Voir la vie comme une mouche, c'est possible. Il suffit de marier habilement des composants électroniques miniaturisés et des matériaux souples pour fabriquer une caméra reproduisant fidèlement l'oeil à facettes d'un insecte et sa vision périphérique.
C'est ce qu'a réussi à faire pour la première fois une équipe pluridisciplinaire avec un prototype de caméra numérique d'environ 1,5 cm de diamètre, présenté mercredi dans la revue britannique Nature.
Dans la plupart des caméras classiques, la lumière reflétée par ce qui nous entoure est captée par une lentille unique et projetée sur un matériau photosensible pour former une image très nette. Nos yeux, comme ceux de la plupart des vertébrés, fonctionnent selon le même principe, qui est à la fois très sensible à la lumière et offre une bonne résolution.
Pourtant, la majorité des êtres vivants, insectes et autres arthropodes, perçoivent le monde par un autre biais: des yeux composés. Leurs yeux sont faits d'une multitude (plusieurs centaines à plusieurs milliers) de facettes, des éléments optiques isolés de leurs voisins et équipés chacun de leur propre lentille et récepteur.
Chaque facette ne perçoit la lumière que sous un angle très réduit, ce qui limite leur sensibilité et leur résolution. Mais, contrairement à l'oeil humain, unidirectionnel et contraint de faire le point à chaque changement de distance, la juxtaposition de centaines de facettes offre une vue panoramique et une profondeur de champ quasiment illimitée.
«La nature a développé et affiné ces concepts à l'extrême au cours de milliards d'années d'évolution», résume John Rogers, de l'Université américaine d'Illinois à Urbana-Champaign, qui a inspiré ces travaux.
Pour imiter un oeil d'insecte, les chercheurs ont commencé par fabriquer à plat un réseau de lentilles microscopiques et élastiques, similaires aux lentilles de contact. Puis ils y ont fixé des lignes de détecteurs électroniques, avant de gonfler le tout comme un ballon pour lui donner une forme de demi-sphère.
Résultat: une mini caméra dotée d'environ 180 facettes opérationnelles, soit près du double de certaines fourmis. C'est «sensiblement moins que les libellules (environ 28 000 pour l'Anax junius) ou la mante religieuse (environ 15 000 pour la Stagmatoptera biocellata) mais cela offre un angle de vue comparable», entre 140 et 180 degrés, assurent les chercheurs.
Un dispositif «idéal pour calculer le mouvement apparent d'un objet» et pour équiper des micro-drones capables de naviguer de manière autonome, estiment dans un commentaire séparé publié par Nature deux neurobiologistes de l'Institut Max Planck, Alexander Borst et Johannes Plett.
«Imaginez un micro-drone de la taille d'une main utilisant un oeil à facette artificiel pour s'orienter tout seul à travers les décombres d'un bâtiment, tandis que d'autres détecteurs à bord scrutent l'environnement à la recherche de fumée, de radioactivité ou même de victimes prisonnières des débris», écrivent-ils.
«Ces micro-drones n'existent pas encore, mais grâce à des dispositifs comme celui-ci, ils pourraient voir le jour dans un avenir proche», s'enthousiasment les deux scientifiques.