Un groupe de recherche italien a mis au point deux nouvelles technologies de protection des coraux pour soigner et restaurer les récifs coralliens : une biopâte et un patch naturel, tous deux testés avec succès sur de vrais coraux. Ces deux solutions sont le fruit d’une collaboration entre des chercheurs de l’université Milano-Bicocca à Milan, de l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Institut italien de technologie) à Gênes et de l’Acquario di Genova (Aquarium de Gênes).
Menacés par le changement climatique et de plus en plus vulnérables, les récifs coralliens sont des écosystèmes essentiels pour la biodiversité marine et la survie de nombreuses communautés côtières. En plus d’être une ressource fondamentale pour la pêche et le tourisme, les récifs jouent un rôle clé dans l’équilibre écologique mondial. Pour contrer leur dégradation progressive, la recherche scientifique se concentre sur des solutions innovantes qui allient éco-compatibilité, efficacité et intervention rapide.
La première solution mise au point par le groupe de recherche est une biopâte verte entièrement biodégradable capable d’ancrer les coraux tout en accélérant leur croissance grâce à une technologie de minéralisation électrochimique. Décrit dans une étude publiée dans la revue Advanced Materials, ce nouveau matériau, appelé « Active Biopaste », est une pâte à base d’huile de soja modifiée et de graphène. Une fois mélangées, les deux substances durcissent de manière contrôlable et deviennent un substrat solide et conducteur permettant d’ancrer les fragments de corail et de soutenir la technologie d’accrétion minérale (MAT), une technique qui stimule leur croissance. La pâte présente des propriétés stables pendant plus de 40 jours dans l’eau de mer, et les tests MAT montrent une augmentation significative des taux de croissance des coraux en deux semaines, doublant ceux du groupe témoin.
« Ce qui rend notre solution unique, c’est l’intégration de deux fonctions essentielles dans un seul matériau innovant », indique Gabriele Corigliano, premier auteur de l’étude et doctorant en sciences marines à Bicocca et dans l’unité Smart Materials de l’IIT, coordonnée par Athanassia Athanassiou. « D’une part, cette pâte simplifie la fixation des coraux, la rendant plus sûre et plus fiable tant dans les nurseries sous-marines que sur le récif. D’autre part, grâce à ses propriétés conductrices, elle favorise la croissance des coraux grâce à la MAT, une technique qui utilise des courants électriques de faible intensité pour déposer du carbonate de calcium sur des structures métalliques, matériau utilisé par les coraux pour construire leur squelette. Contrairement à la MAT traditionnelle, aucune structure permanente n’est nécessaire, ce qui élimine le risque de corrosion et de pollution à long terme. Dans l’ensemble, notre approche favorise activement la croissance des coraux et est sans danger pour la vie marine. »
« Notre objectif est de repousser autant que possible les limites des connaissances actuelles en science des matériaux afin de produire des technologies efficaces et multifonctionnelles sous l’eau, tout en respectant l’environnement et en nous alignant sur les objectifs de développement durable des Nations unies », ajoute Marco Contardi, chercheur au centre MaRHE de Bicocca et membre de l’unité Smart Materials de l’IIT. « Cette approche nous permet de concevoir des matériaux destinés à la mer et à un usage marin, en tenant toujours compte de leurs effets pendant et après leur application, tels que la biodégradation. »
« Cette étude met en évidence la profonde transformation en cours dans les sciences marines », note Simone Montano, professeur associé au département des sciences de l’environnement et de la Terre et directeur adjoint du centre MaRHE de l’université de Milan-Bicocca. « La synergie entre les trois groupes de recherche – le centre MaRHE de l’université de Milan-Bicocca, l’équipe Smart Materials de l’IIT et l’aquarium de Gênes – démontre comment le développement de technologies innovantes et durables peut nous faire gagner le temps nécessaire pour que les politiques d’atténuation produisent leurs effets. Ce n’est que grâce à des efforts conjoints comme celui-ci que nous pouvons donner à la nature la chance de retrouver son équilibre d’origine. »
Cette même collaboration a également donné lieu à une deuxième contribution majeure à la conservation des récifs, publiée dans la revue One Earth. Le premier auteur de cette étude est Vincenzo Scribano, doctorant à l’université de Milan-Bicocca et membre de l’unité Smart Materials de l’IIT, qui a mis au point un système écocompatible pour l’administration ciblée d’antibiotiques aux coraux malades – une sorte de patch combinant un film hydrophile chargé d’antibiotiques (fabriqué à partir de chitosane, un polymère dérivé des crustacés) et d’un produit d’étanchéité hydrophobe naturel à base de cire d’abeille et d’huiles végétales de tournesol et de lin. Tous les matériaux sont naturels et, une fois dégradés, ne nuisent pas à l’écosystème marin. Lors d’essais en aquarium, le traitement a stoppé la progression de la maladie dans plus de 90 % des cas.
« Cette technologie nous permet de traiter les coraux atteints de maladies agressives qui endommagent leurs tissus et se propagent rapidement dans les récifs coralliens », précise V. Scribano. « Grâce au système à double couche, les antibiotiques sont libérés exclusivement sur la zone corallienne infectée, et leur diffusion est scellée par la pâte, ce qui empêche les antibiotiques de se répandre dans l’environnement marin. Cette technologie s’est révélée particulièrement efficace contre une maladie de la famille des nécroses tissulaires, très répandue dans l’aquaculture. »
« Grâce à ces études, nous avons démontré le potentiel d’une approche responsable de la conception des matériaux », indique Athanassia Athanassiou, chercheuse principale et responsable de l’unité Smart Materials à l’IIT. « L’objectif est de développer des solutions durables qui soutiennent les organismes vivants et protègent la biodiversité. Nous menons des recherches approfondies sur les matériaux durables, en évaluant leur efficacité et leur impact en fin de vie, toujours avec une approche de conception qui tient compte des conséquences environnementales. Aujourd’hui, chaque décision de conception que nous prenons est guidée par une vision scientifique responsable et durable. »
Ces résultats s’inscrivent dans le cadre d’une initiative de recherche à long terme menée par l’équipe conjointe de l’université de Milan-Bicocca, de l’IIT et de l’aquarium de Gênes, qui est devenue une référence internationale dans le développement de technologies de conservation des coraux. Cette approche interdisciplinaire a déjà donné lieu à des innovations précédentes, telles que l’utilisation de la curcumine, un antioxydant naturel extrait du curcuma, pour réduire le blanchiment des coraux.
Les matériaux et les innovations sont testés dans les installations du centre MaRHE de l’Aquarium de Gênes qui, grâce à sa solide expertise dans le domaine, son environnement contrôlé et son attention au bien-être animal, constitue un cadre idéal pour développer des solutions visant à la conservation marine. Cette vision intégrée considère la mer non seulement comme un écosystème à protéger, mais aussi comme un laboratoire pour imaginer un avenir plus durable en harmonie avec l’environnement.
Article : “Eco-friendly active film and sealant for underwater drug delivery to diseased corals”, One Earth, 18 July 2025, DOI : 10.1016/j.oneear.2025.101356
Article : “Active Biopaste for Coral Reef Restoration”, Advanced Materials, 4 July 2025 – DOI : 10.1002/adma.202502078
Source : IIT
