Observer et mieux comprendre la nature pour en répliquer le génie… Si l’idée n’est pas neuve, le concept de bio-inspiration apparaît plus que jamais comme une tendance majeure pour innover.

Santé, robotique, écologie, chimie, sciences pour l’ingénieur… les chercheurs du CNRS vous font découvrir leurs recherches et leurs applications inspirées de la nature. Bienvenue dans un monde bio-inspiré !

Le vivant comme modèle
#bioinspiration

Observer et mieux comprendre la nature pour en répliquer le génie… Si l’idée n’est pas neuve, le concept de bio-inspiration apparaît plus que jamais comme une tendance majeure pour innover.

Santé, robotique, écologie, chimie, sciences pour l’ingénieur… les chercheursdu CNRS vous font découvrir leurs recherches et leurs applications inspirées de la nature. Bienvenue dans un monde bio-inspiré !

Une exposition proposée par le CNRS, à retrouver également sur www.ratp.fr

Ours

Direction éditoriale

  • Brigitte Perucca (CNRS, Dircom)
  • Fabrice Impériali (CNRS, Dircom)

Coordination de projet

  • Jonathan Rangapanaiken (CNRS, Dircom)

Conception graphique et réalisation

  • Sarah Landel (CNRS, Dircom)

Conception web

  • Virginie Vivancos (CNRS, Dircom)
  • Eric Furlan (CNRS, Dircom)

Comité éditorial

CNRS pôle événements

  • Émilie Smondack

CNRS Images

  • Marie Mabrouk,
  • Adèle Vanot,
  • Delphine Thierry-Mieg,
  • Christine Loubeau,
  • Nathalie Lambert

CNRS Le journal

  • Laure Cailloce,
  • Matthieu Ravaud

INC

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  • Christophe Cartier Dit Moulin

INEE

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INP

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IN2P3

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  • Chloé Rimailho

INSMI

  • Clotilde Fermanian Kammerer,
  • Pétronille Danchin

INSU

  • Géraldine Gondinet,
  • Guillaume Duveau

Merci à tous ceux qui ont participé à l’élaboration des contenus de cette exposition

  • Vincent Aimez
  • Yannick Aoustin
  • Caroline Barjon
  • Stéphane Bazeille
  • Serge Berthier
  • Fabrice Bertile
  • Sofiane Boucenna
  • Frédéric Boyer
  • Marianna Braza
  • Jean-Philippe Buffet
  • Michael Canva
  • Mickael Castro
  • Sophie Cassaignon
  • Alain Celzard
  • Jeff Clune
  • Antoine Cully
  • Fabien Expert
  • Jérôme Fournier
  • Philippe Gaussier
  • Ramiro Godoy-Diana
  • Claude Grison
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  • Vincent Lebastard
  • Éric Le Carpentier
  • Antoine Le Duigou
  • Audrey Le Gouellec
  • Jacques Livage
  • Pascal Jean Lopez
  • Mohammed Mehiri
  • Artem Melnyk
  • Sophie Morice
  • Jean-Baptiste Mouret
  • Alexandre Pitti
  • Ganna Pugach
  • Jean-François Rouchon
  • Franck Ruffier
  • Danesh Tarapore
  • Guy Theraulaz
  • Benjamin Thiria
  • Bertrand Toussaint
  • Denis Vidal
  • Guy Zuber
Les chercheurs reproduisent la perception exceptionnelle des insectes pour créer des robots capables d’éviter les obstacles sans mesure de vitesse ou d’altitude.

Un drone qui vole au gré du relief comme les insectes

Les chercheurs reproduisent la perception exceptionnelle des insectes pour créer des robots capables d’éviter les obstacles sans mesure de vitesse ou d’altitude.

Laboratoire

Institut des sciences du mouvement - Étienne-Jules Marey (CNRS /Aix-Marseille Université).

Vidéo

Crédits

Le robot BeeRotor, équipé de l’oeil Curvace inspiré des insectes. © ISM – Franck Ruffier/Fabien Expert.

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Les êtres vivants savent s’adapter lorsqu’ils se blessent. Grâce à des algorithmes, les robots résilients composent avec les dommages subis en deux minutes seulement !

Un robot qui s’adapte comme le ferait un animal blessé

Les êtres vivants savent s’adapter lorsqu’ils se blessent. Grâce à des algorithmes, les robots résilients composent avec les dommages subis en deux minutes seulement  !

Laboratoire

Institut des systèmes intelligents et de robotique (CNRS /UPMC).

Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications (CNRS / Inria / Université de Lorraine).

Crédits

Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages. © Antoine CULLY / CC BY SA / UPMC / CNRS Photothèque.

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Furtivité, économie d’énergie, aérodynamisme… les ailes de l’aigle sont un bijou d’ingénierie ! Les ailes des avions de demain s’inspirent de leur architecture et de leur faculté d’adaptation.

Les ailes des avions du futur inspirées par les rapaces

Furtivité, économie d’énergie, aérodynamisme… les ailes de l’aigle sont un bijou d’ingénierie ! Les ailes des avions de demain s’inspirent de leur architecture et de leur faculté d’adaptation.

Laboratoire

Institut de mécanique des fluides de Toulouse (CNRS / INP Toulouse / Université Toulouse III - Paul Sabatier).

Laboratoire plasma et conversion d’énergie (CNRS / INP Toulouse / Université Toulouse III - Paul Sabatier).

Recherches soutenues par Airbus, la DGA et la fondation Sciences et Technologies pour l'aéronautique et l'Espace

Vidéo

Crédits

Avion au décollage. © Park Si-hyun / Fotolia.com

Simulation numérique des performances d’un vol aux vitesses de croisière (800-900 km/h). © Marianna Braza - IMFT / Jean-François Rouchon - LAPLACE.

Les virus pénètrent de manière efficace au cœur de la cellule. En mimant ce processus moléculaire, il devient possible de fabriquer une capsule qui délivre un principe actif au plus près de la zone à soigner.

Des médicaments délivrés dans les cellules avec l’efficacité d’un virus

Les virus pénètrent de manière efficace au cœur de la cellule. En mimant ce processus moléculaire, il devient possible de fabriquer une capsule qui délivre un principe actif au plus près de la zone à soigner.

Laboratoire

Laboratoire de biophotonique et pharmacologie (CNRS / Université de Strasbourg).

Crédits

Vue d’artiste de virus. © nobeastsofierce / Fotolia.com

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L’inactivité, le vieillissement ou la maladie peuvent générer une perte de muscle. L’ours brun n’a pas ce problème après des mois d’hibernation. Une source d’inspiration pour de nouvelles thérapies contre l’atrophie musculaire.

Des thérapies contre la perte de muscle empruntées à l’ours

L’inactivité, le vieillissement ou la maladie peuvent générer une perte de muscle. L’ours brun n’a pas ce problème après des mois d’hibernation. Une source d’inspiration pour de nouvelles thérapies contre l’atrophie musculaire.

Laboratoire

Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (CNRS / Université de Strasbourg).

Vidéo

Crédits

Vue d’artiste de muscles. © Kirsty Pargeter / Fotolia.com

Les nanoseringues créées en laboratoire reproduisent le fonctionnement des bactéries. Elles permettront d’injecter directement des médicaments dans la cellule.

Une nanoseringue qui mime le fonctionnement des bactéries

Les nanoseringues créées en laboratoire reproduisent le fonctionnement des bactéries. Elles permettront d’injecter directement des médicaments dans la cellule.

Laboratoire

Laboratoire TIMC-IMAG « Techniques de l’ingénierie médicale et de la complexité - informatique, mathématiques et applications, Grenoble » (CNRS / Université Grenoble Alpes).

Crédits

Vue d’artiste de bactéries. © norman blue / Fotolia.com

Comment le cerveau donne-t-il des ordres à nos mains ou à nos jambes ? Décrypter ce phénomène permettra à une personne amputée de piloter une main robotique de façon précise grâce à ses muscles !

Une main bionique commandée par les muscles

Comment le cerveau donne-t-il des ordres à nos mains ou à nos jambes ? Décrypter ce phénomène permettra à une personne amputée de piloter une main robotique de façon précise grâce à ses muscles !

Laboratoire

Institut de recherche en communications et cybernétique de Nantes (IRCCyN - CNRS / École Centrale de Nantes  /Université de Nantes / École des Mines de Nantes)

Crédits

Main bionique myo-commandée développée par Alpes Instruments. © Vincent Jacques - École Centrale de Nantes.

Pour fabriquer leur habitat, les vers marins ont mis au point une biocolle efficace dans l’eau. Elle intéresse chercheurs et industriels.

Des colles inventées par les vers marins

Pour fabriquer leur habitat, les vers marins ont mis au point une biocolle efficace dans l’eau. Elle intéresse chercheurs et industriels.

Laboratoire

Laboratoire de biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (CNRS / Muséum national d’Histoire naturelle / UPMC / IRD / Université de Caen Normandie / Université des Antilles).

Recherches soutenues par Saint-Gobain

Crédits

Habitat du ver des plages de la baie du Mont-Saint-Michel. © Borea - Pascal Jean Lopez.

Le procédé industriel qui permet de fabriquer du verre sans chauffage ni solvant agressif est similaire à celui des diatomées, des micro-organismes aquatiques qui se couvrent d’une couche de verre.

Un verre fabriqué dans l’eau comme le font les diatomées

Le procédé industriel qui permet de fabriquer du verre sans chauffage ni solvant agressif est similaire à celui des diatomées, des micro-organismes aquatiques qui se couvrent d’une couche de verre.

Laboratoire

Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (CNRS / Université Pierre et Marie Curie / Collège de France).

Laboratoire de Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (CNRS / Muséum national d’Histoire naturelle / UPMC / IRD/Université de Caen Normandie / Université des Antilles).

Crédits

Clichés de squelettes de diatomées, observées au microscope électronique à balayage. © Geneviève Bricheux / CNRS Photothèque.
© Borea - Pascal Jean Lopez.

Structure d’une diatomée à l’échelle nanométrique vue par microscopie électronique à balayage. © INSP - Serge Berthier.

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À l’image des yeux de papillons qui absorbent efficacement la lumière, des chercheurs ont créé des revêtements antireflet pour un coût très réduit. Ils pourraient servir aux satellites de télécommunication.

Un revêtement antireflet qui imite les yeux du papillon de nuit

À l’image des yeux de papillons qui absorbent efficacement la lumière, des chercheurs ont créé des revêtements antireflet pour un coût très réduit. Ils pourraient servir aux satellites de télécommunication.

Laboratoire

Institut Jean Lamour (CNRS / Université de Lorraine).

Crédits

Revêtement antireflet dans le domaine des gigahertz constitué d’un réseau de sphères de carbone creuses.
© Photo’Antik.

Satellite du dispositif ERDS (European Space Data Highway) de l’Agence spatiale européenne. © ESA-Pierre Carril.

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Certaines espèces végétales parviennent à pousser sur les sols pollués par des métaux lourds. Ces métaux, extraits des plantes, peuvent ensuite être utilisés comme catalyseurs par l’industrie.

Une filière verte inspirée de plantes exceptionnelles

Certaines espèces végétales parviennent à pousser sur les sols pollués par des métaux lourds. Ces métaux, extraits des plantes, peuvent ensuite être utilisés comme catalyseurs par l’industrie.

Laboratoire

Laboratoire « Chimie bio-inspirée et innovations écologiques » (CNRS / Université de Montpellier).

Vidéo

Crédits

Culture de microalgues au laboratoire GEPEA/AlgoSolis (CNRS / Université de Nantes). © Jean-Claude MOSCHETTI / GEPEA / CNRS Photothèque.

La pomme de pin s’ouvre et se ferme en fonction de l’humidité ambiante. Des chercheurs ont développé des biomatériaux qui reproduisent ces mouvements naturels !

Un matériau qui bouge sans moteur comme la pomme de pin

La pomme de pin s’ouvre et se ferme en fonction de l’humidité ambiante. Des chercheurs ont développé des biomatériaux qui reproduisent ces mouvements naturels !

Laboratoire

Institut de recherche Dupuy de Lôme (CNRS / Université de Bretagne-Sud / Université de Bretagne occidentale / Ensta Bretagne).

Crédits

Lames de bio-composites à base de fibres de lin en mouvement (réversible) une fois immergées dans l’eau. © Institut de recherche Dupuy de Lôme - Mickael Castro, Antoine le Duigou.

Pour protéger les coques des bateaux contre l’invasion d’organismes marins, les scientifiques cherchent des traitements plus propres qui s’inspirent de l’éponge marine.

Une protection pour les coques des bateaux qui copie les éponges marines

Pour protéger les coques des bateaux contre l’invasion d’organismes marins, les scientifiques cherchent des traitements plus propres qui s’inspirent de l’éponge marine.

Laboratoire

Institut de chimie de Nice (CNRS / Université Nice Sophia Antipolis).

Crédits

Photographie de bateau. © sergiy1975 / Fotolia.com.

Poissons, nénuphars et moules-robots sont déployés dans la lagune de Venise. Les informations qu’ils collectent serviront à protéger ce milieu naturel menacé.

Des robots pour surveiller la lagune de Venise inspirés de poissons... de nénuphars... et de moules

Poissons, nénuphars et moules-robots sont déployés dans la lagune de Venise. Les informations qu’ils collectent serviront à protéger ce milieu naturel menacé.

Laboratoire

Institut de recherche en communications et cybernétique de Nantes (IRCCyN - CNRS / École Centrale de Nantes / École des Mines de Nantes / Université de Nantes).

Recherches menées dans le cadre du projet européen SubCULTron (Submarine cultures perform long-term robotic exploration of unconventional environmental niches).

Crédits

Schéma du robot « A-fish » inspiré de poissons, robot « Lily-pad » inspiré de nénuphars, robots « A-mussels » inspirés de moules. Ces robots font partie du projet européen « SubCULTron ». © EU-FET Proactive project 640967 SubCULTron.

En cas de forte chaleur, les ailes de Morpho émettent un rayonnement qui fait baisser leur température. Une solution envisagée pour protéger les cellules photovoltaïques contre le rayonnement solaire.

Des matériaux contre la surchauffe comme les ailes du papillon Morpho

En cas de forte chaleur, les ailes de Morpho émettent un rayonnement qui fait baisser leur température. Une solution envisagée pour protéger les cellules photovoltaïques contre le rayonnement solaire.

Laboratoire

Institut des Nanosciences de Paris (CNRS / UPMC).

Vidéo

Crédits

Papillon Morpho menelaus didius.
© Didier Descouens - Museum de Toulouse.

Panneaux photovoltaïques sur la terrasse du bâtiment Adream à Toulouse. © Cyril Frésillon / CNRS Photothèque.

Si la luciole brille tant, c’est parce qu’elle diffuse efficacement la lumière à travers les couches de son abdomen. En s’inspirant de ce mécanisme, des chercheurs ont mis au point des LED beaucoup plus lumineuses.

Des LED plus lumineuses grâce aux lucioles

Si la luciole brille tant, c’est parce qu’elle diffuse efficacement la lumière à travers les couches de son abdomen. En s’inspirant de ce mécanisme, des chercheurs ont mis au point des LED beaucoup plus lumineuses.

Laboratoire

Laboratoire Nanotechnologies et nanosystèmes (LN2, CNRS/Université de Sherbrooke/INSA Lyon/École centrale de Lyon/CPE Lyon/Université Grenoble Alpes).

Crédits

Substrat de LED polarisé sur banc de test. © LN2.

En mouvement, les ailes de la libellule se déforment beaucoup. Des chercheurs s’en sont inspirés pour construire de nouvelles pales flexibles d’éolienne plus performantes qui s’adaptent au vent.

De nouvelles éoliennes inspirées des ailes de libellule

En mouvement, les ailes de la libellule se déforment beaucoup. Des chercheurs s’en sont inspirés pour construire de nouvelles pales flexibles d’éolienne plus performantes qui s’adaptent au vent.

Laboratoire

Laboratoire de Physique et mécanique des milieux hétérogènes (CNRS / ESPCI Paris Tech / UPMC / Université Paris Diderot).

Vidéo

Crédits

Dispositif de test des nouvelles pales flexibles. © PMMH / ESPCI - Benjamin Thiria.

Grâce au travail de milliers d’individus, les fourmis construisent d’immenses nids très complexes. En décryptant leurs interactions et les mécanismes de construction, il est possible de créer des algorithmes utilisables dans les sciences de l’ingénieur.

De nouveaux algorithmes de construction codés par les fourmis

Grâce au travail de milliers d’individus, les fourmis construisent d’immenses nids très complexes. En décryptant leurs interactions et les mécanismes de construction, il est possible de créer des algorithmes utilisables dans les sciences de l’ingénieur.

Laboratoire

Centre de Recherches sur la Cognition Animale de Toulouse (CRCA - CNRS / Université Paul Sabatier).

Laboratoire d’Informatique de Nantes Atlantique (LINA - CNRS / Université de Nantes / École des Mines de Nantes.

Vidéo

Crédits

À gauche : groupes de fourmis construisant leur nid en condition expérimentale.
À droite : simulations du modèle de construction du nid. © CRCA – Guy Theraulaz.

L’enfant est l’être vivant qui apprend le plus efficacement sur Terre. En s’inspirant de la plasticité de son cerveau, des chercheurs ont conçu des robots qui apprennent eux-mêmes par le toucher, par le mouvement ou même par les interactions avec des objets.

Des robots qui apprennent comme des enfants

L’enfant est l’être vivant qui apprend le plus efficacement sur Terre. En s’inspirant de la plasticité de son cerveau, des chercheurs ont conçu des robots qui apprennent eux-mêmes par le toucher, par le mouvement ou même par les interactions avec des objets.

Laboratoire

Équipes Traitement de l’Information et Systèmes (ETIS - CNRS / ENSEA / Université de Cergy-Pontoise).

Crédits

Bras robotique doté d’une peau artificielle. © Frédérique Plas / ETIS / UCP / ENSEA / CNRS Photothèque.

Robot inspiré de serpent. © Frédérique Plas / ETIS / UCP / ENSEA / CNRS Photothèque.

Tino, premier robot hydraulique français. © Frédérique Plas / ETIS / UCP / ENSEA / CNRS Photothèque.

Berenson est un robot qui apprécie l’art. Et pour forger son avis, il échange avec les humains ! Son « cerveau » informatique apprend et développe son propre sens de l’esthétique.

Un robot qui discute d’art avec les humains

Berenson est un robot qui apprécie l’art. Et pour forger son avis, il échange avec les humains ! Son « cerveau » informatique apprend et développe son propre sens de l’esthétique.

Laboratoire

Équipes Traitement de l’Information et Systèmes (ETIS - CNRS / ENSEA / Université de Ctxt12 ergy-Pontoise).

Crédits

Berenson, le robot critique d’art. © Frédérique Plas / CNRS Photothèque.

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