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Adhérence du gecko : le fin mot de l’histoire ?

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Le gecko est ce petit lézard dont la capacité à grimper sur les murs et au plafond fascine biologistes et physiciens. Cette adhérence a été étudiée et en partie expliquée par de nombreux travaux mais une publication récente montre que si l'animal est si agile, c'est parce qu'il a les pieds gras !

Le gecko (Gecko gecko) Diego utilisé pour les expérimentations laisse des empreintes bien visibles sur le support noir : ce sont les traces de doigt plus claires en haut à droite, devant la patte. © Ping Yuan Hsu/University of Akron

Les semelles adhésives du gecko sont un peu la marotte des spécialistes de la biomimétique, cette discipline s'inspirant de la nature pour développer de nouveaux outils et matériaux. C'est l'exemple même d'un transfert de technologie presque réussi de la vie sauvage au laboratoire. L'étude publiée dans le journal Interface de la Royal Society par une équipe de l'université d'Akron, dans l'Ohio, pourrait bien lever le dernier voile sur un phénomène de mieux en mieux compris.

Plusieurs études ont cherché à expliquer l'adhérence exceptionnelle défaite et renouvelée jusqu'à vingt fois par seconde, à chaque pas du reptile. Toutes ont mis en évidence que l'astuce réside dans la forêt de poils microscopiques, les sétules (ou setae), qui recouvrent le dessous de ses pattes.

Les fameuses semelles adhésives du gecko sont formées de lamelles rassemblant des centaines de milliers de poils microscopiques, les setae. © Ali Dhinojwala/University of Akron

Chaque poil va en effet interagir à l'échelle nanométrique avec le support et pouvoir supporter une fraction (très faible) du poids du lézard grâce aux forces dites de Van-der-Vaals, responsables de l'attraction entre molécules. L'action cumulée des millions de poils va permettre à l'animal d'effectuer ses acrobaties. Il a même de la marge, puisqu'un seul doigt lui suffit pour se maintenir suspendu au plafond.

Si Spiderman était « Geckoman », il laisserait des empreintes…

Des technologies issues de ce principe, appelé « adhérence sèche », sont à l'essai en laboratoire. Elles donneront peut-être bientôt des adhésifs surpuissants, des autocollants réutilisables à l'infini, ou, rêve ultime, une combinaison de superhéros permettant d'escalader facilement n'importe quelle paroi...

Mais si l'adhérence a pu être en partie reproduite, grâce à des poils synthétiques en polypropylène ou des nanotubes de carbone, des difficultés sont encore à vaincre pour faire aussi bien que le vivant : les pattes du gecko sont en plus autonettoyantes et conservent leurs propriétés sur n'importe quelle surface, propre ou sale. Une vidéo de l'université d'Akron (en anglais) montre en détail ces animaux. 

En observant attentivement le petit reptile, Ping Yuan Hsu et ses collègues se sont aperçus qu'en marchant, l'animal laissait des traces. Intrigués, les chercheurs ont analysé la substance déposée et se sont rendu compte que le gecko avait les pieds gras ! Les lamelles rassemblant les setae sous les pattes produisent un liquide gras, contenant principalement des phospholipides, qui baigne les poils adhésifs.

Pour les chercheurs, c'est là le petit plus qui explique la capacité du gecko, sur des surfaces rugueuses, poussiéreuses ou humides, à décoller et recoller facilement ses étranges pattes jamais encrassées. La découverte de cette petite sécrétion change fortement les modèles théoriques d'une adhérence plus si sèche que cela. Le principe, intégré aux recherches déjà existantes, affinera le développement de matériaux biomimétiques encore plus proches de l'exemple naturel et donc encore plus performants.

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