N°4 – Série d’articles deep tech et innovation entre la France et la Corée du Sud
« I believe I can fly, I believe I can touch AI! » : après l’envolée lyrique, voici un peu de sens au service de la deep tech mondiale. Pour les entomologistes, l’exploration de l’animal se mue en matrice des architectures nanométriques des plus disruptives. Elle constitue un des fondements du biomimétisme, capable de guider les secteurs du logiciel et de l’optique, notamment dans le domaine de la photonique avancée. Ce biomimétisme s’impose aujourd’hui comme un levier clé de transformation pour la deep tech.
Cette analyse explore comment ces merveilles fragiles de la nature redéfinissent nos paradigmes, des laboratoires de pointe sud-coréens aux centres d’excellence français. Elle rappelle le cadre du Partenariat global pour le XXIe siècle, établi en 2004 et renforcé par une feuille de route stratégique (2021-2025). Ce document, porté par le Ministère de l’Europe et des Affaires étrangères, érige la souveraineté technologique et l’innovation en piliers de la relation bilatérale. Entre le savoir-faire français en biophotonique et l’agilité industrielle de la Corée du Sud, le papillon devient le vecteur d’une ambition scientifique commune. Le biomimétisme du papillon devient ainsi un terrain d’exploration stratégique à la croisée de la science, de la culture et de l’innovation, en particulier dans les technologies photoniques inspirées du vivant.
Une biodiversité qui bat de l’aile : le constat
Le signal d’alarme est systémique : la chute de la population des lépidoptères menace directement le réservoir de nos ruptures technologiques. Selon les données consolidées de l’AEE, European Environment Agency, l’indice des papillons de prairie dans la European Union a subi un effondrement de 50 % entre 1991 et 2023.
Ce déclin est particulièrement critique pour les espèces spécialistes. Contrairement aux « généralistes », ces insectes dépendent d’une plante hôte unique ou d’un habitat très restreint, ce qui les rend extrêmement vulnérables au moindre dérèglement de leur écosystème. Le rapport de l’AEE identifie deux moteurs principaux à cette faillite :
- L’intensification agricole : via l’usage massif d’agrochimie détruisant les plantes hôtes.
- L’abandon des terres : entraînant une fragmentation irrémédiable des habitats naturels.
Pour l’ingénierie humaine, chaque extinction représente une perte de données irrécupérable : des millions d’années de R&D naturelle sont effacées avant même d’en avoir récupéré le code. Ce déclin fragilise directement le biomimétisme du papillon, source d’innovation critique, notamment pour les avancées en photonique biomimétique.
EU grassland butterfly index 1991-2023 Technical report, Butterfly conservation Europe, European butterfly monitoring scheme partnership, EMBRACE project. © European Environment Agency
Parallèlement, les projections climatiques révèlent des décalages phénologiques. Cette désynchronisation entre la période d’éclosion des chenilles et le pic de floraison de leurs plantes hôtes brise les cycles de vie fondamentaux. En Corée du Sud, le NIBR, National Institute of Biological Resources (국립생물자원관) souligne une urgence similaire : les données récentes font état d’une diminution de 34 % de la distribution des espèces de papillons endémiques sur les deux dernières décennies, sous la pression d’une urbanisation galopante.
Une étude majeure parue en 2025 dans le Journal of Asia-Pacific Entomology documente cette urgence. En analysant un siècle de données (1928-2024), les chercheurs révèlent que quinze espèces subissent une contraction drastique de leur aire de répartition. Le constat est sans appel : trois espèces — Aporia crataegi, Plebejus subsolanus et Burara striata — n’ont plus été observées depuis 1998, signalant une extinction locale quasi certaine. L’étude identifie deux facteurs critiques : le STI, Species Temperature Index et le type d’habitat. Les espèces spécialistes des milieux ouverts, adaptées au froid (faible STI), sont les plus durement touchées par le dérèglement thermique et la fragmentation des terres. Ce déclin confirme un basculement systémique.
Aporia crataegi — L’espèce n’a plus été observée depuis 1925 dans les îles britanniques et depuis 1998 en Corée. © Butterfly Conservation
Pour répondre à cette érosion, le KBR, National Biodiversity Center (국가생물다양성센터) déploie sa Stratégie nationale pour la biodiversité. En miroir, la European Commission durcit son cadre avec la nouvelle NRR, Nature Restoration Regulation. Cette législation cible spécifiquement la restauration des écosystèmes agricoles, là où l’intensification et la fragmentation sont les plus délétères.
Elle impose désormais des trajectoires de restauration obligatoires d’ici 2030, transformant l’indice des papillons de prairie en un véritable KPI (Indicateur de Performance) réglementaire pour les États membres. Pour la deep tech, cette régénération est une mesure aussi éthique que nécessaire pour préserver la source de l’innovation.
L’insecte sacré : de l’héritage de Seok Ju Myeong (석주명) à la matrice de la deep tech
En Corée, le papillon (나비), incarne une symbolique millénaire de prospérité, de joie et de longévité. Objet de fascination sous la dynastie Joseon, il imprègne l’art et les récits classiques comme un présage de bonheur ou une incarnation des âmes (source : The Korea Times).
Cette relation intime entre l’homme et l’insecte trouve son apogée scientifique dans l’œuvre de Seok Ju Myeong (석주명), surnommé le « Butterfly Doctor (나비박사) ». Ses travaux de classification, couronnés par la publication de sa liste synonymique en 1940 par la Royal Asiatic Society, ont révolutionné l’entomologie locale : en démontrant que de nombreuses « espèces » identifiées à l’époque coloniale n’étaient que des variations individuelles, il a ramené le recensement national de 921 à 248 espèces (source : Penn State University). Cet héritage, où la rigueur académique a su dissiper les approximations du passé, constitue le socle d’une expertise nationale unique.
Charnière en forme de papillon en bronze doré, dynastie Goryeo – Alliage de cuivre – 5,5 cm. © National Museum of Korea
Cette synthèse culturelle et scientifique s’incarne aujourd’hui lors du Hampyeong Butterfly Festival (함평나비대축제). Pionnier mondial des célébrations écoresponsables, l’événement transforme chaque année 1 090 000 m² de terres agricoles en un sanctuaire vivant où des dizaines de milliers de lépidoptères survolent les champs de colza et de phlox. Comme le souligne Mokpo MBC Newsdesk (목포MBC 뉴스데스크), la 28e édition culmine lors d’un lâcher de papillons où l’émerveillement pédagogique rencontre l’observation scientifique : dans les halles d’écologie, soixante espèces indigènes dévoilent leur cycle complet, de la chenille à l’imago, offrant une immersion totale dans les mécanismes de la métamorphose.
Au-delà de cette poésie et de cette ferveur culturelle, le papillon est un défi permanent aux lois de la physique. Ses ailes, légères, cachent des architectures photoniques et des motifs mathématiques d’une efficacité que les supercalculateurs commencent à peine à imiter. C’est cette efficience structurelle qui irrigue la recherche fondamentale. Cette approche illustre parfaitement la puissance du biomimétisme appliqué aux architectures algorithmiques.
« Les enfants papillons existent ! Cérémonie du lâcher de papillons », 28e Festival du papillon de Hampyeong. © Mokpo MBC Newsdesk – 목포MBC뉴스데스크
L’effet papillon : de la géométrie au signal
Échelle macro
Pour surmonter l’explosion des besoins en calcul, les ingénieurs de Samsung Research (삼성리서치) utilisent des structures matricielles nommées butterfly pattern. Ce nom provient des diagrammes de flux entrecroisés utilisés en traitement du signal.
Ce co-design entre logiciel et matériel permet une rupture technologique décisive : il transforme la croissance quadratique du mécanisme d’attention (où doubler les données quadruple l’effort de calcul) en une progression quasi linéaire (où l’effort de calcul suit presque proportionnellement le volume de données). En remplaçant la force brute des modèles denses par cette hiérarchie de connexions parcimonieuses, Samsung Research (삼성리서치) atteint des performances inédites :
- Accélération des calculs : de 10,2 à 66,2 fois par rapport aux standards.
- Compression des paramètres : réduction du volume de 2,1 à 22 fois.
- Efficience Edge AI : maintien d’une exactitude optimale sur des puces mobiles légères.
Cette approche rejoint la sobriété du vivant. Elle marque la fin de la gabegie énergétique au profit d’une intelligence agile, calquée sur l’efficience de l’insecte.
Photonique : l’éclat structurel du Morpho
Échelle micro
Parmi les domaines les plus impactés par le biomimétisme, la photonique s’impose comme un terrain d’innovation majeur. Dans ce domaine, le papillon du genre Morpho est devenu un modèle de référence mondial. Le biomimétisme du papillon devient ainsi une référence scientifique pour concevoir les matériaux optiques de nouvelle génération, au cœur de la photonique appliquée. Cette quête de biomimétisme est activement menée par le KAIST (한국과학기술원), Korea Advanced Institute of Science and Technology (한국과학기술원), qui a publié des recherches déterminantes sur la reconstruction biomimétique des nanostructures d’écailles de papillons.
Les chercheurs ont réussi à reproduire ces architectures complexes pour concevoir des dispositifs optiques et des écrans réfléchissants à haute résolution. En imitant physiquement la géométrie des écailles, cette technologie permet d’afficher des couleurs vives sans recours à des colorants chimiques polluants, tout en minimisant la consommation énergétique des appareils de demain.
L’écran biomimétique et un papillon Morpho. © KAIST
Le film biomimétique peut exprimer de nombreuses couleurs différentes. © KAIST
Au-delà de l’iridescence, les chercheurs exploitent l’architecture « quasi-ordonnée » des écailles pour concevoir des verres photoniques. Cette innovation, documentée dans Advanced Optical Materials, repose sur une hybridation des savoir-faire : l’utilisation de méthodes numériques de pointe (analyse des ondes couplées, méthode des éléments finis) pour modéliser le vivant.
Ces simulations optimisent des procédés de fabrication complexes — lithographie par faisceau d’électrons ou dépôt chimique en phase vapeur — pour produire des répliques industrielles à grande échelle. En imitant ce désordre naturel, cette technologie simplifie la production de diffuseurs de lumière ultra-performants. Le résultat : une nouvelle génération de LED et d’écrans offrant une intensité et une fidélité chromatique optimales sous tous les angles, sans surconsommation énergétique.
Biophotonique : l’excellence française
En France, le physicien Serge Berthier de l’INSP, Institut des Nano Sciences de Paris, unité de recherche d’excellence sous la double tutelle de Sorbonne Université et du CNRS (UMR 7588), est la référence mondiale de la biophotonique, un sous-domaine clé de la photonique inspirée du vivant. Ses travaux au sein de l’équipe Acoustique et optique pour les nanosciences démontrent que l’iridescence du Morpho résulte d’une construction nanométrique en « arbre de Noël ».
Cette géométrie complexe crée des interférences constructives : elle réfléchit sélectivement un bleu pur tout en absorbant les autres longueurs d’onde, le tout sans aucun pigment.
Rayonnement et impact industriel
- Expertise académique : les séminaires de Serge Berthier au Collège de France explorent cette complexité photonique du vivant.
- Innovation : ses recherches inspirent l’industrie pour créer des couleurs « éternelles » (insensibles aux UV) et des capteurs de gaz ultra-sensibles imitant la porosité des écailles.
- Médiatisation : il vulgarise ces concepts via des documentaires sur Arte et son ouvrage phare, L’éveil du Morpho, aux éditions Flammarion.
« Les Papillons, ces super-héros de la nature », série documentaire en trois parties avec l’intervention de Serge Berthier © Arte
Revêtements antireflets : l’effet « moth-eye »
À l’inverse du Morpho qui réfléchit la lumière pour créer de la couleur, le papillon de nuit a évolué pour l’absorber totalement afin d’échapper à ses prédateurs. Ses yeux possèdent une structure protubérante, plus petite que la longueur d’onde de la lumière visible, qui élimine toute réflexion résiduelle.
Cette innovation biomimétique est au cœur des avancées documentées par la revue de référence Photoniques, éditée par la Société Française d’Optique. En créant un gradient d’indice de réfraction progressif entre l’air et le verre, ces nanostructures « piègent » les photons au lieu de les renvoyer et permettent d’ouvrir de nouvelles perspectives en photonique industrielle.
Applications
- Affichage mobile : amélioration drastique de la lisibilité en extérieur. L’élimination des reflets parasites permet une autonomie prolongée des terminaux en réduisant la sollicitation du rétroéclairage des dalles.
- Photovoltaïque : maximisation de l’absorption des photons, y compris sous incidence rasante. Cette architecture submicronique garantit un rendement photonique accru des cellules solaires, transformant chaque rayon en énergie utile.
- Optique de précision : remplacement des traitements chimiques par une interface stable, performante sur un large spectre et exempte de reflets colorés.
Le biomimétisme : la métamorphose de l’industrie
La nature est le laboratoire le plus sophistiqué au monde, opérant sous des contraintes d’efficacité que l’industrie humaine continue d’appréhender. L’intégration des structures lépidoptères dans l’IA ou dans la photonique est une avancée significative pour l’ingénierie.
L’avenir de la souveraineté technologique, qu’elle soit française ou sud-coréenne, se joue à la fois dans la puissance de calcul et dans notre capacité à préserver et à décoder le génome de l’innovation naturelle. Cette convergence entre nature et technologie s’observe déjà dans d’autres verticales comme la medtech ou la femtech, où l’innovation s’appuie de plus en plus sur des modèles inspirés du vivant.
L’émergence de matériaux auto-réparateurs ou de capteurs environnementaux autonomes suggère que la frontière entre la machine et le vivant s’estompe. La question n’est plus seulement de savoir ce que le papillon peut faire pour notre IA, mais comment notre IA devient l’outil conforme à la sauvegarde du vivant.
