La nature est bien faite. Dans les eaux boueuses et encombrées d’Afrique et d’Amérique du Sud, les poissons tropicaux, pour survivre, ont développé un nouveau sens : le sens électrique. La jeune start-up, Elwave, s’en est inspiré pour créer ses capteurs et systèmes informatiques équipant les robots et drones sous-marins chargés notamment des opérations de maintenance sur les éoliennes off-shore et plateformes pétrolières en mer.
Cette démarche, consistant à s’inspirer du vivant pour innover, s’appelle le biomimétisme. Elle n’est pas nouvelle. Léonard de Vinci, déjà en son temps, trouvait dans la nature et les systèmes vivants une précieuse muse. Aujourd’hui encore, elle pourrait inspirer les industriels désireux d’innover durablement. Car les modèles biologiques, éprouvés depuis 3,8 milliards d’années, sont non seulement efficaces, mais aussi très économes en énergie et matières premières.
Pierre Tuffigo, ingénieur de 40 ans, n’aurait jamais imaginé que son destin se lierait un jour avec celui des poissons tropicaux. En 2017, il avait envie de changer d’air, de quitter Paris, pour partir s’installer à Nantes. Cela faisait seize ans qu’il habitait dans la capitale. Il y avait fait ses études à Sup’Optique ParisTech, et sa carrière, à la Direction Générale de l’Armement, d’abord, comme responsable d’un programme de R&D, au sein de Thales, ensuite, comme responsable du développement d’une entité du groupe. « J’avais ce désir de créer une entreprise innovante. J’ai alors fait le tour des laboratoires de la région Ouest pour trouver dans les travaux de recherches, une technologie à valoriser » témoigne-t-il. Au cours de son odyssée, il fait étape au laboratoire de biorobotique de l’Institut Mines-Télécom Atlantique, et échange longuement avec son directeur : Dr Frédéric Boyer. La marotte de ce dernier : comment se déplacent les êtres vivants sous-marins. Pour certains poissons tropicaux, les mormyrids d’Afrique et gymnotiforms d’Amérique du Sud, la tâche n’est pas aisée. La vue ne leur est d’aucune utilité dans les eaux boueuses.
Perception sensorielle électrique
Quant à l’ouïe, dont se servent les baleines ou chauves-souris, elle n’aide pas non plus dans ses eaux encombrées, trop d’écho. Alors pour survivre, éviter les obstacles et repérer leurs proies, ces poissons d’eau douce ont développé une faculté rare, ou plutôt un nouveau sens : la perception sensorielle électrique. « Ils émettent autour d’eux un champ électrique à 360°. Dès qu’un objet ou être vivant entre dans cette bulle, le champ est perturbé. Un signal est alors envoyé et réceptionné par les électro-récepteurs recouvrant la peau de ces poissons. L’information remonte au cerveau et génère une image tridimensionnelle de l’environnement proche du poisson », explique Pierre Tuffigo. Quand l’ingénieur et le docteur se rencontrent, ce dernier lui présente les résultats de dix années de recherches ayant permis de créer une technologie inspirée de ces poissons d’eaux turbides. Bingo ! Pierre vient de trouver la technologie qu’il cherchait et comprend immédiatement comme l’utiliser.
Pour leurs opérations de maintenance, les plateformes pétrolières en mer et les éoliennes off-shore utilisent des robots sous-marins reliés par un câble à la salle de contrôle du bateau, ou plus souvent des drones moins coûteux. Ces machines sont soit équipées de sonars — ils permettent de voir loin jusqu’à une centaine de mètres, mais sont inefficaces pour assurer une visibilité sur de petites distances ou dans des eaux encombrer — soit de caméras — qui à l’inverse assurent une vision de l’environnement proche, mais n’offrent qu’une vue frontale et non à 360°, et sont inefficaces quand les eaux sont troubles. La technologie inventée par Dr Boyer et inspirée du « sens électrique » des poissons tropicaux est la solution efficace que cherchent depuis longtemps les industries pétrolières et de l’énergie. De plus, cette technologie permet de détecter les objets enfouis, comme les câbles de télécommunication et d’éoliennes, ou encore les bombes larguées lors des précédentes guerres. Dans ce domaine, la terre est vierge, il n’existe aucune machine ou système aujourd’hui permettant d’identifier convenablement les objets enterrés dans le fond marin.
Le marché mondial de la robotique sous-marine pèse 5 milliards d’euros. Pierre Tuffigo crée en 2018, sa boîte, baptisée Elwave pour croquer une part du gâteau. Outre l’efficacité de la solution, il dispose d’un autre argument pour séduire les futurs clients : sa solution est très peu consommatrice d’énergie, à peine 10 Watt. « Dans nos productions humaines et industrielles, nous utilisons beaucoup d’énergie et de matières premières. Le vivant, lui optimise pour créer la structure la plus efficiente et la plus sobre en matières premières, en énergie, en quantité d’eau utilisée, etc. » explique Laura Magro, directrice adjointe en charge du développement scientifique du Ceebios, centre d’études dédié au déploiement du biomimétisme en France. De quoi sérieusement intéresser les industriels.
« Le biomimétisme répond parfaitement à leurs obligations environnementales et financières. Il a également ce pouvoir d’attraction auprès des jeunes talents, ayant plus que leurs aînés une conscience écologique affirmée » ajoute Chrystelle Roger, dirigeante de Myceci, cabinet de conseil en biomimétisme. Cette démarche semble aussi séduire les femmes. Très minoritaires dans le monde de l’industrie, elles comptent pour la moitié des effectifs d’Elwave. Elles sont 4 sur 8 salariés. Après avoir conçu un prototype, levé des fonds (2 millions d’euros en 2019, BPI étant le plus gros investisseur) et passé les premiers contrats avec les clients comme Total, Technip et Naval Group, la petite équipe d’Elwave travaille dur afin de pouvoir livrer ses premiers produits à la fin de l’année.
L’ondulation des anguilles
Elle n’est ni la première, ni la seule entreprise à s’être inspirée de la nature et des systèmes vivants pour innover. Léonard de Vinci, pour ses machines volantes, avait pris pour muse les chauves-souris et poissons-volants. Au Japon, les ingénieurs du train à grande vitesse se sont inspirés du martin-pêcheur. Avec son long bec, il pénètre dans l’eau sans provoquer de remous. L’avant du train japonais imite donc la forme de ce bec, afin qu’en sortant du tunnel, en passant à l’air, dans un milieu moins dense, il ne provoque pas ce bang sonore qui tape sur les nerfs des riverains. Gecko Biomédical s’est inspiré des vers marins pour mettre au point une colle médicale aux propriétés hydrophobes et visqueuses. Les hydroliennes à membrane deel Energy imitent l’ondulation des anguilles pour récupérer l’énergie des courants marins, etc.
La France dispose de tous les atouts pour réussir cette prochaine révolution industrielle, celle d’une innovation durable, frugale et efficace. « Nous avons le capital culturel — plus de 200 équipes de recherche publique se consacrent au sujet du biomimétisme —, le capital naturel avec un patrimoine biodiversité exceptionnel (10 % de la biodiversité mondiale) et une institution unique, le Muséum national d’Histoire naturelle et ses 70 millions de spécimens. Nous avons aussi un tissu industriel très riche : aéronautique, cosmétique, santé, énergie, etc. Il ne faudrait pas louper le coche » s’inquiète Chrystelle Roger de Myceco. Aux cours des deux dernières années, elle a travaillé avec le Ceebios pour évangéliser sur le sujet, structurer une approche, et créer des liens entre chercheurs et industriels. Mais tant que l’Etat ne donnera pas l’élan, en dédiant notamment un fonds pour le biomimétisme, la France restera en retard. « Les États-Unis ont investi 500 millions de dollars au cours des dix dernières années. L’Allemagne a consacré 200 millions d’euros en 20 ans. En France, il n’y a rien » compare la dirigeante de Myceco, un brin amère et très déçue.
