tous Biennale de Venise 2025 On y trouve non seulement des installations artistiques, mais aussi des structures vivantes de trois mètres de haut qui respirent littéralement. Elles sont constituées de cyanobactéries imprimées en 3D, capables d'absorber chacune 18 kilogrammes de CO2 par an.
L'idée née dans les laboratoires de l'ETH Zurich transforme des bactéries vieilles de plusieurs milliards d'années en ouvriers microscopiques capables de construire et de renforcer les matériaux de construction. Alors que le ciment traditionnel génère 8 % des émissions mondiales de carbone, ces briques biologiques ont l'effet inverse : Ils consomment du dioxyde de carbone de l’atmosphère et le transforment en minéraux solides. Un changement de paradigme qui pourrait changer à jamais notre façon de construire.
Comment fonctionnent les cyanobactéries de construction
Professeur Mark Tibbitt et son équipe de l'ETH Zurich ont résolu un problème apparemment insurmontable : comment maintenir des micro-organismes en vie dans un matériau de construction. Leur solution est ingénieuse : les cyanobactéries. sont incorporés de manière stable dans un gel imprimable qui leur fournit tout ce dont ils ont besoin pour survivre et proliférer.
Ces anciens organismes photosynthétiques comptent parmi les premiers habitants de la Terre, apparus il y a 3,5 milliards d'années. Leur particularité réside dans leur capacité à capter le CO2 par photosynthèse et à le transformer en biomasse et, plus intéressant encore, en carbonate de calcium : le même matériau qui constitue la base du ciment traditionnel.
Le processus ne nécessite que trois ingrédients de base: la lumière du soleil, l'eau de mer artificielle riche en nutriments facilement disponibles et le dioxyde de carbone. Les chercheurs ont optimisé la géométrie des structures imprimées en 3D pour garantir une pénétration optimale de la lumière et un flux passif de nutriments par capillarité.
La double capture du carbone qui change tout
Ce qui rend ce matériau vraiment spécial, c'est son double mécanisme de capture du carbone. Comme expliqué dans le étude publiée dans Nature CommunicationsLes cyanobactéries non seulement stockent le CO2 dans la biomasse organique, mais déclenchent également la précipitation de carbonates insolubles par un processus appelé MICP (précipitation de carbonate induite par les microbes).
Dahlia Dranseike, premier auteur de l'étude avec Yifan Cui, explique que ce double mécanisme permet au matériau de séquestrer 2,2 milligrammes de CO2 par gramme d'hydrogel en seulement 30 jours, atteignant 26 milligrammes sur 400 jours. Le fait le plus surprenant ? La longévité : des cyanobactéries encapsulées Ils restent productifs pendant plus d'un an, continuant à durcir le matériau de l'intérieur.
Des laboratoires aux architectures du futur
L'application pratique de cette technologie est déjà une réalité grâce au travail du doctorant Andréa ShinlingPour l'installation Picoplanktonics au Pavillon du Canada à la Biennale de Venise, l'équipe a adapté le processus du format de laboratoire à l'échelle architecturale, en construisant des structures ressemblant à des troncs d'arbres qui capturer le CO2 comme un pin de vingt ans.
En parallèle, au 24 Exposition internationale de la Triennale de Milan, L'installation « Dafne's Skin » explore la manière dont ces matériaux vivants peuvent transformer les façades des bâtiments. Sur une structure recouverte de bardeaux de bois, des micro-organismes forment une patine verte qui évolue avec le temps, transformant un signe de détérioration en un élément de design actif qui capture le carbone.
Les défis à relever pour les cyanobactéries
Bien sûr, la voie vers une application commerciale comporte encore des obstacles. Les cyanobactéries ont besoin d'une humidité contrôlée pour survivre, ce qui les rend actuellement inadaptées aux régions les plus sèches de la planète. L'équipe travaille au développement de souches plus résistantes à la déshydratation.
De plus, l'évolutivité industrielle nécessite des investissements importants et l'acceptation d'un secteur de la construction traditionnellement conservateur. Mais les avantages potentiels sont considérables : comme souligné dans des recherches précédentes, les matériaux biologiques actifs pourraient transformer les bâtiments de consommateurs de ressources en producteurs de services écosystémiques.
Tibbitt et son équipe envisagent un avenir où ces matériaux vivants pourront être utilisés comme revêtement de façade, transformant chaque bâtiment en un système actif de captage du carbone tout au long de son cycle de vie. Il ne s'agira plus de constructions inertes, mais d'organismes architecturaux qui respirent, se développent et contribuent activement au bien-être de l'environnement urbain.
