Ces nouveaux matériaux de construction sont vivants, photosynthétiques et avides de carbone

Une équipe scientifique a conçu un matériau vivant capable de capter le carbone, moulable par impression 3D et qui se durcit avec le temps grâce à la croissance biologique.

Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (Si apre in una nuova finestra)

Crédit : Image adaptée de l'article publié dans Nature Communications (Si apre in una nuova finestra).

Les infrastructures et bâtiments modernes sont un véritable cauchemar carbone. La fabrication de ciment, d’acier et de plastique, matériaux couramment utilisés pour nos infrastructures, émet d’importantes quantités de dioxyde de carbone. Les matériaux de construction vivants pourraient réduire cette empreinte carbone.

Cette idée intrigante consiste à intégrer des cellules vivantes dans les matériaux de construction afin qu’elles absorbent le dioxyde de carbone de l’atmosphère. Jusqu’à présent, des équipes ont créé des matériaux semblables à des briques vivantes (Si apre in una nuova finestra) à base de sable, de gélatine et de bactéries ; de peinture absorbant le carbone (Si apre in una nuova finestra) grâce à des micro-organismes ; et même un béton auto-réparateur (Si apre in una nuova finestra) qui utilise une enzyme pour capter le dioxyde de carbone et produire des minéraux.

Une équipe de l’ETH Zurich a désormais mis au point un matériau vivant pouvant être imprimé en 3D sous diverses formes. Ce gel repose sur des bactéries photosynthétiques capables de piéger le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère. Le matériau stocke ensuite ce dioxyde de carbone sous forme de biomasse, mais également sous forme de minéraux, ce qui lui permet de croître et de durcir au fil du temps.

« En tant que matériau de construction, il pourrait aider à stocker directement le dioxyde de carbone dans les bâtiments à l’avenir », explique Mark Tibbitt, professeur en ingénierie macromoléculaire, dans un communiqué de presse. Tibbitt et ses collègues ont présenté leur nouveau matériau vivant photosynthétique dans la revue Nature Communications (Si apre in una nuova finestra).

L’équipe utilise des cyanobactéries, parmi les plus anciennes formes de vie au monde. La couleur de ces bactéries photosynthétiques leur vaut leur nom familier : algues bleu-vert. Ces bactéries absorbent la lumière et le dioxyde de carbone pour se développer et créer des minéraux solides de carbonate de calcium.

Les cellules bactériennes ont été dispersées dans un hydrogel, un gel riche en eau fabriqué à partir de polymères. Le réseau de polymères laisse passer la lumière, le dioxyde de carbone, l'eau et les nutriments.

Tibbitt et son équipe ont ensuite imprimé en 3D diverses structures à l’aide du gel et ont conçu numériquement des formes qui augmentent la surface, l’exposition à la lumière et le flux des nutriments. Cela permet aux cyanobactéries de rester vivantes et de se développer pendant plus d’un an. Les structures imprimées sont d’abord souples, mais à mesure que les bactéries se développent et forment des minéraux carbonatés, elles se durcissent.

Les tests en laboratoire ont montré que chaque gramme de matériau absorbe environ 26 milligrammes de dioxyde de carbone sur une période de 400 jours. À titre de démonstration pratique, l’équipe a également créé une installation composée de deux structures en forme de tronc d’arbre capables de fixer jusqu’à 18 kilogrammes de dioxyde de carbone par an, soit à peu près la capacité annuelle de captation d’un pin de 20 ans.

Source : Dalia Dranseike et coll., « Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials », Nature Communications, 2025.

Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/07/3d-printed-building-material-captures-carbon-dioxide-and-grows/ (Si apre in una nuova finestra)

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Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (Si apre in una nuova finestra). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (Si apre in una nuova finestra), la Durabilité à l’Ère Numérique (Si apre in una nuova finestra) et le pôle canadien de Future Earth (Si apre in una nuova finestra).