Dans un monde où la durabilité devient une priorité pressante, la fusion de la biologie avec la construction offre un nouvel horizon inédit. La découverte récente de la croissance réussie de cellules bactériennes dans des matériaux de construction à base de sable ouvre la porte à des possibilités inédites.
La publication de cette recherche dans le journal « Cambridge University Press » signale un important apport au domaine du biodesign. Ce domaine cherche à intégrer des organismes vivants dans les matériaux de construction pour rendre l’architecture plus respectueuse de l’environnement.
La collaboration entre experts en biologie et en architecture vise un objectif commun : construire mieux. Par exemple, les cyanobactéries pourraient permettre la solidification de matériaux inorganiques tels que le CO2, car elles possèdent un éventail d’activités biologiques qui influencent leur environnement.
Un processus de fabrication innovant
La recherche décrit le développement novateur d’un processus de fabrication additif et co-fabrication. Plus précisément, ce processus explore la déposition biologique de bactéries, telles que la précipitation de carbonate de calcium cyanobactérien, et son intégration avec une déposition robotique, notamment un mélange biométrique à base de sable, dans un flux de travail de biofabrication architecturale.
Après avoir réussi à faire pousser deux souches bactériennes dans des matériaux de construction à base de sable, les chercheurs ont utilisé des protocoles microbiologiques pour suivre la croissance et l’activité bactériennes. Cela a été fait dans le but plus large de récolter la lumière par la photosynthèse et de l’utiliser pour la déposition de CO2 et la sédimentation de carbonate de calcium, renforçant ainsi les composants de construction à base de sable.
Les chercheurs ont réussi à esquisser un système de déposition robotique pour des mélanges à base de sable, co-rédigé par des chercheurs du Technion Israel Institute of Technology, à Haïfa, Israël.
Les répercussions et la valeur de la recherche
Asst. Prof. Shany Barath, directrice du Disrupt.Design Lab, et la candidate au doctorat Perla Armaly, de la Faculté d’Architecture et d’Urbanisme, ont détaillé l’importance de la recherche :
« Les expériences présentées dans notre étude offrent une nouvelle approche de conception pour produire des composants architecturaux bio-basés potentiellement capables de fixer le dioxyde de carbone dans un flux de travail de co-fabrication additive », ont-elles expliqué.
La société a besoin de voies vers des matériaux de construction plus durables – et nous espérons en développer une.
« Nous espérons que les conclusions de notre étude encourageront une collaboration accrue entre architectes et biologistes, créant et améliorant les matériaux de construction, et favorisant ainsi une construction plus durable. En travaillant ensemble à travers les disciplines, nous pouvons trouver des solutions innovantes et inattendues – et c’est quelque chose d’excitant. »
En synthèse
La fusion de la biologie et de l’architecture, manifestée par la croissance réussie de cellules bactériennes dans des matériaux à base de sable, constitue une étape majeure vers une construction plus durable. En collaborant au-delà des disciplines, la possibilité de créer des matériaux de construction plus écologiques devient une réalité tangible et prometteuse.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que le biodesign?
Le biodesign est une approche interdisciplinaire qui intègre la biologie, la technologie et le design. Il vise à exploiter les principes et les processus biologiques pour développer de nouvelles solutions matérielles et techniques, souvent dans un souci de durabilité. Dans le contexte de l’architecture, il peut impliquer l’utilisation d’organismes vivants comme les bactéries dans la création de matériaux de construction.
Comment les cyanobactéries peuvent-elles contribuer à la construction?
Les cyanobactéries, des organismes unicellulaires capables de photosynthèse, peuvent être utilisées pour solidifier des matériaux inorganiques tels que le CO2. Elles possèdent diverses activités biologiques qui permettent de modifier leur environnement, comme la précipitation de carbonate de calcium. Ceci peut être exploité pour renforcer des composants de construction à base de sable, ouvrant la voie à des matériaux plus écologiques.
Quelle est l’importance de cette recherche pour l’avenir de la construction durable ?
Cette recherche représente un pas significatif vers l’adoption de pratiques de construction plus durables. En intégrant des organismes vivants dans les matériaux de construction, les chercheurs ouvrent de nouvelles voies pour réduire l’empreinte carbone de l’industrie de la construction. Cela pourrait transformer la manière dont les bâtiments sont conçus et construits, en favorisant des solutions respectueuses de l’environnement.
Comment la déposition robotique fonctionne-t-elle dans ce contexte ?
La déposition robotique, dans ce contexte, fait référence à l’utilisation de robots pour déposer des matériaux à base de sable mélangés avec des bactéries. Le processus peut être soigneusement contrôlé et optimisé, permettant la création de structures complexes et la précipitation de substances comme le carbonate de calcium. Cette méthode de biofabrication offre précision et efficacité, et s’inscrit dans un flux de travail architectural innovant.
Quels sont les défis et les opportunités liés à l’intégration des organismes vivants dans les matériaux de construction ?
L’intégration des organismes vivants dans les matériaux de construction offre de vastes opportunités, comme la création de matériaux auto-réparants ou la réduction de l’empreinte carbone. Toutefois, elle présente également des défis, tels que le contrôle précis de la croissance et de l’activité bactériennes, la régulation des conditions environnementales et l’assurance de la conformité aux normes et régulations. La recherche et le développement continus seront essentiels pour surmonter ces défis et réaliser le potentiel de cette approche novatrice.
Des chercheurs ont réussi à cultiver des cellules bactériennes dans des matériaux de construction potentiels à base de sable, comme le montre un article publié par Research Directions : Biotechnology Design (« Prototyping an additive co-fabrication workflow for architecture : utilizing cyanobacterial MICP in robotic deposition« )
