Cuir, fil et papier durables, issus de champignons mangeurs de pain

Votre prochain sac à main à la mode pourrait être fabriqué à partir de « cuir » fabriqué à partir d’un champignon. Aujourd’hui, les chercheurs décriront comment ils ont exploité cet organisme pour convertir les déchets alimentaires en faux cuir durable, ainsi qu’en produits en papier et en substituts de coton, aux propriétés comparables aux matériaux traditionnels. Ils expliquent que ce cuir fongique prend moins de temps à produire que les substituts existants déjà sur le marché, et, contrairement à certains, est 100% biosourcé.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd’hui lors de la réunion de printemps de l’American Chemical Society (ACS).

Le coton est rare et, comme les textiles et le cuir à base de pétrole, sa production est associée à des préoccupations environnementales. Pendant ce temps, beaucoup de nourriture est gaspillée. Akram Zamani, Ph.D., a entrepris de résoudre ces problèmes apparemment sans rapport avec de nouveaux matériaux biosourcés et durables dérivés de champignons. « Nous espérons qu’ils pourront remplacer le coton ou les fibres synthétiques et le cuir animal, qui peuvent avoir des aspects environnementaux et éthiques négatifs », explique Zamani, chercheur principal du projet. « Lors du développement de notre procédé, nous avons pris soin de ne pas utiliser de produits chimiques toxiques ou quoi que ce soit qui pourrait nuire à l’environnement. »

Tout comme les humains, les champignons ont besoin de manger. Pour nourrir les organismes, l’équipe a collecté du pain de supermarché invendu, qu’ils ont séché et broyé en chapelure. Les chercheurs ont mélangé la chapelure avec de l’eau dans un réacteur à l’échelle pilote et ont ajouté des spores de Rhizopus delemar, que l’on trouve généralement sur les aliments en décomposition. Lorsque ce champignon se nourrissait du pain, il produisait des fibres naturelles microscopiques composées de chitine et de chitosane qui s’accumulaient dans ses parois cellulaires. Après deux jours, les scientifiques ont collecté les cellules et éliminé les lipides, protéines et autres sous-produits qui pourraient être utilisés dans l’alimentation humaine ou animale. Le résidu gélatineux restant constitué des parois cellulaires fibreuses a ensuite été filé en fil, qui pourrait être utilisé dans les sutures ou les textiles cicatrisants et peut-être dans les vêtements.

Alternativement, la suspension de cellules fongiques a été disposée à plat et séchée pour fabriquer des matériaux ressemblant à du papier ou du cuir. Les premiers prototypes de cuir fongique produits par l’équipe étaient minces et pas assez flexibles, explique Zamani, qui est à l’Université de Borås en Suède. Maintenant, le groupe travaille sur des versions plus épaisses composées de plusieurs couches pour imiter plus fidèlement le vrai cuir animal. Ces composites comprennent des couches traitées avec des tanins dérivés d’arbres – qui donnent de la douceur à la structure – combinées à des couches traitées avec des alcalis qui lui donnent de la force. La flexibilité, la résistance et la brillance ont également été améliorées par un traitement avec du glycérol et un liant biosourcé. « Nos tests récents montrent que le cuir fongique a des propriétés mécaniques tout à fait comparables au cuir véritable », déclare Zamani. Par exemple, la relation entre la densité et le module de Young, qui mesure la rigidité, est similaire pour les deux matériaux.

Alors que d’autres cuirs fongiques ont déjà atteint le marché, peu d’informations sur leur production ont été publiées et leurs propriétés ne correspondent pas encore au vrai cuir, selon Zamani. D’après ce qu’elle peut vérifier, les produits commerciaux sont fabriqués à partir de champignons récoltés ou de champignons cultivés en couche mince sur des déchets alimentaires ou de la sciure de bois en utilisant une fermentation à l’état solide. De telles méthodes nécessitent plusieurs jours ou semaines pour produire suffisamment de matière fongique, note-t-elle, alors que son champignon est immergé dans l’eau et ne prend que quelques jours pour produire la même quantité de matière. Quelques autres chercheurs expérimentent également la culture submergée, mais à une échelle beaucoup plus petite que les efforts de son groupe.

De plus, certains des cuirs fongiques sur le marché contiennent des revêtements ou des couches de renforcement nocifs pour l’environnement en polymères synthétiques dérivés du pétrole, tels que le polyester. Cela contraste avec les produits de l’équipe de l’Université de Borås, qui se composent uniquement de matériaux naturels et seront donc biodégradables, s’attend à Zamani.

Son équipe travaille à affiner davantage leurs produits fongiques. Ils ont également commencé récemment à tester d’autres types de déchets alimentaires, notamment des fruits et des légumes. Un exemple est la masse laissée après le pressage du jus des fruits. « Au lieu d’être jeté, il pourrait être utilisé pour faire pousser des champignons », explique Zamani. « Nous ne nous limitons donc pas au pain, car j’espère qu’il y aura un jour où il n’y aura plus de gaspillage de pain. »