L’auteur remercie Frédéric Keck et les responsables du présent numéro pour leurs commentaires sur le texte, ainsi que l’ensemble de l’équipe des collections de Ressources biologiques du Muséum national d’histoire naturelle pour leur accueil, en particulier Cécile Bernard et Joëlle Dupont.

Biomimétisme et collections naturalistes : un paradoxe ?

Herbier national, spécimen P00669614. © MNHN

1Cependant, au-delà de ces points d’accroche, le fait de « muséifier le vivant » au MNHN, c’est-à-dire de « rendre figé ce qui est par essence dynamique et en évolution » (Baudet & Meyer 2019 : § 1) peut-il s’accorder avec la part irréductible d’expérimentation et d’innovation que requiert le biomimétisme ? Concrètement, les naturalistes du Muséum développent-ils au sein de leur institution des projets biomimétiques ? La muséification du vivant est bien illustrée au MNHN par les animaux naturalisés de la grande galerie de l’Évolution ou les plantes séchées de l’Herbier national : une série de spécimens figés grâce à des techniques permettant de stopper la dégradation de la matière organique. « Grands instruments scientifiques » depuis la fin du xviii^e siècle (Van Praët 2008 : 12), les collections d’histoire naturelle produisent des connaissances sur les animaux et les végétaux via un réseau d’objets inertes qui occulte la vie (Foucault 1966). En leur sein, le système des « types » est la quintessence de cette logique du modèle inerte. Un type est le spécimen qui a servi, le premier, à décrire scientifiquement une espèce. Conservé précieusement, il devient référent pour la communauté des naturalistes à travers le temps (Daston & Galison 2015 [2012]). Cette production de modèles propre à l’histoire naturelle, bien qu’elle mêle nature et artifice, ne peut être apparentée au biomimétisme : lorsque le taxidermiste fait d’un animal un artefact de musée, il ne s’agit pas de s’inspirer de la nature pour répondre à une question extra-scientifique, mais de représenter l’espèce, par et pour la science. Dès lors, si ces spécimens peuvent inspirer des démarches biomimétiques, c’est uniquement sur le plan d’une imitation de matières ou de formes.

2Mais dans un sens plus complet, le biomimétisme invite à s’inspirer « des mécanismes et des principes du vivant » (Pitrou et al. 2015 : 386), voire à expérimenter sur ou avec le vivant. La connaissance à acquérir n’est plus alors anatomique mais fonctionnelle, et peut porter sur les processus à différentes échelles. Depuis Claude Bernard (1813-1878) et Louis Pasteur (1822-1895), l’expérimentation sur des animaux vivants s’est étendue dans les laboratoires de physiologie et sur des micro-organismes en immunologie (Canguilhem 1951, Keck 2017). Ces pratiques ont conduit à la mise au point d’un nouveau genre de référents pour la communauté des « expérimentateurs » en biologie (par opposition aux « naturalistes », selon Strasser 2019). Les « organismes modèles » (souris, drosophiles, micro-organismes, etc.) ne servent pas à représenter une espèce, mais à généraliser une fonction ou encore à mimer l’humain (Keller 2000). Dès les années 1970, « à l’ère de la biologie à grande échelle », des biobanques ont reproduit, stocké, et distribué ces organismes modèles, ainsi que des fragments du vivant toujours plus divers (Pontille et al. 2007 : 197). Les sciences sociales ont décrit ces biobanques en mettant l’accent sur leurs capacités à « fragmente[r] et recompose[r] le vivant de manière inédite » (Milanovic et al. 2017 : 269), sur la diversification de leurs usages – scientifiques, mais aussi industriels – et sur l’instrumentalisation du vivant qui s’y opère. Vivants, malléables, instrumentalisés dans des usages ouverts, les organismes modèles et autres ressources biologiques des biobanques semblent par conséquent plus aptes que les types naturalistes à servir des projets biomimétiques impliquant les processus du vivant. L’étendue du vivant stocké dans ces biobanques ne doit cependant pas occulter que ces « ressources » font bien souvent l’objet de choix ciblés et de formatages, dans une logique de réponse à la demande et de distribution à grande échelle (Pontille et al. 2017). Nous sommes ici loin de la vocation du Muséum de représentation de la biodiversité jusque dans ses confins. Ce qui appelle à questionner à nouveaux frais, dans une logique biomimétique, la sélection d’organismes, caractères ou fonctions originales du vivant. Les deux approches scientifiques des organismes (types et organismes modèles) et les institutions du vivant qui les produisent (collections naturalistes et biobanques) semblent ainsi chacune présenter des avantages et des inconvénients au déploiement de démarches biomimétiques.

4C’est dans ce nouveau contexte biotechnologique que des projets biomimétiques impliquant des processus du vivant ont vu le jour au Muséum dans les collections de micro-organismes, en collaboration avec des industriels. De quelle forme de biomimétisme s’agit-il ? Dans ces collections où une hybridation des traditions scientifiques est en cours, sur quelles techniques, pratiques et valeurs naturalistes et/ou expérimentales ces projets s’appuient-ils ? Comment ces démarches biomimétiques participent-elles à cette hybridation et contribuent-elles à transformer les finalités de ces collections vers une logique de « ressources » ? Cet article examine comment, dans ces collections du MNHN, il est possible de passer d’un dispositif de production de modèles pour la science à un réservoir de solutions environnementales, du classement de la diversité biologique à son utilisation biomimétique. Il s’appuie sur une ethnographie réalisée en 2019, dans le cadre d’une thèse en anthropologie des sciences, dont le but est de comparer la mise en collection du vivant à l’échelle de la microbiologie au Muséum et à l’Institut Pasteur. Au cours de l’enquête au MNHN, mon attention s’est portée sur les discours des acteurs, sur la culture matérielle et visuelle de la science et sur le ballet des gestes techniques nécessaires à la mise en collection du vivant. J’ai mené une quinzaine d’entretiens qualitatifs avec les techniciens, biologistes et responsables des collections. L’article déplie l’un des cas de biomimétisme évoqué lors de ces entretiens. Afin de retracer le parcours biotechnologique des micro-organismes, je m’appuie également sur une série d’observations réalisée lors de temps d’immersion dans les collections.

5Je décris comment un microchampignon mis en collection devient un « biocontrôleur » (ou « bioprotecteur ») dans le domaine agronomique, prompt à neutraliser une maladie du blé ayant des conséquences sur la santé humaine. Cette étude de cas permet de saisir concrètement comment ce type de projets combine, au cœur des collections, des techniques naturalistes et une part d’expérimentation sur le vivant. En dégageant une logique d’anticipation de ce qui pourrait advenir dans la nature, ainsi qu’un souci d’intégration aux cycles naturels, la production de modèles pour le biocontrôle élargit aussi les finalités de ces collections : tout en restant un dispositif scientifique de classement de la biodiversité, elles deviennent également des « réservoirs » de solutions potentielles pour l’industrie et l’environnement. L’article conclut sur les tensions, en termes de valeurs, que provoque un regard biomimétique de type fonctionnel sur les collections naturalistes, entre instrumentalisation de l’efficacité des micro-organismes à des fins économiques (pour les industriels) et mise en exergue du merveilleux des formes de vie liminaires (pour les naturalistes des collections).

Du travail d’expertise à la recherche de solutions biomimétiques

Dans les collections de micro-organismes du Muséum, les projets qui relèvent d’une forme de biomimétisme se sont développés récemment, dans le cadre de collaborations avec des industriels. Deux facteurs les ont rendus possibles : la nouvelle gestion biotechnologique des collections et l’essor des expertises. « Les expertises font partie des missions du MNHN. Il s’agit, entre autres, de s’appuyer sur les référents taxonomiques de la collection pour identifier une espèce », explique le professeur Cécile Bernard, responsable de RBCell. Par exemple, si une entreprise en bâtiment constate la présence d’une moisissure sur un édifice, à partir de prélèvements, la collection va être consultée comme une encyclopédie vivante et servir d’étalon pour identifier le microchampignon responsable. Ces expertises peuvent également prendre la forme de veilles sanitaires. Il s’agit alors « d’alerter sur la nocivité de micro-organismes pour l’humain » (C. Bernard), comme dans le cas de contrats où les chercheurs de la collection de cyanobactéries sont en charge de contrôler la qualité de plans et cours d’eau. Dans ce cadre, ils peuvent analyser des prélèvements sur des animaux intoxiqués à proximité (par exemple des chiens) ou dans le plan d’eau lui-même pour détecter la présence de micro-organismes toxiques. En lien avec ce type d’expertises, une animalerie de poissons modèles Oryzias latipes (le médaka) a été installée dans des laboratoires attenants à la collection, de manière à expérimenter les effets des cyanobactéries de la collection sur la faune. Le travail d’expertise a amené ces collections aux interfaces de la recherche taxonomique (identifier un micro-organisme) et de l’exploration de molécules bioactives (expérimenter son effet sur d’autres organismes). Il n’y avait alors qu’un pas à franchir vers des démarches biomimétiques : « lorsqu’ils ont pris la mesure de la très grande diversité des micro-organismes que nous conservions vivants, les industriels ont commencé à vraiment s’intéresser à nous. Ils se disaient qu’on pourrait peut-être trouver des solutions plus durables. » (Joëlle Dupont.)

6Ce qui amène à outrepasser l’expertise pour entrer dans une recherche active de solutions inspirées de la nature est bien souvent la complexité des problèmes posés et des moyens à mettre en œuvre : « ces projets [qui] impliquent des protocoles plus longs et plus inventifs » (J. Dupont). Ces dernières années, la collection de microchampignons a par exemple été sollicitée pour les problèmes suivants : comment réintroduire de la diversité parmi les souches de Penicillium roqueforti de l’industrie fromagère, dont l’efficacité s’est amoindrie (à force d’utilisation unique du mode de reproduction asexué des souches dans le processus standardisé de production du fromage) ? Comment relancer le processus vital de germination du maïs, enrayé dans les cultures suite aux changements climatiques ? Comment traiter une maladie du blé, qui affecte sa qualité sanitaire, sans faire appel à des produits polluants ? Comme dans l’ouvrage de Benyus (2017 [1997]), la démarche s’articule autour de problèmes qui ont un lien avec la science, tout en allant au-delà de la stricte question scientifique. En outre, ces questions nous renseignent d’ores et déjà sur la forme de biomimétisme qui sera mise en place : grâce à la collection, il s’agira de réintégrer des processus à l’œuvre dans la nature qui ont été mis à mal par l’être humain dans ses modes de gestion passés et qu’une intervention davantage inspirée de la nature, et plus avisée techniquement, pourrait restaurer.

Mise au point d’un biocontrôleur de la fusariose du blé

La fusariose est une maladie fongique qui affecte les céréales, en particulier le blé. Elle est due à des microchampignons parasites du genre Fusarium. En hiver, ces derniers survivent dans les sols, sur les débris des cultures. Le printemps venu, sous l’action de la chaleur et de l’humidité, ils produisent des spores qui se dispersent sur les blés au moment de leur floraison et enrayent le processus de croissance des épillets. Il en résulte une perte de rendement et, en raison de la présence de fusariotoxines, une altération de la qualité sanitaire du blé. Ces toxines peuvent être ingérées par l’homme qui consomme de la farine et ses produits dérivés ou de la viande d’animaux nourris au blé infecté. Elles présentent un risque pour le bétail et elles ont, à haute dose, des répercussions sévères sur la santé humaine (toxicité cellulaire et cutanée, hématotoxicité, altération des hémoglobines). La fusariose a été favorisée par l’appauvrissement des sols et le manque d’approche préventive de l’agriculture intensive. Le réchauffement climatique est aussi en cause, du fait de l’avancement de la floraison des cultures céréalières qui entraîne une invasion toujours plus précoce et prolongée.

7C’est dans ce contexte qu’une grande entreprise céréalière, le Groupe Soufflet, a contacté en 2011 le professeur J. Dupont, mycologue responsable de la collection de microchampignons du Muséum. Ils se sont associés par contrat en 2012 dans un programme de recherche, dont le but était de « mettre au point une biotechnologie inspirée de la nature » (J. Dupont) qui serait capable de traiter la fusariose, soit en se substituant aux produits chimiques, soit en renforçant leur action.

8On a longtemps cru que la fusariose était due à un seul pathogène avant de se rendre compte que plusieurs microchampignons étaient en cause. Ce manque de distinction dans l’édifice de classification n’a pas été sans conséquences ; dans le domaine de l’agronomie notamment, la connaissance indistincte de ceux que l’on devait combattre a induit l’utilisation de fongicides à larges spectres (hyperpolluants et bientôt inefficaces). L’expertise naturaliste du MNHN, en termes de classification fine du vivant, aurait pu être utile pour mieux cibler et optimiser les produits fongicides. Mais la mycologue J. Dupont est allée au-delà d’une telle proposition en suggérant de s’engager dans une démarche biomimétique, qui s’apparente à une forme particulière de « biocontrôle » : il s’agit de s’inspirer d’un mode d’interaction connu et « naturel » entre plusieurs organismes pour le transposer à d’autres espèces dans le but de prendre le contrôle des micro-organismes pathogènes. Ce qu’elle a proposé n’était pas de se focaliser sur la destruction des pathogènes en question, mais plutôt de chercher à les inhiber à l’aide d’un autre microchampignon, dit « endophyte » – qui restait à découvrir et dont l’interaction avec le blé et les pathogènes restait à mettre au point. Les endophytes sont des micro-organismes qui effectuent tout ou partie de leur cycle de vie dans une plante en nouant une relation neutre ou positive avec elle et en cohabitant avec ses pathogènes. Dès l’origine, pour la mycologue, l’idée biomimétique a donc reposé sur la transposition vers de nouvelles questions de ce qu’elle avait observé et forgé comme connaissances tout au long de sa carrière au contact de la collection vivante, tant du point de vue naturaliste (identifier des classes variées de micro-organismes) que physiologique (connaître les cycles de vie de ces micro-organismes et leurs interactions).

10Pendant la durée de l’expérimentation, les souches d’endophytes recensées ont été dupliquées pour former des lots et congelées dans des cryotubes – en azote liquide à -196 °C ainsi qu’en congélateurs à -80 °C. N’importe quel micro-organisme qui entre en collection est en fait soumis à cette gestion biotechnologique. Or, ces opérations de duplication et de cryo-​conservation sont centrales dans l’articulation entre finalités naturalistes des collections et possibilité d’expérimentation sur le matériel vivant. La duplication requiert la mise en culture du micro-organisme, lequel se développe en une colonie de cellules génétiquement identiques (par reproduction asexuée). Il suffit alors de diviser la colonie pour obtenir des échantillons génétiquement similaires, que l’on conditionne en lots. La cryoconservation est une biotechnologie de la vie latente qui permet de réanimer le matériel biologique à tout moment, « l’usage du froid artificiel comme moyen de mise en différé » opérant telle une promesse que les éléments congelés (et duplicables à nouveau, autant de fois que nécessaire) pourront servir indéfiniment (Kowal & Radin 2016 : § 18). Par cette combinaison de techniques, chacun des micro-organismes de la collection est désormais « à l’ère de sa reproductibilité technique » (Benjamin 2013 [1939]). En entrant en collection, le micro-organisme accède au système naturaliste (c’est-à-dire à une conservation sur le temps long, dans une collection patrimoniale) tout en devenant un élément distribuable sur lequel il est possible de pratiquer l’expérimentation à des fins scientifiques ou industrielles. Cette gestion technologique étant uniformisée et applicable à tous, un même micro-organisme cryoconservé en lot peut désormais aussi bien représenter son espèce dans la nature (logique des types et des collections naturalistes), servir à répondre à des questions en science expérimentale (logique des organismes modèles et des biobanques) que devenir une ressource pour l’expérimentation dans le cadre de problèmes posés par l’industrie (logique du modèle pour le biocontrôle).

12À partir de ce cas d’étude, on peut dégager trois caractéristiques de ce processus biomimétique. En premier lieu, il repose sur une part d’« anticipation » des scénarios du vivant. La mycologue a en effet commencé par émettre l’hypothèse que le résultat recherché par l’industriel pourrait exister dans le monde vivant et qu’il serait transposable au problème à résoudre. Puis, elle a fait advenir in vitro l’interaction présumée possible – à la manière de certains virologues pour lesquels il s’agit « d’anticiper en laboratoire les mutations des virus dans la nature » (Keck 2015 : 3). En deuxième lieu, le biocontrôle se présente ici comme une action de « réintégration » d’un élément de la collection à la nature in situ et s’apparente en ce sens à une branche du biomimétisme qui a pour ambition de fondre les objets ou les processus mis au point dans les cycles naturels (Pitrou et al. 2015). Pour les professionnels des collections, anticipation et intégration concordent enfin vers une « réparation » des milieux appauvris par l’humain, par contraste avec les solutions non-naturelles prônées jusque-là par les industriels : « si nous trouvons des solutions rentables inspirées de la nature, des agriculteurs pourraient les adopter à l’échelle de leurs cultures. Ce qui n’est pas rien. » (J. Dupont.) Ces projets participent donc, d’une manière originale, au paradigme de la préservation globale de la biodiversité assistée par des techniques de collection (faisant par exemple écho aux projets de réintroduction des zoos). Ce biomimétisme singulier visant la réparation peut être pensé, par analogie, sur le mode de l’immunologie – la « nature » étant envisagée comme un grand organisme rendu malade par le modèle productiviste humain, dont il faudrait restaurer l’état de santé. Quant aux collections de micro-organismes du MNHN, tout en restant une encyclopédie naturaliste, elles sont aussi devenues un réservoir de solutions en puissance pour l’industrie et l’environnement.

De l’instrumentalisation des « êtres efficaces » au merveilleux des « êtres liminaires »

13Pour les chercheurs des collections, ce qui est en jeu dans les démarches biomimétiques est d’un autre ordre : elles permettent de contrebalancer les représentations négatives liées aux formes de vie sur lesquelles ils travaillent, en mettant en exergue le caractère « merveilleux » de ces êtres liminaires – ce dernier étant à la fois au fondement du biomimétisme et un moteur puissant dans la tradition de l’histoire naturelle. Microchampignons, microalgues et cyanobactéries sont en effet des formes de vie qui ont longtemps été appréhendées comme nocives, car habituellement invisibles, inconnues ou ignorées, se manifestant aux humains par des phénomènes invasifs et soudains. Au sein du Muséum, ces micro-organismes n’ont pas toujours meilleure presse, et en particulier les microchampignons dont certaines souches sont susceptibles de dégrader les spécimens naturalisés de la zoothèque ou les planches de l’Herbier. Ces représentations contrastent avec les valeurs que les professionnels expriment vis-à-vis de leurs sujets d’étude, d’ordre scientifique mais aussi esthétique, dans la tradition de la « merveille » naturaliste (Pomian 2004). Le docteur Hamlaoui m’invite par exemple à contempler « les plus belles microalgues de la collection ». Pour les professionnels qui prennent soin de ces êtres au quotidien, l’émerveillement s’étend à leur capacité à « faire ». De surcroît, les collections de micro-organismes ne font que peu l’objet d’expositions au sein du MNHN, l’institution étant forte de bien d’autres spécimens zoologiques ou botaniques qui font plus aisément spectacle. Dans ces conditions où les micro-organismes sont menacés de rester éternellement « en réserve, dans un congélateur », le fait que certaines des souches puissent quitter la collection pour l’in situ devient pour les professionnels un moyen d’exhiber les êtres qu’ils ont « élevés et soignés » (extrait d’entretien avec une technicienne de collection).