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Quand le biomimétisme colonise Mars

Ainsi donc, parait-il, nous nous apprêtons à atterrir sur Mars. Il existe plusieurs projets dans ce sens, dont le plus connu, celui d’Elon Musk. Mais une autre entreprise, Mars One envisage elle d’offrir un aller simple à de futurs colons. La plupart de ces efforts se concentrent sur la possibilité d’atteindre la planète rouge. Pourtant, ce n’est qu’une partie de la question, et peut être la moins importante. Une fois qu’on est là bas, on fait quoi ?

Le studio expérimental de l’Ensci (Ecole nationale supérieure de création industrielle), mené par Guillian Graves a proposé un challenge intéressant à cinq groupes d’étudiants : comment le biomimétisme peut-il nous aider à apprivoiser Mars ? Même s’il se base sur le vivant, le biomimétisme constitue une approche différente de celle proposée par les biotechnologies ou la biologie synthétique. Il ne s’agit pas de bidouiller des organismes vivants, mais de s’inspirer de ceux qui existent pour construire des artefacts plus efficaces. La bande velcro, inspirée de la bardane, est l’exemple le plus connu de biomimétisme.

Le travail s’est organisé autour de 10 demi-journées, mais évidemment les étudiants travaillaient à leurs projets en dehors de ces temps formels ! Les sujets abordés ont été divers allant de la nourriture à l’exploration géologique. À noter cependant que sur les cinq projets, trois se préoccupaient avant tout d’un problème trop souvent négligé, le bien-être des futurs colons.

Vivre heureux sur Mars


Par exemple, comment se nourriront les astronautes ? La nourriture doit pouvoir être stockée pour un voyage de plusieurs mois et ne pas prendre trop de place dans le vaisseau.

Solène Jarroux, Clément Le Maou, Solène Meinnel et Anna Luz Pueyo Kirwan ont fait un petit catalogue d’un ensemble d’organismes qui pourraient se prêter aisément à ce genre de contrainte. Ils peuvent en effet être cultivés dans des bioréacteurs et se présenter en poudre sur des biofilms. Parmi les candidats, on mentionnera les bactéries, les levures, les champignons et même les moisissures… L’équipe a également travaillé sur des poudres de fruits, de tomates…

Évidemment à première vue, ce n’est pas très appétissant. L’essentiel du travail de ce groupe de designers s’est en fait concentré sur ce problème. Comment améliorer l’ordinaire ?

La multiplicité des poudres pourrait permettre à chaque astronaute de composer son biofilm, de créer des cocktails mélangeant saveurs, couleurs et fonctions nutritives.

Il serait également possible de donner des formes nouvelles à ces aliments reconstitués. Par exemple, on pourrait souffler dans un biofilm pour donner au plat n’importe quelle forme. Ou le secouer. Il serait également envisageable de recourir à des techniques industrielles comme le centrifugeage et les appliquer à la nourriture, là encore pour créer des apparences originales. On pourra ainsi créer un nouveau répertoire formel à partir de ces poudres ou ces petits cubes et donner naissance à une nouvelle culture de la nourriture.

Toujours dans la catégorie « bien-être », un groupe d’étudiants, composé de Théodore Lagrange, Romain Coulon, Juliette Colson et Martin Tiessé, s’est intéressé à l’importante question des loisirs.

Évidemment, rien n’empêchera nos futurs colons martiens de jouer aux échecs ou au Monopoly, mais la planète rouge est elle un environnement intéressant pour le sport en plein air (sans l’air) ?

Il y a en fait de bonnes raisons pour se livrer à la randonnée ou à l’escalade. Ainsi, il existe sur Mars des dunes qui font jusqu’à 100 m de haut… À condition toutefois d’avoir le bon équipement adapté à la température, au sol et à la gravité !

C’est ici que le biomimétisme entre à nouveau en jeu. Il existe en effet sur Terre des espèces animales qui vivent dans un milieu assez proche de celui de la planète Mars. Par exemple, le crotale cornu a développé un moyen original de se déplacer sur les sables du désert. Au lieu de glisser avec tout son corps, il utilise uniquement deux points de contact avec le sol, tandis que le reste de son corps se soulève. Le poisson des sables, lui, possède des écailles chargées en soufre lui permettant de résister à l’abrasion.

Finalement, pour les balades, les designers ont conçu un objet hybride, entre surf et raquette, permettant simultanément de monter les dunes et de glisser pour la descente.

Avec ses hautes falaises à pic, Mars propose également des opportunités aux amateurs d’alpinisme. Mais comment escalader des parois complètement verticales ? Sur ce point les insectes peuvent nous donner des leçons. Nos designers se sont donc inspirés de la patte du criquet pour créer un nouveau type de piolet capable de s’accrocher et de tenir à la verticale. Tandis que les pieds disposeront eux, d’un système de grappin inspiré des pattes d’insecte.

Un peu différent des loisirs, mais toujours dans le domaine du bien-être une autre équipe (Nina Capron, Oscar Clermont et Caroline Tricaud) s’est penchée sur l’environnement immédiat du colon martien, et s’est demandé comment le rendre agréable et plus supportable. Pour ce faire, les étudiants sont partis du postulat que les premiers habitants de Mars vivraient comme des troglodytes, dans des grottes reliées par des galeries souterraines. Hypothèse plausible ? Très probablement.

C’est apparemment en tout cas ce que pense Elon Musk. Récemment, nous rappelle le site Futurism, Gwynne Shotwell, présidente de SpaceX a affirmé lors d’une interview à CNBC que l’autre compagnie de son patron, la Boring Company, pour l’instant concentrée sur la création de gigantesques tunnels en Californie « pourrait bien être le moyen par lequel nous hébergerons les gens sur Mars. Nous allons devoir creuser des tunnels pour ces gens ».

Des propos qu’on retrouve dans la bouche de Musk lui-même, puisque, nous rappelle Futurism, il avait déclaré lors d’une session de questions-réponses à la Conférence sur la recherche et le développement de la station spatiale internationale, en juillet dernier que : « Les gens voudront toujours aller à la surface de temps en temps, mais on peut construire de gigantesques structures souterraines sur Mars avec la bonne technologie de forage. » Reste que la vie sous terre n’est pas facile. On perd tout contact avec le monde extérieur. Même la sensation de l’écoulement du temps est perturbée. Redonner aux colons ce sens du passage du temps et une connexion avec le monde extérieur, c’est ce à quoi se sont attaqués ces étudiants de l’Ensci.

La pomme de pin, ainsi que les plantes qui s’ouvrent et se ferment selon les heures ou les saisons, leur a donné l’idée d’une paroi sur laquelle pourrait s’écouler régulièrement de l’eau. Ce « mur » serait en fait constitué de modules obtenus par l’assemblage de petits triangles, lesquels pourraient s’ouvrir ou se replier sous l’effet du débit du liquide. Un jeu de lumière pourrait accentuer la sensation du passage du temps.
Un tel mur serait placé dans un espace public de la cité souterraine. Dans leurs appartements privés, les colons disposeraient d’un « hublot 3d » (imaginez une espèce de boule de cristal) qui émettrait des lumières qui refléteraient symboliquement les conditions météo du monde extérieur.

Du bon usage de la poussière


Mais les étudiants de l’Ensci ne se sont pas préoccupés que du bien-être des futurs colons. Ainsi, une équipe s’est préoccupée de la mise en place d’un système industriel reposant sur une caractéristique particulière de la planète Mars. Son taux énorme de poussière, et ses vents qui la portent constamment dans les airs.

Mais peut-on utiliser cette poussière ? Après tout, elle constitue un formidable matériel possible de construction. Les chercheurs ont déjà envisagé la chose et ont imaginé de complexes systèmes techniques, comme des drones ou des imprimantes 3D géantes, pour tirer avantage de cette poussière. Les étudiants de l’Ensci, Ulysse van Duinen et Céline Déprez, ont eux travaillé sur des procédés beaucoup plus simples, qui s’inspirent de plusieurs espèces vivantes.

Pour construire un abri où les colons pourraient s’installer, les protégeant notamment des radiations, on pourrait ainsi bâtir une structure de type dôme avec des parois creuses en leur centre, susceptible de recevoir la poussière martienne apportée par les vents. La question étant : comment faire pour que la poussière qui a pénétré dans la structure y reste et s’accumule, et ne s’en aille pas avec les vents qui l’y ont apporté ?

C’est là que le biomimétisme entre en jeu. Il existe de multiples espèces qui ont développé au cours de leur évolution des procédés de filtrage qui permettent justement ce genre de chose. L’équipe a ainsi été inspirée par un filtre basé sur le nez et les dents du flamand rose, capable d’absorber des nutriments sans laisser passer le sable qui vient avec. Dans le même genre, il y a également les fanons des baleines, le système de respiration avec des valves des cafards de Madagascar ou encore les branchiospines des poissons leur permettant d’absorber le plancton. Il ne suffit pas que la poussière s’accumule dans la structure. Il faut également qu’elle se répartisse régulièrement, pour couvrir l’abri d’une épaisseur de 10 cm. Les étudiants se sont inspirés des pommes de pin qui peuvent se sécher plus rapidement en maximisant leur surface d’échange avec le vent.

La construction de grands abris fermés ne serait pas la seule utilisation de ces « attrape-poussière ». On pourrait aussi fabriquer des structures plus légères, par exemple des murs protégeant des espaces pour faire pousser des plantes.

Mars, en mode « black sky thinking »


La dernière équipe (constituée par Andréane Valot, Martin Moreau et Aloïs Demory) est peut-être la plus scientifique du lot. Ils se sont fait d’ailleurs aider par un ingénieur du CNRS pour mettre au point leur projet.

Ce projet se propose donc de faciliter une exploration « raisonnée » de la planète rouge. Raisonnée, parce que relativement économique. Raisonnée aussi, car respectueuse de l’environnement martien. Bien que ce soit assez douteux, on n’a jamais pu établir avec certitude l’absence de vie sur Mars (et la toute récente annonce de la NASA montre que le débat n’est pas clos) ce qui implique de rester prudent dans nos manipulations.

Aujourd’hui, l’exploration martienne se heurte à deux limites. Dans un cas, on essaie de cartographier par satellite et on obtient une image bien trop globale. Ou alors, on utilise les données envoyées par les rovers qui parcourent la surface de la planète, et dans ce cas on obtient l’effet inverse : ces informations sont bien trop locales, trop limitées pour permettre une vue d’ensemble.

Le projet des étudiants de l’Ensci repose sur l’idée d’utiliser les minéraux martiens eux-mêmes pour obtenir un ensemble d’information plus précis. Point besoin de rovers ou de satellites. Le travail serait accompli par une escouade de drones assez légers, dépourvus de fonctions complexes, mais juste capables de recueillir et transporter des minéraux, et de prendre des photos, y compris dans le spectre infrarouge.

Il existe plusieurs minerais déjà présents sur la planète qui seraient susceptibles de nous donner divers renseignements. Un drone pourrait ainsi prélever l’oxyde de fer et le déposer sous une forme particulière, par exemple en cercle, en différents lieux de la planète. La façon dont ces dépôts se déformeraient nous donnerait une idée de la manière dont fonctionne le réseau de vents.

La présence d’eau liquide est une grande question posée par l’exploration de Mars. Pour y apporter une réponse, les drones recueilleraient le natron, un composé minéral capable d’absorber l’humidité. Ils construiraient des barrières en différents lieux, puis reviendraient pour voir si leur apparence a changé sous l’effet possible de présence d’eau.

Enfin, un autre minéral, l’ilménite, réagit au champ magnétique. Cette pierre serait elle aussi collectée par un drone, qui ensuite la redisposerait sous la forme de petits tas en divers points de la surface martienne. Il lui faudrait ensuite prendre des photographies dans le spectre infrarouge pour cartographier les comportements du champ magnétique.

D’une certaine manière, cette équipe est celle qui s’éloigne le plus à première vue du biomimétisme, puisque ses membres ne se sont pas intéressés à adapter des structures vivantes. Mais d’un autre côté les étudiants ont développé un concept intéressant qui les rapproche de la pensée biologique : celle d’un « écosystème minéral ». Lorsqu’on parle d’écosystème en effet, on imagine surtout des créatures organiques. Mais les minéraux aussi interagissent entre eux et avec leur environnement. On peut donc encore parler de biomimétisme, à condition d’approcher cette notion de « vivant » par celle des systèmes complexes, fussent-ils ou non basés sur l’ADN.

Comment faut-il considérer ce genre de projets ? Faut-il prendre la colonisation de Mars au sérieux ? Il ne faut pas considérer les choses trop simplement. Se projeter dans le futur, même lointain, nous pousse à repenser les choses avec une nouvelle perspective, qui peut être utile dans le présent. Dans le cas de ces travaux, cela permet de repousser les frontières du biomimétisme. C’est un exemple de ce que Rachel Armstrong nomme le « black sky thinking » : « Le Black Sky Thinking consiste à se projeter au-delà des cadres actuels et des projections prédéterminées, dans le terrain de l’inconnu. Mais plus que cela, cela consiste à ramener cet inconnu dans le présent d’une manière qui possède des effets immédiats et engage autrui, en gardant toujours à l’esprit que l’avenir est désordonné, non-linéaire et non-déterministe ».

Rémi Sussan

Images tirés des travaux des cinq groupes d’étudiants du studio expérimental de l’Ensci

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