Grâce aux cyanobactéries, ce matériau imprimé en 3D transforme le CO₂ en minéraux très stables

Et si les façades de demain ne se contentaient plus d’abriter les habitants, mais nettoyaient aussi l’atmosphère ? À Zurich, des chercheurs ont conçu un matériau peuplé de cyanobactéries qui piège le CO₂ et le transforme en minéraux capables de rester stables sur le long terme.

Un matériau hydrogel abritant des cyanobactéries vieilles de milliards d’années

À première vue, le matériau ressemble à une étrange pâte verte sortie d’un laboratoire futuriste. Pourtant, son moteur biologique remonte aux origines de la vie. Les cyanobactéries existent depuis des milliards d’années. Elles utilisent la lumière pour absorber le dioxyde de carbone et produire les molécules nécessaires à leur croissance.

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L’équipe de l’ETH Zurich a intégré ces micro-organismes dans un hydrogel riche en eau. Sa structure laisse passer la lumière, le CO₂ et les nutriments. Cette matrice imprimable en 3D prend différentes formes sans étouffer les bactéries. Le matériau ne se limite donc pas à être biosourcé. Il reste biologiquement actif et évolutif.

Le carbone capturé par les cyanobactéries est transformé en minéraux solides

La photosynthèse permet d’abord aux cyanobactéries d’intégrer le carbone dans leur biomasse. Mais les chercheurs ont observé un second mécanisme encore plus surprenant. Les micro-organismes modifient leur environnement chimique et déclenchent la formation de carbonates solides, proches de ceux présents dans certaines roches calcaires.

Cette double capture change profondément la perspective. Le carbone stocké dans la biomasse peut être relâché quand les cellules meurent ou se dégradent. En revanche, sous forme minérale, il devient beaucoup plus stable. Il s’intègre directement à la structure du matériau, qui se renforce peu à peu comme s’il construisait son propre squelette.

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L’expérience a duré 400 jours, une durée exceptionnelle pour un système vivant en laboratoire. À la fin de cette période, chaque gramme d’hydrogel a fixé environ 26 milligrammes de CO₂ sous forme minérale. Même lorsque la croissance biologique ralentit, la minéralisation continue de piéger le carbone.

À Venise, ces troncs artificiels ont montré que l’architecture pouvait capturer du CO₂

La recherche ne s’est pas limitée à des échantillons confinés. Lors de la Biennale d’architecture de Venise 2025, le collectif Living Room a présenté de grandes structures imprimées en 3D. Elles reprenaient la forme de troncs d’arbres sculpturaux, conçus pour exposer les cyanobactéries à la lumière.

Dans cet environnement contrôlé, l’une de ces colonnes a pu absorber jusqu’à 18 kilogrammes de CO₂ par an, soit l’équivalent d’un pin adulte. Ce résultat reste expérimental, mais il montre le potentiel d’un matériau capable de s’adapter à l’échelle architecturale. Les bâtiments pourraient ainsi devenir des acteurs du cycle du carbone.

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L’idée la plus ambitieuse consiste à utiliser ce matériau comme revêtement extérieur. Une façade deviendrait alors une surface métabolique. Elle changerait progressivement d’aspect, se rigidifierait et accumulerait des minéraux au fil du temps. L’architecture ne resterait plus figée, elle interagirait avec son environnement.

Des façades vivantes prometteuses, mais confrontées aux contraintes biologiques

Plusieurs obstacles freinent encore le passage à grande échelle. Les cyanobactéries ont besoin d’eau, de lumière et de nutriments en continu. Les variations de température, la pollution ou le gel peuvent perturber leur activité. Il faut aussi évaluer l’impact global du matériau, de sa fabrication à son entretien.

Les chercheurs explorent déjà des pistes pour améliorer sa robustesse. Ils ajustent la composition de l’hydrogel et adaptent les micro-organismes. Cette approche ne remplace pas la réduction des émissions, mais elle pourrait renforcer les stratégies de captage du CO₂ grâce à un processus alimenté par la lumière solaire.

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Ce qui frappe surtout, c’est le changement de regard qu’elle impose. Pendant longtemps, les bâtiments ont été conçus comme des structures passives. Demain, certains pourraient croître, respirer et minéraliser le carbone. Une question demeure alors ouverte : jusqu’où accepterons-nous de confier à des matériaux vivants le rôle de nos villes ?