Les oiseaux sont les descendants de dinosaures qui ont appris à voler, leur cou plus ou moins longs leur sert pour de multiples tâches. L'étude de la morphologie et du fonctionnement de ce cou, à la fois très agile et très robuste, ouvre la voie à la réalisation de robots innovants. - Le cou est assez particulier chez les oiseaux, c'est une des parties qui varie le plus. Il y a entre dix et vingt-six vertèbres suivant les espèces. Alors que chez nous, comme chez tous les mammifères, il y en a sept. Chez les oiseaux, on ne se rend pas compte que le cou est long parce que, en général, il est caché sous un gros fourreau de plumes. Le cou fait le lien, comme chez beaucoup de vertébrés entre le tronc et la tête, mais il permet une très grande flexibilité et une très grande mobilité de la tête, ce qui permet de dissocier les mouvements de la tête et du tronc. Et, par exemple, on va voir un rapace qui vole très haut et qui est capable de maintenir sa tête complètement immobile pour regarder une proie qui est au sol très très loin. Alors, le bec des oiseaux est très important dans leur quotidien parce que le bec va servir à atteindre la nourriture, à l'attraper. Ça va servir aussi à transporter du matériel, construire leur nid. Mais ils vont aussi passer beaucoup de temps à leur toilette et toutes ces tâches sont accomplies en fait par le bec. Toutes ces fonctions qui sont faites par le bec chez les oiseaux, chez l'humain, elles sont faites par la main. Mais la différence entre le bec et la main, c'est que notre main est beaucoup plus souple qu'une simple pince. Donc en fait, toute cette dextérité, c'est vraiment le cou qui va permettre de l’apporter comme le bras, en fait, apporte aussi du mouvement pour la main. Il y a évidemment des caractéristiques spécifiques suivant les espèces. Si on prend les pics, par exemple, ce tout petit oiseau va être capable de projeter sa tête extrêmement rapidement pour avoir un choc très puissant contre l'écorce, pour l'arracher quand il creuse son nid. Ou alors des vautours qui sont capables d'aller chercher de la nourriture à l'intérieur de la carcasse d'un animal mort. Et ça, ça demande vraiment des spécificités sur le cou, ils peuvent tordre le cou dans différentes directions pour arracher la viande de la carcasse. Donc on va retrouver sur le cou des oiseaux une structure qui est à la fois très puissante et très légère. L'analyse de la forme des vertèbres sur un échantillon de 105 espèces d'oiseaux dans le cadre du projet pluridisciplinaire Avineck, a permis la compréhension de la mobilité du cou. - On s'est aperçu avec cette étude qu'on retrouve des caractéristiques comparables dans trois zones du cou des oiseaux. Une première zone près de la tête qui permet d'assurer une grande mobilité notamment avec une flexion ventrale. La partie du milieu du cou va permettre de remonter le cou avec une flexion dorsale, tirer la tête vers l'arrière. Et la troisième zone, qui est plus proche des épaules, va servir à maintenir, à avoir un peu de flexion ventrale, mais aussi à maintenir le cou accroché au corps. Et donc on a dans tous les cas une forme en “S” qu'on revoit au repos, qu'on voit très bien sur la forme du cou des oiseaux. Il est replié en “S” sous les plumes, et on a toujours une organisation de la musculature qui est comparable avec quatre groupes de muscles. Dès le départ, le projet Avineck était construit comme une collaboration entre les ingénieurs et les biologistes. Les ingénieurs cherchent à imaginer des nouvelles structures. Un des concepts qu'on voulait vraiment explorer, c’est la tenségrité. La tenségrité, c’est des structures qui associent des parties qui sont rigides, qui sont maintenues dans un réseau en tension. Et ce sont des câbles qui permettent l'intégrité de la structure. On a travaillé en modules de tenségrité qui sont des petits modules en X, qui sont actionnés par des câbles, et ces modules représentent plutôt l'articulation entre les vertèbres que les vertèbres elles-mêmes. Avec ces résultats, les roboticiens se sont inspirés pour construire et actionner un robot, un bras en tenségrité. C'est-à-dire que c’est trois modules qui sont des modules de tenségrité qui sont actionnés avec quatre câbles trois d'un côté et un de l'autre, comme la musculature des oiseaux actionnent le cou. Et là, le travail se poursuit pour faire un prototype à dix modules en multipliant le nombre de modules jusqu'à quelque chose équivalent au cou des oiseaux. Ça peut être appliqué à des robots industriels qui sont pour l'instant très puissants, mais qui sont très rigides et qui sont dangereux pour les manipulateurs. Les robots à câbles aussi, peuvent être utilisés par exemple en exploration, en médecine, parce qu'on n'a pas besoin obligatoirement de parties métalliques, donc ça peut être peu invasif. L'autre avantage, c'est qu'ils sont très légers. C'est intéressant du point de vue du développement durable parce qu'ils consomment peu d'énergie et ils consomment aussi peu de matériaux pour la construction. Mais ce ne sont pas des applications directes pour aujourd'hui. On est vraiment dans la recherche de façon à extraire les principes avant de pouvoir les transposer pour les appliquer à l'industrie. L'étude de la relation forme-fonction dans le vivant et son application à la haute technologie montrent que la grande diversité du vivant est une source d'innovation dans des secteurs industriels de pointe.