Ce mur n’est pas qu’une œuvre d’art : c’est surtout la réponse de la Suisse aux 8% des émissions mondiales de CO₂ que représente le ciment
Par Guillaume Aigron
Pour transformer du sable en élément de façade, l’équipe de l’ETH Zurich a confié le travail à une bactérie qui opère à température ambiante.
Les chercheurs du département d’architecture de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich) ont publié mi-octobre 2026 une étude dans la revue NPJ Materials Sustainability. Ils y décrivaient deux procédés pour faire tenir des grains de sable ensemble sans la moindre cuisson, en laissant une bactérie du sol produire la colle.
Le projet a trouvé son premier espace public à la Biennale d’architecture de Venise 2025, où une installation à bras robotique a tourné six mois d’affilée.
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Le ciment, un indispensable très sale que la Suisse entend bien rendre vert
On ne s’en rend pas compte à chaque fois qu’on marche sur un trottoir, mais le ciment est un désastre climatique. Pour obtenir le clinker (le composant actif du ciment, obtenu par cuisson du calcaire et de l’argile), les cimentiers portent leurs fours à près de 1 450 °C. La réaction chimique dégage du CO2, et le combustible qui chauffe le four en dégage encore. Les deux additionnés font du secteur l’un des plus gros émetteurs de la planète : environ 8 % des émissions mondiales de CO2, soit davantage que l’aviation civile et la quasi-totalité du parc automobile mondial !
Le phénomène n’a pas vocation à ralentir. La demande mondiale a été évaluée à 4,1 milliards de tonnes en 2024, et l’Agence internationale de l’énergie prévoyait récemment 4,7 milliards à l’horizon 2050. En clair, les routes, les ponts et les immeubles de demain mangeront encore plus de clinker que ceux d’hier, à moins qu’une autre voie soit sérieusement explorée.
Un ouvrier microscopique nommé Sporosarcina pasteurii
Le « champion » du jour s’appelle Sporosarcina pasteurii, une bactérie du sol parfaitement banale, mais capable d’un petit miracle de chimie minérale. Nourrie à l’urée (un composé azoté qu’on trouve notamment dans l’urine) et plongée dans une solution contenant du calcium, elle produit du carbonate de calcium, autrement dit du calcaire. Le même minéral que l’on trouve dans la craie, les coquilles de moules et les stalactites.
Mélangée à du sable, la bactérie dépose ses cristaux à la jonction des grains. Ces cristaux microscopiques se verrouillent entre eux et transforment la poudre libre en bloc dur. Les biologistes connaissent le mécanisme depuis des années sous le nom de MICP (microbially induced calcium carbonate precipitation, ou précipitation du calcaire induite par les bactéries). On l’a déjà utilisé pour stabiliser des sols agricoles ou colmater des fissures dans le béton. L’originalité de l’équipe zurichoise n’a pas été d’inventer le phénomène, mais de le dompter pour fabriquer directement des pièces d’architecture.
Imprimer la pâte, laisser faire la bactérie
Première recette, baptisée impression 3D de biociment. Les chercheurs ont préparé une bio-encre, une pâte à base d’eau, de sable, de bactéries vivantes et de gélifiants naturels (l’alginate et le xanthane) qui donnent au tout la consistance d’un dentifrice épais. Cette pâte s’imprime comme n’importe quelle encre d’imprimante 3D : la buse dépose des couches successives et sculpte l’objet voulu, aussi complexe soit-il.
Devrait ensuite venir le moment de la cuisson… sauf qu’il n’y en a pas ici.
L’objet imprimé a été plongé pendant trois jours dans un bain d’urée et de chlorure de calcium. Les bactéries ont trouvé leur garde-manger et se sont mises à fabriquer leur calcaire. Deux jours de séchage à l’air libre ont suffi ensuite pour obtenir une pièce solide. Au total, cinq jours de bout en bout, sans jamais dépasser la température d’une pièce à vivre.
Le robot qui pulvérise, inspiré des stromatolites
Deuxième recette, plus spectaculaire. Un bras robotique pulvérise successivement du sable, une suspension de bactéries et la solution minéralisante. Couche après couche, un relief se forme, calcifie et se solidifie à l’air libre. Le procédé s’inspire des stromatolites, ces formations rocheuses construites par des colonies microbiennes au fil des millénaires au bord des lagunes. Les chercheurs y ont vu une manière de bâtir en couches minces, sans moule et sans arrêt.
Crédit : Gerhard Biledung / ETH Zurich
C’est cette installation que la Biennale d’architecture de Venise 2025 a abritée pendant six mois, le temps que le robot assemble des surfaces entières sous l’œil des visiteurs. Les deux méthodes ne visent d’ailleurs pas le même usage. L’impression 3D s’adresse à des éléments architecturaux complexes, comme des éléments de façade perforés. La pulvérisation couvre plutôt des surfaces, à la manière d’un enduit qui prendrait tout seul.
Deux verrous avant la vraie vie
Le biociment n’est pas encore mûr pour les chantiers. Deux obstacles sont nommés par les chercheurs eux-mêmes.
Le premier a un nom banal mais une toxicité très réelle : l’ammonium. Quand les bactéries décomposent l’urée pour produire leur calcaire, elles rejettent ce composé azoté, nocif pour les sols et les eaux. L’équipe le reconnait, tant qu’on n’aura pas trouvé comment capter proprement ce sous-produit, la biocimentation ne pourra pas être qualifiée de durable. La prochaine étape du programme à Zurich consiste précisément à neutraliser cette fuite.
Le second verrou tient à la résistance mécanique. Dans sa version actuelle, le biociment se comporte comme un mortier, le liant qui scelle les briques les unes aux autres. C’est utile, mais ça ne tient pas une colonne, ni un plancher, ni une fondation. Les équipes travaillent sur la taille des grains, le dosage des bactéries et la densité des cristaux, pour voir jusqu’où le matériau peut monter en gamme.
Cette biologie du bâtiment finira-t-elle par sortir des biennales et des brochure ? Le ciment Portland a mis près d’un siècle à s’imposer. La bactérie, elle, ne demande que cinq jours pour prendre son travail.
Le véritable test viendra du jour où un industriel décidera de miser sur elle, non plus pour un pavillon de démonstration, mais pour un vrai mur, dans un vrai bâtiment, livré à des habitants ordinaires.
Comparaison Ciment Portland VS Biociment ETH :
| Critère | Ciment Portland | Biociment ETH |
|---|---|---|
| Température de fabrication | Près de 1 450 °C (cuisson du clinker) | Température ambiante |
| Agent liant | Clinker (calcaire + argile cuits) | Calcaire produit par la bactérie Sporosarcina pasteurii |
| Bilan CO2 | Environ 8 % des émissions mondiales | Pas de cuisson, bilan à préciser (ammonium à traiter) |
| Résistance mécanique | Supporte planchers, poteaux et fondations | Au niveau d’un mortier, pas encore d’un béton porteur |
| Usage visé | Structure, ouvrages d’art, tout bâtiment | Éléments de façade, cloisons, surfaces décoratives |
| Niveau de maturité | Industriel, dominant depuis plus d’un siècle | Prototypes de laboratoire et démonstrateurs |
Sources principales :
- Étude dans NPJ Materials Sustainability :
Antorveza Paez, K., Kindler, R.O., Terzis, D. et al. 3D biocement printing: scaling up living mineral structures. npj Mater. Sustain.4, 20 (2026). https://doi.org/10.1038/s44296-026-00110-1 - ETH Zurich, Scientists use bacteria to bind sand together for construction (octobre 2026)
https://ethz.ch/
Communiqué officiel du département d’architecture décrivant les deux méthodes (impression 3D et pulvérisation robotique), la bactérie Sporosarcina pasteurii et la comparaison « comme un gâteau » formulée par Antorveza Paez.
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