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L\u2019adjectif \u00abindustriel\u00bb \u00e9voque des rouages, des tuyaux, de la fum\u00e9e et du m\u00e9tal, voire des robots assemblant fr\u00e9n\u00e9tiquement des produits. Rien de tr\u00e8s naturel. Pourtant, les chercheurs et industriels s\u2019inspirent de plus en plus de la nature pour concevoir de meilleurs mat\u00e9riaux, produits, b\u00e2timents et proc\u00e9d\u00e9s. Le nombre de brevets, articles de recherche et subventions en biomim\u00e9tique a au moins quintupl\u00e9 depuis 2000.<\/p>\n
Le robot salamandre Pleurobot de l\u2019Ecole polytechnique f\u00e9d\u00e9rale de Lausanne est un parfait exemple de biomim\u00e9tisme. Il marche et nage \u00e0 la fa\u00e7on d\u2019un amphibien avec un niveau de pr\u00e9cision in\u00e9gal\u00e9. \u00abCe robot a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u comme un outil pour les neurosciences\u00bb, a pr\u00e9cis\u00e9 le directeur de projet Auke Ijspeert lors d\u2019une conf\u00e9rence TED. Mais d\u2019autres missions l\u2019attendent: rep\u00e9rage et sauvetage, travaux de terrain et arch\u00e9ologie ou encore inspection industrielle.<\/p>\n
Myst\u00e8res de l\u2019\u00e9volution La recherche visait \u00e0 comprendre le r\u00f4le d\u2019une certaine prot\u00e9ine dans la bact\u00e9rie Escherichia coli, dont la pr\u00e9sence est commune dans les intestins des animaux \u00e0 sang chaud, comme les humains. \u00abLe groupe de la LMU disposait d\u00e9j\u00e0 de preuves que la prot\u00e9ine membranaire KdpD pouvait servir de double capteur pour le potassium, explique Ulrich Gerland. Mais \u00e0 quoi pouvait bien servir un double capteur, alors qu\u2019un seul aurait d\u00fb \u00eatre suffisant?\u00bb<\/p>\n En effectuant des tests, il est peu \u00e0 peu devenu \u00e9vident que le double capteur \u00e9tait plus efficace lorsque la disponibilit\u00e9 et la demande en potassium de la bact\u00e9rie fluctuaient en m\u00eame temps. \u00abC\u2019est devenu logique tout \u00e0 coup: le capteur externe est utile lorsque la concentration ext\u00e9rieure (l\u2019offre) en potassium varie, tandis que le capteur interne est principalement avantageux lorsque la demande varie.\u00bb L\u2019int\u00e9r\u00eat du double capteur est sa capacit\u00e9 \u00e0 g\u00e9rer ces deux variations simultan\u00e9ment.<\/p>\n Le double capteur KdpD est comparable au contr\u00f4le thermique sophistiqu\u00e9 des syst\u00e8mes de chauffage modernes et autres dispositifs de r\u00e9gulation, \u00e0 la diff\u00e9rence qu\u2019il fonctionne sans m\u00e9moire informatique ni puissance de traitement, ni c\u00e2bles, ni \u00e9lectricit\u00e9, et \u00e0 l\u2019\u00e9chelle nano. \u00abLa fa\u00e7on dont KdpD combine les doubles capteurs et les doubles contr\u00f4leurs en une seule mol\u00e9cule de taille nanom\u00e9trique est fascinante, s\u2019enthousiasme Ulrich Gerland. C\u2019est surtout en termes d\u2019int\u00e9gration et de miniaturisation de syst\u00e8mes que l\u2019ing\u00e9nierie devrait apprendre de la biologie.\u00bb<\/p>\n De l\u2019eau claire, jusque dans l\u2019espace<\/strong><\/p>\n La biomim\u00e9tique est \u00e9galement employ\u00e9e dans le domaine de la purification de l\u2019eau. L\u2019eau est essentielle \u00e0 l\u2019industrie puisqu\u2019elle se trouve au c\u0153ur des processus de chauffage, refroidissement, traitement, nettoyage et rin\u00e7age. Elle figure aussi parmi les composants essentiels de biens manufactur\u00e9s comme les boissons et les produits pharmaceutiques. Mal trait\u00e9e, elle peut devenir une source de probl\u00e8mes: corrosion ou encrassement du mat\u00e9riel, baisse de la qualit\u00e9 des produits et m\u00eame risques sanitaires. Toute technologie capable de purifier l\u2019eau efficacement et \u00e0 bas co\u00fbt suscite par cons\u00e9quent l\u2019int\u00e9r\u00eat des industriels. C\u2019est pourquoi Aquaporin<\/a>, une startup danoise, attire l\u2019attention.<\/p>\n L\u2019entreprise, bas\u00e9e pr\u00e8s de Copenhague, d\u00e9veloppe des membranes pour les purificateurs \u00e0 usage domestique et le traitement des eaux us\u00e9es industrielles. Le proc\u00e9d\u00e9 s\u2019inspire directement de ce que l\u2019on peut observer dans la nature. \u00abLes mol\u00e9cules que nous utilisons appartiennent \u00e0 une cat\u00e9gorie sp\u00e9ciale de prot\u00e9ines normalement situ\u00e9es dans les membranes cellulaires et qui filtrent l\u2019eau de mani\u00e8re tr\u00e8s efficace\u00bb, indique Claus H\u00e9lix-Nielsen, vice-pr\u00e9sident d\u2019Aquaporin et professeur \u00e0 la Danmarks Tekniske Universitet.<\/p>\n Aquaporin s\u2019est pench\u00e9e sur d\u2019autres applications pour sa technologie, dont la production d\u2019eau potable pour les pr\u00e8s de 800 millions de personnes qui n\u2019y ont pas acc\u00e8s dans le monde. La soci\u00e9t\u00e9 a aussi travaill\u00e9 avec la NASA et l\u2019Agence spatiale europ\u00e9enne (ESA) pour am\u00e9liorer la purification de l\u2019eau \u00e0 bord de la Station spatiale internationale (ISS). Avec son syst\u00e8me, elle parvient \u00e0 obtenir de l\u2019eau propre \u00e0 partir de l\u2019urine, de la sueur, des eaux us\u00e9es, de la condensation et d\u2019autres sources liquides disponibles dans l\u2019espace.<\/p>\n R\u00e9cemment test\u00e9e par le premier astronaute danois, la solution d\u2019Aquaporin se targue d\u2019\u00eatre plus l\u00e9g\u00e8re, rapide et r\u00e9sistante, mais aussi moins gourmande en \u00e9lectricit\u00e9 et meilleur march\u00e9 que les appareils de filtrage existant sur l\u2019ISS. Une version future du dispositif pourrait m\u00eame \u00eatre embarqu\u00e9e pour une exp\u00e9dition sur Mars. Une version de cet article est parue dans le magazine Technologist (no 10).<\/p>\n
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\nLes arch\u00e9types naturels que repr\u00e9sentent les capacit\u00e9s amphibies de la salamandre, l\u2019armure du h\u00e9risson ou le bec \u00e0 nectar du colibri pr\u00e9sentent des avantages \u00e9vidents sur le plan de l\u2019\u00e9volution. D\u2019autres sont plus myst\u00e9rieux, mais pourraient offrir d\u2019\u00e9normes b\u00e9n\u00e9fices \u00e0 l\u2019industrie. Ce sont ces mod\u00e8les \u00e9nigmatiques que le professeur Ulrich Gerland et son \u00e9quipe de physiciens de la Technische Universit\u00e4t M\u00fcnchen ont cherch\u00e9 \u00e0 valoriser dans le cadre d\u2019un projet men\u00e9 par un groupe de biologistes de l\u2019Universit\u00e9 Louis-et-Maximilien de Munich (LMU).<\/p>\n
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