Les émissions de dioxyde de carbone provenant des bâtiments, des routes et d’autres structures représentent environ 42 % des émissions mondiales annuelles, selon Architecture2030. Les opérations de construction sont responsables d’environ 27 % de ces émissions. Une équipe interdisciplinaire universitaire s’efforce de réduire ces chiffres en produisant de nouveaux matériaux architecturaux durables à partir de mycélium, la racine des champignons.
Une initiative innovante pour des matériaux durables
Dirigée par Benay Gürsoy, professeure adjointe d’architecture au College of Arts and Architecture de la Stuckeman School et directrice du Form and Matter Lab (ForMat Lab) au Stuckeman Center for Design Computing, l’équipe a reçu un financement de 49 995 dollars du programme de subventions de démarrage de l’Institut de recherche sur les matériaux (MRI). L’objectif est de trouver des méthodes pour contrôler et quantifier la transformation des composites à base de mycélium en raison du rétrécissement causé par la déshydratation.
Les composites à base de mycélium sont des matériaux biodégradables produits à partir de résidus de déchets et de champignons, selon Benay Gürsoy. «Dans mon laboratoire, nous explorons des moyens durables de fabriquer des pièces et des structures de construction en composite de mycélium. Ces biomatériaux sont obtenus par la colonisation du mycélium sur des substrats organiques», a-t-elle déclaré. «Lorsque la croissance cesse, un matériau léger et biodégradable est obtenu.»
Collaboration internationale pour des matériaux vivants
Affiliée également au Convergence Center for Living Multifunctional Material Systems (LiMC2) de Penn State, Gürsoy et son équipe du ForMat Lab ont soumis une proposition de collaboration avec des chercheurs du Pôle d’excellence Systèmes de matériaux vivants, adaptatifs et autonomes en énergie (livMatS) de l’Université de Fribourg en Allemagne. Le projet a débuté le 1er février et se poursuivra jusqu’en mai 2025.
Au printemps dernier, Gürsoy et son équipe, comprenant l’étudiante en doctorat d’architecture Alale Mohseni et l’ancienne étudiante en master de sciences en architecture Natalie Walter, ont présenté leurs recherches lors d’un symposium sur les matériaux vivants à l’Université de Fribourg, grâce au soutien financier de LiMC2.
Fabrication et analyse des composites à base de mycélium
L’équipe de Penn State se charge de la fabrication et de la production, en imprimant en 3D les composites à base de mycélium et en recherchant les méthodes les plus efficaces pour ce faire. L’équipe de Fribourg utilise la technologie d’imagerie pour scanner les composites imprimés en 3D et suivre les changements de forme au fil du temps, en quantifiant ces modifications et en les analysant.
«Nous cherchons à avoir plus de contrôle sur ces matériaux imprimés en 3D et à utiliser le rétrécissement à notre avantage pour fabriquer des géométries plus complexes», a précisé Benay Gürsoy.
Propriétés et potentiel des matériaux à base de mycélium
Les composites à base de mycélium sont biodégradables, générés à partir de déchets organiques et ne produisent pas de déchets en fin de cycle de vie. Les chercheurs estiment qu’ils pourraient également constituer des matériaux de construction efficaces.
«Le matériau à base de mycélium possède une certaine résistance à la compression, il peut supporter une charge. Il a également des propriétés d’absorption acoustique et est hydrofuge, ce qui en fait un matériau intéressant pour une utilisation architecturale», a indiqué Benay Gürsoy.
Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires sur la durabilité, l’utilisation à long terme et les performances en extérieur par rapport à l’intérieur, Benay Gürsoy a souligné que le matériau présente un potentiel et suscite beaucoup d’intérêt dans la communauté architecturale.
Légende illustration : Une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l’État de Pennsylvanie s’est associée à des chercheurs de l’université de Fribourg, en Allemagne, pour imprimer en 3D de nouveaux matériaux architecturaux durables à partir du mycélium, la racine des champignons. Crédit : Alale Mohseni.
