Partout sur la planète, les récifs coralliens sont en déclin. Pourtant, ce sont des éléments essentiels aux écosystèmes marins, car ils abritent 25 % de la vie marine ! Des chercheurs israéliens travaillent au développement d’une méthodologie basée sur les technologies 3D pour la restauration de récifs à grande échelle.
Les méthodes de reconstruction des récifs coralliens actuelles sont peu adaptées à une utilisation à grande échelle et leurs approches ne sont pas assez holistiques. La méthode proposée ici fait intervenir des technologies avancées comme l’eADN, l’impression 3D de céramique et l’imagerie 3D.
Les récifs coralliens sont partout
Contrairement aux idées reçues, les récifs coralliens ne sont pas réservés aux eaux chaudes et peu profondes des régions tropicales, puisqu’on en a récemment découvert dans les profondeurs de la Méditerranée et au large de la Norvège.
Les récifs coralliens ont une importance capitale, car la variété de la biodiversité des récifs coralliens vaut largement celle des forêts tropicales de Nouvelle-Guinée et d’Amazonie. Ces récifs abriteraient, dans le Monde, près de 2 millions d’espèces différentes !
On estime même qu’un quart des poissons de nos océans, dont des espèces que nous consommons, grandissent dans ces récifs. Préserver les récifs coralliens apparaît comme vital et plusieurs solutions complémentaires existent : ralentir leur déclin, notamment en réduisant l’impact des activités humaines et utiliser des techniques de restauration avancées.
Les technologies 3D au secours des récifs coralliens
Les techniques habituelles de restauration artificielle ont du mal à reproduire la structure 3D complexe des habitats coralliens. De plus, compte tenu de la taille des récifs à restaurer, le passage à l’échelle « production industrielle » apparaît souvent comme problématique.
Dans un article récemment publié dans le journal Science of the Total Environment, une équipe de chercheurs issus de quatre des principales universités israéliennes présente une nouvelle méthode de restauration utilisant les technologies 3D.
Le processus qu’ils ont développé consiste tout d’abord à effectuer des milliers de photographies sous-marines du récif. Les données numériques collectées sont ensuite traitées en laboratoire, ce qui conduit à la création d’un modèle 3D extrêmement précis du récif.
L’analyse de ce modèle permet ensuite de calculer la forme du récif et d’estimer la manière dont elle favorise l’évolution de la diversité des espèces.
Les chercheurs utilisent également une méthode appelée ADN environnemental (eDNA) pour collecter les informations génétiques précises sur les organismes abrités dans le récif.
L’ensemble de ces données sont ensuite incorporées dans un algorithme 3D afin de construire un modèle paramétrique interactif qui s’adapte à l’environnement étudié.
Dernière étape : reproduire un récif en céramique par impression 3D à partir de ce modèle.
L’impression 3D de structures céramiques biomimétiques
Les récifs coralliens naturels sont des assemblages de matériaux calcaires obtenus par biominéralisation. La technique d’impression 3D employée ici utilise une céramique poreuse qui répond aux besoins idéaux en matière de construction et de restauration.
Dans un communiqué de presse, le professeur Ezri Tarazi (Israel Institute of Technology) précise : « L’impression tridimensionnelle avec des matériaux naturels facilite la production d’unités très complexes et diverses, ce qui n’est pas possible avec les moyens habituels de production par moules. »
Processus d’impression 3D de céramique permettant de reproduire la structure de récifs coralliens (Crédits : Haim Zinger, Ofer Berman)
Un modèle adaptable à d’autres types de récifs
Si la méthodologie développée par les chercheurs est basée sur la structure naturelle des récifs coralliens du sud d’Israël, dans le golfe d’Eilat, elle est néanmoins applicable à d’autres environnements marins.
Ainsi, les chercheurs affirment que cette étude répond à deux besoins essentiels pour sauver les récifs coralliens :
- trouver des solutions innovantes de restauration rapide à grande échelle ;
- recréer la complexité naturelle des récifs coralliens, en termes de taille et de formes, pour favoriser la biodiversité.
Selon Ofer Berman, doctorant et co-auteur de l’étude : « L’utilisation de l’impression tridimensionnelle permet une grande liberté d’action dans la réalité des solutions basées sur des algorithmes, et l’assimilation d’une production durable pour le développement de la réhabilitation marine à grande échelle. »
Les chercheurs espèrent ainsi que les récifs imprimés en 3D qu’ils sont en train d’installer dans le golfe d’Eilat leur permettront d’étendre le champ d’application de cette innovation à d’autres écosystèmes récifaux du monde.
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