Biomimétisme : Comment le papillon peut voler à notre secours ?

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Dans le documentaire d’Arte, intitulée « Les papillons, une mine d’inspiration », qui est disponible en VOD, ou sera rediffusé le 6 octobre prochain, on découvre que les papillons qui sont de « véritables champions de l’adaptation et de la survie », « inspirent aux chercheurs des technologies nouvelles », qui pourraient nous permettre de relever des défis, tels que la transition énergétique, ou de solutionner des problèmes de médecine et de prévention des risques. 

Le vivant est l’aboutissement de 4 milliards d’années de Recherche et Développement menés par la nature. 

La bio-inspiration consiste à s’inspirer de ses nombreuses sources d’idées, de méthodes et d’organisation, pour s’adapter et innover, comme l’avait fait Erasme, le laboratoire d’innovation ouvert de la Métropole de Lyon qui avait organisé au mois d’avril, un marathon créatif sur la bio-inspiration au service de la politique publique. 

Le biomimétisme est également un concept bio-inspiré, mais s’il s’inspire également de la nature, c’est plus en matière d’ingénieurie, comme l’avait fait Léonard de Vinci dès le XV siècle, lorsqu’il s’inspira des chauves-souris pour tenter de concrétiser le rêve d’Icard, ou comme le fait actuellement Techtera, le Pôle textile situé à Dardilly qui travaille sur la tenue du combattant du futur en étudiant les propriétés de la soie d’araignée. 

Si l’araignée peut-être une source d’inspiration, le papillon à également développé grâce à plusieurs millions d’années d’évolution, des caractéristiques très prometteuses pour l’homme, comme en témoigne le documentaire d’Arte intitulée « Les papillons, une mine d’inspiration », qui est disponible en VOD, ou sera rediffusé le 6 octobre prochain. 

On y découvre que les papillons qui sont de « véritables champions de l’adaptation et de la survie », « inspirent aux chercheurs des technologies nouvelles » dans de nombreux domaines.

La transition énergétique 

Le papillon peut, par exemple, nous aider en matière de transition énergétique. À commencer par le morpho, l’une des 160 000 espèces connues de papillons. Elle possède des ailes d’une couleur intense, qui résulte non pas de pigments, mais de lamelles nanoscopiques formant l’architecture de l’aile. 

Dans le documentaire diffusé sur Arte, le professeur de l’Institut d’optique de l’université du Connecticut, Chunelei Guo qui explique comment, il s’est inspiré de ces minuscules nanostructures, qu’il « a imprimées sur des plaquettes », ce qui lui a permis d’ « élaborer un matériau absorbant la totalité du spectre lumineux »

Cette découverte pourrait révolutionner la production d’énergie solaire, en améliorant l’efficacité des panneaux photovoltaïques de 130%. 

Le cousin du Morpho, le Gretta Otto, dispose quand a lui d’« ailes de cristal qui n’émettent aucun reflet », qui sont une source d’inspiration pour de nombreux chercheurs. 

À commencer par Janis Heuer, de l’Institut de technologie de Karlsruhe, qui s’intéresse à« Cet effet antireflet», « à plusieurs titres ». « Pour les smarthones par exemple, l’été quand le soleil brille, qui n’aimerait pas avoir un revêtement antireflet ? Pour les panneaux solaires aussi, une couche antireflet permettrait moins de perte d’énergie. »

La médecine

Le papillon pourrait aussi nous aider à prévenir des maladies. C’est déjà le cas en matière de glaucome.

En s’inspirant des nanostructures des ailes de cet insecte, les chercheurs ont réussi à réaliser un implant parfait pour soigner le glaucome qui touche l’œil. 

Rdawanul Hasan Siddique, physicien qui travaille au service Recherche et développement de Samsung souligne que « Quand il est nanostructuré, à la manière des ailes de cristal, l’implant offre de meilleures performances ». « Il permet de mesurer efficacement la pression et en plus il évite l’encrassement. Comme il ne s’encrasse pas, il ne provoque pas d’infections bactériennes. »

Le ver qui est à l’origine du papillon est tout aussi utile pour l’Homme. La fibroïne qui est contenue dans la soie de cocon, à la fois flexible et résistante, permet par exemple de remplacer les vis chirurgicales en métal. Elle secrète en plus des principes actifs aidant à la reconstruction osseuse. 

« Voilà deux mondes qui s’associent : d’un côté des propriétés mécaniques et des propriétés médicales de l’autre et qui sont compatibles avec l’organisme », précise le Professeur de génie biomédical à l’université de Tufts, Fiorenzo Omenetto 

La prévention des risques 

La fibroïne contient aussi des substances réagissant à la présence de bactéries. Dans le documentaire réalisé par Pierre Bressiant, on apprend que « Ces encres sont très intéressantes pour transformer n’importe quel objet en outil de détection ». « Si vous imprimez un mot avec ces encres sur un équipement de protection individuel comme ici sur un gant, il réagit à l’environnement et le mot ‘contaminé ‘ passe du bleu au rouge si on touche une surface contaminée ». 

Enfin, les antennes du papillon qui sont constituées de capteurs ultra-sensoriels permettent de sentir la présence d’un composé toxique, parfois jusqu’à 10 km à la ronde. 

Selon Denis Spitzer, de l’Institut franco-allemand de recherche de Saint-Louis, « L’idée nous est très rapidement venue d’implanter ces détecteurs sur des drones afin de permettre notamment à des militaires ou à des personnes de la sécurité civile de détecter des composées dangereux ». «  Cela  peut-être des toxiques de guerre comme du sarin ou d’autres composés extrêmement dangereux, parce qu’en fait, quand la personne ressent les premiers symptômes, en présence de gaz comme cela, c’est déjà trop tard. »

Kate Shanks, Physicienne à l’université de Cornell, affirme quant à elle que « Les papillons, comme d’autres formes de vie, ont du évoluer au fil du temps, ils se sont transformés, pour survivre aux évolutions de leur environnement et aujourd’hui nous devons faire pareil, modifier nos modes de consommation, et nos outils de production d’énergie afin d’assurer notre survie comme les papillons l’ont eux-mêmes fait avant nous »

Une déclaration que ne renierait pas Luc Julia, le co-inventeur de l’assistant Siri et scientifique en chef de Renault, qui préconisait lui aussi, la bio inspiration lors d’une visioconférence organisée par l’école Epita, intitulée « De la Tech pour éviter le mur et sauver la planète ». 

Lors de cette visioconférence, il expliquait qu’en matière de réchauffement climatique, la Tech et ses serveurs qui sont devenus la principale source d’émission de gaz à effet de serre sur la planète « faisait partie du problème », « mais qu’elle pourrait bien être la solution ».

Pour cela, il nous invitait « à regarder ce que fait très bien la nature depuis des milliards d’années », car elle est « contrainte ».

« Les papillons, une mine d’inspiration ». Documentaire de Pierre Bressiant. Arte. France-Allemagne. 2021.

Gregory Fiori
Gregory Fiori
Ex-rédacteur en chef

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