Des squelettes de coraux en carbonate de calcium imprimés en 3D pourraient être la solution pour restaurer les récifs coralliens

The team developed and tested a new approach called 3D CoraPrint, which uses an ecofriendly and sustainable calcium carbonate photo-initiated ink. | L'équipe a développé et testé une nouvelle approche appelée 3D CoraPrint, qui utilise une encre photo-initiée à base de carbonate de calcium, écologique et durable. © 2021 KAUST; Anastasia Serin.

Les récifs coralliens du monde entier souffrent du réchauffement des océans et de la pollution croissante. Pour ceux qui l’ignorent, les récifs coralliens sont constitués de « squelettes » poreux et rigides, habités par les minuscules polypes coralliens qui les ont construits.

Habituellement, pour restaurer les récifs, les experts utilisent des blocs de béton ou des cadres métalliques comme substrats pour la croissance des coraux. Seulement voilà, la restauration qui en résulte est lente car les coraux déposent leur squelette carbonaté à raison de quelques millimètres par an.

Charlotte Hauser et son équipe explorent l’utilisation de l’impression 3D pour accélérer le processus. « Les microfragments de coraux se développent plus rapidement sur les surfaces de carbonate de calcium imprimées ou moulées que nous créons pour eux, car ils n’ont pas besoin de construire une structure calcaire en dessous« , explique Hamed Albalawi, l’un des principaux auteurs de l’étude. En substance, l’idée est de donner aux coraux une longueur d’avance pour que le récif puisse se rétablir plus rapidement.

L’idée en soi n’est pas nouvelle. Les chercheurs ont testé plusieurs approches pour imprimer des structures de soutien aux coraux. Cependant, la plupart des efforts ont utilisé des matériaux synthétiques, même si des travaux sont en cours pour utiliser des matériaux hybrides. L’équipe a développé et testé une nouvelle approche appelée 3D CoraPrint, qui utilise une encre photo-initiée au carbonate de calcium (CCP), écologique et durable, qu’elle a également mise au point. Des tests effectués dans des aquariums ont montré que le CCP n’est pas toxique, mais les chercheurs prévoient des tests à plus long terme.

Contrairement aux approches existantes, qui reposent sur une colonisation passive de la structure de support imprimée, l’approche 3D CoraPrint consiste à fixer des microfragments de corail sur le squelette imprimé pour lancer le processus de colonisation. Elle intègre également deux méthodes d’impression différentes, qui partent toutes deux d’un modèle scanné d’un squelette de corail. Dans la première méthode, le modèle est imprimé, et l’impression est ensuite utilisée pour couler un moule en silicone. La structure finale est produite en remplissant le moule d’encre CCP. Dans la seconde méthode, la structure de support est imprimée directement à l’aide de l’encre CCP.

Les deux approches présentent des avantages complémentaires. La création d’un moule permet de reproduire facilement et rapidement la structure, mais le processus de durcissement limite la taille du moule. L’impression directe est plus lente et de moindre résolution, mais elle permet une personnalisation individuelle et la création de structures plus grandes.

« 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, l’autre auteur principal de l’étude. « La structure et le processus peuvent être aussi proches que possible de la nature. Notre objectif est de faciliter cela. »

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