Dans un contexte de transition écologique urgente et d’épuisement des ressources fossiles, la recherche de matériaux alternatifs est devenue une priorité pour les ingénieurs et les designers du monde entier.
Si le bois, le chanvre ou le maïs ont longtemps occupé le devant de la scène des matériaux biosourcés, une ressource aquatique s’impose aujourd’hui comme une alternative d’avenir : l’algue.
Les algues regroupent une grande diversité d’organismes aquatiques allant des macroalgues visibles à l’œil nues aux microalgues, capable de se développer rapidement et d’être cultivées sans occuper directement les terres agricoles nécessaires à la production alimentaire, leur biomasse contient différentes molécules valorisables notamment des polysaccharides, des protéines, des lipides, des pigments et des composés bioactifs.
Mais comment transforme-t-on cette matière venue de la mer en matériau ?
La transformation des algues en matériaux solides repose principalement sur deux approches : l’extraction des biopolymères qu’elles contiennent et l’incorporation de la biomasse algale séchée dans une matrice.
L’extraction des biopolymères consiste à isoler les polysaccharides naturellement présents dans la paroi cellulaire des algues, tels que l’alginate, l’agar-agar ou les carraghénanes. Après extraction et purification, ces molécules peuvent être transformées en gels, en films souples ou encore intégrées à différentes formulations pour créer des matériaux aux propriétés spécifiques.
L’incorporation de biomasse séchée, quant à elle, consiste à sécher les algues avant de les réduire en une poudre fine. Cette biomasse peut ensuite être utilisée comme charge végétale ou renfort et mélangée à une matrice polymère, notamment à des thermoplastiques biosourcés comme le PLA ou certains PHA. Le mélange peut alors être transformé sous forme de granulés, notamment par extrusion, puis mis en forme pour produire différents objets ou composants.
Une fois le composé obtenu, il peut être utilisé seul ou associé à d’autres matières tel que des fibres végétales, des protéines, des plastifiants ou d’autres polymères divers, également ils peuvent être transformé en moulage, coulage ou simplement en séchage.
L’intégration des algues dans la science des matériaux présente plusieurs atouts environnementaux et techniques, tout d’abord leur croissance rapide en fait une ressource renouvelable particulièrement intéressante. Leur culture peut contribuer à la captation du CO₂, ce qui peut participer à la réduction de l’empreinte carbone, selon les conditions de production et de transformation et enfin elle présente une résistance naturelle au feu.
Cependant, malgré leur potentiel, les algues présentent encore plusieurs limites scientifiques et économiques. Les matériaux issus d’algues peuvent notamment être sensibles à l’eau et à l’humidité, ce qui peut affecter leur stabilité et leurs propriétés mécaniques. Leurs performances mécaniques parfois limitées constituent également un frein pour certaines applications nécessitant une forte résistance ou une grande durabilité.
En conclusion, les algues représente une avancée majeure pour l’ingénierie des matériaux en offrant une alternative concrète sans impacter les ressources alimentaires terrestre.