Un matériau proche du béton, sans ciment, lié par des bactéries

Un bain, une imprimante et une poignée de bactéries. C'est l'atelier avec lequel Karen Antorveza Paez a fabriqué des éléments architecturaux sans aucun four. Le mélange ressemble à du sable humide et reste malléable à sa sortie de l'imprimante. Ce n'est que plus tard qu'il se solidifie, car les bactéries accomplissent le travail que fait normalement le ciment.

L'organisme en question est Sporosarcina pasteurii. Lorsqu'il est mélangé à du sable ou à d'autres grains, il les assemble en un matériau solide en formant du carbonate de calcium, le minéral qui constitue le calcaire. Le résultat est un réseau de cristaux de calcite microscopiques et imbriqués. Antorveza Paez le décrit simplement : « Nous utilisons des bactéries pour produire une sorte de colle minérale. » Le procédé, appelé biocimentation, servait déjà à stabiliser des sols et dans le béton autoréparant. Ses travaux l'appliquent à des éléments de construction imprimés.

Dans la première méthode, l'équipe imprime une « bio-encre » composée d'un gel d'eau, d'alginate et de xanthane d'origine naturelle, de sable et de bactéries vivantes. L'objet est ensuite immergé dans un bain d'urée et de chlorure de calcium. Les bactéries décomposent l'urée grâce à une enzyme, l'uréase, qui libère des ions carbonate. Ces ions se combinent au calcium pour former du calcaire entre les grains. Tout le processus prend deux à cinq jours, selon la résistance recherchée, et le bain est renouvelé chaque jour. Antorveza Paez le compare à la cuisson : « Vous avez la pâte, qui reste très malléable et fragile. Seul le four peut en faire quelque chose de solide », les bactéries jouant le rôle du four.

La seconde méthode supprime le bain. Un bras robotisé projette sur une surface des bactéries, les ingrédients minéraux et du sable, couche après couche. D'après les travaux présentés, la méthode d'impression convient aux éléments architecturaux, tandis que la projection vise davantage les surfaces. Les deux ont servi à fabriquer des éléments, dont un élément de façade, et le matériau pourrait aussi servir à des structures d'ombrage et à des cloisons.

Ce que cela change pour les constructeurs reste une question de temps et d'essais. Le matériau ne peut pas encore supporter de charges, et il faudra davantage de recherches pour qu'il soit porteur. La méthode par projection impose aussi d'étudier la disposition des grains et du liant à l'intérieur de l'objet. La prochaine étape, selon le résumé des auteurs, se formule ainsi : « La grande question n'est plus de savoir si le biociment fonctionne, mais plutôt de savoir dans quelle mesure ses propriétés peuvent être maîtrisées. » Si ces propriétés peuvent être contrôlées, un liant qui ne nécessite aucune cuisson pourrait un jour réduire les émissions liées au ciment, mais les sources ne précisent pas encore quand, ni pour quelles applications en premier.