Prometheus Materials dispose d’une solution pour remplacer l’un des plus gros contributeurs de gaz à effet de serre, du soutien financier de Microsoft et d’un plan agressif pour une croissance rapide.
Par Amy Feldmanéquipe Forbes
WJ’adore le béton. Nous l’utilisons partout : gratte-ciel, centres de données, toits, trottoirs, maisons. Le problème c’est que le béton ne nous aime pas. Son ingrédient clé, le ciment, est à l’origine de 8 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone, un gaz qui réchauffe la planète de manière catastrophique. Mais comment remplacer un matériau si peu coûteux, si durable et si populaire ?
Prometheus Materials a une réponse intrigante. L’entreprise issue de l’Université du Colorado transforme les algues en ciment en utilisant un processus similaire à celui dont se forment naturellement les coraux et les coquillages. « Le changement climatique est potentiellement un problème existentiel, et nous constatons que la nature pourrait nous avoir fourni les clés d’une solution », déclare Loren Burnett, cofondateur et PDG de l’entreprise.
Prometheus en est encore aux premiers stades de commercialisation avec des revenus minimes provenant d’une installation de test à Longmont, au Colorado, près de Boulder. Mais elle a compris la science et lève maintenant ce que Burnett espère entre 15 et 35 millions de dollars en financement de risque (plus un financement de projet supplémentaire) pour construire une usine de 35 000 pieds carrés pour fabriquer au moins une demi-douzaine de variétés différentes de produits préfabriqués en biobéton, notamment blocs, panneaux et pavés.
Burnett s’attend à ce que la combinaison de la production de l’usine et d’une stratégie de licence qui lui permettra de vendre ses matériaux d’origine biologique sous forme de poudre à des producteurs du monde entier l’aidera à atteindre un chiffre d’affaires de 75 millions de dollars d’ici 2027. « La clé ici est que nous allons tirer parti des grands producteurs de ciment et de béton en utilisant leurs installations de production et de distribution », dit-il.
C’est un chiffre important, mais même si Prometheus atteint cet objectif, ce ne sera qu’une goutte d’eau dans l’océan pour l’industrie mondiale du ciment, qui pèse plus de 300 milliards de dollars. Cela explique en partie pourquoi Prometheus fait partie des nombreuses startups qui tentent actuellement de s’attaquer au difficile problème du ciment.
Biomason, par exemple, a développé une méthode similaire pour faire pousser des briques et des carreaux de ciment avec des bactéries. Terra CO2, avec une alternative à faible teneur en carbone au ciment, a collecté des fonds auprès de Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates. Brimstone Energy s’efforce de commercialiser du ciment à émissions de carbone négatives et construit une usine pilote près de Reno, dans le Nevada, avec le soutien de la société de capital-risque DCVC. Tous trois ont obtenu plus de financement de capital-risque que Prometheus, Brimstone ayant levé 60 millions de dollars, Biomason 87 millions de dollars et Terra CO2 99 millions de dollars, selon la base de données de capital-risque PitchBook.
Gates, qui a écrit un livre intitulé, a souligné le besoin désespéré de trouver une alternative plus propre et abordable au ciment pour lutter contre le changement climatique. Le ciment est un important producteur de gaz à effet de serre, à la fois en raison de la réaction chimique qui le crée et des combustibles fossiles nécessaires pour chauffer les fours où il est produit. « Nous n’avons pas de moyen de le faire qui soit propre, qui ne coûte pas beaucoup plus cher, plus du double du prix », a-t-il déclaré à Marketplace de NPR en 2021. « Donc, si les gens pensent que ce ne sont que des voitures particulières et de l’électricité, ils » Nous allons manquer ce que nous devons faire pour arriver à zéro.
Pour mettre l’industrie du ciment en conformité avec l’Accord de Paris sur le changement climatique, ses émissions annuelles devraient baisser d’au moins 16 % d’ici 2030, même si la production de ciment devrait augmenter, selon un rapport de 2018 du groupe de réflexion basé à Londres. réservoir Chatham House. « Ce problème est si énorme qu’il va falloir que chacun d’entre nous réussisse », dit Burnett à propos de son entreprise et de ses concurrents. « Partout où vous regardez, vous verrez du béton. C’est omniprésent.
Quatre universitaires de l’Université du Colorado à Boulder, Jeff Cameron, Sherri Cook, Mija Hubler et Wil Sruber – tous cofondateurs et conseillers de Prometheus – sont tombés sur l’idée en cherchant une solution à un problème différent.
Ils avaient reçu une subvention de 2,4 millions de dollars du département de recherche du ministère de la Défense en 2017 pour voir s’ils pouvaient utiliser la biologie pour produire des structures de protection dans les déserts et autres environnements éloignés au terrain difficile. « Ils savaient qu’ils ne pouvaient pas voler dans le béton parce que c’était trop lourd, et ils savaient qu’ils ne voulaient pas le transporter par camion au-dessus de vastes étendues de territoire hostile », explique Burnett. « Donc, s’ils pouvaient utiliser des matériaux locaux pour produire des structures renforcées afin de protéger les troupes et les ressources militaires de grande valeur, c’est ce qu’ils voulaient faire. »
Les chercheurs ont commencé à tester des bactéries dans des boîtes de Pétri pour voir ce qu’ils pourraient trouver. Au début, ils ont travaillé avec des bactéries uréolytiques, étudiées pour des applications en génie civil, mais ils se sont finalement tournés vers les cyanobactéries, communément appelées algues bleu-vert, qui tirent leur énergie de la photosynthèse. Au fur et à mesure qu’ils approfondissaient, le ministère de la Défense leur a demandé de fabriquer un petit cube deux par deux avec ce matériau. «Nous avons rapidement compris qu’une grande partie des défis que nous devions relever concernaient la mise à l’échelle», explique Hubler.
Aujourd’hui, l’entreprise cultive ses algues dans des réservoirs étroits de 1 350 litres avec de l’eau de mer artificielle pleine de nutriments, des bulles d’air pour fournir du dioxyde de carbone et des lumières LED pour imiter la lumière du soleil. Prometheus récolte les algues et les place dans un réservoir séparé et, à l’aide d’un procédé exclusif, stimule ce qu’on appelle la biominéralisation – la formation de minéraux dans des structures biologiques. «C’est notre sauce secrète», dit Burnett. Le résultat est un coulis qui sèche en poudre et se combine avec des liants naturels exclusifs pour créer un biociment sans carbone. Le matériau peut être mélangé avec le matériau granulaire appelé granulat pour former du béton biosourcé. Les blocs de biobéton finaux ressemblent beaucoup à ceux fabriqués avec le ciment Portland, le standard de l’industrie.
Burnett, 66 ans, un entrepreneur en série, a précédemment fondé cinq entreprises, dont quatre basées sur le transfert de technologie depuis une université ou un laboratoire. En 2011, il a créé les technologies e-Chromic, désormais inactives, basées sur une technologie sous licence du laboratoire d’énergies renouvelables du ministère de l’Énergie pour une technologie de fenêtre qui réfléchissait le rayonnement infrarouge dans l’atmosphère afin de réduire le besoin de climatiseurs et de refroidissement. « C’est là que j’ai été piqué par le virus de la décarbonation », dit-il.
En février 2021, le bureau de transfert de technologie de l’Université du Colorado a mis Burnett en contact avec les quatre professeurs et le mois suivant, ils ont fondé l’entreprise ensemble.
Les premières étapes d’une spin-off universitaire sont difficiles parce que les chercheurs universitaires ne peuvent pas utiliser les laboratoires de leur école à des fins commerciales, mais pour collecter des fonds, il faut plus qu’une simple preuve théorique du fonctionnement de la technologie. Cameron a installé un laboratoire au sous-sol de sa maison avec des aquariums et des appareils à bulles achetés dans des animaleries. «Nous envoyions à certains de nos investisseurs des échantillons que mes enfants et moi avions réellement fabriqués», explique Cameron.
Un an plus tard, la startup a levé 8 millions de dollars en capital-risque dirigé par la société européenne des sciences de la vie Sofinnova Partners, qui comprenait les investisseurs stratégiques Microsoft, le cabinet d’architectes Skidmore Owings & Merrill et le géant de la toiture GAF. Cela a permis à Prometheus de lancer des projets pilotes.
Dans une vidéo, le président de Microsoft, Brad Smith, souligne la nécessité de nouvelles innovations dans le béton pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, en désignant Prometheus et une autre société dans laquelle il a investi, CarbonCure. « Chez Microsoft, nous y réfléchissons beaucoup car beaucoup de béton entre dans nos campus et nos centres de données », explique-t-il dans la vidéo. Prometheus a depuis réalisé un projet de prototype avec Microsoft, qui construit chaque année des centaines de centres de données dans le monde. « Lorsque nous investissons dans les technologies émergentes, nous examinons si elles peuvent être généralisées d’ici 2030 », déclare Brandon Middaugh, directeur principal du Microsoft Climate Innovation Fund, notant que l’échéance de 2030 de l’Accord de Paris ne semble plus si lointaine. « Nous constatons que le potentiel est là et qu’il existe un moyen de le mettre à l’échelle. »
Skidmore, Owings & Merrill, le cabinet d’architectes mondial connu pour ses gratte-ciel parmi lesquels le Burj Khalifa à Dubaï, le plus haut bâtiment du monde, et le One World Trade Center de New York, cherchait également des moyens de réduire son empreinte carbone avec de nouveaux matériaux. . Il y a quatre ans, l’entreprise a commencé à établir des partenariats avec des entreprises susceptibles de l’aider, explique Brant Coletta, associé directeur et chef de l’équipe mondiale de recherche et d’innovation de l’entreprise. Dans le cadre de son partenariat avec Prometheus, l’entreprise a testé des biomatériaux pour voir s’ils pouvaient répondre à des spécifications telles que la résistance et la résistance au feu. En collaboration avec des maçons, l’entreprise a construit des maquettes et les a laissées à l’extérieur pour voir ce qui pourrait se produire lorsqu’elles étaient exposées aux éléments, puis les a aspergées de nettoyants pour des tests supplémentaires. « Nous les poussons, et ils se poussent eux-mêmes, à passer tous ces tests afin de pouvoir couler du béton dans les gratte-ciel », explique Coletta. « Ils sont à la pointe de la technologie. »
En février, Prometheus a reçu les certifications industrielles pour les blocs porteurs et non porteurs, une étape importante vers la commercialisation. Skidmore, Owings & Merrill conserve des morceaux de bio-béton dans ses bureaux du monde entier pour que ses clients puissent les voir et prévoit d’exposer une sculpture en forme de spirale à la Biennale d’architecture de Chicago cet automne. Même si cela peut paraître fantaisiste, Coletta s’attend à ce que le premier client majeur soit un centre de données.
Il reste encore beaucoup à faire pour que le bio-ciment de Prometheus soit utilisé dans de véritables projets, et les risques restent élevés. Elle doit d’abord lever les fonds nécessaires à la construction de l’usine, qui devrait être opérationnelle en 2024, puis démontrer qu’elle peut produire avec succès des matériaux à un prix que les clients paieront. Il lui faudra également faire passer des tests supplémentaires à son bio-ciment et convaincre les principaux producteurs de béton de tenter leur chance. Burnett, qui estime que l’entreprise produira à pleine capacité et conclura des accords de licence d’ici 2025, est déterminé.
« Nous devons décarboner à la fois le ciment et l’acier si nous voulons atteindre le zéro net d’ici 2050 », dit-il. « Le calcul ne fonctionne tout simplement pas sans que ces deux choses se produisent. »
