Une imprimante 3D construit des squelettes de coraux à l’aide d’une encre photosensible à base de chlorure de calcium.

Les récifs coralliens vivants sont constitués de « squelettes » poreux et rigides, habités par les minuscules polypes coralliens qui les ont construits. Un nouveau projet de recherche vise à restaurer les récifs endommagés plus rapidement que jamais, en utilisant des squelettes imprimés en 3D et fabriqués dans le même matériau que les récifs réels.

Tout d’abord, d’autres projets ont tenté d’encourager la repousse des coraux en plaçant des squelettes artificiels sur des récifs existants. Dans la plupart des cas, cependant, ces squelettes étaient constitués de matériaux tels que le béton ou les polymères.

Cela signifie que les polypes coralliens aquatiques arrivant sur le récif ont dû sécréter du carbonate de calcium sur les structures, afin de « se les approprier ». Étant donné que certains coraux ne croissent qu’à un rythme de quelques millimètres par an, la reconstruction des récifs de cette manière peut prendre beaucoup de temps.

Pour accélérer les choses, des scientifiques de l’Université des sciences et technologies King Abdullah (KAUST) d’Arabie saoudite ont mis au point une technique permettant de produire des squelettes entièrement constitués de carbonate de calcium. Connu sous le nom de 3D CoraPrint, le processus commence par un scan 3D d’un squelette de corail naturel. À partir de là, l’une des deux méthodes d’impression peut être utilisée.

Dans le premier cas, le modèle informatique 3D obtenu est utilisé pour imprimer une réplique du squelette, réalisée dans un matériau ordinaire tel que le plastique. Ce modèle est ensuite utilisé pour créer un moule en silicone, qui est ensuite rempli d’une encre au carbonate de calcium « écologique et durable ». Une fois que cette encre a durci sous l’effet de la lumière, le squelette en carbonate de calcium est retiré du moule.

L’autre option consiste à imprimer en 3D la réplique du squelette directement à partir de l’encre de carbonate de calcium, qui durcit lorsqu’elle est déposée sur le lit d’impression. Dans les deux cas, le produit fini est ensuite ensemencé de petits fragments de corail vivant, afin de relancer le processus de colonisation des polypes une fois le squelette artificiel placé sur le récif.

Les structures sont ensemencées avec des fragments de corail vivant (à droite).

Selon les chercheurs, les deux techniques d’impression ont leurs avantages et leurs inconvénients. Si un moule est créé, de nombreux squelettes peuvent être moulés à partir de ce moule en succession rapide, mais ils doivent être relativement petits pour permettre à l’encre de durcir. L’impression 3D directe prend plus de temps, mais permet d’obtenir des squelettes plus grands et de formes variées.

« Avec l’impression 3D et les moules, nous pouvons obtenir à la fois la flexibilité et le mimétisme de ce qui se passe déjà dans la nature », explique Zainab Khan, qui dirige l’étude avec Charlotte Hauser et Hamed Albalawi. « La structure et le processus peuvent être aussi proches que possible de la nature. Notre objectif est de faciliter cela. »

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c04148

https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/1183/3d-printing-frames-a-restoration-for-coral