{"id":74099,"date":"2023-11-05T16:04:05","date_gmt":"2023-11-05T16:04:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/burkina-faso\/politique\/biomimetisme-sinspirer-du-vivant-pour-inventer-lavenir"},"modified":"2023-11-05T16:08:47","modified_gmt":"2023-11-05T16:08:47","slug":"biomimetisme-sinspirer-du-vivant-pour-inventer-lavenir","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/burkina-faso\/toutes-les-actualites\/biomimetisme-sinspirer-du-vivant-pour-inventer-lavenir","title":{"rendered":"Biomim\u00e9tisme\u00a0: s’inspirer du vivant pour inventer l’avenir"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Burkina Faso. <\/strong><\/span>L\u2019humain n\u2019aurait jamais invente\u0301 les avions sans l\u2019observation des oiseaux\u00a0\u00bb , s\u2019exclame Gilles Boeuf, ancien pre\u0301sident du Muse\u0301um national d\u2019histoire naturelle et pre\u0301sident du Ceebios, le Centre d\u2019e\u0301tudes et d\u2019expertises en biomime\u0301tisme. De\u0300s le 19e sie\u0300cle, le marin Jean-Marie Le Bris s\u2019est inspire\u0301 du vol de l\u2019albatros pour inventer un planeur a\u0300 ailes mobiles, une \u00ab\u00a0barque aile\u0301e\u00a0\u00bb constitue\u0301e de bois et de toile, tel un oiseau artificiel.<\/p>\n

Quelques anne\u0301es plus tard, en 1890, l\u2019inge\u0301nieur franc\u0327ais Cle\u0301ment Ader imite l\u2019aile de la chauve-souris pour faire de\u0301coller le premier engin motorise\u0301 plus lourd que l\u2019air. Le secteur ae\u0301ronautique est le pre\u0301curseur d\u2019une me\u0301thode d\u2019innovation de plus en plus ple\u0301biscite\u0301e, le biomime\u0301tisme. Il s\u2019agit d\u2019observer les strate\u0301gies d\u2019adaptation e\u0301labore\u0301es par les organismes vivants pour les transposer dans des inventions technologiques.<\/p>\n

Cette approche a e\u0301te\u0301 the\u0301orise\u0301e en 1997 par la scientifique ame\u0301ricaine Janine Benyus qui lui donne une dimension quasi philosophique : selon elle, le biomime\u0301tisme doit s’inscrire dans un objectif d’innovation responsable et durable, contribuant au bien-e\u0302tre de l’humanite\u0301. \u00ab\u00a0Le vivant \u0153uvre avec une grande parcimonie d’e\u0301nergie, il utilise des e\u0301le\u0301ments abondants dans la nature, recycle les de\u0301chets et fixe le carbone\u00a0\u00bb, remarque Gilles Boeuf. Le biomime\u0301tisme repose sur des e\u0301changes transdisciplinaires, nourris de la recherche fondamentale et des savoirs de l’inge\u0301nieur. Avec un point commun a\u0300 l’ensemble des projets : l’innovation passe d’abord par une compre\u0301hension fine des fonctionnements du vivant.<\/p>\n

Les recherches de Claude Grison, directrice du laboratoire CNRS de Chimie bio-inspire\u0301e et d’innovations e\u0301cologiques et laure\u0301ate du prix de l’inventeur europe\u0301en en 2022 pour ses travaux sur la de\u0301pollution par les plantes, incarnent pleinement cette approche biomime\u0301tique – me\u0302me si elle pre\u0301fe\u0300re parler plus modestement de bio-inspiration car, selon elle, \u00ab\u00a0nous sommes loin d’avoir compris toutes les fonctions de la nature pour pouvoir l’imiter\u00a0\u00bb . Ses travaux explorent le vivant a\u0300 l’e\u0301chelle de la mole\u0301cule. \u00ab\u00a0Je cherche a\u0300 comprendre le langage chimique de la nature\u00a0\u00bb , commente la chercheuse. Elle a de\u0301couvert l’existence de plantes terrestres, comme les Grevillea, pouvant survivre dans des terrains miniers pollue\u0301s par de fortes concentrations en me\u0301taux.<\/p>\n

Ces plantes transforment les oxydes de mangane\u0300se contenus dans ces sols puis les extraient par leurs racines, les rendent solubles dans la se\u0300ve et les transportent jusqu’aux feuilles, ou\u0300 ils sont stocke\u0301s. De tels me\u0301canismes se retrouvent aussi chez certaines plantes aquatiques, comme la jussie d’eau, une espe\u0300ce envahissante. \u00ab\u00a0La nature utilise le mangane\u0300se, associe\u0301 a\u0300 du calcium, comme catalyseur de la re\u0301action d’oxydation qui se produit lors de la photosynthe\u0300se, observe Claude Grison. Ces plantes contiennent aussi un couple mangane\u0300se-calcium. J’ai donc en main des catalyseurs d’origine naturelle, capables de remplacer les me\u0301taux utilise\u0301s pour cette fonction par l’industrie chimique et ge\u0301ne\u0301ralement issus de l’extraction minie\u0300re.\u00a0\u00bb<\/p>\n

C’est e\u0301galement la photosynthe\u0300se qui a attire\u0301 la curiosite\u0301 de Laurent Billon, professeur a\u0300 l’Iprem, Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les mate\u0301riaux (CNRS \/Universite\u0301 de Pau et des pays de l’Adour, UPPA). \u00ab\u00a0Alors que l’exce\u0300s de CO2 est nocif pour l’environnement, le vivant, lui, l’utilise lors de la photosynthe\u0300se pour former des sucres simples qui s’associent par la suite en polysaccharides, explique-t-il . L’industrie des mate\u0301riaux fait la me\u0302me chose. Elle synthe\u0301tise de petites mole\u0301cules issues de ressources pe\u0301trolie\u0300res puis les polyme\u0301rise. Mon projet est de recre\u0301er ces cycles synthe\u0301tiques.\u00a0\u00bb<\/p>\n

Les recherches de Laurent Billon visent a\u0300 e\u0301laborer une feuille artificielle qui reproduit le me\u0301canisme de la photosynthe\u0300se. En modulant la structure prote\u0301ique situe\u0301e autour du catalyseur qui re\u0301duit le CO2 en sucre, on obtient des compose\u0301s comme l’e\u0301thanol, le me\u0301thanol ou l’acide formique – uniquement a\u0300 partir d’eau et d’e\u0301nergie solaire. Ils pourraient servir dans l’industrie cosme\u0301tique ou pharmaceutique pour fabriquer des mole\u0301cules plus complexes non issues de la pe\u0301trochimie.<\/p>\n

Les feuilles inspirent d’autres champs de recherches biomime\u0301tiques. Expose\u0301es en permanence a\u0300 la lumie\u0300re pour re\u0301aliser la photosynthe\u0300se, elles ont de\u0301veloppe\u0301 leur propre syste\u0300me de protection vis-a\u0300-vis des rayons solaires et posse\u0300dent en surface des structures cristallise\u0301es a\u0300 base de cires qui re\u0301fle\u0301chissent les ultraviolets. Pour l’Iprem et ses partenaires industriels, ces proprie\u0301te\u0301s ouvrent la voie a\u0300 de nouveaux filtres solaires issus de mate\u0301riaux naturels. Les chercheurs extraient ainsi les constituants e\u0301le\u0301mentaires des cires avant de reproduire leur organisation spe\u0301cifique et leur capacite\u0301 de re\u0301flexion. \u00ab\u00a0Imiter le proce\u0301de\u0301 d’auto-assemblage est l’e\u0301tape la plus difficile, car les organismes vivants re\u0301alisent des ope\u0301rations infaisables au laboratoire. La plante assemble hie\u0301rarchiquement ces cires hydrophobes en milieu aqueux. Nous savons seulement faire des reconstitutions dans des solvants organiques\u00a0\u00bb , de\u0301taille Laurent Billon.<\/p>\n

Du mucus des poissons a\u0300 la cre\u0300me solaire<\/b><\/p>\n

Les biomate\u0301riaux prote\u0301geant des agressions du Soleil pourraient aussi, dans un avenir proche, e\u0302tre inspire\u0301s du monde marin. C’est l’approche choisie par Susana Fernandes, enseignante-chercheuse a\u0300 l’UPPA. \u00ab\u00a0Je me suis demande\u0301 comment des poissons transparents pouvaient rester si clairs tout en e\u0301tant expose\u0301s tous les jours aux rayons solaires. Mes recherches m’ont conduite a\u0300 la mycosporine, une mole\u0301cule qui absorbe les UV, synthe\u0301tise\u0301e par les algues rouges et que renferment le mucus et les yeux des poissons\u00a0\u00bb , raconte la chercheuse.<\/p>\n

Afin de pouvoir utiliser la mole\u0301cule, ses e\u0301quipes l’ont greffe\u0301e sur des biopolyme\u0300res, ce qui leur a permis d’en faire un gel. \u00ab\u00a0J’ai voulu reproduire la forme naturelle de stockage des mycosporines, comple\u0300te Susana Fernandes. Le mucus est un hydrogel !\u00a0\u00bb Les tests in vivo ont atteste\u0301 de la non-toxicite\u0301 pour les cellules humaines de ces mole\u0301cules, qui sont e\u0301tudie\u0301es dans deux domaines : la cosme\u0301tique – car elles constituent une alternative naturelle et biode\u0301gradable aux nanoparticules que contiennent la plupart des cre\u0300mes solaires – et la recherche me\u0301dicale, en partenariat avec l’Inserm, afin de de\u0301terminer si l’absorption des UV par cette technique pourrait limiter le nombre de cancers cutane\u0301s.<\/p>\n

Un volet important de la recherche biomime\u0301tique s’inspire des insectes et de leur syste\u0300me neuronal particulie\u0300rement sobre. La mouche, telle la drosophile, est un mode\u0300le en la matie\u0300re. Bien qu’elle ne dispose que de quelques centaines de photore\u0301cepteurs et d’une vision de faible re\u0301solution, elle navigue de manie\u0300re autonome en e\u0301vitant les obstacles. \u00ab\u00a0Voir flou est ne\u0301faste pour l’homme, mais l’insecte en tire un avantage, explique Ste\u0301phane Viollet, directeur de recherche CNRS a\u0300 l’ISM, Institut des sciences du mouvement de l’Universite\u0301 Aix-Marseille. Cela lui permet d’e\u0301liminer un grand nombre d’informations superflues et de se concentrer sur l’essentiel. Nous nous inspirons de cette sobrie\u0301te\u0301 neuronale pour de\u0301velopper des capteurs optiques destine\u0301s a\u0300 la robotique. Ils voient flou e\u0301galement, pour mieux capter l’information !\u00a0\u00bb<\/p>\n

L’ISM a participe\u0301 a\u0300 la mise au point du premier \u0153il compose\u0301 fonctionnel, nomme\u0301 Curvace (photo ci-dessous), qui reproduit celui de la mouche. Ses 630 yeux e\u0301le\u0301mentaires captent les flux optiques e\u0301mis par les objets en mouvement, ce qui leur permet de calculer les distances.<\/p>\n

S’orienter a\u0300 la lumie\u0300re polarise\u0301e telle une fourmi<\/b><\/p>\n

Les capacite\u0301s de de\u0301placement de la fourmi du de\u0301sert Cataglyphis, qui posse\u0300de peu de photore\u0301cepteurs, stimulent aussi les chercheurs. Une fois sa proie capture\u0301e, cette fourmi se de\u0301place en effet en ligne droite pour rejoindre son nid alors que ses phe\u0301romones – mole\u0301cules chimiques qu’elle e\u0301met et qui lui servent de traceur – sont de\u0301truites par la chaleur. Son \u0153il posse\u0300de une zone spe\u0301cifique tourne\u0301e vers le ciel, appele\u0301e \u00ab\u00a0aire dorsale marginale\u00a0\u00bb, e\u0301quipe\u0301e de nanostructures qui filtrent la lumie\u0300re polarise\u0301e que l’humain, lui, est incapable de percevoir.<\/p>\n

\u00ab\u00a0La fourmi du de\u0301sert mesure les parame\u0300tres de distribution de la lumie\u0300re polarise\u0301e et en de\u0301duit son cap, re\u0301sume Ste\u0301phane Viollet. Nos came\u0301ras polarime\u0301triques, e\u0301quipe\u0301es d’un capteur a\u0300 seulement deux pixels et d’un filtre, reproduisent la manie\u0300re dont l’insecte se repe\u0300re.\u00a0\u00bb Une e\u0301tude re\u0301alise\u0301e en collaboration avec l’institut Mate\u0301riaux, microe\u0301lectronique, nanosciences de Provence, publie\u0301e en juillet 2023 dans la revue PNAS, de\u0301crit une nouvelle me\u0301thode de localisation par ces came\u0301ras bio-inspire\u0301es, baptise\u0301e Skypole. Gra\u0302ce au traitement de la lumie\u0300re polarise\u0301e, elle permet de localiser le po\u0302le ce\u0301leste et par conse\u0301quent la latitude et le cap par rapport au nord ge\u0301ographique. Ces me\u0301thodes de ge\u0301olocalisation par observation du ciel pourraient comple\u0301ter les GPS dans les zones ou\u0300 le signal ne passe pas ou est brouille\u0301. La connaissance du vivant alimente ainsi la technologie. Mais la de\u0301marche ne s’arre\u0302te pas la\u0300.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Nous souhaitons que nos travaux nourrissent en retour la recherche biologique, observe Ste\u0301phane Viollet. Les insectes qui parcourent des milliers de kilome\u0300tres n’auraient-ils pas la capacite\u0301 neuronale de traiter l’information par des mode\u0300les mathe\u0301matiques proches de la me\u0301thode Skypole ?\u00a0\u00bb Cette question illustre l’approche transdisciplinaire revendique\u0301e par le biomime\u0301tisme. \u00ab\u00a0L’enjeu est de faire travailler ensemble, et au bon moment, diffe\u0301rentes unite\u0301s de savoir pour franchir toutes les e\u0301tapes, note Tarik Chekchak, directeur du po\u0302le Biomime\u0301tisme a\u0300 l’Institut des futurs souhaitables, un lieu de re\u0301flexion et d’expe\u0301rimentation destine\u0301 a\u0300 repenser nos mode\u0300les de socie\u0301te\u0301. Cela demande d’avoir le juste degre\u0301 d’abstraction pour s’e\u0301loigner suffisamment de son mode\u0300le.\u00a0\u00bb Pour faire face a\u0300 tous ces de\u0301fis, les chercheurs qui se revendiquent du biomime\u0301tisme puisent leur e\u0301nergie chez Le\u0301onard de Vinci qui, au 16e sie\u0300cle, affirmait de\u0301ja\u0300 : \u00ab\u00a0Prenez vos lec\u0327ons dans la nature, c’est la\u0300 qu’est notre futur…\u00a0\u00bb .<\/p>\n

Un projet de territoire bio-inspire\u0301<\/b><\/p>\n

Et si l’arbre e\u0301tait un mode\u0300le de territoire, les troncs repre\u0301sentant les autoroutes, les branches dessinant les routes et les feuilles figurant nos habitats ? Selon cette analogie, les feuilles qui fabriquent par photosynthe\u0300se des protons H+ , pre\u0301curseurs de l’hydroge\u0300ne, sont autant de petites usines inde\u0301pendantes, comme pourraient l’e\u0302tre nos maisons si elles produisaient leur propre e\u0301nergie. Mieux encore, chaque maison pourrait partager l’e\u0301nergie en exce\u0300s avec ses voisines, comme le font les arbres qui communiquent entre eux par un vaste re\u0301seau de champignons souterrains. Cette alle\u0301gorie n’a rien de farfelu : elle est a\u0300 l’origine du projet Ensuite (bio-inspired Energy Sustainable and Independent Territories) porte\u0301 par une vingtaine de chercheurs et lance\u0301 par l’UPPA en 2021. Son but est de repenser nos mode\u0300les de socie\u0301te\u0301 en sous-tendant des applications technologiques par des re\u0301flexions e\u0301conomiques et socie\u0301tales.<\/p>\n

Les chercheurs s’attellent ainsi a\u0300 cre\u0301er un dispositif de feuille artificielle capable de synthe\u0301tiser de l’hydroge\u0300ne de manie\u0300re de\u0301carbone\u0301e et de le stocker dans une pile qui e\u0301quiperait chaque maison. Ce projet futuriste vise a\u0300 e\u0302tre ope\u0301rationnel avant 2050… date a\u0300 laquelle nous devrons avoir atteint la neutralite\u0301 carbone.<\/p>\n

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Africa-Press – Burkina Faso. L\u2019humain n\u2019aurait jamais invente\u0301 les avions sans l\u2019observation des oiseaux\u00a0\u00bb , s\u2019exclame Gilles Boeuf, ancien pre\u0301sident du Muse\u0301um national d\u2019histoire naturelle et pre\u0301sident du Ceebios, le Centre d\u2019e\u0301tudes et d\u2019expertises en biomime\u0301tisme. 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