Une équipe de scientifiques s’inspire des antennes des moustiques pour améliorer les détecteurs de tremblements de terre et de tsunamis. Leur recherche sur la sensibilité acoustique de ces structures pourrait révolutionner la prévision des catastrophes naturelles, offrant ainsi de nouvelles perspectives fascinantes sur les innovations technologiques.
Prévoir les catastrophes naturelles peut faire une différence cruciale dans la réaction des populations. Ainsi, pour améliorer les détecteurs de séismes et de tsunamis, une équipe multidisciplinaire de scientifiques s’inspire des moustiques, plus précisément de leurs antennes.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Purdue étudie de manière approfondie les antennes des moustiques et leur sensibilité aux vibrations, car celles-ci pourraient être cruciales pour prévoir les catastrophes naturelles telles que les séismes et les tsunamis.
Étant donné que la plupart des moustiques n’ont pas d’oreilles traditionnelles, ils dépendent fortement de leurs antennes pour « entendre » leur environnement. Ainsi, ces antennes leur permettent de localiser des sons critiques, même en présence de bruits de fond.
Nous en sommes encore à une phase préliminaire, mais nous sommes très optimistes quant à la possibilité d’apprendre beaucoup. S’inspirer de la nature et l’utiliser pour faire avancer la recherche scientifique a été une caractéristique fondamentale de l’ingénierie depuis ses débuts.
C’est ce qu’a déclaré le professeur Pablo Zavattieri, de la Faculté d’ingénierie de Purdue, qui a dirigé la recherche avec Jerry M. et Lynda T. Engelhardt.
Comment les antennes des moustiques peuvent-elles aider à prévoir les catastrophes ?
La recherche s’est concentrée sur l’agencement, la morphologie et les poils sensoriels des antennes. Il est pensé que ces adaptations augmentent la sensibilité auditive des moustiques ainsi que leur réponse sélective aux signaux environnementaux.
En utilisant des images avancées de micro-CT pour créer des modèles CAD de haute fidélité pour l’analyse par éléments finis, nous avons découvert que les caractéristiques architecturales des antennes des moustiques permettent la détection acoustique de cibles spécifiques à chaque espèce et sexe, même au milieu de signaux non ciblés, comme le battement de leurs propres ailes.
Nos découvertes suggèrent également que les antennes des moustiques sont capables de détecter une gamme de fréquences plus large que ce que l’on pensait auparavant, bien que toutes ne puissent pas être utilisées activement.
Expliqua le chercheur Phani Saketh Dasika.
Tomographie computérisée montrant les caractéristiques structurelles des antennes d’un moustique mâle. Source : Université de Purdue/ Phani Saketh Dasika (février 2025)
Les efforts de l’équipe pour imiter les réponses des antennes de différentes espèces de moustiques aux sons variés ont mené à des découvertes intéressantes et révélatrices.
En modélisant et en comparant la réponse des antennes d’espèces de moustiques qui utilisent le son à différentes fins – pour écouter leurs partenaires ou espionner les grenouilles – nous avons pu distinguer les caractéristiques qui modulent la sensibilité auditive et l’accord.
Clarifia le professeur Bernal de la Faculté des sciences de Purdue, ajoutant que « comprendre le fonctionnement de ces structures est le premier pas vers le développement de capteurs acoustiques inspirés de leurs antennes sensibles ».
Selon le professeur Zavattieri, les connaissances acquises grâce à l’analyse des antennes de moustiques peuvent servir de base à la création de matériaux intelligents d’annulation sonore, par exemple.
Ces matériaux peuvent aller des panneaux d’insonorisation pour les bâtiments aux écouteurs à annulation de bruit, en passant par des dispositifs de camouflage acoustique.
En temps de crise – comme lors de séismes ou d’autres catastrophes – ces dispositifs deviennent inestimables, détectant rapidement de faibles signaux de détresse et orientant les efforts de sauvetage vers ceux qui en ont besoin.
Pablo Zavattieri avec une tête de moustique imprimée en 3D. Source : Université de Purdue/ Drew Stone (février 2025)
Actuellement, l’équipe se concentre sur le développement d’antennes par impression 3D, utilisant une variété de matériaux et de tailles pour tester les fréquences.
En s’appuyant sur ces connaissances, l’équipe de recherche cherche à transformer les découvertes en laboratoire en technologies pratiques qui sauvent des vies.
Leur approche pourrait non seulement améliorer les méthodes actuelles de détection des séismes et des tsunamis, mais également transformer la réponse aux urgences dans les zones densément peuplées.
L’objectif est d’équiper les bâtiments urbains et les espaces publics avec des détecteurs basés sur le modèle des antennes de moustiques, capables de surveiller en continu les vibrations subtiles et de détecter des catastrophes potentielles bien avant les méthodes conventionnelles.