2Notre approche emprunte au biomimétisme actuel sa démarche imitative du vivant, sa méthode interdisciplinaire, ses objectifs scientifiques et ingénieriques (Benyus 2011) : observer et modéliser le vivant pour développer de nouveaux savoirs ; le traduire en concepts techniques par la création d’un instrument innovant (Vincent 2006). Mais son ancrage artistique peut-il offrir de nouvelles perspectives ? Comment la recherche en art instaure-t-elle un contexte privilégié pour suivre pas-à-pas une démarche biomimétique ? Comment la double composante art-science de ce projet questionne-t-elle les fondements et limites d’une telle approche ? L’artefact biomimétique, envisagé comme instrument sensible, peut-il dépasser sa fonction imitative pour devenir un objet de réflexion sociophilosophique ?

L’approche biomimétique

3Pour Philippe Marmottant, le « système poisson » peut être modélisé : il s’apparente à un dispositif immergé composé d’une poche d’air et d’un actionneur fixé en un point. La fréquence de vibration naturelle f de la vessie peut ainsi être calculée par une équation. Plusieurs prototypes de poissons artificiels sont réalisés à partir de ce système simplifié. Chaque tentative d’amélioration du matériau reproduisant la poche (œuf en silicone épais, puis ballon de baudruche en latex), de l’actionneur simulant le mouvement du muscle (excitateur, haut-parleur, puis piston appelé « pot vibrant ») et de la zone les liant (par contact, en un point) fait apparaître de nouvelles difficultés techniques (artefacts sonores, système non submersible, taille irréaliste), éloignant la modélisation du système biologique réel. À l’évidence, il semble difficile, voire impossible, de créer un objet s’approchant un tant soit peu du son émis par les poissons.

4Nous rencontrons alors la bioacousticienne Lucia Di Iorio (chaire Chorus, Grenoble) qui nous confie des enregistrements effectués en Méditerranée. Elle parle de « paysages sonores », car les chants en chœur de plusieurs espèces s’y superposent. Pour les distinguer et supprimer les sons parasites (biophonie et anthropophonie), les bioacousticiens filtrent le son afin de ne conserver que la fréquence correspondant au groupe de poissons étudié. Ces documents sonores, amplifiés et retravaillés, suffisent aux bioacousticiens pour identifier la présence d’une espèce, mais posent problème pour une reproduction fidèle du son : le son de référence utilisé pour régler notre dispositif de laboratoire est-il bien le son réellement émis par le poisson ?

© Lia Giraud & Térence Meunier

5En disséquant une truite, nous constatons que la paroi de la vessie est bien plus fine que nos matériaux en latex. Les propriétés mécaniques sont également différentes : le latex des ballons de baudruche est cinq fois plus élastique que le tissu biologique. Pour en savoir plus, nous partons à Liège rencontrer Éric Parmentier, directeur du Laboratoire de Morphologie Fonctionnelle et Évolutive. Celui-ci nous initie à la grande complexité structurelle des vessies natatoires dont la composition et le fonctionnement varient d’un poisson à l’autre. Les exemples du Carapus et de l’Ophidion Rocheii montrent bien la diversité des mécanismes impliqués dans la production du son (Parmentier et al. 2006).

6Au fil des discussions, Éric explique que la vessie natatoire ne semble pas être un très bon instrument de musique. Loin d’entrer en résonance, elle semble au contraire atténuer les vibrations (Fine et al. 2016). Son étudiant Thomas Duchenne expérimente le phénomène : il tape sur la vessie d’une carpe Koï avec un marteau piézoélectrique et enregistre la réponse avec un vibromètre laser. Le signal décroît rapidement. « Si on a une vessie qui ne vibre pas, comment ça se fait qu’on enregistre des vibrations ? Si ce n’est pas la vessie qui vibre, ça doit être autre chose… », nous confie Éric.

© Lia Giraud & Térence Meunier

L’approche pragmatique

Pourquoi un poisson s’évertuerait-il à produire des sons en utilisant un instrument peu adapté aux vibrations ? Est-ce pour remédier à ce « défaut de fabrication » que les muscles soniques s’activent à des vitesses folles ?

7En relisant les publications, nous notons que les chercheurs ont toujours travaillé sur des spécimens morts, activant électriquement le muscle (Fine et al. 2002). Si ce dernier peut répondre jusqu’à 300 Hz sans tétanie des fibres, rien ne prouve que le poisson vivant exploite totalement cette capacité. Différents modes de production sonore, connus dans le monde animal, montrent aussi que le vivant privilégie l’économie d’énergie : la stridulation du grillon résulte d’un lent frottement sur une râpe stridulatoire, composée de dents. L’insecte démultiplie ainsi les impulsions sonores. Chez le poisson, la vessie natatoire est attachée aux premières vertèbres par une série d’osselets appelée « appareil de Weber ». Cette structure solide amplifie et transmet les vibrations de la vessie à l’oreille interne du poisson, qui perçoit ainsi les sons extérieurs. Cet ensemble pourrait-il avoir une fonction de transduction réversible, au même titre qu’un micro peut aussi servir de haut-parleur ? La zone d’interaction vessie-vertèbres qui transmet le son est-elle aussi son lieu de production ? Inversons le problème : partons du son pour formuler des hypothèses sur son mode de production.

8De retour au laboratoire, notre passion tactile pour les matières latex (ballons, gants) nous conduit à découvrir par sérendipité un nouveau phénomène sonore : le « stick-slip ». En glissant un doigt humidifié à la surface d’un gant de laboratoire gonflé, nous reproduisons le son de l’ Rocheii. Une caméra rapide décompose le mouvement : au départ, la pression du doigt sur le latex entraîne le matériau élastique dans son mouvement d’adhérence (le « stick ») puis la force de résistance du latex devient plus importante que la pression exercée et le doigt glisse à la surface du latex (le « slip »). Le relâchement du matériau élastique libère une force mécanique provoquant une détonation sonore de forte intensité, en comparaison de l’énergie dépensée.

9Pour mettre à l’épreuve cette nouvelle théorie, nous faisons appel à André Fèvre, bruiteur pour le cinéma, habitué à reproduire des sons réalistes sans se soucier de la véracité de leur contexte de production : une approche pragmatique, qui fait donc abstraction des savoirs scientifiques et mécanismes impliqués. André doit tenter de reproduire les chants de poissons de notre banque de sons. Son imitation du Mérou, produite avec une sorte de cuíca brésilienne, est particulièrement convaincante. Philippe est catégorique : il s’agit à nouveau d’un « stick-slip ».

10Dès lors, nous expérimentons les facteurs influençant la production du stick-slip. Il semble lié à un état instable : la pression exercée sur le matériau, l’angle d’attaque, le rythme du mouvement, l’humidification de la surface doivent être continuellement réadaptés les uns aux autres pour perpétuer le son. Un mouvement mécanique est moins performant qu’une action manuelle réajustant intuitivement les paramètres du geste. Le poisson qui étire ses muscles, régule l’humidité de son corps et ajuste la pression interne exercée grâce à sa vessie natatoire, pourrait donc « jouer de son corps » comme d’un instrument de musique. Nathalie Henrich Bernardoni conforte cette hypothèse expliquant que l’apparition d’un stick-slip au niveau des tissus laryngés (pli vocal) a pu être mise en évidence dans l’étude de la voix humaine (Garrel 2007). En avril 2019, cette nouvelle hypothèse de recherche est exposée au grand public lors d’une conférence performance.