le 20091016

B8606 1 BIOPILE À RENDEMENT AMÉLIORÉ Domaine de l'invention La présente invention concerne les biopiles (en anglais biofuel cells), c'est-à-dire des piles à combustible qui utilisent des enzymes ou des microorganismes (bactéries, levures) pour convertir en électricité une partie de l'énergie disponible dans un substrat biodégradable. Exposé de l'art antérieur De façon générale, une biopile est constituée d'une anode comportant une électrode placée au sein d'une chambre contenant des enzymes et un substrat biodégradable, tel que le glucose, l'acétate, etc. Les enzymes assurent la transformation du substrat en CO2, en protons et en électrons, ces derniers étant capturés par l'électrode anodique de la biopile. Afin d'améliorer le transfert des électrons vers l'électrode anodique, des médiateurs redox peuvent être utilisés. Une biopile comprend également une cathode au niveau de laquelle un accepteur d'élec- trons est réduit. A titre d'exemple, la cathode comprend une électrode placée dans une chambre alimentée en air, le dioxygène étant réduit en eau. Des réactions de réduction impliquant des enzymes et des médiateurs redox peuvent également être prévues à la cathode. Les électrodes de la biopile sont connectées à une B8606 2 charge, tandis qu'un pont ionique assure le transfert d'ions entre l'anode et la cathode. Les biopiles proposées actuellement par la plupart des groupes de recherche diffèrent pour l'essentiel par le choix du substrat biodégradable, des enzymes qui participent à la dégradation du substrat et de l'utilisation ou non de médiateurs redox à la cathode et/ou à l'anode. Un exemple de biopile est décrit dans la publication "Oxygen transport through laccase biocathodes for a membrane- less glucose/02 biofuel oeil" aux noms de L. Brunel, J. Denele, K. Servat, K. B. Kokoh, C. Jolivalt, C. Innocent, M. Cretin, M. Rolland, S. Tingry (Electrochemistry Communications 9 331-336 2007). Dans cet exemple de biopile, à la cathode, l'oxygène est réduit en eau par l'enzyme laccase en présence du médiateur 2,2'-azinobis-(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulfonate) ou ABTS. A l'anode, le glucose est oxydé en gluconolactone par l'enzyme glucose oxydase (GOD) en présence du médiateur 8-hydroxyquinoline-5-sulfonicacidhydrate ou HQS. A titre d'exemple, si on appelle GODox et GODred respectivement la forme oxydée et réduite de l'enzyme glucose oxydase, et Medox et Medred respectivement la forme oxydée et la forme réduite du médiateur redox, on observe les réactions suivantes à l'anode : Glucose + GODox Gluconolactone+GODred (1) GODred + Medox GODox + Medred (2) MedredMedox+2e (3) la réaction (3) traduisant le transfert des électrons vers l'électrode de l'anode. Un inconvénient des biopiles proposées actuellement est qu'une réaction parasite peut se produire au niveau de l'anode mettant en oeuvre du dioxygène qui réagit avec l'enzyme et empêche le transfert d'électrons vers l'électrode de l'anode. Dans l'exemple précédent, la réaction (2) se trouve concurrencée par la réaction suivante : GODred+02 ~GODox +H2O2 (4) B8606 3 de sorte que la réaction (3) est court-circuitée. Il est alors nécessaire de prévoir des dispositifs particuliers pour éviter que de l'oxygène n'atteigne l'anode, ce qui conduit à l'obtention de systèmes complexes. Un autre inconvénient des biopiles proposées actuellement est qu'il est nécessaire de prévoir une immobilisation des enzymes et du médiateur redox sur une surface pour que la réaction (2) puisse se dérouler convenablement. L'activité des enzymes est donc limitée à une surface, ce qui rend difficile l'obtention d'une biopile ayant un rendement élevé. Résumé de l'invention La présente invention prévoit une biopile dans laquelle les réactions mises en oeuvre lors du fonctionnement de la biopile ne sont pas perturbées par la présence de dioxygène. Selon un autre objet de la présente invention, la biopile peut être facilement implantée dans le corps humain. Selon un autre objet de la présente invention, la biopile peut être mise en oeuvre avec une large gamme de couples redox. Selon un autre objet de la présente invention, la biopile n'utilise pas de matériaux polluants tels que le platine, le nickel, etc. Ainsi, un aspect de la présente invention prévoit une pile comprenant des première et seconde chambres contenant un solvant et séparées par une paroi perméable au solvant. Une pre- mière électrode est disposée au moins en partie dans la première chambre. Une seconde électrode est disposée au moins en partie dans la seconde chambre. Un premier couple redox est disposé dans la première chambre au contact du solvant et comprend un premier oxydant et un premier réducteur participant à des pre- mières réactions d'oxydoréduction conduisant à l'échange d'élec- trons avec la première électrode. Un second couple redox est disposé dans la seconde chambre au contact du solvant et comprend un second oxydant et un second réducteur participant à des deuxièmes réactions d'oxydoréduction conduisant à l'échange B8606 4 d'électrons avec la seconde électrode. Ladite paroi est imperméable aux premier et second couples redox. Des premières enzymes ou des premiers microorganismes sont disposés dans la première chambre ou dans la seconde chambre et favorisent des troisièmes réactions d'oxydoréduction différentes des premières et deuxièmes réactions d'oxydoréduction conduisant à la transformation d'une première substance pour fournir une seconde substance dans le solvant de la première et/ou seconde chambre, d'où il résulte une différence de potentiels entre les poten- tiels redox des premier et second couples redox ou un maintien des concentrations des premier et second oxydants et réducteurs. Selon un exemple de réalisation, la paroi empêche, ou au moins ralentit, le passage des ions hydronium et/ou hydroxyle, la pile comprenant un premier dispositif de variation du pH dans la première chambre, les premières enzymes ou les premiers microorganismes étant adaptés à transformer la première substance pour fournir dans le solvant de la première chambre des ions hydronium ou hydroxyle, d'où il résulte une différence de potentiel entre les potentiels redox des premier et second couples redox. Selon un exemple de réalisation, le premier oxydant est une quinone et le premier réducteur est une forme réduite de ladite quinone. Selon un exemple de réalisation, la première substance est le D-glucose et les premières enzymes sont les enzymes glucose oxydase adaptées à entraîner la production d'ions hydronium par oxydation du D-glucose. Selon un exemple de réalisation, la première substance est le L-glucose et les premières enzymes sont les enzymes L- fucose déshydrogénase adaptées à entraîner la production d'ions hydronium par oxydation du L-glucose. Selon un exemple de réalisation, la première substance est l'urée et les premières enzymes sont les enzymes uréase adaptées à entraîner la production d'ions hydroxyle par dégra- dation de l'urée. B8606 Selon un exemple de réalisation, les premier et second couples redox sont identiques. Selon un exemple de réalisation, la première chambre comprend une membrane perméable au solvant, non perméable aux 5 premières enzymes ou aux premiers microorganismes et délimitant un volume du solvant dans lequel est plongée la première électrode, le premier couple redox étant dissous dans ledit volume, les premières enzymes ou les premiers microorganismes étant disposés à l'extérieur dudit volume. Selon un exemple de réalisation, le premier couple redox est disposé au niveau d'une phase solide ou gélifiée entourant au moins partiellement la première électrode. Selon un exemple de réalisation, le premier dispositif de variation du pH dans la première chambre comprend les pre- mières enzymes ou les premiers microorganismes adaptés à transformer la première substance pour fournir dans le solvant de la première chambre des ions hydronium. La pile comprend un deuxième dispositif de variation du pH dans la seconde chambre comprenant des deuxièmes enzymes ou des deuxièmes micro- organismes adaptés à transformer une troisième substance pour fournir dans le solvant de la seconde chambre des ions hydroxyle. Selon un exemple de réalisation, la pile comprend un troisième dispositif de variation du pH dans la première chambre comprenant des troisièmes enzymes ou des troisièmes micro- organismes, éventuellement identiques aux deuxièmes enzymes ou aux deuxièmes microorganismes, adaptés à transformer une qua- trième substance, éventuellement identique à la troisième subs- tance, pour fournir dans le solvant de la première chambre des ions hydroxyle. La pile comprend, en outre, un quatrième dispo- sitif de variation du pH dans la seconde chambre comprenant des quatrièmes enzymes ou des quatrièmes microorganismes, éventuel- lement identiques aux premières enzymes ou aux premiers micro- organismes, adaptés à transformer une cinquième substance, éven- tuellement identique à la première substance, pour fournir dans B8606 6 le solvant de la seconde chambre des ions hydronium. La pile comprend, en outre, un dispositif adapté à actionner les premier et deuxième dispositifs tout en bloquant les troisième et quatrième dispositifs et à actionner les troisième et quatrième dispositifs tout en bloquant les premier et deuxième dispositifs. Selon un exemple de réalisation, la pile comporte un dispositif de régénération du premier oxydant ou du premier réducteur comprenant des cinquièmes enzymes ou des cinquièmes microorganismes adaptés, dans le cas où les premières réactions comprennent la réduction du premier oxydant en le premier réducteur, à transformer le premier réducteur en le premier oxydant et, dans le cas où les premières réactions comprennent l'oxydation du premier réducteur en le premier oxydant, à transformer le premier oxydant en le premier réducteur. Selon un exemple de réalisation, les cinquièmes enzymes sont des enzymes du type tyrosinase ou peroxydase adaptées à favoriser l'oxydation de la forme réduite de ladite quinone en ladite quinone avec consommation de dioxygène ou d'eau oxygénée. Selon un exemple de réalisation, la pile comprend un passage reliant la première chambre à la seconde chambre, le passage étant muni d'une vanne à ouverture commandable. Selon un exemple de réalisation, la pile comprend des sixièmes enzymes ou des sixièmes microorganismes adaptés, dans le cas où les premières réactions comprennent la réduction du premier oxydant en le premier réducteur, à transformer le premier réducteur en le premier oxydant avec consommation de la deuxième substance, et, dans le cas où les premières réactions comprennent l'oxydation du premier réducteur en le premier oxydant, à transformer le premier oxydant en le premier réducteur avec consommation de la seconde substance. Selon un exemple de réalisation, le premier oxydant est l'ubiquinone et le premier réducteur est l'ubiquinol, la première substance étant le glucose et la deuxième substance étant l'eau oxygénée. Les premières enzymes sont les enzymes B8606 7 glucose oxydase adaptées à entraîner la production d'eau oxygénée à partir du glucose. Le second oxydant est une quinone et le second réducteur est une forme réduite de ladite quinone. Les sixièmes enzymes correspondent aux enzymes peroxydase adaptées à oxyder la forme réduite de ladite quinone en ladite quinone avec consommation d'eau oxygénée. Selon un exemple de réalisation, le premier oxydant est le déhydroascorbate et le premier réducteur est l'ascorbate, la première substance étant le glucose et la deuxième substance étant l'eau oxygénée. Les premières enzymes sont les enzymes glucose oxydase adaptées à entraîner la production d'eau oxygénée à partir du glucose. Le second oxydant est une quinone et le second réducteur est une forme réduite de ladite quinone. Les sixièmes enzymes correspondent aux enzymes peroxydase adaptées à oxyder la forme réduite de ladite quinone en ladite quinone avec consommation d'eau oxygénée. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante d'exemples de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les figures 1 à 6 représentent, de façon schématique, des exemples de réalisation d'une biopile selon l'invention ; la figure 7 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation d'un élément particulier de la biopile de la figure 4 ; et les figures 8 à 11 représentent, de façon schématique, d'autres exemples de réalisation d'une biopile selon l'invention. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Dans une biopile classique, les électrons capturés par l'électrode anodique sont produits directement à partir de l'oxydation d'un substrat biodégradable par une enzyme (un B8606 8 médiateur redox jouant éventuellement le rôle d'interface avec l'électrode). Le principe de la biopile selon la présente invention consiste à utiliser la réaction de dégradation du substrat par l'enzyme ou par le microorganisme, non plus directement pour la production des électrons capturés par l'électrode anodique, mais pour favoriser l'établissement ou le maintien d'une différence de potentiels entre les électrodes anodique et cathodique. Selon un exemple de réalisation d'une biopile selon l'invention, on utilise la dégradation du substrat pour obtenir une différence de pH entre l'anode et la cathode et on utilise à l'anode et/ou à la cathode, un ou plusieurs couples redox dont les potentiels redox varient en fonction du pH. En particulier, le même couple redox peut être utilisé à l'anode et à la cathode. La variation de pH entre l'anode et la cathode de la biopile se traduit par l'obtention d'une différence de potentiels entre les électrodes de la biopile. Selon un autre exemple de réalisation d'une biopile selon l'invention, on utilise à l'anode et/ou à la cathode, un ou plusieurs couples redox dont les potentiels redox varient en fonction des concentrations en solution de l'oxydant et du réducteur du couple redox. On utilise alors la réaction de dégradation du substrat par l'enzyme ou le microorganisme pour favoriser, pour au moins un couple redox, le maintien d'une forte différence entre la concentration de l'oxydant et la concentration du réducteur du couple de façon à obtenir une différence de potentiels entre les électrodes de la biopile. Selon un autre exemple de réalisation d'une biopile selon l'invention, on utilise des couples redox différents à l'anode et à la cathode de sorte qu'une différence de potentiels est normalement présente entre les électrodes cathodique et anodique. On utilise alors la réaction de dégradation du substrat par l'enzyme ou le microorganisme pour favoriser la régénération des espèces des couples redox pour assurer la B8606 9 pérennité des réactions d'oxydoréduction à l'anode et à la cathode. Les trois exemples de réalisation d'une biopile décrits précédemment peuvent être combinés, la réaction de dégradation du substrat par l'enzyme ou le microorganisme étant utilisée simultanément pour favoriser l'établissement d'une différence de pH entre l'anode et la cathode et/ou l'établissement d'une différence entre les concentrations de l'oxydant et du réducteur du couple redox à l'anode et/ou à la cathode et/ou la régénération des espèces des couples redox. La pile à combustible selon la présente invention est une biopile dans la mesure où la différence de potentiels entre les électrodes anodique et cathodique met en oeuvre une réaction impliquant la dégradation d'un substrat par une enzyme ou un microorganisme. En outre, la réaction de dégradation du substrat par l'enzyme ou le microorganisme n'intervenant plus pour fournir directement les électrons capturés par l'électrode anodique, il n'est plus nécessaire d'isoler l'anode du dioxygène. Ceci permet de simplifier la réalisation de la biopile. En outre, étant donné qu'il n'y a pas de connexion entre l'enzyme, ou le microorganisme, et le couple redox participant à la production d'électrons capturés à l'électrode anodique, il y a davantage de liberté quant au choix du couple redox. De plus, dans une biopile classique, il est nécessaire d'immobiliser les enzymes et le médiateur pour que les réactions qui conduisent à la production d'électrons se déroulent de façon convenable. L'activité des enzymes est donc limitée à une surface. Dans les exemples de réalisation de biopiles selon la présente invention, les enzymes ou les microorganismes ne participent pas direc- tement à la production d'électrons et ils peuvent être dispersés en solution. L'activité des enzymes ou des microorganismes s'étend alors dans un volume et n'est plus limitée à une surface, ce qui permet d'améliorer le rendement de la biopile. Des exemples de réalisation de biopiles selon l'inven- tion vont maintenant être décrits dans le cas où l'on utilise B8606 10 des couples redox dont les potentiels redox varient en fonction du pH. On appelle 0x1/Red1 le couple redox utilisé au niveau de la cathode de la biopile. Le potentiel redox E1 du couple 0x1/Red1 varie en fonction du pH à la cathode, appelé pH1. La demi-réaction électronique associée au couple redox 0x1/Red1 est la suivante : Ox1+ne +qH+=Red1+gH2O (5) où n et q sont des entiers. Le potentiel redox E1 du couple 10 0x1/Red1, donné par la loi de Nernst, s'écrit de la façon suivante q•R•T•lnlO R•T•lnl0 "[Ox1] E1 =E1 ù n•F pHl+ n•F log~[Red1]/ (6) 0 où El est le potentiel standard du couple redox 0x1/Red1, R est la constante des gaz parfaits, F est le nombre de Faraday et T 15 est la température absolue. On appelle 0x2/Red2 le couple redox utilisé au niveau de l'anode de la biopile. Le potentiel redox E2 du couple 0x2/Red2 varie en fonction du pH à l'anode, appelé pH2. La demi-réaction électronique associée au couple redox 0x2/Red2 est la 20 suivante Ox2+n'e +q'H+=Red2 +qH2O (7) où n' et q' sont des entiers. Le potentiel redox E2 du couple 0x2/Red2, donné par la loi de Nernst, s'écrit de la façon suivante E o q'•R•T•lnl0 H R•T•ln101o ( [Ox2] 2 E2 n'•F p 2 + n'•F g [Red2] 0 où E2 est le potentiel standard du couple redox 0x2/Red2. La différence de potentiels AE entre les électrodes de la biopile est égale à : AE=E1ùE2 o o R•T•1nl0 30 =E1 ùE2 ù 25 (8) F (9) 1 npH1 --pH2 --log 7 [0)(1 1 log( [Red2 [Red1n' g [Ox2] ii B8606 11 Dans le cas où les entiers n, q, n' et q' sont égaux à l'unité, et en considérant que les concentrations sont initialement égales et varient peu, la relation (9) devient : R • T • 1n10 ( ( [Ox1 ][Red2 ] " AE = E1 -E2 - pH1 -pH2 -log~ (10) F [Red1][Ox2 i La présente invention prévoit de favoriser au moins dans l'une des chambres de la biopile une première série de réactions chimiques faisant intervenir des enzymes ou des microorganismes et entraînant une diminution du pH de la solu- tion dans la chambre ou une seconde série de réactions chimiques 10 faisant intervenir des enzymes ou des microorganismes et entraînant une augmentation du pH de la solution dans la chambre. La biopile comprend, en outre, un dispositif qui, tout en assurant un pont salin entre l'anode et la cathode de la biopile empêche ou réduit le transfert d'ions H+ ou OH- entre l'anode et la 15 cathode pour maintenir une différence de pH entre l'anode et la cathode. Toute réaction aboutissant à la formation d'ions H+, et donc à une diminution du pH, peut convenir pour la première série de réactions. C'est en particulier le cas de l'oxydation 20 du D-glucose, ou stéréoisomère D du glucose, par l'enzyme glucose oxydase (GOD), qui aboutit à la formation d'acide gluconique (susceptible de libérer un ion H+) et d'eau oxygénée. L'eau oxygénée, qui peut être toxique, pourra si nécessaire être dégradée par l'enzyme catalase ce qui permettra de régénérer du 25 dioxygène, protégeant ainsi l'organisme des effets potentiellement toxiques de l'eau oxygénée. Les réactions mises en oeuvre sont les suivantes : D - glucose + 02 glucose oxydase >D - acide gluconique + H202 D - acide gluconique D - gluconate + H+ 3 0 H202 catalase ~ 2 02 +H20 (11) La première série de réactions peut correspondre à l'oxydation du L-glucose, ou stéréoisomère L du glucose, par5 B8606 12 l'enzyme L-fucose déshydrogénase. Les réactions mises en oeuvre sont les suivantes : L-fucose L - glucose + NADP deshydrogénase > L - glucono -1,5 - lactone + NADPH L - glucono -1,5 - lactone + H20 L - acide gluconique + H+ (12) où le composé NADP correspond au Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate et où le composé NADPH correspond au même composé une fois réduit. La seconde série de réactions mises en oeuvre par la présente invention pour rendre basique une solution peut correspondre à la dégradation de l'urée par l'enzyme uréase qui aboutit à la formation d'ions ammonium NH4+ et d'ions hydroxyle OH-. Les réactions mises en oeuvre sont les suivantes : NH2 -CO -NH2 +H20 urease >CO2 + 2NH3 2NH3 +H202NH4 +2OH (13) Les réactions (11) et (13) présentent l'avantage de pouvoir être directement mises en oeuvre avec une solution biologique qui contient naturellement du D-glucose, qui est le glucose participant à la glycémie, et de l'urée. Les réactions (12) peuvent facilement être mises en oeuvre avec une solution biologique qui contient naturellement le composé NADP. Il suffit alors d'ajouter du L-glucose à la solution biologique. La figure 1 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation d'une biopile 10 selon l'invention. La biopile 10 comprend une enceinte 12, dans laquelle sont délimitées deux chambres 14A, 14B séparées par une membrane 16 dont le rôle sera décrit plus en détail par la suite. Dans le présent exemple de réalisation, on considère que, au moins pendant une phase de fonctionnement de la biopile 10, l'énergie électrique fournie par la biopile 10 provient d'une réaction de réduction se pro- duisant dans la chambre 14A et d'une réaction d'oxydation se produisant dans la chambre 14B de sorte que la chambre 14A est appelée chambre cathodique et la chambre 14B est appelée chambre anodique. Les chambres anodique et cathodique 14A, 14B de la B8606 13 biopile sont au moins en partie symétriques l'une de l'autre et les mêmes références sont utilisées pour désigner des éléments identiques des chambres avec le suffixe A pour un élément de la chambre cathodique 14A et avec le suffixe B pour un élément de la chambre anodique 14B. Chaque chambre 14A, 14B comprend une électrode 18A, 18B constituée d'un matériau bon conducteur électronique, par exemple un métal, un alliage métallique, du carbone, un polymère conducteur, un matériau semiconducteur ou un mélange de ces matériaux. Chaque électrode 18A, 18B est plongée dans une première solution 19A, 19B dont le volume est délimité par une membrane semi-perméable 20A, 20B. La membrane 20A, 20B est plongée dans une seconde solution 21A, 21B dont le volume est délimité par la membrane 20A, 20B et par une membrane semi- perméable 22A, 22B. La membrane 22A, 22B est plongée dans une solution 23A, 23B dont le volume est délimité par la membrane 22A, 22B, l'enceinte 12 et la membrane 16. Les électrodes 18A, 18B sont connectées à une charge 24. Le couple redox 0x1/Red1 est dissous dans la solution 19A et le couple 0x2/Red2 est dissous dans la solution 19B. Dans le présent exemple de réalisation, les couples redox 0x1/Red1 et 0x2/Red2 sont identiques. Il s'agit, par exemple du couple redox dont le réducteur Red' est l'hydroquinone, ou benzène-1,4-diol, ayant la formule brute C6H4(OH)2 et dont l'oxydant 0x1 correspond à la forme oxydée de l'hydroquinone. Plus précisément, l'oxydant 0x1 a la formule brute C6H402 et correspond au cyclohexa-2,5-diène-1,4-dione, également appelé 1,4-cyclohexadiènédione, 1,4-benzoquinone, p-benzoquinone ou parabenzoquinone. Dans la suite de la description, on utilisera le terme benzoquinone pour désigner le cyclohexa-2,5-diène-1,4-dione. Au niveau de la chambre cathodique 14A, la demi-réaction électronique de réduction de la benzoquinone en hydroquinone, favorisée dans la solution 19A, est la suivante : C6H4O2 + 2H+ + 2e -* C6H4(OH)2 (14) B8606 14 Dans la solution 21A, on privilégie les réactions (11) ou (12) décrites précédemment. A titre d'exemple, on dispose des enzymes GOD dans la solution 21A. Les membranes 20A et 22A sont choisies pour ne pas laisser passer les enzymes GOD. Pour limiter la diffusion du couple redox 0x1/Red1, la membrane 20A peut être choisie pour ne pas laisser passer la benzoquinone ou l'hydroquinone. Par ailleurs, la membrane 22A est choisie pour laisser passer le glucose et le gluconate. Les membranes 20A, 22A peuvent être des membranes de dialyse. Le seuil de coupure de la membrane 20A peut alors être d'environ 100 Daltons et le seuil de coupure de la membrane 22A peut être de l'ordre de 4000 à 60000 Daltons. La membrane 20A ou la membrane 22A peut correspondre à une membrane chargée. Il peut être souhaitable de supprimer la membrane 20A en particulier lorsque le couple redox 0x1/Red1 n'a pas d'effet inhibiteur sur les enzymes GOD. Dans ce cas, il est avantageux d'utiliser un couple redox 0x1/Red1 correspondant à des molécules de poids moléculaire plus élevé que le couple benzoquinone/hydroquinone de façon que, lorsque la membrane 22A est une membrane de dialyse, le seuil de la membrane 22A soit suffisamment faible pour retenir le couple redox 0x1/Red1 et suffisamment élevé pour permettre le passage du glucose et du gluconate. Au niveau de la chambre anodique 14B, la demi-réaction 25 électronique d'oxydation de l'hydroquinone, favorisée dans la solution 19B, est la suivante : C6H4(OH)2 C6H4O2 +2H+ +2e (15) Dans la solution 21B, on privilégie les réactions (13). A titre d'exemple, on dispose des enzymes uréase dans la 30 solution 21B. La benzoquinone et l'hydroquinone tendant à inhiber les enzymes uréase, la membrane 20B est choisie pour ne pas laisser passer les enzymes uréase, la benzoquinone et l'hydroquinone. Par ailleurs, la membrane 22B est choisie pour ne pas laisser passer les enzymes uréase et pour laisser passer 35 l'urée, les ions ammonium NH4+ et les ions hydroxyle OH-. B8606 15 A titre d'exemple, les membranes 20B et 22B correspondent à des membranes de dialyse. Dans ce cas, le seuil de cou-pure de la membrane 20B peut être d'environ 100 Daltons et le seuil de coupure de la membrane 22B peut être de l'ordre de 4000 à 60000 Daltons. La membrane 20B ou la membrane 22B peut correspondre à une membrane chargée. Les membranes 16, 20A, 22A, 20B, 22B sont perméables au solvant qui constitue les solutions 19A, 19B, 21A, 21B, 23A, 23B. La membrane 16 est adaptée à assurer l'équilibre ionique entre les chambres 14A et 14B. Il s'agit, par exemple, d'une membrane constituée de gel ou d'hydrogel organique ou inorganique, d'une membrane lipidique associée à une protéine transmembranaire, d'un polymère conducteur ionique, etc... A titre d'exemple, la membrane 16 correspond à une membrane gel du type Agar-Agar ou Agarose chargée en chlorure de potassium (KCl). Une telle membrane 16 empêche ou au moins réduit fortement le passage des ions H+ de la chambre cathodique 14A vers la chambre anodique 14B et des ions hydroxyle OH- de la chambre anodique 14B vers la chambre cathodique 14A. Une telle membrane 16 est chargée en ions K+ et Cl- de façon à permettre la libération d'ions K+ dans la chambre anodique 14B et d'ions Cl- dans la chambre cathodique 14A pour assurer l'équilibre ionique global des solutions. La membrane 16 assure le maintien de la différence de pH entre les chambres 14A et 14B en limitant le transfert des ions H+ et OH- d'une chambre 14A, 14B à l'autre. Des moyens, non représentés, permettent d'assurer l'alimentation de la solution 23A en glucose et de la solution 23B en urée. Pour ce faire, l'enceinte 12 peut être plongée dans une solution contenant du glucose et de l'urée, par exemple une solution biologique. On peut alors prévoir une ou plusieurs vannes au niveau de l'enceinte 12 permettant, lorsqu'elles sont ouvertes, de faire communiquer les solutions 23A, 23B avec l'extérieur. A titre d'exemple, l'enceinte 12 peut être constituée en totalité d'une membrane semi-perméable dont le seuil de B8606 16 coupure est suffisamment élevé pour laisser passer le glucose et l'urée. De façon générale, la forme des électrodes 18A, 18B est adaptée à assurer un échange électronique le plus efficace possible avec les couples redox 0x1/Red1 et 0x2/Red2. A titre d'exemple, les électrodes 18A, 18B peuvent avoir la forme de grille. Le fonctionnement de la biopile 10 est le suivant. Initialement, les solutions 19A et 19B peuvent comprendre des concentrations identiques de benzoquinone et d'hydroquinone, par exemple sous la forme de complexes benzoquinone/hydroquinone. Initialement, les pH des solutions 19A, 19B sont sensiblement identiques, par exemple de l'ordre de 7. Les potentiels redox du couple benzoquinone/hydroquinone dans la chambre cathodique 14A et dans la chambre anodique 14B sont donc initialement sensiblement égaux. Du glucose est introduit dans la solution 23A et de l'urée est introduite dans la solution 23B. La réaction de dégradation du glucose dans la solution 21A conduit à une diminution du pH dans la solution 21A, puis dans la solution 19A entourée par la solution 21A. La diminution du pH dans la solution 19A se traduit par une augmentation du potentiel redox du couple benzoquinone/hydroquinone dans la chambre cathodique 14A. Parallèlement, la réaction de dégradation de l'urée dans la solution 21B conduit à une augmentation du pH dans la solution 21B, puis dans la solution 19B entourée par la solution 21B. L'augmentation du pH dans la solution 19B se traduit par une diminution du potentiel redox du couple benzoquinone/hydroquinone dans la chambre cathodique 14B. On obtient une différence de potentiels entre les électrodes 18B et 18A donnée par la relation (9). La demi-réaction électronique (14) se produit donc dans la chambre cathodique 14A et la demi-réaction électronique (15) se produit dans la chambre anodique 14B. La Demanderesse a réalisé une biopile 10 permettant d'obtenir une puissance de 10,2 pW, avec une puissance surfa- B8606 17 cique de 2,4 pW/cm2 pour une différence de potentiels AE de 0,30 V. Selon une variante, on peut prévoir une membrane supplémentaire entourant la membrane 20A et correspondant à une membrane chargée réalisée à partir du matériau connu sous l'appellation Nafion. Une telle membrane permet de ne pas laisser passer les anions, par exemple les anions bicarbonate HCO3-, alors qu'elle laisse passer les cations et le glucose. Ceci permet d'éviter une variation du pH dans la solution 19A en raison d'anions présents dans la solution d'apport du glucose, par exemple une solution biologique. On peut prévoir une membrane supplémentaire entourant la membrane 20B et correspondant à une membrane chargée ne laissant pas passer les cations et laissant passer les anions. Ceci permet d'éviter une variation du pH dans la solution 19B en raison de cations présents dans la solution d'apport d'urée, par exemple une solution biologique. Des couples redox autres que le couple benzoquinone/ hydroquinone pourraient être utilisés. Par exemple, on peut utiliser un couple redox dont l'oxydant est une quinone et dont le réducteur est une forme réduite de ladite quinone. En outre, dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, le même couple redox est utilisé dans la chambre anodique et dans la chambre cathodique. Toutefois, un premier couple redox peut être utilisé dans la chambre anodique et un second couple redox, différent du premier couple, peut être utilisé dans la chambre cathodique. Dans ce cas, initialement lorsque les pH des chambres 14A, 14B sont identiques, les potentiels redox des couples dans les chambres 14A et 14B peuvent être différents selon l'équation (9). La différence de pH due à l'action des enzymes dans les chambres 14A, 14B peut alors être utilisée pour accroître davantage la différence de potentiels entre les chambres 14A et 14B. Dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, on a fait varier le pH à la fois dans la chambre cathodique 14A et dans la chambre anodique 14B. Toutefois, indépendamment du fait B8606 18 que le même couple redox ou des couples redox différents sont utilisés dans les chambres 14A et 14B, une variation du pH dans une seule des chambres 14A, 14B peut être suffisant pour obtenir une différence convenable entre le potentiel redox du couple redox présent dans la chambre cathodique 14A et le potentiel redox du couple redox présent dans la chambre anodique 14B. A titre d'exemple, par rapport à l'exemple de réalisation décrit précédemment, seules des enzymes glucose oxydase GOD peuvent être disposées dans la solution 21A, les enzymes uréase n'étant pas présentes et la membrane 22B pouvant être supprimée. La solution 19B peut avoir un pH sensiblement neutre ou légèrement basique s'il s'agit d'une solution biologique. En effet, la diminution de pH dans la solution 19A due à l'oxydation du glucose par l'enzyme GOD entraîne une augmentation du potentiel redox du couple redox benzoquinone/hydroquinone dans la solution 19A par rapport au potentiel redox du couple redox benzoquinone/hydroquinone dans la solution 19B, ce qui permet l'établissement de la demi-réaction (14) dans la chambre cathodique 14A et de la demi-réaction (15) dans la chambre anodique 14B. Selon un autre exemple, seules les enzymes uréase peuvent être disposées dans la solution 21B, les enzymes GOD n'étant pas présentes et la membrane 21A étant supprimée. En effet, l'augmentation de pH dans la solution 19B due à la dégradation de l'urée par l'enzyme uréase entraîne une diminution du poten- tiel redox du couple redox benzoquinone/hydroquinone dans la solution 19B par rapport au potentiel redox du couple redox benzoquinone/hydroquinone dans la solution 19A, ce qui permet l'établissement de la demi-réaction (14) dans la chambre cathodique 14A et de la demi-réaction (15) dans la chambre anodique 14B. Lors du fonctionnement décrit précédemment de la biopile 10, on produit de l'hydroquinone en consommant de la benzoquinone dans la chambre cathodique 14A et on produit de la benzoquinone en consommant de l'hydroquinone dans la chambre anodique 14B. Les réactions (14) et (15) vont donc s'interrompre B8606 19 lorsque la concentration de benzoquinone sera trop faible dans la chambre cathodique 14A et que la concentration en hydroquinone sera trop faible dans la chambre anodique 14B. Plusieurs possibilités peuvent être prévues pour éviter l'arrêt du fonctionnement de la pile 10. Selon un exemple de réalisation de biopile permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A, 14B, la biopile comprend des moyens de vidange et d'apport de benzoquinone dans la chambre cathodique 14A et d'hydroquinone dans la chambre anodique 14B de sorte que la réaction (14) se poursuive dans la chambre cathodique 14A et que la réaction (15) se poursuive dans la chambre anodique 14B. Selon un autre exemple de réalisation de biopile permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A, 14B, les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont choisis de façon à être réversibles, ce qui est le cas du couple benzoquinone/hydroquinone. L'ensemble formé par la membrane 20A, la solution 19A et l'électrode 18A peut être retiré de la solution 21A et disposé dans la solution 21B. En outre, l'ensemble formé par la membrane 20B, la solution 19B et l'électrode 18B peut être retiré de la solution 21B et disposé dans la solution 21A. L'échange est réalisé dès que les réactions (14) et (15) tendent à s'arrêter. Une fois l'échange réalisé et lorsque les pH se sont stabilisés, les réactions (14) et (15) peuvent se poursuivre puisque l'hydroquinone a été renouvelée dans la chambre anodique 14B et que la benzoquinone a été renouvelée dans la chambre cathodique 14A. Selon un autre exemple de réalisation de biopile permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A, 14B, les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont choisis de façon à être réversibles. Lorsque les réactions (14) et (15) tendent à s'arrêter, les électrodes 18A, 18B sont connectées à une source d'énergie suffisante de façon à forcer, dans les chambres 14A, 14B, les demi-réactions inverses des demi-réactions (14) et (15), c'est-à-dire, de façon à favo- B8606 20 riser dans la chambre anodique 14B, la réduction de la quinone en hydroquinone, et de façon à favoriser, dans la chambre cathodique 14A, l'oxydation d'hydroquinone en benzoquinone. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation de biopile 30 permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A, 14B lorsque les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont des couples réversibles. La biopile 30 comprend une enceinte secondaire 32A qui communique avec la solution 19A par une ouverture 33A. Une vanne 34A, lors- qu'elle est ouverte, met en communication le contenu de l'enceinte secondaire 32A avec la solution 19A. Une membrane semi-perméable 35A sépare le contenu de l'enceinte secondaire 32A de la solution 19A. L'enceinte secondaire 32A comprend une ou plusieurs enzymes adaptées à produire de la benzoquinone à partir de l'hydroquinone. La membrane 35A est choisie pour ne pas laisser passer les enzymes contenues dans l'enceinte 32A et pour laisser passer la benzoquinone et l'hydroquinone. A titre d'exemple, l'enzyme présente dans l'enceinte secondaire 32A est une tyrosinase du type polyphénol oxydase qui favorise la réaction suivante : C6H4 (OH)2 + 2 02 tyrosinase >C6H4O2 + H2O (16) Selon un autre exemple, l'enzyme est une peroxydase qui favorise, en présence d'eau oxygénée, la réaction suivante : C6H4(OH)2 +H2O2 peroxydase >C6H402+2H20 (17) Le fonctionnement de la biopile 30 est le suivant. En fonctionnement normal, la vanne 34A est fermée et le fonctionnement de la biopile 30 est identique à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la biopile 10. Lorsque la concentration de benzoquinone dans la chambre cathodique 14A doit être augmentée, la vanne 34A est ouverte. L'hydroquinone pénètre alors dans l'enceinte secondaire 32A dans laquelle elle est transformée en benzoquinone sous l'action des enzymes pré-sentes dans l'enceinte 32A. Lorsque la concentration de benzoquinone est suffisante, la vanne 34A est fermée. B8606 21 Le renouvellement de l'hydroquinone dans la chambre anodique 24B peut être réalisé par ajout d'hydroquinone dans la solution 19B. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation de biopile 36 permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A, 14B lorsque les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont des couples réversibles. La biopile 36 comprend l'ensemble des éléments de la biopile 30 et comprend, en outre, au niveau de la chambre anodique 14B, une enceinte secondaire 32B analogue à l'enceinte secondaire 32A. L'enceinte secondaire 32B comprend une ou plusieurs enzymes adaptées à produire de l'hydroquinone à partir de la benzoquinone. La membrane 35B est choisie pour ne pas laisser passer les enzymes contenues dans l'enceinte 32B et pour laisser passer la benzoquinone et l'hydroquinone. A titre d'exemple, l'enzyme présente dans l'enceinte secondaire 32B est une diaphorase qui favorise la réaction suivante : C6H402 +2NADPH diaphorase >C6H4(OH)2 +2NADP (18) La biopile 36 comprend alors des moyens d'apport du composé NADPH dans l'enceinte secondaire 32B. Il peut être avantageux de prévoir un apport du composé NADPH dans l'enceinte secondaire 32B plutôt qu'un apport d'hydroquinone dans la solution 19B dans la mesure où ceci permet de maintenir les concentrations de benzoquinone et d'hydroquinone dans des plages limitées. Selon un autre exemple, l'enzyme présente dans l'enceinte secondaire 32B est une para-benzoquinone réductase qui favorise une réaction identique à la réaction (18). Selon un autre exemple, l'enzyme présente dans l'enceinte 30 secondaire 32B est une L-malate déshydrogénase qui favorise la réaction suivante : C6H4O2 +(S)ûmalate L malatedéshydrogénase >C6H4(OH)2 +oxaloacétate (19) Le fonctionnement de la biopile 36 va maintenant être décrit. En fonctionnement normal, les vannes 34A et 34B sont 35 fermées et le fonctionnement de la biopile 36 est identique à ce B8606 22 qui a été décrit précédemment en relation avec la biopile 10. Lorsque la concentration de benzoquinone dans la chambre cathodique 14A doit être augmentée et que la concentration en hydroquinone dans la chambre anodique 14B doit être augmentée, les vannes 34A et 34B sont ouvertes. L'hydroquinone pénètre alors dans l'enceinte secondaire 32A dans laquelle elle est transformée en benzoquinone sous l'action des enzymes présentes dans l'enceinte 32A et la benzoquinone pénètre alors dans l'enceinte secondaire 32B dans laquelle elle est transformée en hydro- quinone sous l'action des enzymes présentes dans l'enceinte 32B. Lorsque les concentrations en benzoquinone et hydroquinone sont suffisantes, les vannes 34A et 34B sont fermées. Selon une variante de la biopile 36, seule l'enceinte secondaire 32B peut être présente. Le renouvellement de la benzoquinone au niveau de la chambre cathodique 14A peut alors être réalisé par apport de benzoquinone dans la solution 19A. La figure 4 représente un autre exemple de réalisation de biopile 37 permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A, 14B lorsque les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont des couples réversibles. La biopile 37 comprend l'ensemble des éléments de la biopile 10 et comprend, en outre, une conduite 38 étanche qui débouche à une extrémité dans la solution 19A et qui débouche à l'extrémité opposée dans la solution 19B. Une vanne 39 est prévue dans la conduite 38. Les moyens de commande de la vanne 39 ne sont pas représentés. Le fonctionnement de la biopile 37 va maintenant être décrit. En fonctionnement normal, la vanne 39 est fermée et le fonctionnement de la biopile 37 est identique à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la biopile 10. Lorsque la concentration de benzoquinone dans la chambre cathodique 14A doit être augmentée et que la concentration en hydroquinone dans la chambre anodique 14B doit être augmentée, la vanne 39 est ouverte. De l'hydroquinone se propage alors depuis la solution 19A jusqu'à la solution 19B et de la benzoquinone se propage B8606 23 depuis la solution 19B jusqu'à la solution 19A. Lorsque les concentrations d'hydroquinone et de benzoquinone sont sensiblement égales dans chaque solution 19A et 19B, la vanne 39 est fermée. La figure 5 représente un autre exemple de réalisation de biopile 40 permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A et 14B lorsque les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont des couples réversibles. La biopile 40 reprend les mêmes éléments que la biopile 10 repré- sentée en figure 1 à l'exception des membranes 22A et 22B. En outre, la biopile 40 comprend quatre dispositifs de variation de pH 42C, 42D, 42E et 42F. Dans la suite de la description, on ajoute les suffixes "Cu, "D", "E" et "F" pour désigner des éléments associés respectivement aux dispositifs de variation de pH 42C, 42D, 42E et 42F. Seul le dispositif de variation de pH 42C va être décrit. Le dispositif 42C comprend une enceinte 44C étanche et une vanne 46C qui, lorsqu'elle est ouverte, met en communication le contenu de l'enceinte 44C avec le milieu extérieur. Le dispositif 42C comprend une vanne 48C qui, lorsqu'elle est ouverte, met en communication le contenu de l'enceinte 44C avec la solution 23A. Le dispositif 42C comprend une membrane 50C disposée entre la vanne 46C et le contenu de l'enceinte 44C et une membrane 52C disposée entre la vanne 48C et le contenu de l'enceinte 44C. Les dispositifs de variation de pH 42D, 42E et 42F ont des structures similaires à celle du dispositif de variation de pH 42C, la vanne 48E du dispositif 42E débouchant au niveau de la chambre 14A et les vannes 48D et 48F des dispositifs 42D et 42F débouchant au niveau de la chambre 14B. Les dispositifs 42C et 42D sont du type permettant la diminution du pH de la solution qu'ils contiennent. A titre d'exemple, les dispositifs 42C et 42F permettent une acidification de la solution contenue dans l'enceinte 44C, 44F associée selon les réactions (11) décrites précédemment. Les dispositifs 42E et 42F sont du type permettant l'augmentation du pH de la solution qu'ils contiennent. A titre d'exemple, les B8606 24 dispositifs 42E, 42F permettent une alcalinisation de la solution contenue dans l'enceinte 44E, 44F associée selon les réactions (13) décrites précédemment. Un exemple de fonctionnement de la pile 40 est le suivant. Parallèlement au cycle d'ouvertures des vannes 48C à 48F qui va maintenant être décrit, les vannes 46C à 46F des dispositifs 42C à 42F sont commandées pour alimenter les enceintes 44C à 44F en glucose et/ou en urée de façon que les enceintes 44C à 44F contiennent des solutions ayant le pH désiré. Initia- lement, les solutions 19A et 19B ont le même pH. Pendant une première phase de fonctionnement, la vanne 48C est ouverte, la vanne 48D est fermée, la vanne 48E est fermée et la vanne 48F est ouverte. Des ions H+ sont alors libérés dans la chambre 14A par le dispositif 42C entraînant une diminution du pH de la solution 19A et des ions OH- sont libérés par le dispositif 42F entraînant une augmentation du pH de la solution 19B. La diminution de pH de la solution 19A se traduit par une augmentation du potentiel redox du couple redox présent dans la chambre 14A et l'augmentation de pH de la solution 19B se traduit par une diminution du potentiel redox du couple redox présent dans la chambre 14B. La réaction de réduction (14) décrite précédemment se produit dans la chambre 14A et la réaction d'oxydation (15) décrite précédemment se produit dans la chambre 14B. On observe donc un transfert d'électrons de l'électrode 18B, qui joue le rôle d'électrode anodique, vers l'électrode 18A, qui joue le rôle d'électrode cathodique, à travers la charge 24. Pendant une seconde phase de fonctionnement, la vanne 48C est fermée, la vanne 48D est ouverte, la vanne 48E est ouverte et la vanne 48F est fermée. Des ions H+ sont alors libérés par le dispositif 42D entraînant une diminution du pH de la solution 19B. Simultanément, des ions OH- sont libérés par le dispositif 42E entraînant une augmentation du pH de la solution 19A. La diminution de pH de la solution 19B se traduit par une augmentation du potentiel redox du couple redox présent dans la chambre 14B et l'augmentation de pH de la solution 19A se B8606 25 traduit par une diminution du potentiel redox du couple redox présent dans la chambre 14A. La réaction de réduction (14) décrite précédemment se produit dans la chambre 14B et la réaction d'oxydation (15) décrite précédemment se produit dans la chambre 14A. On observe donc un transfert d'électrons de l'électrode 18A, qui joue le rôle d'électrode anodique, vers l'électrode 18B, qui joue le rôle d'électrode cathodique, à travers la charge 24. Les pôles de la biopile 40 sont donc inversés dans la seconde phase par rapport à la première phase. Les première et seconde phases peuvent être alternées de façon cyclique. La figure 6 représente un autre exemple de réalisation de biopile 60 permettant le renouvellement des espèces chimiques dans les chambres 14A et 14B lorsque les couples redox présents dans les chambres 14A et 14B sont des couples réversibles. La biopile 60 peut avoir la même disposition des membranes 20A, 20B, 22A, 22B que la biopile 10. Des enzymes favorisant des réactions entraînant une diminution de pH, par exemple les réactions (11) ou (12) décrites précédemment, sont contenues dans des réservoirs 62C disposés dans la solution 21A et dans des réservoirs 62D disposés dans la solution 21B. Des enzymes favorisant des réactions entraînant une augmentation de pH, par exemple la réaction (13) décrite précédemment, sont contenues dans des réservoirs 62E disposés dans la solution 21A et dans des réservoirs 62F disposés dans la solution 21B. Chaque réservoir 62C à 62F peut passer d'une première configuration, dite "fermée", dans laquelle le réservoir est sensiblement étanche, c'est-à-dire que le contenu du réservoir 62C à 62F ne communique pas ou très peu avec la solution 21A, 21B, à une seconde configuration, dite "ouverte", dans laquelle le contenu du réservoir communique avec la solution 21A, 21B. L'ouverture et la fermeture des réservoirs 62C à 62F peuvent être commandées électriquement. A titre d'exemple, chaque réservoir 62C à 62F comprend deux bornes de commande 64C à 64F et 66C à 66F et peut changer de configuration en fonction de la tension appliquée entre les bornes de commande 64C à 64F et 66C à 66F B8606 26 associées. Les réservoirs 62C à 62F sont montés en parallèle entre deux pistes 68C à 68F et 70C à 70F. Une tension VC à VF est appliquée entre les pistes 68C à 68F et 70C à 70F pour commander l'ouverture ou la fermeture des réservoirs 62C à 62F associés. La figure 7 représente de façon schématique un exemple de réalisation de l'un des réservoirs 62C. Les réservoirs 62D à 62F peuvent avoir une structure analogue au réservoir 62C. Le réservoir 62C a la forme d'une boîte 72 fermée par un couvercle 74 relié au reste de la boîte 72 par une charnière 76. La charnière 76 est constituée d'un matériau électroactif, par exemple d'un polymère électroactif. Il s'agit par exemple de polymères électroactifs commercialisés par la société Micromuscle. Il existe plusieurs types de polymères électroactifs. Le polymère électroactif peut être du type IPMC (Ionic Polymer Metal Composite) et correspondre à une membrane de polymères polyélectrolytes réticulés remplis d'eau sur deux faces de laquelle sont formées des électrodes. Pour un IPMC, l'applica- tion d'un champ électrique entre les deux électrodes entraîne un déplacement d'ions à l'intérieur de la membrane, ce qui change la répartition du solvant à proximité de chaque électrode d'où l'obtention d'une déformation de la membrane. Il peut s'agir également d'un polymère conducteur (CP) qui est un matériau ayant la propriété de perdre et de gagner facilement des électrons, par réactions d'oxydoréduction, quand il est soumis à une tension. Plongés dans une solution contenant des ions, un polymère conducteur va attirer/repousser certains ions pour lesquels il est perméable, entraînant une déformation du poly- mère. Il peut s'agir également d'un polymère diélectrique comprenant un film d'élastomère disposé entre deux électrodes compliantes qui, lorsqu'elles sont soumises à un champ élec- trique, vont s'attirer et comprimer l'élastomère. La borne 64C est reliée à une face de la charnière 76 et la borne 66C est reliée à la face opposée. A titre d'exemple, lorsqu'aucune tension n'est appliquée entre les bornes 64C, 66C, la charnière B8606 27 76 est dans une configuration dans laquelle le couvercle 74 est ouvert. Lorsqu'une tension suffisante est appliquée entre les bornes 64C, 66C, la charnière 76 est dans une configuration dans laquelle le couvercle 74 est rabattu contre la boîte 72. D'autres formes de réservoirs pourraient être prévues, la forme du réservoir devant être adaptée pour obtenir une étanchéité acceptable lorsque le réservoir est fermé. Le fonctionnement de la biopile 60 est identique à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la biopile 40, les réservoirs 62C, 62D, 62E et 62F jouant respectivement le rôle du dispositif 42C, 42D, 42E et 42F. Une ouverture (inversement une fermeture) de la vanne 48C à 48F d'un dispositif 42C à 42F pour la biopile 40 correspond à une ouverture (inversement une fermeture) des réservoirs 62C à 62F pour la biopile 60. La figure 8 représente un autre exemple de réalisation de biopile 70. Par rapport à la biopile 10 représentée en figure 1, le couple redox 0x1/Red1 est disposé au niveau d'une phase poreuse, solide ou gélifiée 72A recouvrant l'électrode 18A et plongée dans la solution 21A. De même, le couple redox 0x2/Red2 est disposé au niveau d'une phase poreuse, solide ou gélifiée 72B recouvrant l'électrode 18B et plongée dans la solution 21B. Les membranes 20A et 20B ne sont alors plus présentes. Le fait d'immobiliser les couples redox au niveau d'une phase poreuse, solide ou gélifiée, permet de réduire l'encombrement global de la biopile 70. La figure 9 représente un autre exemple de réalisation de biopile 80. Par rapport à la biopile 70 représentée en figure 8, les enzymes participant à la diminution du pH à la cathode sont disposées au niveau d'une phase poreuse, solide ou gélifiée 82A recouvrant la phase 72A et plongée dans la solution 23A. De même, les enzymes participant à l'augmentation du pH sont disposées au niveau d'une phase poreuse, solide ou gélifiée 82B recouvrant la phase 72B et plongée dans la solution 23B. Les membranes 22A et 22B ne sont alors plus présentes. Le fait d'immobiliser les enzymes participant à la variation de pH au B8606 28 niveau de phases poreuses, solides ou gélifiées, permet de réduire l'encombrement global de la biopile 80. Ceci permet, en outre, de rapprocher le plus possible le volume dans lequel la variation de pH est initiée du volume où se trouvent les couples redox dont le potentiel redox varie en fonction du pH. Ceci permet d'améliorer l'efficacité de la pile. Des exemples de réalisation de biopiles selon l'invention vont maintenant être décrits dans le cas où l'on utilise la réaction de dégradation d'un substrat biodégradable par des enzymes ou des microorganismes pour favoriser la régénération des espèces chimiques des couples redox et/ou favoriser l'apparition pour au moins l'un des couples redox d'une différence entre la concentration de l'oxydant et la concentration du réducteur du couple redox pour faire varier le potentiel redox de ce couple redox. La figure 10 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation d'une biopile 90 selon l'invention. La biopile 90 comprend un sac 92, constitué d'une membrane semi-perméable et entourant un contenu 94, par exemple une solution aqueuse, un solvant organique, un gel, une pâte, un polymère, etc. Une électrode 96 est plongée dans le contenu 94. Un autre sac 98, constitué d'une membrane semi-perméable, est placé dans le contenu 94. Le sac 98 contient une solution 100. Une électrode 102 est plongée dans la solution 100. Les électrodes 96, 102 sont connectées à une charge 104. Le sac 92 est plongé dans une solution 106. Un couple redox 0x1/Red1 est dissous dans la solution 100 et un couple 0x2/Red2 est dissous dans le contenu 94. Dans le présent exemple de réalisation, les couples redox 0x1/Red1 et 0x2/Red2 sont différents. A titre d'exemple, le réducteur Red' est l'hydroquinone, notée QH2, et l'oxydant 0x1 correspond à la forme oxydée de l'hydroquinone, ou benzoquinone, notée Q. Dans la solution 100, on favorise la réduction de la benzoquinone en hydroquinone selon la réaction (14). A titre d'exemple, l'oxy- dant 0x2 est l'ubiquinone, notée U, ayant la formule brute B8606 29 059H9004 et le réducteur Red2 est la forme réduite de l'ubiquinone, ou ubiquinol notée UH2. Dans le contenu 94, on favorise la réaction d'oxydation de la forme réduite de l'ubiquinone UH2 en ubiquinone U selon la réaction suivante : UH2 U+2H+ +2e (20) La membrane 98 est choisie pour ne pas laisser passer la benzoquinone et l'hydroquinone. La solution 106 contient du glucose. Il s'agit, par exemple, d'une solution biologique. On dispose, dans le contenu 94, des enzymes glucose oxydase GOD. La membrane 92 est choisie pour laisser passer le glucose et ne pas laisser passer les enzymes GOD, l'ubiquinone et la forme réduite de l'ubiquinone. Deux réactions d'oxydation du glucose se produisent dans le contenu 94. La première réaction d'oxydation du glucose correspond à la réaction suivante : D - glucose + H 20 + 02 glucose oxydase >D - acide gluconique + H202 (21) La seconde réaction d'oxydation du glucose correspond à la réaction suivante : D - glucose + U GOD > Gluconate + UH 2 (22) La réaction (22) permet donc la régénération de la 20 forme réduite de l'ubiquinone dans le contenu 94. Dans la solution 100, on dispose des enzymes adaptées à favoriser la formation de benzoquinone à partir d'hydroquinone. Il s'agit, par exemple, d'enzymes peroxydase. La membrane 98 est choisie pour ne pas laisser passer les enzymes 25 peroxydase mais pour laisser passer l'eau oxygénée (H202). Les enzymes peroxydase favorisent la réaction (17) décrite précédemment. L'eau oxygénée nécessaire au déroulement de la réaction (17) provient de la réaction (21) qui se produit dans le contenu 94. Dans le présent exemple de réalisation, il est 30 nécessaire de prévoir du dioxygène dans le contenu 94 pour que la réaction (21) se produise. Par rapport à une biopile classique, la présence de dioxygène ne perturbe donc pas le fonctionnement de la biopile 90. Selon une variante de réalisation, on prévoit en outre 35 dans la solution 100 des enzymes polyphénol oxydase qui favo- B8606 30 risent la production de benzoquinone dans la solution 100 à partir d'hydroquinone et d'oxygène. Cette réaction peut se produire parallèlement à la réaction (17). Le fonctionnement de la biopile 90 est le suivant. Initialement, la solution 100 peut comprendre des concentrations identiques de benzoquinone et d'hydroquinone, par exemple sous la forme de complexes benzoquinone/hydroquinone et le contenu 94 peut comprendre des concentrations identiques d'ubiquinone et de la forme réduite de l'ubiquinone. Le potentiel redox standard du couple redox benzoquinone/hydroquinone est alors sensiblement de l'ordre de 0,7 V à 25°C et le potentiel redox standard du couple U/UH2 est sensiblement de l'ordre de 0,5 V à 25°C. Avant que les électrodes 96, 102 ne soient reliées à la charge 104, les réactions de régénération (22) et (17) se produisent. De ce fait, la présence de l'enzyme GOD, du D-Glucose et de l'ubiquinone dans le contenu 94 conduit à la formation d'ubiquinol UH2 selon la réaction (22). Il en résulte une augmentation de la concentration d'ubiquinol UH2 au cours du temps. Le rapport entre la concentration d'ubiquinone U et d'ubiquinol UH2 tend alors à diminuer, ce qui fait diminuer le potentiel redox du couple U/UH2 (cf. équation (8)). En outre, dans la solution 100, l'enzyme peroxydase consomme de l'eau oxygénée et de l'hydroquinone selon la réaction (17). Par conséquent, la concentration d'hydroquinone QH2 diminue au cours du temps. Le rapport entre la concentration de benzoquinone Q et l'hydroquinone QH2 tend alors à augmenter, ce qui fait augmenter le potentiel redox du couple Q/QH2 (cf. équation (6)). On crée donc une différence de potentiels entre le couple Q/QH2 et le couple U/UH2 uniquement en jouant sur les concentrations des formes oxydées ou réduites des couples redox. Cette différence de potentiels créée en influant sur le rapport de concentrations s'ajoute à la différence de potentiels due à la différence des potentiels standards des couples redox Q/QH2 et U/UH2. Lorsque les électrodes 96 et 102 sont reliées à la charge 104, la réaction (14) de réduction de la benzoquinone B8606 31 tend alors à se produire dans la solution 100 et la réaction (20) d'oxydation de UH2 tend alors à se produire dans le contenu 94. Parallèlement, les réactions de régénération (22) et (17) se produisent. La figure 11 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation d'une biopile 110 selon l'invention. La biopile 110 comprend un sac 112, constitué d'une membrane semi-perméable et contenant une solution 114. Deux sacs 116, 118, constitués d'une membrane semi-perméable, sont placés dans la solution 114. Les sacs 116, 118 peuvent avoir une paroi commune. Le sac 116 contient une solution 120 et le sac 118 contient une solution 122. Une électrode 124 est plongée dans la solution 120 et une électrode 126 est plongée dans la solution 122. Les électrodes 124, 126 sont connectées à une charge 128. Le sac 112 est plongé dans une solution 130. Un couple redox 0x1/Red1 est dissous dans la solution 120 et un couple 0x2/Red2 est dissous dans la solution 122. Dans le présent exemple de réalisation, les couples redox 0x1/Red1 et 0x2/Red2 sont différents. A titre d'exemple, le réducteur Red' est l'hydroquinone QH2 et l'oxydant 0x1 correspond à la benzoquinone Q. Dans la solution 120, on favorise la réduction de la benzoquinone en hydroquinone selon la réaction (14). A titre d'exemple, le réducteur Red2 est l'ascorbate, noté AH2, de formule brute C6H8O6 et l'oxydant 0x2 est le déhydroascorbate, notée A. Dans la solution 122, on favorise la réaction d'oxydation de l'ascorbate AH2 en déhydroascorbate A selon la réaction suivante : AH2 A+2H++2e (23) Les membranes 116, 118 sont choisies pour ne pas laisser passer la benzoquinone, l'hydroquinone, l'ascorbate et le déhydroascorbate. La solution 130 contient du glucose. Il s'agit, par exemple, d'une solution biologique. On dispose, dans la solution 114, des enzymes GOD. La membrane 112 est choisie pour laisser passer le glucose et ne pas laisser passer les enzymes GOD. B8606 32 Dans la solution 114, on favorise l'oxydation du glucose selon la réaction (21). Dans la solution 120, on dispose des enzymes adaptées à favoriser la formation de benzoquinone à partir d'hydroqui- none. Il s'agit, par exemple, d'enzymes peroxydase. La membrane 116 est choisie pour ne pas laisser passer les enzymes peroxydase mais pour laisser passe l'eau oxygénée (H2O2). Les enzymes peroxydase favorisent la réaction (17) décrite précédemment. L'eau oxygénée nécessaire au déroulement de la réaction (17) provient de la réaction (21) qui se produit dans la solution 114. Dans la solution 122, on dispose des protéines adaptées à favoriser la formation d'ascorbate AH2 à partir de déhydro- ascorbate A selon la réaction suivante : PDI A >AH2 (24) Il s'agit, par exemple, de l'enzyme correspondant à la protéine disulfide isomérase ou PDI. Le fonctionnement de la biopile 110 est le suivant. Initialement, la solution 120 peut conprendre des concentrations 20 identiques de benzoquinone et d'hydroquinone, par exemple sous la forme de complexes benzoquinone/hydroquinone et la solution 122 peut conprendre des concentrations identiques d'ascorbate et de déhydroascorbate. Le potentiel redox du couple redox benzoquinone/hydroquinone est alors sensible-ment de l'ordre de 0,7 V et le potentiel redox du couple A/AH2 25 est sensiblement de l'ordre de -0,29 V. Avant que les électrodes 124, 126 ne soient reliées à la charge 128, les réactions de régénération (24) et (17) se produisent. De ce fait, dans la solution 122, on observe la formation d'ascorbate AH2 selon la réaction (24). Par conséquent, 30 la concentration de d'ascorbate AH2 augmente au cours du temps. Le rapport entre la concentration de déhydroascorbate A et d'ascorbate AH2 tend alors à diminuer, ce qui fait diminuer le potentiel redox du couple A/AH2 (cf. équation (8)). En outre, dans la solution 120, l'enzyme peroxydase consomme de l'eau oxygénée et de 35 l'hydroquinone selon la réaction (17). Par conséquent, la15 B8606 33 concentration d'hydroquinone QH2 diminue au cours du temps. Le rapport entre la concentration de benzoquinone Q et l'hydroquinone QH2 tend alors à augmenter, ce qui fait augmenter le potentiel redox du couple Q/QH2 (cf. équation (6)). On crée donc une différence de potentiels entre le couple Q/QH2 et le couple A/AH2 uniquement en jouant sur les concentrations des formes oxydées ou réduites des couples redox. Cette différence de potentiels créée en influant sur le rapport de concentrations s'ajoute à la différence de potentiels due à la différence des potentiels standards des couples redox Q/QH2 et A/AH2. Lorsque les électrodes 124 et 122 sont reliées à la charge 128, la réaction (14) de réduction de la benzoquinone tend alors à se produire dans la solution 120 et la réaction (23) d'oxydation de AH2 tend alors à se produire dans la solu- tion 122. Parallèlement, les réactions de régénération (24) et (17) se produisent qui renouvellent les espèces chimiques. Des exemples d'applications vont maintenant être décrits pour lesquels l'utilisation de la biopile selon la présente invention est particulièrement avantageuse. La biopile est particulière adaptée à une implantation dans le corps humain. Dans ce cas, l'enceinte 12 peut correspondre à une membrane souple, par exemple du type utilisé pour les opérations de dialyse. La biopile peut correspondre à une source d'alimen- tation pour un système électronique portable, tel qu'un télé-phone portable, un baladeur, un appareil photo ou un caméscope. Le système électronique peut comprendre une source d'alimentation principale classique adaptée à fournir une puissance importante, et une biopile, utilisée comme source d'alimentation secondaire. La biopile peut alors être utilisée pour assurer l'alimentation du système électronique dans un mode de fonctionnement dans lequel le système électronique nécessite seulement une consommation réduite. Ceci correspond, par exemple, au mode de veille d'un téléphone portable pour lequel l'écran du télé- phone est généralement éteint. B8606 34 La biopile peut être intégrée à un support quelconque, le fonctionnement de la biopile étant initié lorsque le support est au contact d'un solvant contenant les éléments nécessaires pour que s'effectuent les réactions entraînant une variation de pH. A titre d'exemple, la biopile selon l'invention peut être intégrée à un papier ou à un tissu. Le fonctionnement de la biopile peut alors être initié au contact de la sueur d'un individu. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'hottutte de l'art. En particulier, une biopile selon l'invention pourrait comprendre certains éléments de l'un des exemples de réalisation décrits précédemment et d'autres éléments d'un autre exemple parmi les exemples de réalisation décrits précédemment. A titre d'exemple, un exemple de réalisation de biopile selon l'invention pourrait comprendre une cathode ayant la même structure que la cathode de la biopile représentée en figure 9 et une anode ayant la même structure que l'anode représentée en figure 1. REVENDICATIONS1. Pile (10 ; 90) comprenant : des première et seconde chambres (14A, 14B) contenant un solvant et séparées par une paroi (16 ; 98) perméable au solvant ; une première électrode (18A) disposée au moins en partie dans la première chambre ; une seconde électrode (18B) disposée au moins en partie dans la seconde chambre ; un premier couple redox disposé dans la première chambre au contact du solvant et comprenant un premier oxydant et un premier réducteur participant à des premières réactions d'oxydoréduction conduisant à l'échange d'électrons avec la première électrode ; un second couple redox disposé dans la seconde chambre au contact du solvant et comprenant un second oxydant et un second réducteur participant à des deuxièmes réactions d'oxydoréduction conduisant à l'échange d'électrons avec la seconde électrode, ladite paroi étant imperméable aux premier et second couples redox ; et des premières enzymes ou des premiers microorganismes disposés dans la première chambre ou dans la seconde chambre et favorisant des troisièmes réactions d'oxydoréduction différentes des premières et deuxièmes réactions d'oxydoréduction conduisant à la transformation d'une première substance pour fournir une seconde substance dans le solvant de la première et/ou seconde chambre, d'où il résulte une différence de potentiels entre les potentiels redox des premier et second couples redox ou un maintien des concentrations des premier et second oxydants et réducteurs. 2. Pile selon la revendication 1, dans laquelle la paroi (16) empêche, ou au moins ralentit, le passage des ions hydronium et/ou hydroxyle, la pile comprenant un premier dispositif (20A, 22A) de variation du pH dans la première chambre, les premières enzymes ou les premiers microorganismes étantB8606 36 adaptés à transformer la première substance pour fournir dans le solvant de la première chambre des ions hydronium ou hydroxyle, d'où il résulte une différence de potentiels entre les potentiels redox des premier et second couples redox. 3. Pile selon la revendication 2, dans laquelle le premier oxydant est une quinone et dans laquelle le premier réducteur est une forme réduite de ladite quinone. 4. Pile selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la première substance est le D-glucose et dans laquelle les premières enzymes sont les enzymes glucose oxydase adaptées à entraîner la production d'ions hydronium par oxydation du D-glucose. 5. Pile selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la première substance est le L-glucose et dans laquelle les premières enzymes sont les enzymes L-fucose déshydrogénase adaptées à entraîner la production d'ions hydronium par oxydation du L-glucose. 6. Pile selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la première substance est l'urée et dans laquelle les premières enzymes sont les enzymes uréase adaptées à entraîner la production d'ions hydroxyle par dégradation de l'urée. 7. Pile selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les premier et second couples redox sont identiques. 8. Pile selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première chambre (14A) comprend une membrane (20A) perméable au solvant, non perméable aux premières enzymes ou aux premiers microorganismes et délimitant un volume du solvant (19A) dans lequel est plongée la première électrode (18A), le premier couple redox étant dissous dans ledit volume, les premières enzymes ou les premiers micro-organismes étant disposés à l'extérieur dudit volume. 9. Pile selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier couple redox est disposéB8606 37 au niveau d'une phase solide ou gélifiée (72A) entourant au moins partiellement la première électrode (18A). 10. Pile selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier dispositif (20A, 22A ; 42C ; 62C) de variation du pH dans la première chambre (14A) comprend les premières enzymes ou les premiers microorganismes adaptés à transformer la première substance pour fournir dans le solvant de la première chambre des ions hydronium, la pile comprenant un deuxième dispositif (20B, 22B ; 42D ; 62D) de variation du pH dans la seconde chambre (14B) comprenant des deuxièmes enzymes ou des deuxièmes microorganismes adaptés à transformer une troisième substance pour fournir dans le solvant de la seconde chambre des ions hydroxyle. 11. Pile selon la revendication 10, comprenant : un troisième dispositif (42E ; 62E) de variation du pH dans la première chambre (14A) comprenant des troisièmes enzymes ou des troisièmes microorganismes, éventuellement identiques aux deuxièmes enzymes ou aux deuxièmes microorganismes, adaptés à transformer une quatrième substance, éventuellement identique à la troisième substance, pour fournir dans le solvant de la première chambre des ions hydroxyle ; un quatrième dispositif (42F ; 62F) de variation du pH dans la seconde chambre (14B) comprenant des quatrième enzymes ou des quatrièmes microorganismes, éventuellement identiques aux premières enzymes ou aux premiers microorganismes, adaptés à transformer une cinquième substance, éventuellement identique à la première substance, pour fournir dans le solvant de la seconde chambre des ions hydronium ; et un dispositif adapté à actionner les premier et deu- xième dispositifs tout en bloquant les troisième et quatrième dispositifs et à actionner les troisième et quatrième dispositifs tout en bloquant les premier et deuxième dispositifs. 12. Pile selon l'une quelconque des revendications 1 à 35 10, comportant un dispositif de régénération du premier oxydantB8606 38 ou du premier réducteur comprenant des cinquièmes enzymes ou des cinquièmes microorganismes adaptés, dans le cas où les premières réactions comprennent la réduction du premier oxydant en le premier réducteur, à transformer le premier réducteur en le pre- mier oxydant et, dans le cas où les premières réactions comprennent l'oxydation du premier réducteur en le premier oxydant, à transformer le premier oxydant en le premier réducteur. 13. Pile selon les revendications 3 et 12, dans laquelle les cinquièmes enzymes sont des enzymes du type tyrosinase ou peroxydase adaptées à favoriser l'oxydation de la forme réduite de ladite quinone en ladite quinone avec consommation de dioxygène ou d'eau oxygénée. 14. Pile selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant un passage (38) reliant la première chambre (14A) 15 à la seconde chambre (14B), le passage étant muni d'une vanne (39) à ouverture commandable. 15. Pile selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant des sixièmes enzymes ou des sixièmes micro-organismes adaptés, dans le cas où les premières réactions compren- 20 vent la réduction du premier oxydant en le premier réducteur, à transformer le premier réducteur en le premier oxydant avec consommation de la deuxième substance, et, dans le cas où les premières réactions comprennent l'oxydation du premier réducteur en le premier oxydant, à transformer le premier oxydant en le 25 premier réducteur avec consommation de la seconde substance. 16. Pile selon la revendication 15, dans laquelle le premier oxydant est l'ubiquinone et le premier réducteur est l'ubiquinol, la première substance étant le glucose et la deuxième substance étant l'eau oxygénée, les premières enzymes 30 étant les enzymes glucose oxydase adaptées à entraîner la production d'eau oxygénée à partir du glucose, et dans laquelle le second oxydant est une quinone et le second réducteur est une forme réduite de ladite quinone, les sixièmes enzymes correspondant aux enzymes peroxydase adaptées à oxyder la forme réduiteB8606 39 de ladite quinone en ladite quinone avec consommation d'eau oxygénée. 17. Pile selon la revendication 15, dans laquelle le premier oxydant est le déhydroascorbate et le premier réducteur est l'ascorbate, la première substance étant le glucose et la deuxième substance étant l'eau oxygénée, les premières enzymes étant les enzymes glucose oxydase adaptées à entraîner la production d'eau oxygénée à partir du glucose, et dans laquelle le second oxydant est une quinone et le second réducteur est une forme réduite de ladite quinone, les sixièmes enzymes correspondant aux enzymes peroxydase adaptées à oxyder la forme réduite de ladite quinone en ladite quinone avec consomation d'eau oxygénée.