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Nature. Les champignons mangeurs de polymères peuvent-ils résoudre notre problème de plastique ?

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Les champignons mangeurs de polymères pourraient-ils nous aider à résoudre notre problème de plastique ? C’est ce que certaines recherches semblent suggérer.

Depuis la découverte révolutionnaire des premiers polymères synthétiques en 1869, les plastiques sont devenus un élément indispensable de la vie quotidienne. Ils étaient, à leur manière, une solution écologique pour remplacer les matériaux naturels comme l’ivoire, l’écaille, la fourrure, le cuir et le lin. On était loin d’imaginer que, à peine un siècle plus tard, le plastique deviendrait une source de pollution à l’échelle planétaire. De même, personne n’imaginait que nous explorerions les champignons mangeurs de polymères comme un moyen de se débarrasser de ce matériau.

Le problème des polymères

En 1968, les gens ont commencé à réaliser que les polymères synthétiques constituaient une menace pour l’environnement, car l’élimination des produits en plastique ne les fait pas disparaître. Au contraire, ils s’accumulent dans nos décharges, nos océans et nos cours d’eau, créant un environnement toxique pour les poissons, les oiseaux, les mammifères et l’homme.

Depuis des décennies, divers moyens ont été utilisés pour s’attaquer à ce dilemme : réutiliser, réduire, recycler est devenu une devise populaire. Un terme dont la connotation signifiait à l’origine « aisément façonné ou malléable » est rapidement devenu synonyme de « bon marché, mauvaise qualité ou imitation ». Malgré cela, notre dépendance aux plastiques a été maintenue, et même renforcée.

Les plastiques peuvent mettre des centaines, voire des milliers d’années à se décomposer, et ils s’accumulent à un rythme incroyable depuis des décennies. Un humble champignon peut-il nous aider à restaurer notre environnement ? (Image : wikimedia / Dying Regime / CC BY 2.0)

L’utilisation de sacs plastiques à usage unique a été introduite en 1979. Elle a été rapidement adoptée par les supermarchés et les magasins de détail. Presque tout ce que nous achetons aujourd’hui est ultra-emballé, avec des étuis en plastique situés à l’intérieur de boîtes scellées dans du plastique, tous les contenus des boîtes étant emballés individuellement dans du plastique.

Après avoir graduellement pris conscience des dangers que le plastique représente pour l’environnement, de nombreuses municipalités ont pris la décision d’interdire désormais l’usage des sacs plastiques. Cela ne fait que ralentir la production de déchets, sans tenir compte des milliards de sacs plastiques qui se trouvent actuellement dans l’océan, selon les estimations de L’Environment Protection Agency (EPA), ni des milliards de tonnes de plastique qui contaminent déjà l’environnement.

Le recyclage ne concerne qu’une fraction des plastiques actuellement fabriqués. Il est loin d’être efficace sur le plan énergétique. Les consommateurs ne sont pas toujours conscients des nombreuses restrictions devant être respectées pour un recyclage réussi. Réutiliser le plastique peut s’avérer être une bonne chose, sauf que le plastique finit par se casser mais il ne se décompose toujours pas. Une solution viable serait une solution permettant de décomposer le plastique en matériau biologique naturel. Cela semble tiré par les cheveux ? Pas vraiment.

Le mycélium qui se développe dans un substrat émet, lorsque les conditions sont réunies, des bourgeons ou « têtes d’épingle », (bébés champignons). Photo de bourgeons de champignons de Paris émergeant d’un tronc d’érable. (Image : Ila Bonczek / Vision Times)

Champignons mangeurs de polymères

En 2011, des chercheurs de l’université de Yale ont découvert que plusieurs espèces de champignons du genre Pestalotiopsis démontraient leur capacité à dégrader à la fois les solides et les suspensions liquides de la matière plastique polyuréthane (PUR), les transformant en matière organique. Deux de ces espèces de champignons ont pu survivre dans des environnements aérobies (dans un milieu oxygéné), et anaérobies (dans un milieu sans oxygène), en se nourrissant uniquement de PUR.

La plupart de nos déchets plastiques finissent dans des décharges, notoirement mal équipées pour la décomposition car elles sont à la fois sèches et compactes (sans oxygène). La deuxième plus grande accumulation se trouve dans nos océans. Les champignons capables d’agir dans un tel éventail de conditions aléatoires offrent des perspectives prometteuses pour l’avenir de la décomposition du plastique.

Comment cela fonctionne-t-il ? Le mystérieux mycélium

Alors qu’à première vue, on pourrait croire que le mycélium d’un champignon est comparable à la « racine » d’une plante, ce réseau filamenteux est en fait la structure principale, qui constitue 95 % du corps du champignon. L’activité mycélienne se déroule principalement à l’abri des regards.

Les champignons ne peuvent pas faire de photosynthèse pour fabriquer leur propre nourriture. Au lieu de cela, les hyphes microscopiques du mycélium se frayent un chemin dans un autre matériau, un substrat, qu’ils décomposent et dont ils absorbent les nutriments. Ce n’est que lorsque les conditions sont réunies que les fructifications (champignons) apparaissent. Il s’agit du stade de reproduction, qui ne représente souvent que 5 % du cycle de vie de l’organisme.

Le mycélium, en revanche, est presque toujours actif et, en plus, il a une longue durée de vie. Les champignons en dormance ont des mycéliums invisibles qui peuvent vivre pendant des années, voire des décennies, s’affairant à décomposer la matière organique (ou plastique) en attendant des conditions propices à la reproduction. L’objectif de la reproduction est de générer une multitude de spores, qui germeront dans les bonnes conditions pour générer des hyphes, les éléments constitutifs du mycélium, et le composant clé de la décomposition des plastiques.

Les hyphes, ces filaments tubulaires microscopiques, sécrètent des enzymes qui décomposent les polymères en unités plus petites, les « monomères ». Les monomères sont ensuite absorbés par le mycélium, tandis que les hyphes transportent les nutriments vers d’autres parties du corps du champignon.

Mycélium de pleurote en huître dans une boîte de Pétri remplie de marc de café. (Image : wikimedia / Tobi Kellner / CC BY-SA 3.0)

Les hyphes sont en grande partie composés de chitine, ou de polysaccharides fibreux, qui confèrent une force et une rigidité remarquables à ces minuscules fils. Cela leur permet de pénétrer loin et largement, si loin, en fait, que certains mycéliums sont connus pour couvrir une distance de plus d’un kilomètre, se répandant aussi loin que le substrat nutritif est disponible. Ils se développent vers l’extérieur selon un modèle radial à partir de leur origine, avec des hyphes d’une telle densité qu’un centimètre cube de substrat peut contenir une longueur accumulée égale à un demi-mile de fibres.

Application domestique

Après la découverte initiale des capacités de décomposition du Pestalotiopsis, d’autres recherches ont permis de découvrir d’autres genres de champignons, de bactéries et d’actinomycètes (90 au total) capables de dégrader les plastiques, dont le pleurote en huître (genre Pleurotus). Et si nous pouvions avoir notre propre centre de recyclage à domicile, où les plastiques mis au rebut pourraient être transformés en quelque chose d’utile, voire même, peut-être, de comestible ?

La chercheuse Katherina Unger a reconnu ces possibilités et s’est mise au travail. Elle a mis au point un prototype de « Fungi Mutarium », un système de recyclage à l’échelle résidentielle dans lequel les déchets plastiques sont utilisés pour faire pousser des pleurotes comestibles.

Le pleurote est un champignon fabuleux et délicieux, dont le mycélium est capable d’effectuer diverses tâches de biorestauration. (Image : Ila Bonczek / Vision Times)

Le concept fait encore l’objet de recherches et n’est pas encore disponible dans le commerce, mais si vous souhaitez faire votre propre expérience, vous pouvez acheter des pleurotes en culture liquide. Les plastiques doivent être pré-exposés à la lumière UV afin d’initier le processus de dégradation. En théorie, les champignons obtenus devraient pouvoir être consommés sans danger, car ils auront dégradé les plastiques sans stocker les contaminants, mais il convient de procéder avec prudence.

Autres applications des champignons et des mycéliums

Un autre groupe d’entrepreneurs cherche à utiliser les champignons pour cultiver des matériaux susceptibles de remplacer les plastiques. Ecovative, une société qui s’efforce d’abandonner les plastiques, vise à fournir des alternatives plastiques biodégradables cultivées à partir de mycélium. Sa technologie « MycoComposite » lie des matériaux durables à des fibres mycéliennes pour former des emballages et des matériaux de construction durables. Ils produisent également un type de cuir et d’autres matériaux durables à base de mycélium par un processus de croissance verticale.

Un groupe environnemental de l’Oregon a expérimenté les vertus des champignons dans la purification de l’eau. Des sacs de toile de jute remplis d’un substrat de marc de café et de paille, inoculés avec du blanc de champignon, ont été placés sur le trajet des égouts pluviaux afin de décomposer les polluants. Des tests effectués en laboratoire sur la rivière Chicago, hautement contaminée, ont montré que les pleurotes avaient un taux d’élimination de plus de 99 % d’E. coli, en 96 heures.

Ce processus de mycoremédiation a un large éventail d’applications. Les champignons sont actuellement utilisés pour modifier les écoulements agricoles, en éliminant les contaminants à la fois par filtration et par dégradation. Des balles de foin inoculées avec des pleurotes ont permis d’éliminer l’amiante, l’arsenic, le plomb et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) de l’eau contaminée par des cendres de feux de forêt en Californie.

L’importante biomasse du mycélium du pleurote est également propice à l’absorption des métaux lourds présents dans le sol. Les toxines sont recueillies dans le mycélium où des enzymes les décomposent en substances plus bénignes.

Si vous pensiez que les champignons n’étaient qu’une bonne garniture de pizza, revoyez votre jugement.

Rédacteur Fetty Adler
Collaboration Jo Ann

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