Aux États-Unis, des chercheurs ont façonné des puces expérimentales à partir de champignons shiitake, capables de stocker et traiter des informations électriques.
Ces travaux, menés à l’université d’État de l’Ohio et rapportés par le site spécialisé ZME Science, décrivent un système de calcul inédit fondé sur des champignons comestibles. Objectif : créer des composants électroniques « vivants », programmables, peu énergivores et potentiellement biodégradables.
Un champignon shiitake transformé en composant électronique
À l’origine de cette étude, on trouve le psychiatre et chercheur John LaRocco, entouré d’une équipe multidisciplinaire. Leur idée : s’inspirer du fonctionnement des neurones pour fabriquer des composants électroniques avec du vivant, en l’occurrence des champignons shiitake (Lentinula edodes).
Les chercheurs ont cultivé le champignon dans des boîtes de Petri remplies de farro, de germe de blé et de foin. Au fil du temps, le mycélium – ce réseau de filaments qui constitue la « face cachée » du champignon – a formé une couche blanche dense.
Une fois ce tapis mycélien obtenu, ils l’ont séché au soleil, avant de le réhydrater légèrement pour lui rendre sa conductivité électrique. Ce matériau a ensuite été relié à un circuit piloté par une carte électronique de type Arduino.
Résultat : chaque échantillon de mycélium s’est comporté comme un « memristor », un composant capable à la fois de laisser passer un courant et de se souvenir de ce qui lui est arrivé auparavant.
Les memristors, contraction de « résistances à mémoire », sont au cœur de ce qu’on appelle l’informatique neuromorphique, qui cherche à imiter le cerveau. Contrairement aux puces classiques, ces dispositifs adaptent leur résistance en fonction des signaux reçus, un peu comme une synapse qui se renforce ou s’affaiblit selon l’activité.
Comment fonctionne ce « mushristor », le memristor de champignon
Pour caractériser ces composants fongiques, l’équipe de l’Ohio a relié des fils et des sondes à différents points des disques de champignon. Chaque zone du mycélium présente des propriétés électriques distinctes, ce qui influence la réponse globale du dispositif.
En faisant passer des signaux électriques à différentes fréquences, les chercheurs ont observé que ces « puces » changeaient d’état plusieurs milliers de fois par seconde.
Jusqu’à 5 850 commutations par seconde à basse fréquence
Environ 90 % de précision à ces cadences
Jusqu’à 95 % de précision à des tensions plus lentes
Ces performances restent loin des meilleurs composants industriels, mais s’approchent des premiers memristors au silicium. Surtout, les échantillons fongiques se comportent comme un système qui apprend : lorsqu’ils sont stimulés de manière répétée, leur résistance se modifie durablement.
Comme une synapse biologique, le champignon « se souvient » des signaux reçus et ajuste sa réponse, ce qui constitue la base d’un apprentissage.
Les chercheurs ont aussi montré qu’un réseau de disques mycéliens pouvait jouer le rôle de nœuds dans un circuit, avec une mémoire dite volatile. Un point clé de l’étude concerne le séchage : la déshydratation rend le matériau plus robuste tout en préservant les propriétés programmées. Autrement dit, un champignon « entraîné » conserve une partie de sa configuration même après séchage.
Un circuit imprimé par la nature, auto-réparable et peu polluant
Ce n’est pas la première fois que le mycélium intrigue les scientifiques. Ce réseau souterrain permet aux champignons d’échanger nutriments et signaux, se répare tout seul et transporte de faibles impulsions électriques qui rappellent l’activité neuronale.
L’équipe américaine va toutefois un cran plus loin : elle ne se contente pas d’observer cette activité, elle la met au service du calcul. Chaque disque fongique devient un composant d’un circuit bioélectronique.
Les champignons shiitake présentent en outre des atouts rarement réunis dans l’électronique traditionnelle :
Résistance aux radiations : grâce à des composés comme le lentinan, ils supportent un stress oxydatif élevé, un point intéressant pour l’aéronautique et le spatial.
Production à température ambiante : pas besoin de fours ou de salles blanches extrêmement énergivores.
Fin de vie maîtrisée : le mycélium se dégrade naturellement, ce qui limiterait les déchets électroniques polluants.
Face à une industrie des semi-conducteurs gourmande en énergie et en métaux rares, les circuits à base de mycélium offrent une piste radicalement plus sobre.
Qudsia Tahmina, coautrice et professeure en génie électrique et informatique à Ohio State, rappelle dans l’étude que la prise de conscience environnementale peut pousser à chercher des composants plus « biocompatibles » et moins nocifs que les puces actuelles.
Un ordinateur sur du compost ? Une technologie encore très expérimentale
Les chercheurs ne promettent pas un ordinateur portable en champignon dans un avenir proche. Dans l’article scientifique publié dans la revue PLOS One, ils reconnaissent plusieurs limites : taille des dispositifs, lenteur relative et manque de maturité technologique.
Les memristors fongiques restent volumineux par rapport aux minuscules structures gravées dans le silicium des puces actuelles. Les miniaturiser à l’échelle du nanomètre demanderait des années de recherche en matériaux, biologie et électronique.
Malgré ces contraintes, les auteurs voient déjà quelques cas d’usage possibles :
Électronique biodégradable : capteurs portés sur la peau ou intégrés à des textiles, qui se désagrègent sans laisser de métaux lourds.
Équipements spatiaux auto-réparateurs : circuits capables de conserver leur fonctionnement malgré les radiations, voire de se reconfigurer après un dommage.
Systèmes d’« edge computing » : petits dispositifs autonomes, installés au plus près du terrain (agriculture, environnement), alimentés par des sources d’énergie modestes.
Un autre avantage mis en avant par John LaRocco tient au coût. Selon lui, les ressources nécessaires peuvent aller d’un simple tas de compost associé à de l’électronique artisanale jusqu’à une chaîne de culture industrielle avec gabarits préfabriqués. L’échelle s’adapte aux moyens disponibles.
Quelles perspectives pour des ordinateurs vivants en France ?
Ce type de recherche reste pour l’instant concentré dans quelques laboratoires spécialisés, notamment en Amérique du Nord. En France, des équipes de biologie synthétique, de robotique « molle » ou d’électronique organique travaillent déjà sur des matériaux vivants ou inspirés du vivant, mais les memristors fongiques en sont encore au stade de la curiosité scientifique.
Les enjeux soulevés par cette étude résonnent toutefois avec plusieurs priorités françaises :
Réduction des déchets électroniques : la question du recyclage des smartphones, ordinateurs et objets connectés est devenue centrale pour l’Agence de la transition écologique et les éco-organismes.
Sobriété énergétique du numérique : la consommation électrique des data centers et des réseaux pousse à rechercher des architectures plus sobres.
Développement d’électroniques flexibles et bio-sourcées : certaines start-up et laboratoires français étudient déjà des circuits imprimés sur papier ou sur polymères biosourcés.
Des dispositifs à base de mycélium pourraient, à terme, compléter ces pistes : emballages intelligents biodégradables, capteurs agricoles enfouis dans le sol qui disparaissent avec le temps, ou supports d’objets connectés destinés à des usages temporaires. Tant que ces composants restent limités à des fonctions simples, leur fragilité naturelle ne pose pas de problème majeur.
Comprendre deux notions clés : memristor et mycélium
Qu’est-ce qu’un memristor ?
Un memristor est un composant électronique dont la résistance électrique dépend des courants qui l’ont traversé par le passé. Lorsqu’on inverse la tension, il ne « repart » pas de zéro : son état garde la trace des stimulations précédentes.
Ce comportement le rapproche des synapses du cerveau. Quand une connexion neuronale est souvent sollicitée, elle se renforce ; lorsqu’elle ne l’est plus, elle se fragilise. Les memristors sont donc étudiés pour créer des puces capables d’apprendre directement dans le matériel, sans passer uniquement par des logiciels.
Qu’est-ce que le mycélium ?
Le mycélium correspond à l’ensemble des filaments microscopiques d’un champignon. La partie visible, le chapeau que l’on cueille et cuisine, n’est que la « pointe de l’iceberg ».
Ce réseau souterrain s’étend parfois sur de grandes surfaces. Il transporte eau, nutriments et signaux chimiques, et peut se connecter à d’autres organismes, comme les racines des plantes. Sa capacité à se réparer, à s’adapter à son environnement et à transmettre de petites impulsions électriques en fait un support naturel intéressant pour des dispositifs bioélectroniques.
Vers des circuits qui poussent, s’adaptent et disparaissent
Les auteurs de l’étude résument leur vision en avançant que des systèmes fongiques peuvent offrir des besoins énergétiques réduits, des masses plus faibles, des vitesses de commutation élevées et des coûts industriels inférieurs à ceux des dispositifs conventionnels. Leur phrase de conclusion est sans ambiguïté : pour eux, « l’avenir du calcul pourrait être fongique ».
Pour un lecteur français, ces travaux montrent surtout que l’informatique ne se résumera peut-être pas, à long terme, à des puces de silicium enfermées dans des boîtiers rigides. Des capteurs jetables, des textiles électroniques, des objets connectés à très courte durée de vie pourraient un jour reposer sur des circuits vivants, cultivés puis compostés, plutôt que fondus et recyclés à grand renfort de procédés industriels lourds.
Lecture rapide : rédactrice en chef d’Eurotel, ancienne de l’hôtellerie, spécialiste des hôtels de caractère et des city-trips.
Hélène Vasseur a passé près de quinze ans dans l’hôtellerie avant de se consacrer à l’écriture. De la réception d’un palace lyonnais à la direction d’une maison d’hôtes, elle a appris à lire un hôtel de l’intérieur : ce qui fait une vraie adresse, et ce qui relève du décor.
Rédactrice en chef d’Eurotel, elle coordonne la ligne éditoriale et arpente l’Europe à la recherche d’hôtels de caractère et de destinations à raconter autrement. Sa conviction : on voyage mieux quand on comprend les lieux, pas seulement quand on les coche. Elle garde un faible pour les vieilles villes d’Europe centrale et les petits-déjeuners qui s’éternisent.
Comment les champignons shiitake deviennent-ils des composants électroniques ?
Les chercheurs cultivent le mycélium dans des boîtes de Petri, le laissent former une couche dense, le sèchent au soleil, puis le réhydratent légèrement pour retrouver sa conductivité électrique. Ce matériau est ensuite relié à un circuit piloté par une carte Arduino.
Qu'est-ce qu'un memristor et pourquoi les champignons en sont-ils ?
Un memristor est un composant qui laisse passer le courant tout en se souvenant de ce qui lui est arrivé précédemment. Le mycélium se comporte comme un memristor car sa résistance change en fonction des signaux reçus, comme une synapse biologique qui s'adapte à l'activité.
Quels sont les avantages écologiques de cette technologie ?
Le mycélium se dégrade naturellement sans créer de déchets polluants, ne nécessite pas de salles blanches énergivores pour être produit, résiste aux radiations grâce à des composés spécifiques, et utilise bien moins d'énergie que les puces en silicium traditionnelles.
Quand pourra-t-on utiliser des ordinateurs en champignon au quotidien ?
Les chercheurs reconnaissent que cette technologie reste très expérimentale avec plusieurs limitations, notamment la taille des dispositifs et la lenteur relative. Les cas d'usage proches seraient plutôt des capteurs portables biodégradables ou des systèmes spatiaux auto-réparateurs avant un ordinateur personnel.
Quel est le rôle du séchage dans la création de ces composants ?
Le séchage rend le matériau plus robuste et durable en préservant les propriétés programmées. Un champignon « entraîné » conserve une partie de sa configuration même après déshydratation, ce qui permet de « mémoriser » les ajustements effectués.
