La culture d'algues est depuis longtemps reconnue comme une solution climatique fondée sur la nature, mais son expansion en haute mer s'est avérée difficile en raison des courants forts et de la rareté des nutriments. Une nouvelle étude publiée le 28 septembre 2026 dans Environmental Science and Ecotechnology présente un système modulaire inspiré de l'origami qui pourrait surmonter ces obstacles, permettant potentiellement une culture d'algues à grande échelle pour la séquestration du carbone et d'autres produits.
Des chercheurs de l'Université de Zhejiang, avec des collaborateurs de l'Université de Guizhou et du Centre d'innovation de Ningbo, ont développé le Système d'aquaculture d'algues inspiré de l'origami (Seaweed OAS). La conception utilise une structure coque-noyau pour ralentir le flux local, fournir des surfaces d'attachement et stocker des nutriments à libération lente. Dans les simulations, une unité unique sous des courants de 2,0 m/s a produit un volume de croissance approprié 17 fois plus grand qu'une référence sphérique, et des réseaux optimisés de six unités ont augmenté le volume approprié par unité de 2,1 fois. Des essais en laboratoire, en lac et en haute mer dans la région de la fosse des Philippines ont confirmé la stabilité, et une cartographie mondiale a identifié 10 335 millions d'hectares—28,5 % de l'océan mondial—comme potentiellement appropriés.
La géométrie est la percée. Inspirés par le motif traditionnel chinois huiwen (grecque), les chercheurs ont plié des panneaux plats en une unité pentagonale à 25 faces. Douze unités s'assemblent en une coque semblable à un dodécaèdre. Le rapport d'échelle sans dimension φ = a/R contrôle le pliage, avec une conception optimale à unité unique à φ = 0,36. À un débit entrant de 2,0 m/s, il a produit 2 607,7 cm³ de volume de croissance approprié, et le meilleur résultat pour une unité unique a atteint 2 791,6 cm³. La croissance appropriée a été définie comme une vitesse dans le sens de l'écoulement ≤0,5 m/s. Dans une disposition Hexagon 2 à six unités avec un espacement de 0,35 m, le volume approprié total a atteint 33 210,3 cm³ à 2,0 m/s, soit 5 535,1 cm³ par unité, 2,1 fois une unité isolée. Les modules ont été imprimés en 3D avec de l'acide polylactique (PLA) et des supports en polyvinyl alcohol (PVA) hydrosoluble. Les tests de compression ont donné une charge de pointe minimale de 11 693 N contre une traînée de pointe prévue de 39,9 N, un facteur de sécurité de 293.
Les macroalgues contribuent à environ 1,5 pétagramme de carbone à la production primaire nette annuelle mondiale, et les sédiments des fermes peuvent enfouir environ 1,87 ± 0,73 tonne d'équivalent dioxyde de carbone par hectare et par an—environ le double du taux des zones non cultivées adjacentes. Pourtant, l'expansion en haute mer est limitée par les courants forts qui empêchent une attache stable et détruisent les conditions de faible vitesse nécessaires à la croissance. Les nutriments tels que l'azote, le phosphore et le fer dissous sont trop dilués pour une culture à grande échelle. Les plateformes existantes dépendent soit d'infrastructures offshore rares, soit ne peuvent pas réguler le flux local. Le Seaweed OAS répond à ces défis en créant des micro-habitats calmes où les algues peuvent s'attacher et croître, tout en stockant des nutriments à libération lente. Les interactions de sillage coopératives dans le réseau hexagonal optimisé permettent aux unités en amont de protéger les unités en aval, augmentant le volume de croissance approprié par unité.
Les auteurs avertissent que les résultats à long terme de la culture, le stockage du carbone en profondeur et les effets écologiques de la dégradation des matériaux restent non vérifiés et nécessitent des études sur le terrain. S'ils sont validés sur des déploiements plus longs, le Seaweed OAS pourrait soutenir la culture d'algues en haute mer pour l'alimentation, les aliments pour animaux, les biomatériaux et la séquestration du carbone. Sa conception modulaire coque-noyau pourrait être déployée sans infrastructure offshore existante, et des modules de connexion à dégradation contrôlable pourraient éventuellement permettre au système de se désagréger afin que la biomasse riche en carbone coule vers les profondeurs océaniques pour un stockage à long terme. La cartographie mondiale de l'adéquation suggère un vaste potentiel dans les zones marines, bien que les voies de navigation, la couverture glaciaire, la température, les ratios de nutriments, la vitesse du courant et les zones marines protégées doivent guider l'implantation. Les auteurs appellent à des essais offshore à long terme pour quantifier la croissance des algues, la durabilité structurelle, l'écotoxicité des matériaux et le devenir et la persistance du carbone séquestré. L'étude a été publiée avec le DOI 10.1016/j.ese.2026.100769.
