Le petit rongeur (comme la souris, le mulot, le castor ou l’écureuil) est un mammifère d’une grande ingéniosité. Il a inspiré des applications biomimétiques touchant à des domaines très variés ! Mécanismes de protection, recherche optimisée, détection de pointe : quelles perspectives offre cet animal pour demain ?
Petit rongeur 1 : le castor, un modèle pour la fabrication de textiles
Le castor est un petit rongeur très riche en inspiration biomimétique.
La fourrure de cet animal lui permet de rester au chaud et au sec, malgré ses nombreux plongeons en eau froide. Comment procède-t-il ? La fourrure de notre petit rongeur capture l’air lorsqu'il plonge sous l’eau. Deux paramètres influencent la quantité d’air emprisonnée par la surface de son corps : l’espace entre les poils et la vitesse du plongeon.
Des chercheurs du MIT ont conçu un matériau bio-inspiré, reproduisant la structure de la fourrure du castor. Ces chercheurs ont donc fabriqué un caoutchouc moulé découpé au laser pour reproduire les milliers de poils du petit rongeur, à la distance souhaitée. Ils ont également construit un modèle mathématique complexe afin de calculer le meilleur ajustement de ces paramètres.
Ce caoutchouc permettrait à l’utilisateur, tel qu’un surfer par exemple, de rester au chaud et au sec dans une combinaison étanche et isolante directement inspirée de la stratégie d’emprisonnement d'air du castor.
Ce modèle a également pu établir les conditions opératoires de pose de revêtements en industrie, dans le but contraire : ne pas capturer d’air autour de la surface concernée.
Ainsi, la simple observation de la fourrure d'un petit rongeur permet d’envisager de nouvelles perspectives en matière de textile, et de trouver des applications jusqu’aux revêtements dans les industries.
Petit rongeur 2 : les souris et leur moustache ultrasensible, une stratégie originale
Le petit rongeur comme la souris a une stratégie pleine de sens pour détecter son environnement : en déplaçant sa moustache de façon rythmique sur une surface. Celle-ci est en effet équipée d’un système somatosensoriel qui permet à ce petit rongeur d’acquérir des informations sensorielles complexes et fiables sur son environnement. Elle vibre à une certaine fréquence, et cette fréquence est modifiée au contact d’un objet. Cette modification permet à la souris de connaître précisément la forme et la matière de l’objet.
En s’inspirant de la moustache de la souris des chercheurs ont développé un capteur ultra-performant vibrant à des fréquences variables afin de détecter son environnement. N'est-ce pas fascinant ?
Petit rongeur 3 : la méthode de recherche de nourriture optimisée signée l'écureuil volant !
Le petit rongeur le plus efficace dans sa recherche de nourriture est … l’écureuil volant ! Ses méthodes de recherche de nourriture ont même inspiré des algorithmes d’optimisation ! Voici très exactement sa stratégie : il recherche de la nourriture en volant d’arbre en arbre, ce qui lui permet de couvrir une grande zone de la forêt. Cette recherche a lieu au cours de l’automne, période durant laquelle les températures sont encore confortables pour lui. Il lui suffit donc de se nourrir de glands, présents en abondance, pour subvenir aux besoins de sa journée. Une fois repu, il recherche une nourriture optimale pour l’hiver : les noix de caryer. Il stocke ces dernières à des endroits stratégiques afin de ne pas devoir lancer un nouveau processus de recherche quand l’hiver arrivera. L’algorithme modélisant cette recherche est un algorithme d’optimisation très performant. Il converge vers la solution optimale plus rapidement que les algorithmes d’optimisation classiques (Particle Swarm Optimisation, Artificial Bee Colony, Bat Algorithm, Firefly algorithm). Il a été utilisé notamment pour contrôler la température d’expérience de flux thermique (HFE).
Le petit rongeur est donc une source d’inspiration extrêmement riche. Il permet d’innover et de penser des technologies toujours plus performantes et économes. Des capteurs inspirés de sa moustache, des textiles inspirés de sa fourrure et enfin un algorithme inspiré de ses méthodes de recherche, voilà trois technologies biomimétiques parmi tant d’autres qu’il reste encore à découvrir !