Thème BIOMIME - Biologie fonctionnelle et biomimétique

Description

Contexte

Les écosystèmes riches en biodiversité peuvent être sources de technologies bio-inspirées - de la nano/microstructure des tissus animaux et végétaux au "design" et la biologie fonctionnelle de l'organisme entier. Nos recherches visent à explorer les questions fondamentales de la biologie fonctionnelle et de la biomécanique dans le cadre de divers projets axés sur l'écologie et l'évolution des plantes. Il s’agit de développer de nouvelles approches pour l'étude des caractères fonctionnels des plantes, notamment en termes de propriétés biomécaniques, afin de mieux comprendre les interactions de cause à effet entre l'environnement et le développement de la plante entière. Il s’agit ensuite d’intégrer et transférer les connaissances en biologie fonctionnelle et en biomécanique à la biomimétique où les connaissances sur les organismes vivants peuvent être utilisées pour des applications techniques.

Objectifs

  •  Développer et adapter de nouvelles méthodes d'analyse des propriétés biophysiques des plantes ;
  •  Caractériser les traits et propriétés nécessaires à la modélisation biomécanique ;
  •  Développer des stratégies de transfert des propriétés biologiques aux applications technologiques à travers des partenariats industriels.

Attendus

  •  Des systèmes de fixation basés sur des crochets, des vrilles et des structures adaptatives de type mousqueton que l'on trouve dans les plantes grimpantes ;
  •  Des tubes, tuyaux et systèmes de câbles et autres applications basées sur des tiges de plantes grimpantes qui sont très flexibles et très résistantes aux ruptures mécaniques catastrophiques.

Faits marquants

  •  Organisation d’un symposium “Biomechanics and plant biodiversity: from functional biology of life history traits to biomimetics and technological innovations” par N. Rowe lors des journées annuelles du LabEx CEBA, Univ. Cayenne en 2017 ;
  •  Participation de N. Rowe à l’Atelier sur les Materiaux/Habitats bio-inspirés de l’Ecole nationale supérieur de création industrielle (ENSCI) à Paris en 2017 ;
  •  Montage d’un projet Européen sur le biomimétisme (Mars 2018).

Projets

Acronyme Intitulé Durée
TERRETERRE: Training Engineers and Researchers to Rethink geotechnical Engineering for a low carbon future2015 - 2019

Thèses soutenues

  •  - Fakih M. 2016. Modélisation numérique discrète de la croissance racinaire dans un sol : relation force-forme. Thèse ED I2S, Univ. Montpellier (Co-dir T. Fourcaud & F. Radjai, Allocation de recherche CIRAD et projet RoSoM).
Publications majeures 2019-2020
Publications HAL de la collection AMAP

2020

Article dans une revue

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Patricia Soffiatti, Nick P. Rowe. Mechanical Innovations of a Climbing Cactus: Functional Insights for a New Generation of Growing Robots. Frontiers in Robotics and AI, Frontiers Media S.A., 2020, 7, ⟨10.3389/frobt.2020.00064⟩. ⟨hal-02892041⟩
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https://hal.inrae.fr/hal-02892041/file/frobt-07-00064-1.pdf BibTex

2019

Article dans une revue

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Charlène Arnaud, Loic Brancheriau, Sylvie Sabatier, Christine Heinz, Gilles Chaix, et al.. Interactions between the mechanical and hydraulic properties of Eucalyptus trees under different environmental conditions of fertilization and water availability. Bioresources, North Carolina State University, 2019, 14 (3), pp.7157-7168. ⟨hal-02278107⟩
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Julien Barrere, Sonia Saïd, Xavier Morin, Vincent Boulanger, Nick P. Rowe, et al.. The cost of deer to trees: changes in resource allocation from growth-related traits and phenolic content to structural defence. Plant Ecology and Evolution, Botanic Garden Meise and Royal Botanical Society of Belgium, 2019, 152 (3), pp.417-425. ⟨10.5091/plecevo.2019.1593⟩. ⟨hal-02399726⟩
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02399726/file/Barrere_PE%26E_2019.pdf BibTex
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T. Jackson, A. Shenkin, J. Moore, A. Bunce, T. van Emmerik, et al.. An architectural understanding of natural sway frequencies in trees. Journal of the Royal Society Interface, the Royal Society, 2019, 16 (155), pp.20190116. ⟨10.1098/rsif.2019.0116⟩. ⟨hal-02278839⟩
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Elena Kazakou, François Vasseur, Kevin Sartori, Etienne Baron, Nick P. Rowe, et al.. Secondary metabolites have more influence than morphophysiological traits on litter decomposability across genotypes of Arabidopsis thaliana. New Phytologist, Wiley, 2019, 224 (4), pp.1532-1543. ⟨10.1111/nph.15983⟩. ⟨hal-02356210⟩
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https://hal.umontpellier.fr/hal-02356210/file/Kazakou-NP-2019-manuscript-LEPSE_1.pdf BibTex
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Kevin Sartori, François Vasseur, Cyrille Violle, Etienne Baron, Marianne Gerard, et al.. Leaf economics and slow-fast adaptation across the geographic range of Arabidopsis thaliana. Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2019, 9 (1), ⟨10.1038/s41598-019-46878-2⟩. ⟨hal-02411727⟩
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02411727/file/Rowe_etal_Scientifi_Reports_2019_9_1.pdf BibTex

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