L’accès à l’eau potable, un défi majeur de notre époque, pourrait connaître une révolution grâce à l’impression 3D. Des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont développé un matériau vivant à base d’algues, capable de dépolluer l’eau. Cette innovation, alliant biotechnologie et impression 3D, promet de transformer les polluants en substances inoffensives. Cet article explore en détail cette percée scientifique, ses mécanismes et son potentiel impact sur l’assainissement de l’eau à l’échelle mondiale.
La dépollution de l’eau : une priorité
Selon l’Observatoire des inégalités, le nombre de personnes ayant accès à l’eau potable a augmenté de 5 à 6,5 milliards depuis 2000.
En 2015, 11 % de la population mondiale, soit 844 millions de personnes, n’avait pas accès à l’eau potable et des centaines de millions d’autres consomment de l’eau impropre à la consommation, provenant de sources contaminées telles que les précipitations, rivières, lacs, étangs et puits. Cette situation peut engendrer de nombreuses pathologies, dont l’hépatite A, la dysenterie et des diarrhées.
La recherche de solutions d’assainissement est donc une priorité et l’université de Californie à San Diego a publié en septembre 2023 des travaux prometteurs dans ce domaine.
Ces recherches pourraient contribuer à l’atteinte du sixième objectif de développement durable des Nations Unies, visant à garantir un accès universel et équitable à l’eau potable à un coût abordable.
L’impression 3D vient en renfort à de nouvelles découvertes scientifiques permettant très souvent de concrétiser des projets comme la réalisation d’un main bionique ou encore des médicaments totalement personnalisables.
Une expérimentation réussie
Les scientifiques ont combiné un polymère et un système biologique (une cyanobactérie) pour créer un biocomposite cyanobactérien imprimé en 3D sous forme de grillage.
Ils ont utilisé la cyanobactérie unicellulaire Synechococcus elongatus PCC 7942 et une protéine indicatrice fluorescente jaune, dont l’expression est régulée par un riboswitch, un mécanisme de régulation à ARN messager. La bactérie a été intégrée dans une matrice d’hydrogel à base d’alginate, un polymère naturel dérivé des algues.
Les chercheurs ont modifié génétiquement une souche de cyanobactérie pour produire une enzyme laccase oxydative, reconnue pour sa capacité à éliminer certaines substances organiques polluantes, y compris les colorants, les antibiotiques et d’autres médicaments.
Une expérimentation a démontré la capacité du biocomposite à neutraliser le carmin d’indigo dans l’eau, le décomposant en molécules inoffensives. Le matériau peut également s’autodétruire après usage grâce à une mort cellulaire induite par la théophylline, une molécule présente notamment dans le chocolat, réduisant ainsi son impact environnemental.
Voici un tableau regroupant les éléments de ce matériau réalisé avec l’impression 3D :
| Élément | Description |
|---|---|
| Organisme utilisé | Synechococcus elongatus PCC 7942 |
| Protéine indicatrice | Fluorescente jaune, régulée par riboswitch |
| Matrice d’hydrogel | À base d’alginate, polymère naturel dérivé des algues |
| Enzyme produite | Laccase oxydative |
| Substances éliminées | Colorants, antibiotiques, médicaments |
| Mécanisme d’autodestruction | Mort cellulaire induite par la théophylline |
Cette innovation représente une avancée majeure dans la lutte contre la pollution de l’eau en alliant la biotechnologie à l’impression 3D. Elle ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de l’assainissement de l’eau pour améliorer l’accès à l’eau potable dans les régions les plus touchées par la pollution est considérable.