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Source: АrсhDаilу

Nature et technologie : des murs qui peuvent faire pousser des plantes

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La relation entre l’architecture et la nature est complexe. Si, d’une part, nous aimons encadrer la nature comme un art dans nos maisons ; d’autre part, nous essayons à tout prix d’éviter la présence de « vraies » natures obstructives dans nos murs et structures, qui peuvent être endommagées par les racines et les feuilles. Parallèlement, nous utilisons des toitures végétalisées, des jardins verticaux et des bacs à fleurs pour rapprocher les villes de la nature et améliorer le bien-être des habitants ; mais nous construisons aussi des bâtiments avec des matériaux complètement dissociés de la faune et de la flore. Bien que l’avancée des biomatériaux et des nouvelles technologies change progressivement la donne, il faut néanmoins se demander si les structures et les bâtiments que nous occupons doivent être séparés de la nature qui les entoure. C’est la question qui a conduit les chercheurs de l’Université de Virginie (UVA) à développer des structures de sol géométriquement complexes imprimées en 3D sur lesquelles les plantes pourraient pousser librement.

L’équipe a développé une méthode d’impression 3D avec des matériaux biosourcés, incorporant la circularité dans le processus. Au lieu de matériaux traditionnels en béton ou en plastique, la matière première utilisée est le sol lui-même et des plantes locales mélangées à de l’eau et insérées dans l’imprimante pour former des murs et des structures. En combinant la vitesse, la rentabilité et la faible demande énergétique avec des matériaux biosourcés d’origine locale, le processus de fabrication additive peut évoluer et créer des structures imprimées en 3D entièrement biodégradables, retournant sur terre à la fin de sa vie utile. .

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L’équipe était composée de Ji Ma, professeur adjoint de sciences et de génie des matériaux à l’École d’ingénierie et de sciences appliquées de l’UVA ; David Carr, professeur-chercheur au Département des sciences de l’environnement de l’UVA ; et Ehsan Baharlou, professeur adjoint à l’UVA School of Architecture, ainsi que Spencer Barnes, étudiant à l’Université. Barnes a mené des expériences sur les mélanges les plus propices à l’impression, à travers deux approches : imprimer le sol et les graines en couches séquentielles ou mélanger les graines avec le sol avant l’impression. Les deux approches ont bien fonctionné.

Comme le souligne Ji Ma dans cet article publié par l’Université, « le sol imprimé en 3D a tendance à perdre de l’eau plus rapidement et garde une plus grande emprise sur l’eau qu’il contient », a déclaré Ma. « Parce que l’impression 3D rend l’environnement autour de la plante plus sec, nous devons incorporer des plantes qui aiment les climats plus secs. La raison pour laquelle nous pensons que c’est le cas est que le sol est compacté. Lorsque le sol est pressé à travers la buse, les bulles d’air sont expulsées. Lorsque le sol perd des bulles d’air, il retient plus étroitement l’eau.

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David Carr, à son tour, était chargé de trouver la composition idéale du sol pour l’impression et les espèces végétales les plus propices. Ces découvertes garantiraient que les plantes pourraient prospérer dans la structure et que le sol pourrait accumuler de la matière organique et collecter les nutriments nécessaires. Il a proposé des plantes qui poussent naturellement dans des zones qui semblent être aux limites extérieures de la vie – des plantes indigènes qui poussent pratiquement sur des rochers nus. L’essence choisie était Sedum (Stonecrop), couramment utilisée dans les toits verts. La physiologie de cette espèce est similaire à celle du cactus et elle peut survivre avec très peu d’eau, et peut même s’assécher dans une certaine mesure afin de récupérer.

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L’équipe a publié ses premiers résultats plus tôt cette année dans l’article intitulé 3D Printing of Ecologically Active Soil Structures. La recherche autour de la technologie s’est poursuivie et les prochaines étapes incluent des formulations « d’encre » de sol pour des structures plus grandes avec au moins un étage, cherchant à anticiper des problèmes tels que la rupture du sol dans des tensions plus importantes. De plus, les chercheurs ont également expérimenté différentes couches à l’intérieur d’un panneau mural afin d’isoler la paroi intérieure et de maintenir l’humidité de la paroi extérieure. Bien qu’il ne s’agisse que d’un début, cela peut être un pas en avant pour rapprocher la nature de la fabrication humaine.

Source: АrсhDаilу

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