Des matériaux inspirés d’une pomme de pin

Imaginez des panneaux solaires qui suivent la course du soleil, de manière autonome. Un bâtiment dont la température et l’humidité sont régulées sans électricité, grâce à l’énergie produite par les façades. Ou encore des engins sous-marins, dont les ailerons se modifient selon l’environnement. Ces projets ont une source d’inspiration commune : la pomme de pin.

Antoine Le Duigou et Mickael Castro sont spécialistes des matériaux composites à l’Institut de recherche Dupuy de Lôme, à Lorient. Depuis cinq ans, ces chercheurs décortiquent et analysent les pommes de pin. Ces structures, où se trouvent les organes reproduc-teurs des conifères, possèdent une propriété étonnante : leurs écailles se déploient selon l’humidité et la température. Ce mouvement se poursuit quand les pommes de pin sont tombées de l'arbre.

Biomimétisme

Les scientifiques cherchent l’innovation en étudiant ce fonctionnement naturel. C’est à la fois du biomimétisme et de l’écoconception. « Je ne suis pas un spécialiste des pommes de pin, mais plutôt de la science des matériaux, sourit Antoine Le Duigou. J’ai donc réuni autour de moi des compétences pluridisciplinaires, allant des biochimistes de l’Inra¹ aux mécaniciens de la simulation numérique. »

L’écaille des cônes se compose de deux tissus. Chacun d’eux gonfle différemment selon l’humidité : cela provoque le mouvement d’ouverture ou de fermeture de la pomme de pin. Ce processus évoque ce qui se passe dans une pièce métallique, présente dans les disjoncteurs : le bilame. Deux lames de métaux différents sont collées l’une sur l’autre. Les variations de température entraînent des dilatations différentes, donc la déformation. « Un matériau qui se déploie tout seul est très intéressant. D’autant qu’une seule écaille de pomme de pin peut soulever 500 g, soit plus de 300 fois sa masse. C’est de l’énergie gratuite ! »

Voiles spatiales

Antoine Le Duigou est actuellement au Japon. Ses recherches sur le biomimétisme et l’impression 3D de composites intelligents inté-ressent la Jaxa, l’agence d’exploration aérospatiale japonaise. « Ses ingénieurs conçoivent des voiles solaires, qui seront déployées dans l’espace. Ils s’appuient sur leur extraordinaire savoir-faire en matière d’origami², consistant à transformer un objet plat en objet 3D. » Le scientifique lorientais reviendra en France dans quelques mois. Il cherchera alors à inventer un matériau qui se déforme sous l’effet d’un courant électrique. Nom de code pour cette innovation : la pomme de pin électronique.