Coraux artificiels imprimés en 3D : la solution pour sauver les récifs de Porto Rico

À Porto Rico, les récifs coralliens sont une toile vierge après les ouragans qui ont frappé les Caraïbes. Mais certains biologistes marins, armés d’imprimantes 3D, ont décidé de peindre cette zone désolée et d’explorer leur créativité. Les tons roses et oranges étaient sur la palette, tout comme le vert fluo. L'imprimeur a permis de décorer le récif avec du bleu, du jaune et, pour revenir à l'essentiel, du blanc éclatant, des couleurs rarement vues sur un récif naturel.

À Porto Rico, ces biologistes installent des milliers de coraux artificiels fabriqués à partir d'amidon de maïs à l'aide d'imprimantes 3D pour restaurer les récifs du territoire américain. Les scientifiques de la Société du milieu marin ont déjà installé plus de 10 000 coraux artificiels autour de Culebra, une île de l'archipel où la vie corallienne a été dévastée par les ouragans Irma et María en 2017. L'île est célèbre parmi les touristes pour ses plages cristallines et ses expéditions pour voir des couleurs colorées. les récifs, qui ont été durement touchés par le blanchissement des coraux, exacerbé par le changement climatique.

Les coraux imprimés ne mesurent pas plus de 60 centimètres, une caractéristique qui distingue ce projet, lancé en 2021, d'autres qui ont également utilisé des imprimantes 3D, dans lesquelles les structures ont généralement la taille d'une boîte de déménagement. Son objectif est d'attirer les poissons et autres organismes pour revitaliser le récif plus rapidement que les coraux naturels, qui peuvent mettre jusqu'à un an pour se développer suffisamment pour devenir un habitat propice à la vie marine. Pour l'instant, les coraux artificiels ne se trouvent que dans des points précis de Culebra, comme Punta Tampico et Punta de Maguey, deux paradis tout droit sortis d'une carte postale.

Pour Alex Mercado Molina, chercheur principal du projet, et son collègue Samuel Suleimán Ramos, l'idée était de recréer le plus fidèlement possible l'environnement corallien qui existait avant la destruction provoquée par les ouragans.

Les résultats sont prometteurs

« La biodiversité du récif a augmenté depuis que nous avons introduit des coraux artificiels », explique Mercado Molina, également professeur à l'Université de Porto Rico à Bayamón. « Non seulement cela attire plus de poissons ; « Cela attire davantage de types de poissons. » L’équipe a analysé l’écosystème récifal selon différents scénarios et a constaté une augmentation significative lorsque la transplantation de coraux naturels et artificiels était combinée.

Les couleurs saisissantes des coraux ont également une explication. Comme le dit le proverbe, la nécessité est mère de l'invention, et les biologistes ne se sont pas arrêtés quand, à un moment donné, le seul filament renouvelable disponible était des teintes vives et néon. Auparavant, ils parvenaient à les imprimer dans des couleurs plus neutres comme le marron, le blanc et le gris. Pourtant, les coraux aux couleurs vives ont éveillé la curiosité des poissons.

Edwin Hernández Delgado, le chercheur chargé du suivi des poissons dans ce projet, a déclaré que le nombre de poissons a plus que doublé après la transplantation de coraux artificiels. Cela contraste radicalement avec les secteurs étudiés sans intervention et également sans coraux naturels, où l'on a observé une réduction de la population de poissons. Hernández Delgado a assuré que ce n'est pas seulement la structure des coraux qui attire les poissons. « Comme la structure attire les juvéniles, elle attire également les prédateurs », a expliqué le scientifique.

L’attraction de différents types de poissons crée également un effet domino dans l’industrie de la pêche. Selon Hernández Delgado, les coraux ont augmenté la quantité de poissons commerciaux que les Portoricains consomment habituellement, comme le poisson arrayao, le mérou et le vivaneau.

Avant qu'une équipe de plongeurs ne plonge vers les plages, des biologistes collectent les coraux fabriqués à partir d'amidon de maïs dans différents laboratoires à plus de 120 kilomètres du camp de travail, dans le secteur urbain du territoire américain. Une fois posés sur le récif, les coraux ne contaminent pas la zone puisque leurs composants sont renouvelables et naturels. Avec des milliers de coraux artificiels transplantés, les biologistes espèrent récupérer les efforts déployés avant que l'ouragan Maria de catégorie 4 ne frappe l'île il y a sept ans.

« Une fois que les poissons arrivent, ils remplissent différents types de fonctions écologiques telles que brouter, manger des algues, garder le récif propre et libérer des nutriments lorsqu'ils éliminent leurs déchets métaboliques », a déclaré Mercado Molina. En moins d'un mois, le corail aux couleurs vives est transformé par les algues qui le recouvrent et commence à refléter les couleurs les plus naturelles d'un corail.

L'impact désastreux de l'ouragan Maria

Avant l'ouragan, l'organisation avait réussi à cultiver et à transplanter 75 000 coraux sur les récifs. Lorsque l’ouragan a frappé le 20 septembre, de forts courants ont détruit ces efforts. Suleimán Ramos a déclaré qu'il ne restait que 200 fragments de cette initiative. Sur les 18 pépinières et fermes de corail dont ils disposaient, aucune n’a survécu.

« Irma a atteint 80 % et María a cartographié (détruit) », a déclaré Suleimán Ramos, fondateur de la Société pour l'environnement marin. «J'ai littéralement pleuré. C’était comme être dans une scène de guerre, où tout semblait sombre. Vous saviez que peu importe où vous regardiez, il y aurait des choses mortes », a-t-il déclaré.

Les récifs servent non seulement d’habitat à différentes espèces, mais protègent également de l’érosion côtière. Les coraux jouent un rôle crucial dans la réduction de l’intensité des vagues déferlantes et travaillent en collaboration avec les mangroves, les dunes et les herbiers marins pour protéger la côte. Mais alors que le changement climatique intensifie les ouragans, les scientifiques de Porto Rico considèrent que leurs efforts sont plus essentiels que jamais.

L'idée de restaurer les récifs de Porto Rico à l'aide d'imprimantes 3D est née lorsqu'une étudiante de premier cycle de Mercado Molina a proposé le concept pour sa thèse. Cette idée lui a valu un prix de l'Association des laboratoires marins des Caraïbes au Mexique en 2017, quelques mois seulement avant l'ouragan Maria. Deux ans plus tard, Mercado Molina a soumis une proposition avec des résultats préliminaires à la National Fish and Wildlife Foundation, et l'organisation marine a reçu des subventions de l'agence américaine pour démarrer le projet. Cependant, comme pour de nombreuses initiatives mondiales, la pandémie a affecté le démarrage du projet sur la côte de Culebra. Outre l’impact du Covid-19, de nombreux autres facteurs freinent les progrès en matière de restauration des récifs.

« A cela s'ajoute le réchauffement climatique et les différents types de bactéries qui affectent les récifs », a déclaré Luis Torres, fondateur de l'un des laboratoires d'impression 3D de coraux, la Fondation Engine-4. De plus, diverses maladies ont été nocives pour les coraux, notamment la bande noire et la bande blanche.

« Et il faut mettre en équation le facteur humain, qui détruit parce que vous passez en bateau ou en jetski et ne respectez pas l'habitat marin », a ajouté Torres. Un problème persistant pour les coraux de Porto Rico est le développement côtier et la privatisation des plages, qui ne font qu'exacerber les conditions néfastes du milieu marin de l'archipel, un phénomène qui a alimenté le mouvement « Playas Pa'l Pueblo ».

Le gouvernement de Porto Rico a mis en œuvre des mesures pour atténuer l'érosion côtière et protéger le milieu marin contre le changement climatique, telles que l'allocation de fonds et la diffusion de plans. Cependant, l’absence de moratoire sur la construction dans les zones côtières et le laxisme dans l’octroi de permis ont rendu difficile la mise en œuvre efficace de ces mesures. Les projets de construction dans les zones côtières, promus par les investisseurs bénéficiant de la loi 22, qui accorde des exonérations fiscales aux riches qui s'installent à Porto Rico, contribuent au problème, augmentant la vulnérabilité des communautés et des écosystèmes côtiers.

La foi mène la recherche

Ce n’est qu’en 2021 que l’équipe a démarré le projet sur la côte de Culebra. Le projet a attiré l'attention d'entreprises privées qui souhaitaient également collaborer, soit financièrement, soit par le biais de travailleurs ou d'imprimeurs, comme l'opérateur de réseau mobile T-Mobile et la société de bière locale Medalla, qui, ironiquement, produisent des canettes qui finissent souvent par polluer les plages. île. L'École d'Arts Plastiques et l'École d'Architecture de l'Université de Porto Rico ont également apporté leur main d'œuvre et leurs imprimeurs. Même la NASA, l'agence américaine pour l'exploration spatiale et la recherche aéronautique, s'est impliquée dans le projet.

Mais les fonds ont diminué. Bien que les coraux continuent d'être imprimés, Mercado Molina rédige actuellement des propositions pour obtenir plus de fonds pour les installer. Jusqu'à présent, au cours des trois dernières années, les coraux ont été possibles grâce aux 1,6 millions de dollars qui leur ont été accordés par la National Fish and Wildlife Foundation, et non par le gouvernement local de Porto Rico. Pour Torres, dans le laboratoire où sont imprimés les coraux, l'argent initial a permis de propulser l'initiative dans le cadre d'un projet spécial au sein d'un budget annuel plus important, mais au cours des années suivantes, d'autres projets ont pris la priorité. Torres a exprimé que là où il aimerait voir plus de responsabilité, c'est de la part du gouvernement de Porto Rico.

« Ce n'est pas un caprice, c'est un impact social et environnemental », a déclaré Torres. « Le gouvernement local doit investir plus d'argent dans les ressources et aider ces groupes de biologistes marins diplômés de leurs universités et qui vous donnent des recommandations en tant que médecins et disent qu'à Porto Rico, les côtes sont affectées. »

Néanmoins, la Marine Environment Society et les laboratoires, comme de nombreuses autres entités de Porto Rico, continuent de promouvoir leurs efforts malgré la précarité économique à laquelle l'île est confrontée après la plus grande restructuration de la dette publique de l'histoire des États-Unis. Pour Torres, l'impression 3D ouvre de nouvelles possibilités pour la restauration des récifs coralliens, mais ses ambitions ne s'arrêtent pas là. Son nouveau projet, encore à ses débuts, explore la création d'expériences utilisant les crêtes de pommes de pin.

« Nous pourrions l'utiliser comme base pour développer un autre type de corail, mais nous pourrions également faire des cultures pour y planter des graines et y faire pousser des légumes », a commenté Torres, tout en continuant à réfléchir sur la mer d'idées qui lui sont venues à l'esprit.