Un gel imprimable en 3D, rempli de cyanobactéries, capte le CO de l’air et le transforme en deux formes de stockage, de la biomasse et des minéraux carbonatés, réputés très stables. L’objectif affiché est clair : proposer un matériau de construction qui ne se contente pas d’émettre moins, mais qui retire activement du carbone de l’atmosphère pendant sa phase de croissance. Ce matériau vivant a été mis au point par une équipe de l’ETH Zurich et présenté dans une étude parue dans Nature Communications. Les structures obtenues, dont une pièce imprimée en forme d’ ananas, verdissent au fil du temps, couleur liée à la chlorophylle des bactéries photosynthétiques. Dans les prototypes décrits, une période de développement de 60 jours est mentionnée, signe d’un procédé qui s’inscrit davantage dans une logique de culture contrôlée que dans une fabrication instantanée.
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ETH Zurich imprime un hydrogel vivant au CO minéralisé
Le principe repose sur un hydrogel servant de matrice, dans laquelle des cyanobactéries sont incorporées de manière stable. Une fois la forme imprimée, le matériau continue de fonctionner sous l’effet de la lumière, en utilisant du CO et des nutriments pour se développer. Cette dépendance à une ressource gratuite, le rayonnement, fait partie des arguments mis en avant pour imaginer des éléments architecturaux capables de croître sans processus thermique énergivore.
Le point le plus marquant est la double séquestration décrite par les chercheurs ; le carbone n’est pas seulement intégré dans de la matière organique, il est aussi converti en minéraux carbonatés. Dans l’idée, ces minéraux offrent un stockage plus durable que la seule biomasse, susceptible d’être dégradée. Pour alimenter cette croissance, le système n’exige, dans la description fournie, que de la lumière, du CO et une eau de mer artificielle enrichie de nutriments facilement disponibles.
Les démonstrateurs présentés montrent une variété de géométries imprimées, des structures en treillis, de petits modules, des formes évoquant du corail. Ce travail a aussi été mis en scène dans des expositions à la Biennale de Venise et à la Triennale de Milan, un choix qui signale une ambition d’usage architectural. La nuance tient au décalage entre ces objets expérimentaux et le bâtiment réel : un matériau vivant suppose des conditions d’éclairage, d’humidité et d’entretien compatibles avec un chantier et avec la durée de vie d’un ouvrage.
Les cyanobactéries : photosynthèse ancienne et efficace sous faible lumière
Les cyanobactéries appartiennent à un groupe de bactéries capables de photosynthèse oxygénique, elles utilisent l’énergie lumineuse et fixent le carbone. Leur importance dans l’histoire de la planète est documentée : elles figurent parmi les premiers organismes connus ayant produit de l’oxygène, contribuant à transformer l’atmosphère sur des échelles de temps géologiques. Cette profondeur historique aide à comprendre pourquoi elles intéressent les ingénieurs ; leur métabolisme s’appuie sur des mécanismes robustes, éprouvés dans des environnements variés.
Un élément pratique est leur capacité à utiliser même une lumière faible, mise en avant par l’un des auteurs principaux, Yifan Cui. Pour un matériau destiné à l’architecture, cette tolérance potentielle à des intensités lumineuses modestes compte, car une façade, un mur intérieur proche d’une fenêtre ou un élément d’ombrage ne reçoivent pas tous le même flux lumineux. Les cyanobactéries exploitent des longueurs d’onde du rouge et du bleu, ce qui se traduit visuellement par une teinte verdâtre liée aux pigments photosynthétiques.
Autre point, ces bactéries sont décrites comme présentes dans des milieux très divers : eaux douces, marins et terrestres, des lacs aux marais salants, jusqu’à des contextes extrêmes. Ce constat nourrit l’idée qu’elles peuvent être intégrées à des systèmes techniques sans dépendre d’une niche écologique étroite. Mais leur association avec des phénomènes de proliférations dans certains environnements aquatiques rappelle une exigence de contrôle biologique ; un matériau de construction vivant impose des protocoles clairs pour éviter dissémination non souhaitée et pertes de performance.
Architecture bas carbone : promesses réelles et limites d’un matériau vivant
La promesse, pour le secteur du bâtiment, est de réduire l’empreinte carbone en intégrant une fonction de capture directement dans l’enveloppe ou dans des éléments d’infrastructure. Les chercheurs évoquent un stockage de CO directement dans les bâtiments, ce qui change l’ordre des opérations par rapport à des technologies séparées, capture industrielle d’un côté, matériaux de l’autre. Le matériau est présenté comme imprimable en 3D, un atout potentiel pour produire des formes optimisées, par exemple des treillis offrant une grande surface exposée à l’air.
Dans la pratique, plusieurs questions conditionnent le passage du prototype à l’usage. La première est la cadence : un développement sur 60 jours pour certaines pièces suggère des cycles longs, donc une logistique de production et de stockage spécifique. La seconde est l’environnement nécessaire, lumière et apport nutritif via une eau de mer artificielle, ce qui implique maintenance et gestion de l’humidité. La troisième est la stabilité de l’activité biologique : un matériau vivant peut varier selon température, dessiccation, ombrage ou pollution, ce qui complique les garanties attendues dans le bâtiment.
Une autre nuance concerne la comparaison avec des approches plus classiques de minéralisation du CO, souvent pensées comme des procédés industriels. Ici, l’intérêt est la formation de minéraux au sein même de la structure, sans four ni réacteur massif, mais avec une dépendance au vivant. Les expositions à Venise et Milan ont surtout montré des scénarios et des objets, pas des murs porteurs en conditions réelles. Le champ d’application le plus crédible à court terme pourrait passer par des modules non structurels, où l’on valorise la capture de carbone et la forme, tout en limitant les contraintes de sécurité.
Je suis passionné par l’univers de l’impression sous toutes ses formes, de l’impression classique aux technologies 3D et 4D les plus innovantes. À travers mes articles, je partage des analyses claires, des conseils pratiques et des décryptages accessibles pour aider les lecteurs à mieux comprendre ces technologies, leurs usages et leurs évolutions, aussi bien dans un cadre personnel que professionnel.