Thème BIOMIME - Biologie fonctionnelle et biomimétique

Contexte et enjeux

Les écosystèmes à fortes biodiversités représentent une source riche de technologies potentielles bio-inspirées, depuis la nanostructure et l'ultrastructure de tissus spécifiques, animaux et végétaux, jusqu’au “design” et au fonctionnement de l’organisme entier. Ce sujet peut être exploré en approfondissant des questions de biologie fonctionnelle et de biomécanique dans les projets et problématiques sur l'écologie et l’évolution des plantes. Les principaux enjeux sont : (1) adapter et développer les mesures biophysiques sur les plantes ; (2) caractériser des éléments nécessaires à la construction de modèles biomécaniques ; (3) par rapport aux impératifs industriels, développer des stratégies de transfert.

Objectifs

Développer de nouvelles approches sur les traits fonctionnels des plantes. En particulier sur les propriétés biomécaniques pour mieux comprendre les interactions et les facteurs « cause/effet » entre l’environnement, le développement et l’individu.
Intégrer notre expertise en biologie fonctionnelle et en biomécanique dans des approches biomimétiques où la connaissance des organismes vivants peut être "transférée" aux applications techniques.

Approche

Suite aux récents colloques et réunions internationales, la biomécanique des plantes a été identifiée en tant que domaine potentiel prometteur pour la recherche bio-inspirée en France. Les étapes clés pour développer un programme sur le biomimétisme sont (1) explorer et approfondir des systèmes modèles potentiels, (2) développer un réseau national de biomimétique et de technologies bio-inspirées en France et (3) établir des partenariats industriels à la fois nationaux et européens/internationaux.
Nos travaux s'appuient sur une plateforme technique–mesures biophysiques, biomécaniques, anatomiques (en laboratoire ainsi que sur le terrain) pour analyser des propriétés biophysiques des plantes. Ils s'intéressent aux formes de croissance et à leur écologie et leur évolution. Nous étudions plus particulièrement la biodiversité des plantes grimpantes dans les forêts tropicales humides.

Résultats attendus

Des applications biomécaniques et biomimétiques des plantes grimpantes inspirées : (a) des systèmes d’attache et de fixation (crochets, vrilles, mousquetons) des plantes grimpantes ; (b) des systèmes de tuyaux, et de conduites et câbles inspirés des tiges des lianes comme structures flexibles et résistantes à la rupture. Ces systèmes représentent une proportion infime de tout le potentiel que les structures des plantes peuvent offrir pour les technologies bio-inspirées.

Publications majeures

Toutes les publications
  • Brancheriau L., 2014. An alternative solution for the determination of elastic parameters in free-free flexural vibration of a Timoshenko beam. Wood Science and Technology, 48: 1269-1279. [Lien éditeur]
  • Granados Mendoza, C., Isnard, S., Charles-Dominique, T., Van den Bulcke, J., Rowe, N.P., Goetgebeur, P., Samain, M.S., 2014. Bouldering: an alternative strategy to long-vertical climbing in root-climbing hortensias. Journal of the Royal Society Interface, 11(99): 1742-5662 [Lien éditeur]
  • Rowe, N.P., Speck, T., 2014. Biomechanics of lianas, In: Schnitzer, S., Bongers, F., Burnham, R., Putz, F. (Eds.), The ecology of lianas, Wiley-Blackwell.
  • Rowe, N.P., Paul-Victor, C., 2012. Herbs and secondary woodiness - keeping up the cambial habit. New Phytologist, 193: 3-5. [Lien éditeur]
  • Martone, P.T., Boller, M.L., Burgert, I., Dumais, J., Edwards. J., Mach, K., Rowe, N.P., Rueggeberg, M., Seidel, R., Speck, T., 2010. Mechanics without muscle: biomechanical inspiration from the plant world. Integrative and Comparative Biology, 50: 888-907. [Lien éditeur]

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