Les moisissures, un matériau de construction innovant et biosourcé

Le mycélium offre de nouvelles possibilités en matière d'acoustique, d'isolation et de circularité

Grâce à la recherche scientifique, les moisissures sont passées du statut de curiosité de laboratoire à celui de matériau de construction à part entière. Elles sont déjà utilisées avec succès aujourd'hui comme panneaux acoustiques pour les murs et les plafonds ainsi que dans des projets d'isolation expérimentaux. Entre-temps, la recherche se concentre sur des matériaux vivants modifiés capables de s'autoréparer et de croître de manière adaptative. Qu'est-ce qui est déjà possible, à quoi s'attendre et comment intégrer les matériaux fongiques dans la pratique?

Du flux de déchets au biocomposite

Le point de départ des matériaux fongiques est étonnamment simple. Le mycélium, le réseau racinaire des champignons, se développe à travers les flux de déchets organiques tels que la paille, la sciure de bois ou les déchets textiles et les transforme en composites légers et poreux. Au fur et à mesure de sa croissance, il forme une toile dense de fils fins qui lie le substrat. Après séchage, ou autre arrêt de la croissance, il reste un biocomposite léger et poreux. Il est indéformable et, en principe, biodégradable à la fin de sa vie.

Cette structure poreuse est d'émblée la raison pour laquelle les matériaux fongiques trouvent déjà leur place dans la pratique aujourd'hui. Le matériau est naturellement aéré et possède une structure fibreuse, ce qui le rend approprié pour les applications où la masse et l'amortissement sont importants. Pensez aux panneaux acoustiques pour murs et plafonds ou aux concepts d'isolation où le mycélium est utilisé comme matériau de remplissage ou comme panneau dans une construction sèche. Ici, l'évolution du stade de la curiosité au stade de produit n'est pas seulement une question d'imagination, c'est aussi une affaire de contrôle: de la croissance, du comportement à l'humidité et de la reproductibilité.

Espèces de moisissures

Presque tous les composites mycéliens sont issus de moisissures filamenteuses. Il s'agit d'espèces qui forment de solides réseaux racinaires filiformes, les hyphes dans le jargon. Ces hyphes sont les micro-architectes du matériau. Ils poussent à travers le substrat organique, se ramifient, s'accrochent les uns aux autres et construisent ainsi une structure interne qui, en fin de compte, contribue à caractériser les performances mécaniques et thermiques.

Le choix de l'espèce de moisissure détermine le taux de croissance, la densité, le comportement à l'humidité et les propriétés mécaniques. Dans la pratique, pour les projets de construction ordinaires, le choix de l'espèce de moisissure est moins crucial que la stabilité de la qualité du produit, la résistance au feu et à l'humidité, et la certification. En revanche, pour les projets d'innovation, il s'agit d'une variable de conception importante.

Différents champignons au menu
Aujourd'hui, les chercheurs ont déjà identifié quelques espèces de champignon qui fonctionnent bien avec certains matériaux organiques.
- Ganoderma resinaceum: dans le cadre du projet de recherche néerlandais MYTHIC, il s'est avéré être un partenaire idéal pour la paille de colza, avec d'excellentes performances pour les applications d'isolation.
- Ganoderma lucidum est utilisé comme liant dans les biocomposites pour les éléments constructifs.
- Pleurotus ostreatus (pleurote) fournit des valeurs de conductivité thermique comprises entre 0,045 et 0,058 W/mK dans des études, comparables aux matériaux d'isolation conventionnels.
- Trametes versicolor, le lit d'elfe, est une moisissure "pourriture blanche" couramment utilisée dans la recherche mécanique sur les composites.
- Neurospora crassa: une moisissure exotique qui joue un rôle important dans les "matériaux vivants modifiés", où la biominéralisation et l'autoréparation sont essentielles.

Le séchage transforme cet organisme vivant en un matériau de construction stable sans risque de moisissures

De la spore au panneau de construction

La transformation de la moisissure en matériau de construction suit un processus de croissance contrôlé. Il faut d'abord préparer un substrat organique, tel que de la paille déchiquetée, des copeaux de bois ou des déchets textiles. Lors de la préparation, pensez à la pasteurisation ou à la stérilisation pour neutraliser les germes défavorables. Ensuite, des spores de moisissures sont déposés sur le substrat stérile. Dès que les spores ont germé, le réseau d'hyphes se forme dans le moule. Au cours de ce processus, le mycélium s'ancre et tisse le substrat en un ensemble cohérent.

Une étape cruciale suivante consiste à arrêter la croissance. En séchant ou en chauffant le matériau, on obtient un produit inerte qui ne se développe plus et ne présente aucun risque fongique. C'est pourquoi, aujourd'hui, la plupart des produits mycéliens ne sont plus vivants au moment de l'application. Ils sont stabilisés dans des matériaux composites biosourcés.

Les propriétés dépendent fortement de l'espèce de champignon utilisée et du substrat choisi. La conductivité thermique varie de 0,04 à 0,18 W/mK. Demandez donc des rapports d'essai et des fiches de production lorsque vous envisagez d'utiliser un produit mycélien pour une application isolante.

Légereté, performance acoustique et potentiel circulaire

Construire avec du mycélium présente des avantages indéniables. Un avantage intéressant est que le mycélium transforme des déchets agricoles et industriels de faible valeur en un matériau de construction de haute qualité. La structure poreuse créée au cours du processus offre des performances acoustiques exceptionnelles. Les panneaux commerciaux atteignent des coefficients d'absorption (αw) compris entre 0,6 et 0,9. Ils conviennent donc aux bureaux, aux écoles et aux espaces publics. Le faible poids facilite le transport et le traitement, tout en réduisant la charge sur les structures portantes.

L'isolation thermique à l'aide de produits mycéliens est également possible, bien qu'elle nécessite une attention particulière au niveau des détails. Le comportement au feu des différents produits commerciaux varie encore, mais il peut être bon. Mogu Acoustic atteint la classe Euro B-s1-d0, qui convient aux bâtiments accessibles au public.

Le scénario de fin de vie des produits est élégant en théorie: ils sont entièrement biodégradables en compost. Plus important encore dans la pratique, certains fournisseurs reprennent déjà leurs produits à la fin de la durée de vie du bâtiment.

Inconvénients: humidité et mise à l'échelle

Pour l'instant, la médaille a aussi un revers. L'humidité, en particulier, reste le talon d'Achille des produits mycéliens. Une exposition prolongée à une humidité relative élevée ou un arrosage direct peuvent compromettre les performances et la stabilité des panneaux. Il convient donc d'être très attentif aux détails de la physique du bâtiment. Les tensions de vapeur, la condensation et les connexions méritent une attention particulière à cet égard.

En outre, les limitations mécaniques ne permettent pas encore d'applications porteuses. La plupart des produits conviennent comme remplissage ou panneaux non porteurs. Ils ne sont pas suffisamment résistants pour des murs ou des planchers porteurs sans structure supplémentaire. La standardisation et la certification des produits mycéliens sont en cours. Les processus biologiques impliquent intrinsèquement des variations, ce qui complique la gestion des tolérances et l'assurance qualité.

Autre petite remarque: biosourcé ne signifie pas automatiquement respectueux de l'environnement. La production de matériaux mycéliens peut être énergivore en raison du processus de séchage et de stérilisation.

Produits mycéliens sur le chantier

Les produits mycéliens ne relèvent plus aujourd'hui de la science-fiction. Des fabricants tels que Mogu Acoustic proposent les panneaux acoustiques Foresta à base de mycélium combiné avec des résidus textiles et agricoles recyclés.

Les produits d'isolation sont en phase émergente. L'entreprise néerlandaise FC-i propose des matériaux d'isolation organiques assortis d'une garantie de reprise. Biohm (Royaume-Uni) et Ecovative proposent également des concepts d'isolation à base de mycélium. Mycelium Materials Europe a également déjà mis au point MyFoam®, un composite semblable à de la mousse pour le remplissage et les éléments légers.

Construire avec des moisissures exige de nouveaux réflexes de conception

Construire avec des matériaux vivants

Entre-temps, la recherche sur le potentiel constructif des moisissures continue de progresser. Le projet européen Fungateria développe des matériaux vivants modifiés en combinant mycélium et bactéries. L'objectif est de faire en sorte que les matériaux restent consciemment vivants. Ils acquièrent ainsi la capacité de se réparer ou de s'adapter à l'évolution de l'environnement. Pour ce faire, l'équipe de recherche mise sur des bactéries génétiquement modifiées qui rendent contrôlables des propriétés telles que la résistance, la densité, le taux de croissance, etc. Des recherches menées aux États-Unis montrent des composites mycéliens dans lesquels les bactéries forment des minéraux à l'intérieur du squelette mycélien. Les panneaux peuvent ainsi permettre à de petites fissures de se refermer en l'espace d'un mois.

À long terme, le projet Fungateria envisage la possibilité de structures qui non seulement se réparent elles-mêmes, mais qui se développent également de manière adaptative. Mais cela reste pour l'instant un sujet d'étude pour les chercheurs.

Points d'intérêt pour la conception et la mise en œuvre
Si vous êtes un concepteur et que vous envisagez d'utiliser des produits mycéliens, commencez par définir clairement l'objectif à atteindre. Pour les applications intérieures ou acoustiques, le risque est faible et la maturité est déjà assez élevée. En effet, il existe plusieurs produits commerciaux certifiés sur le marché.
Pour l'isolation, il est essentiel de disposer d'une base solide en matière de physique de construction. Faites attention aux  tensions de vapeur, au risque de condensation et aux détails autour des raccordements. N'oubliez pas de demander les rapports d'essai au feu et de classification nécessaires pour chaque produit. Concevez également une fixation mécanique afin de permettre le démontage en vue d'une réutilisation.
Stockez les produits livrés sur site au sec et protégez-les de la condensation. Notez également que les produits légers sont vulnérables aux chocs. Essayez également de commander la quantité requise en un seul lot, car il y a vraiment des variations de lot, du fait que la production est un processus biologique.
Pour l'entretien des panneaux acoustiques, respectez les directives des fiches de production et anticipez le nettoyage et l'impact mécanique.