Matériaux du futur : l'ETH Zurich dévoile une structure 3D vivante et captatrice de carbone pour la construction durable

Un matériau vivant au service de la construction durable

Afin de maximiser la longévité et l'efficacité des cyanobactéries, les chercheurs ont optimisé la géométrie du matériau grâce à des techniques d'impression 3D. L'objectif : augmenter la surface d'échange, améliorer la pénétration de la lumière et favoriser la circulation des nutriments au sein de la structure.

Particulièrement économe en énergie, ce biomatériau imprimable en 3D se développe à partir de ressources accessibles : lumière naturelle, dioxyde de carbone et une eau de mer artificielle enrichie en nutriments. Il ne nécessite aucune source d'énergie externe pour fonctionner, ce qui en fait une solution durable et peu gourmande en ressources.

Par ailleurs, le support qui est un hydrogel à haute teneur en eau, a été conçu pour assurer une diffusion optimale de la lumière, du CO2, de l'eau et des nutriments, tout en maintenant les cellules vivantes réparties uniformément à l'intérieur.

Un matériau de construction écologique et capteur de CO2

Ce nouveau matériau de construction vivant s'appuie sur les propriétés photosynthétiques des cyanobactéries, aussi appelées algues bleu-vert, pour convertir le CO2, l'eau et la lumière du soleil en oxygène et en sucres. Ce processus permet non seulement de favoriser la croissance du matériau, mais également de participer activement à la réduction des émissions de dioxyde de carbone dans l'environnement bâti.

Plus intéressant encore pour les professionnels du bâtiment : en présence de certains nutriments, le matériau va au-delà de la simple photosynthèse en transformant le CO2 en minéraux carbonatés solides, tels que le calcaire. Ces dépôts minéraux créent, au fil du temps, une structure interne plus robuste, tout en stockant le carbone de manière plus stable et durable. Cette double action, croissance biologique et minéralisation, confère au matériau des propriétés mécaniques renforcées, tout en contribuant à la neutralité carbone.

De plus, les performances mesurées en laboratoire confirment le potentiel de cette innovation : le matériau peut capter le CO2 en continu pendant plus de 400 jours, à hauteur de 26 milligrammes par gramme, un rendement nettement supérieur aux solutions biologiques classiques et équivalent à la minéralisation chimique de certains bétons recyclés (environ 7 mg de CO2 par gramme).

En somme, ce matériau vivant ouvre indéniablement une nouvelle voie dans la course à la décarbonation du secteur immobilier. Les chercheurs entrevoient déjà des applications concrètes, notamment en tant que revêtement pour les façades de bâtiments afin de capter le CO2 tout au long de leur cycle de vie. Si le matériau est encore au stade expérimental, des architectes ont déjà commencé à s'en emparer pour en explorer le potentiel à travers des projets pilotes.

Mais entre les promesses scientifiques et la réalité de la construction, le fossé demeure important. Sans standardisation, industrialisation et démonstration de rentabilité, il est encore trop tôt pour tirer des conclusions définitives.

Pour les professionnels du secteur, le message est clair : la transition bas carbone ne se fera pas sans audace technologique, mais elle nécessitera surtout des solutions matures, fiables et intégrables à l'échelle industrielle. Ce matériau est peut-être un avant-goût de l'immobilier de demain, encore faut-il réussir à le faire entrer dans le monde de la construction d'aujourd'hui.