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Equipe
- Membres permanents : Serge Berthier, Willy Daney de Marcillac
- Membre invité : Bernd Schöllhorn (LEM – UPC)
Depuis plusieurs années, notre groupe travaille sur l’étude des structures photoniques naturelles. Ces structures ont été développées dans un contexte différent de celui des structures artificielles – celui de la sélection naturelle – et leur étude ouvre la voie à de nouvelles approches théoriques et expérimentales et à une nouvelle vision du développement d’un produit industriel.
Les structures naturelles sont construites selon trois principes fondamentaux, bien différents des nôtres :
- Elles sont multifonctionnelles,
- Leur architecture est complexe et généralement multi-échelle,
- Elles sont développées à partir d’un très petit nombre de composants, et tous ces paramètres sont optimisés.
Ainsi, le cœur de notre travail est l’étude et le développement de structures photoniques multifonctionnelles bio-inspirées. Elles sont ensuite orientées vers la transposition des approches naturelles, tant les concepts (désordre, multifonctionnalité…) que les structures elles-mêmes, à des fins diverses : énergie renouvelable, principalement solaire, effets de couleur, structures de détection, structures transparentes ou anti-reflets et plus récemment les structures émissives (fluorescence et bioluminescence). Cette dernière orientation, très exploratoire, va constituer l’essentiel de notre activité dans les années à venir et est menée en collaboration pluridisciplinaire avec le Muséum National d’Histoire Naturelle et divers organismes de par le monde : iThemba LABS (Cape Town, Afrique du Sud), Institute of Ecology and Biological Resources de Hanoi (Vietnam), du Vietnam, National Museum of Nature, Zoologische Staatssammlung München (Allemagne).
Nous menons par ailleurs une forte activité de vulgarisation et de diffusion de nos recherches auprès du grand public et des établissements scolaires de tout niveau, avec de nombreuses émissions radio ou télévisuelles, la réalisation de nombreux films documentaires, des conférences et des expositions.
Collaborations
- Jacques Livage (CMCP)
- Romain Garouste, Marianne Elias Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité, (CNRS-MNHN)
- Pascal Jean Lopez, Laboratoire de Biologie des Organismes et Ecosystème Aquatiques (BOREA)
- CEEBIOS (Centre d’Etude et d’Expertise en Biomimétisme)
Financements
- ANR Clearwing
- Bourse HFSP (Transparency)
- MITI LumiNest (Mission pour les Initiatives Transverses et Interdisciplinaires – CNRS)
Publications
- Serge Berthier, Bernd Schöllhorn, Light-Arthropods Interactions (2024), Springer, Sous presse.
- S. Berthier, B. Schöllhorn. Des nids de guêpes d’une intense fluorescence. La Recherche, 2022 Oct/Dec., N°571, 102.
- W. Daney de Marcillac, L.T.P. Nguyen, C. Archeloff, S. Berthier, B. Schöllhorn, Bright green fluorescence of Asian paper wasp nests. Journal of the Royal Society Interface, 2021, 18: 20210418. 10.1098/rsif.2021.0418
- Doris Gomez, Charline Pinna, Jonathan Pairraire, Monica Arias, Jérôme Barbut, et al.. Transparency in butterflies and moths: structural diversity, optical properties and ecological relevance. 2020. ⟨hal-03012533⟩
- Mónica Arias, Marianne Elias, Christine Andraud, Serge Berthier, Doris Gomez. Transparency improves concealment in cryptically coloured moths. Journal of Evolutionary Biology, Wiley, 2020, 33 (2), pp.247-252. ⟨10.1111/jeb.13560⟩. ⟨hal-02346924⟩Magali Thomé, Elodie Richalot, Serge Berthier. Light guidance in photonic structures of Morpho butterfly wing scales. Applied physics. A, Materials science & processing, Springer Verlag, 2020, 126 (10), ⟨10.1007/s00339-020-03948-x⟩. ⟨hal-03098652⟩
- A. Gibaud, J. Villanova, O. Cherkas, A. Bulou, L. Kamtcheu Ouanssi, et al.. Analysis of diatoms by holotomography. Surfaces and Interfaces, Elsevier, 2019, 17, pp.100358. ⟨10.1016/j.surfin.2019.100358⟩. ⟨hal-02340161⟩
- Hugo Gruson, Marianne Elias, Juan Parra, Christine Andraud, Serge Berthier, et al.. Distribution of iridescent colours in hummingbird communities results from the interplay between selection for camouflage and communication. 2020. ⟨hal-02372238v2⟩
- Melanie Mcclure, Corentin Clerc, Charlotte Desbois, Aimilia Meichanetzoglou, Marion Cau, et al.. Why has transparency evolved in aposematic butterflies? Insights from the largest radiation of aposematic butterflies, the Ithomiini. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, Royal Society, The, 2019, 286 (1901), pp.20182769. ⟨10.1098/rspb.2018.2769⟩. ⟨hal-02135513⟩
- Hugo Gruson, Christine Andraud, Willy Daney de Marcillac, Serge Berthier, Marianne Elias, et al.. Quantitative characterization of iridescent colours in biological studies: a novel method using optical theory. Interface Focus, Royal Society publishing, 2019, Living light: optics, ecology and design principles of natural photonic structures, 9 (1), pp.20180049. ⟨10.1098/rsfs.2018.0049⟩. ⟨hal-01961448v2⟩
- Ali Mcheik, Sophie Cassaignon, Jacques Livage, Alain Gibaud, Serge Berthier, et al. Optical Properties of Nanostructured Silica Structures From Marine Organisms. Frontiers in Marine Science, Frontiers Media, 2018, 5, ⟨10.3389/fmars.2018.00123⟩. ⟨hal-01904909⟩
Documentaires récents.
- Nature = Future : Un papillon solaire (2019)
- Reconnexion S01 Ep 16 (2020), ARTE
- Nanosurvies, les pouvoirs invisibles de la nature (2020). Grand Prix du documentaire et Green Award d’Or au Deauville Green Awards 2021
- Les nanotechnologies du vivant, Série documentaire – (2021) ARTE
- Le message des papillons (2022). Ushuaïa TV, ARTE/ZDF …
- Les papillons, les super héros de la nature : Episode 2 : Les super résistants. (2023) ARTE.