Les lichens, souvent négligés en tant qu’organismes simples accrochés aux rochers et aux arbres, émergent comme une technologie étonnamment polyvalente susceptible de révolutionner la construction, le captage du carbone et même la colonisation de l’espace. Les chercheurs cultivent désormais des lichens synthétiques – des partenariats conçus entre champignons et algues – en laboratoire, libérant ainsi leurs capacités de production durable à grande échelle. Il ne s’agit pas simplement d’un exercice académique ; c’est une approche pratique pour résoudre les problèmes urgents sur Terre et ouvrir des possibilités d’habitation hors du monde.
Le pouvoir de la symbiose synthétique
Les lichens traditionnels sont des relations symbiotiques entre des champignons et des algues (ou cyanobactéries), dans lesquelles le champignon fournit une structure et le partenaire produit de la nourriture par photosynthèse. Mais la véritable avancée réside dans les versions synthétiques : les scientifiques modifient génétiquement la levure pour agir comme hôte fongique, permettant ainsi la production durable de composés précieux. Cette approche répond à un besoin critique d’une fabrication évolutive et respectueuse de l’environnement. Contrairement aux lichens naturels, qui poussent lentement, ces systèmes cultivés en laboratoire accélèrent la production tout en conservant les principaux avantages symbiotiques.
L’attrait est clair : les lichens synthétiques peuvent être modifiés pour produire des produits pharmaceutiques, des biocarburants et même des matériaux captant le carbone. Un laboratoire utilise déjà ces systèmes pour créer du caryophyllène, un composé précieux utilisé dans plusieurs industries, démontrant la viabilité commerciale immédiate de la technologie.
Du captage du carbone aux habitats martiens
Les implications s’étendent bien au-delà des applications industrielles. Les chercheurs explorent les lichens comme solution pour réparer les structures en béton vieillissantes, offrant ainsi une alternative d’auto-guérison à l’entretien traditionnel. De manière plus ambitieuse, la NASA et des sociétés spatiales privées envisagent de déployer des « matériaux vivants » – en fait, des lichens synthétiques – sur Mars. Ces organismes pourraient se développer sur le régolithe (sol) martien, le liant à des matériaux de construction durables, réduisant ainsi le besoin de transporter des structures préfabriquées coûteuses depuis la Terre.
Le principal avantage est la résilience. Les lichens naturels prospèrent dans des environnements extrêmes, survivant à des radiations intenses, à la dessiccation et aux fluctuations de température. Cette rusticité se traduit bien dans l’espace, où l’exposition à des conditions difficiles est inévitable. Des expériences sur la Station spatiale internationale ont prouvé que les lichens peuvent survivre en orbite pendant de longues périodes, démontrant ainsi leur potentiel pour la construction extraterrestre.
La science derrière la résilience
Le succès des lichens repose sur le principe de symbiose. Le partenariat entre champignon et algues crée un tout plus grand que la somme de ses parties. Les lichens naturels hébergent souvent plusieurs espèces – bactéries et champignons supplémentaires – formant des communautés microbiennes complexes qui améliorent la survie. Cette diversité leur permet d’accéder à une gamme plus large de composés pour la protection et l’utilisation des ressources.
Par exemple, certains lichens produisent de la mélanine (pigment cutané) et des caroténoïdes (présents dans les carottes) comme écrans solaires naturels, protégeant ainsi la communauté symbiotique des rayons UV nocifs. Leur taux de croissance lent minimise également la demande en ressources, leur permettant de prospérer dans des environnements pauvres en nutriments. Les chercheurs reproduisent désormais cette efficacité en associant des microbes à croissance rapide pour créer des systèmes synthétiques encore plus robustes.
Solutions concrètes et matériaux du futur
Les chercheurs de l’Université Texas A&M sont pionniers dans la réparation du béton, en associant des champignons à des cyanobactéries pour précipiter le carbonate de calcium, « guérissant » efficacement les fissures dans les structures. Cette approche ne nécessite pas de nutriments externes, car le lichen synthétique extrait l’azote de l’air, ce qui le rend auto-entretenu. Les mêmes principes s’appliquent à la création de mycomatériaux : les composants fongiques minéralisés par des cyanobactéries intégrées forment un exosquelette semblable à une pierre, offrant une alternative durable aux matériaux de construction traditionnels.
Cette technologie ne se limite pas à la Terre. L’intérêt de la NASA vient du potentiel de produire des matériaux de construction in situ sur Mars, en exploitant les ressources existantes plutôt que des importations coûteuses. Le processus impliquerait l’impression 3D de structures à partir du régolithe martien liées entre elles par des biopolymères dérivés du lichen, créant ainsi des espaces habitables avec un apport externe minimal.
En conclusion, les lichens cultivés en laboratoire représentent un changement de paradigme dans la science des matériaux durables. De la réparation des infrastructures sur Terre à la construction d’habitats sur Mars, ces systèmes symbiotiques conçus offrent une solution évolutive, résiliente et respectueuse de l’environnement pour construire un avenir plus durable.
