Des architectes et des spécialistes des sciences de la mer de l’université de Hong Kong (HKU) ont mis au point une nouvelle méthode de restauration des coraux en utilisant des « tuiles de récif » artificielles imprimées en 3D spécialement conçues pour être fixées par les coraux afin d’améliorer leurs chances de survie dans le parc marin de Hoi Ha Wan, dans les eaux de Hong Kong.

Le projet de restauration a été commandé par le département de l’agriculture, de la pêche et de la conservation (AFCD) dans le cadre de la gestion active des communautés de coraux dans le parc marin. Les architectes du laboratoire de fabrication robotique, sous l’égide du laboratoire des technologies de fabrication et de matériaux de la faculté d’architecture, et les scientifiques marins du Swire Institute of Marine Science (SWIMS) de la faculté des sciences de HKU ont collaboré pour produire des tuiles de récif adaptées à la fixation des coraux et surveiller le développement de la communauté corallienne dans le parc marin.

Pour aider les coraux à survivre et à prospérer

Le parc marin est un hot spot de la biodiversité locale qui représente plus des trois quarts des coraux constructeurs de récifs à Hong Kong et plus de 120 espèces de poissons. Toutefois, ces dernières années, la détérioration progressive de l’habitat corallien, un processus connu sous le nom de bio-érosion, associée au blanchiment des coraux et aux événements de mortalité massive en 2015-2016, mettent en péril l’avenir de la communauté corallienne.

Dans le cadre de ce projet, des « tuiles de récif » (reef tiles) en terre cuite imprimée en 3D, conçues et développées par le laboratoire de fabrication robotisée, couvrant une superficie totale d’environ 40 m2, ont été déployées en juillet 2020 sur trois sites sélectionnés du parc marin, dont Coral Beach, Moon Island et une baie abritée près du centre de vie marine du WWF.

Les dalles de récif artificiel sont spécialement conçues pour aider à la restauration du corail en fournissant une base structurellement complexe pour l’attachement du corail et pour empêcher la sédimentation, l’une des principales menaces pour les coraux. Ils fournissent des ancrages pour les coraux d’opportunité, c’est-à-dire des fragments de corail délogés qui ne survivront probablement pas par eux-mêmes, leur donnant ainsi une seconde chance de s’épanouir.

Les tuiles, ensemencées de fragments de corail, ont été replantées en juillet 2020. Trois espèces de coraux historiquement communes dans le parc marin, à savoir Acropora, Platygyra et Pavona, ont été sélectionnées pour l’étude. Elles ont des formes de croissance différentes, représentant les formes de colonies ramifiées de « staghorn », de « cerveau » massif et de « placage » foliaire, créant un habitat diversifié pour d’autres espèces marines.

Les scientifiques marins du SWIMS étudieront le succès de la restauration en utilisant la mono-, la mix- et la polyculture des trois espèces de coraux, tandis que les chercheurs surveilleront la performance des coraux sur les tuiles pendant les prochains un an et demi.

Les 128 pièces de tuiles de récif d’un diamètre de 600 mm ont été imprimées par une méthode robotisée d’impression 3D avec de l’argile de terre cuite générique, puis cuites à 1125 degrés Celsius. Le design s’est inspiré des motifs typiques des coraux et a intégré plusieurs aspects performatifs répondant aux conditions spécifiques des eaux de Hong Kong.

Outre le design inédit des carreaux, les matériaux utilisés sont plus respectueux de l’environnement que l’utilisation conventionnelle du béton et du métal. Les tuiles ont été imprimées dans de l’argile puis durcies en terre cuite (céramique) dans un four. L’équipe prévoit d’étendre sa collaboration à de nouvelles conceptions avec des fonctions supplémentaires pour la restauration des fonds marins dans la région.

Les chercheurs espèrent que cette nouvelle méthode pour les tuiles de récifs artificiels aidera à restaurer les coraux et à conserver la biodiversité plus efficacement, et deviendra une contribution essentielle aux efforts mondiaux en cours pour sauver les systèmes de récifs coralliens dégradés.

https://www.scifac.hku.hk/f/news/6885/13210/ENG_3Dcoral_tiles_0804Final.pdf

https://www.scifac.hku.hk/press/release/press-release-3D-Coral-Reef-tiles