Des fleurs imprimées pour des études sur les insectes pollinisateurs

Sirris scanne et imprime des fleurs en polyamide pour une chercheuse qui souhaite disposer de modèles reproductibles, réutilisables et disponibles en toutes saisons pour ses études sur la pollinisation.

Les aconits sont des fleurs très attractives pour les insectes pollinisateurs car, non seulement leur nectar est très sucré mais en plus, leur floraison tardive permet d’apporter des ressources alimentaires en fin de saison, lorsque celles-ci se font rares. Cependant, elles sont complexes et les nectaires, les glandes qui sécrètent le nectar, ne sont pas facilement accessibles. Les insectes doivent suivre tout un chemin entre les sépales du casque pour y accéder et, de ce fait, pollinisent la fleur. Mais tous n'en sont pas capables, en fonction, notamment, de leur taille ou de leur morphologie. Certains, comme les gros bourdons ou les abeilles, ne passent pas toujours par ce chemin et adoptent un comportement appelé "vol du nectar" qui consiste soit à se glisser sous le casque directement (pour les plus petits), soit à percer le casque de la fleur avec leurs mandibules pour arriver directement à la nourriture. Dans ce cas, ils n'arrivent pas en contact avec les organes reproducteurs de la fleur qui n'est dès lors pas pollinisée. 

A.L. Gauthier, chercheuse au Earth and Life Institute de l'UCL, travaille sur ces comportements. Jusqu'ici le matériel d'étude utilisant des fleurs complexes consistait en de longs tubes dans lesquels était déposée de l'eau sucrée. Ce modèle était assez éloigné de la morphologie des fleurs naturelles. 

Sirris a apporté son aide à A.L. Gauthier pour réaliser des modèles 3D beaucoup plus réalistes des fleurs d'aconit. L'avantage supplémentaire de ce processus est la possibilité de poursuivre les observations en dehors de la période de floraison et sur des fleurs identiques (éliminant ainsi un facteur de variabilité) et réutilisables. 

Le scanning des fleurs n'a pas été facile, les sépales étant très fins, très fragiles et vite fanés. A partir du scan, Sirris a construit un modèle 3D avec des épaisseurs réalistes (0.5 mm) par rapport à l'impression et l'a imprimé dans 3 résines différentes par jetting et dans un alliage de titane par frittage laser.

La chercheuse a ensuite testé les pièces en termes de facilité de nettoyage, de dégagement d'odeurs etc. Le titane s'est avéré plus intéressant mais sur base d'un nécessaire compromis entre coût, solidité et résolution, le frittage polyamide a été choisi.

A partir de ces premiers prototypes, quelques petites modifications anatomiques ont été réalisées. A l'intérieur du casque de la fleur, à l'emplacement des nectaires, deux protubérances ont été créées perpendiculairement à la surface pour permettre à l'expérimentateur de fixer un morceau de coton imbibé de nectar artificiel. Le dessus du casque a été refermé pour obliger l'insecte à choisir pour atteindre le nectar soit la voie normale, soit le vol par, d’une part les orifices de 1 mm percés latéralement et d’autre part la possibilité pour les insectes de glisser la tête sous le casque (par le côté). Enfin, la tige a été renforcée pour faciliter les manipulations. 

A.L. Gauthier a pu, avec ces fleurs imprimées, étudier les stratégies de choix des insectes en fonction, par exemple, de la couleur de la fleur, de son odeur, etc., chaque facteur pouvant être contrôlé séparément.

Elle a pu faire également des tests d'apprentissage du vol du nectar par les bourdons et de transmission de cette stratégie à la colonie. 

Cette capacité d'apprentissage des insectes est importante à étudier, par exemple dans le cas où le changement climatique provoquerait des mutations dans les fleurs qui demanderaient une adaptation des comportements des pollinisateurs.