Des champignons à la nouvelle architecture : l'essor des bâtiments vivants et auto-réparateurs
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Des chercheurs financés par l'UE cultivent des champignons sur des déchets agricoles pour créer des matériaux de construction plus intelligents et plus écologiques, capables de s'adapter et de réagir à leur environnement, et même de s'autoréparer.
Dans son bureau aux Pays-Bas, le professeur Han Wösten présente un bloc dur, semblable à une éponge. Il s'agit d'un matériau qu'il a fabriqué en 2012 à partir du réseau racinaire complexe des champignons. Ses prédictions sont audacieuses quant à son potentiel.
« Dans dix ans, nous devrions avoir les premiers bâtiments fongiques », a déclaré Han Wösten, professeur de biologie moléculaire à l’Université d’Utrecht.
Il ne parle pas de murs moisis, mais de quelque chose de bien plus excitant : des matériaux vivants, durables et pleins de potentiel.
Han Wösten étudie la manière dont différents champignons fonctionnent au sein d'un mycélium – l'Internet de la nature, un réseau vivant de fils qui nourrit les champignons et relie les plantes en partageant des ressources et des informations.
Il transforme désormais des « fils » fongiques en alternatives durables et biodégradables au plastique, au bois et au cuir – des matériaux qui suscitent déjà de nouvelles utilisations dans la mode, l’ameublement et la construction.
Des bâtiments « vivants » à l’épreuve du temps
Han Wösten fait partie d'une équipe de chercheurs de Belgique, du Danemark, de Grèce, des Pays-Bas, de Norvège et du Royaume-Uni qui explorent une idée radicale : et si les matériaux avec lesquels nous construisons pouvaient pousser, se réparer et même ressentir leur environnement ?
Cette initiative de recherche financée par l'UE, appelée Fungateria, développe des matériaux vivants artificiels (ELM) en fusionnant des mycéliums fongiques avec des bactéries, créant ainsi des matériaux adaptables et auto-cicatrisants qui font ce que les produits conventionnels ne peuvent pas faire.
Contrairement aux matériaux traditionnels comme le béton ou le plastique, les ELM peuvent pousser, se réparer, détecter les changements dans leur environnement et parfois même s'adapter au fil du temps.
«Dans dix ans, nous devrions avoir les premiers bâtiments fongiques" .Han Wösten, Fungateria
Les chercheurs souhaitent concevoir ces matériaux de manière à allier la résistance de la croissance naturelle à la fonctionnalité de l'ingénierie. Par exemple, des murs capables de réparer leurs propres fissures, des blocs de construction absorbant le CO₂ ou des surfaces capables de purifier l'air.
L’objectif est de créer des matériaux durables et à faible production de déchets qui fonctionnent avec la nature plutôt que contre elle, ouvrant la porte à une architecture et à des produits plus intelligents et plus écologiques.
« Nous pouvons déjà fabriquer des matériaux semblables au cuir ou des panneaux isolants à partir de ces réseaux fongiques étendus », précise Han Wösten. « Nous voulons maintenant passer à l'étape suivante et développer des bâtiments, mais de manière contrôlée. »
Faible gaspillage, haute efficacité
Des économies considérables peuvent être réalisées. Le secteur de la construction génère plus d'un tiers des déchets de l'UE.
Les émissions de gaz à effet de serre provenant de l'extraction et de la fabrication des matériaux de construction, ainsi que de la construction et de la rénovation des bâtiments, contribuent selon les estimations à hauteur de 5 à 12 % aux émissions nationales totales des États membres de l'UE. Une meilleure efficacité des matériaux pourrait permettre d'économiser 80 % de ces émissions.
Il est crucial de noter que, même si la fabrication du béton émet de très grandes quantités de CO2 dansl’atmosphère, contribuant ainsi au changement climatique, les bâtiments composites fongiques pourraient recycler les déchets agricoles en matériaux de construction tout en réduisant les émissions de carbone.
L'idée d'organismes vivants dans les bâtiments peut en perturber certains. Mais pour le professeur Phil Ayres, pionnier de l'architecture biohybride à l'Académie royale danoise d'architecture, de design et de conservation de Copenhague, il s'agit d'une adaptation sociale qui se fera progressivement.
« Nous consommons des aliments contenant des organismes vivants depuis des siècles. Ce n'est que depuis 20 ans que nous étudions les applications potentielles de ces organismes dans le secteur du bâtiment. »
Phil Ayres, qui coordonne le travail de l'équipe de recherche de Fungateria, veut renverser le dogme de ses collègues architectes selon lequel les matériaux sont contrôlables et ont des propriétés fixes.
« Toutes les constructions évoluent au fil du temps de manière spectaculaire. Si nous commencions à considérer les bâtiments comme des organismes en état de continuité, nous pourrions créer une architecture plus connectée à l'écologie », a-t-il lancé.
En reliant des domaines allant de la microbiologie à l'architecture et à l'éthique, les chercheurs s'adressent également au public à travers des expositions comme la Biennale de Venise et des ateliers qui remettent en question les idées traditionnelles sur ce que peuvent être les bâtiments.
Contrôle de la croissance
Un champignon dans la forêt n’est que la pointe de l’iceberg : caché en dessous se trouve un réseau massif de mycélium, pesant parfois des tonnes.
«Si nous commencions à considérer les bâtiments davantage comme des organismes dans un état continu, nous pourrions créer une architecture plus connectée écologiquement". Phil Ayres, Fungateria
Dans la construction, les hyphes fongiques – ces filaments filiformes – peuvent être incités à se nourrir de déchets agricoles pour former un composite solide, léger et isolant. Mais contrôler cette croissance est essentiel pour construire des structures sûres et durables.
L'espèce fongique utilisée par les chercheurs est le Schizophyllum commune. Il pousse principalement sur le bois mort, ce qui présente un risque potentiel. La croissance du mycélium doit être stoppée une fois la structure terminée afin d'éviter qu'il ne ronge les supports en bois.
Une méthode utilise les signaux naturels : la lumière et la température peuvent indiquer au champignon de se développer ou de s'arrêter. Une autre fait appel à des bactéries génétiquement modifiées à l'Université de Gand, en Belgique.
Ces bactéries fournissent au champignon des nutriments essentiels. Par conséquent, leur élimination stoppe la croissance fongique. Ces mêmes bactéries peuvent même être programmées pour libérer des composés antifongiques sur commande, offrant ainsi une protection supplémentaire.
À l'épreuve du futur
Les chercheurs de Fungateria, dont la collaboration se poursuivra jusqu'à fin 2026, ont déjà démontré que le champignon peut se développer et survivre dans des conditions stressantes telles que la sécheresse et les températures élevées. Cela signifie qu'il est résilient aux impacts potentiels des changements climatiques.
L’équipe de recherche envisage déjà une époque où les bâtiments seront construits à partir de bois et de matières fongiques cultivées sur des déchets agricoles dans le cadre d’un processus de construction vivant.
« À l’avenir, j’imagine que nous construirons des bâtiments complets où le bois sera la structure porteuse et où le champignon poussera le long et entre les cadres en bois », souligne Han Wösten.
Alors que la demande mondiale de solutions durables s’intensifie, cette recherche pointe vers un avenir où l’architecture ne s’inspire pas seulement de la nature, mais en est faite – vivante, adaptative et étroitement liée aux écosystèmes qui l’entourent.
Les recherches présentées dans cet article ont été financées par le Conseil européen de l'innovation (CEI). Les opinions des personnes interrogées ne reflètent pas nécessairement celles de la Commission européenne. Si vous avez apprécié cet article, n'hésitez pas à le partager sur les réseaux sociaux.