Les nanotechnologies du vivant Diffusé le

Des plumes pour voler

L’observation attentive d’une plume révèle toute l’ingéniosité de la nature : légère, robuste, hydrophobe et aérodynamique, elle permet à l’oiseau de voler, mais aussi de se protéger du froid, du chaud et de l’eau. Et ses couleurs font d’elle, en outre, un excellent outil de communication. Comment peut-elle inspirer nos ingénieurs pour les avions de demain ?

Un épisode de la série « Les nanotechnologies du vivant ».

Réalisation : Pascal Moret , Julien Guiol

Production : French Connection Films, La Belle Société production, Universcience, Viaoccitanie, Fabrice Garrault

Année de production : 2020

Durée : 3min32

Accessibilité : sous-titres français

Des plumes pour voler

Nous avons tous un jour rêvé de voler alors que les animaux le font naturellement. Un plumage compte jusqu’à plusieurs milliers de plumes. Leurs tailles et leurs forment varient en fonction de leur implantation. L’organisation générale des grandes plumes est semblable chez toutes les espèces. Comment les plumes peuvent-elles être à la fois si robustes et si légères ? "C’est une rémige, une plume des ailes. C’est celles que l’on voit comme ça, un peu écartées relevées un peu du bout comme ça. Voila c’est assez simple. Ça c’est la main. La partie noire au bout de l’aile, c’est la main. Là, on retrouve le poignée qui est blanc. Et après, on retrouve d’autres plumes relativement nombreuses ,qui sont striées." A l’échelle nanométrique, l’élément structurant des plumes est la Beta-kératine, une protéine fibreuse que l’on rencontre également chez les reptiles. Elle forme, avec les mélanines, des mélanosomes sorte de longs filaments relativement souples et surtout très résistants. C'est la nature chimique de la kératine qui leur permet de faire des structures poreuses rigides et légères. Voilà comment l’oiseau résout la question de robustesse et de légèreté pour lui permettre de voler. "C’est une façon qu’à le vivant de travailler. Nous, on travaille souvent en essayant de maximiser une fonction, et du coup on ne travaille que sur fonction, et le vivant lui souvent fait tout à la fois. Si je peux prendre un exemple, les plumes des oiseaux ont à la fois des fonctions de structures, vont permettre à l’oiseau de garder sa température. Elles sont des fonctions de structures mécaniques pour lui permettre voler. Elles ont encore des propriétés qui leur permettre d’être pratiquement étanches où l’eau coule dessus. Il y a des fonctions de couleurs bien sûr, de couleurs et donc de communications. Et tous ça c’est fait quasiment dans un matériau qui est essentiellement une protéine avec quelques ajouts, avec quelques pincées de sel, diraient certains, pour assurer d’autres fonctions. Et ça, voila c’est chez les plumes, mais on retrouve ça quasiment partout. Voila, on a des feuilles tout autour de nous. On pourrait faire toute une dissertation sur toutes les fonctions que les feuilles assurent pour n’importe quelles plantes." En quoi et comment la plume peut-elle être bio-inspirante ? "Cette super hydrophobie est liée à la fois à la chimie de surface de ces plumes. Il y a certains lipides qui recouvrent ces plumes, qui repoussent l’eau, et on a également tout un ensemble de nano petits trous dans la structure des plumes et qui permet d’éjecter les gouttes d’eau, d’éviter qu’il se forme des grosses gouttes d’eau dans la plume et de les éjecter avant la formation de glace. Et ça aujourd'hui, ça inspire des équipes notamment dans l’industrie aéronautique pour développer des matériaux nanotexturés qui limitent par des phénomènes physiques la formation de glace." L’ingéniosité de l’oiseau réside dans sa plume. Elle est à la fois légère, robuste, hydrophobe et aérodynamique. Toutes ces caractéristiques de la plume inspirent les ingénieurs pour construire les avions de demain.

Réalisation : Pascal Moret , Julien Guiol

Production : French Connection Films, La Belle Société production, Universcience, Viaoccitanie, Fabrice Garrault

Année de production : 2020

Durée : 3min32

Accessibilité : sous-titres français