Ciment vivant : des scientifiques transforment du ciment infusé de bactéries en supercondensateurs de stockage d'énergie
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Imaginez une maison qui non seulement vous abrite, mais stocke également de l'électricité. Cela peut sembler de la science-fiction, mais c'est désormais plus proche de la réalité que jamais. Une équipe de recherche de l'Université d'Aarhus au Danemark a démontré comment le matériau de construction le plus utilisé au monde peut être transformé en un dispositif énergétique vivant. En intégrant des bactéries productrices d'énergie dans du ciment, ils ont créé un supercondensateur biohybride aux performances étonnamment élevées et à la remarquable capacité de régénération au fil du temps.
« Nous avons combiné structure et fonction », explique Qi Luo, chercheur principal. « Le résultat est un nouveau type de matériau capable à la fois de supporter des charges et de stocker de l'énergie, et de retrouver ses performances lorsqu'il est alimenté en nutriments. »
Là où la biologie rencontre les matériaux de construction
Le béton a longtemps été considéré comme inerte et sans vie. Mais cette nouvelle étude, récemment publiée par l'équipe dans la revue Cell Reports Physical Science , adopte une approche radicalement différente : ils y ajoutent une Shewanella oneidensis, une bactérie connue pour sa capacité à transférer des électrons vers des surfaces externes via ce que l'on appelle le transfert d'électrons extracellulaire.
Une fois intégrées dans la matrice cimentaire , ces bactéries créent un réseau de porteurs de charge capable de stocker et de libérer de l'énergie électrique. Même à ce stade précoce, le matériau présente déjà des performances bien supérieures à celles des systèmes traditionnels de stockage d'énergie à base de ciment, ce qui laisse entrevoir un potentiel de développement prometteur.
Mais ce qui est peut-être le plus frappant, c’est que le matériau continue de fonctionner même après la mort des microbes et qu’il peut être ramené à la vie.
Un réseau électrique récupérable
Parce que l'activité microbienne diminue progressivement en raison de l'épuisement des nutriments ou du stress environnemental , les chercheurs ont conçu un réseau microfluidique intégré dans le ciment qui peut fournir une solution nutritive contenant des protéines, des vitamines, des sels et des facteurs de croissance pour maintenir les bactéries en vie ou « réveiller » le système.
Grâce à cette méthode, il est possible de récupérer jusqu’à 80 % de la capacité énergétique d’origine.
Concrètement, cela ouvre la voie à des matériaux énergétiques récupérables qui conservent leur fonction au fil du temps, sans qu’il soit nécessaire de remplacer les batteries ou d’effectuer des réparations coûteuses.
Les chercheurs ont également soumis le matériau à des tests de résistance dans des conditions difficiles. Même à des températures négatives et à des températures élevées, le ciment a conservé sa capacité à stocker et à décharger l'électricité. Et lorsque six blocs de ciment ont été connectés en série, ils ont produit suffisamment d'énergie pour alimenter une lampe LED.
« Il ne s'agit pas d'une simple expérience en laboratoire », explique Qi Luo. « Nous envisageons d'intégrer cette technologie dans des bâtiments réels, dans des murs, des fondations ou des ponts, où elle pourrait soutenir des sources d'énergie renouvelables comme les panneaux solaires en assurant un stockage d'énergie local. Imaginez une pièce classique construite avec du ciment imprégné de bactéries : même avec une densité énergétique modeste de 5 Wh/kg, les murs à eux seuls pourraient stocker environ 10 kWh, soit suffisamment pour faire fonctionner un serveur d'entreprise standard pendant une journée entière. »
Une infrastructure qui stocke sa propre énergie
Alors que le monde se tourne vers les énergies renouvelables , le besoin de stockage d'énergie évolutif, abordable et durable se fait de plus en plus sentir. Les batteries conventionnelles utilisent des matériaux rares et coûteux comme le lithium et le cobalt, qui se dégradent avec le temps.
Le nouveau matériau à base de ciment, quant à lui, est fabriqué à partir de composants abondants et peu coûteux et peut être produit à grande échelle. Les bactéries utilisées sont naturelles et respectueuses de l'environnement.
Bien qu'encore au stade de la preuve de concept, ces résultats ouvrent un tout nouveau chapitre dans la technologie du bâtiment : des façades de maisons qui font également office de batteries, des ponts qui alimentent leurs propres capteurs, des infrastructures qui vivent et fournissent de l'énergie.
https://techxplore.com/news/2025-09-cement-scientists-bacteria-infused-energy.html
https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(25)00409-6