Le fil d'araignée, un matériau d'avenir pour remplacer le Kevlar?

Résistante, élastique, antiseptique, la soie d'araignée suscite la convoitise des scientifiques qui veulent la produire en masse. Une tâche difficile.
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Depuis plusieurs décennies, les propriétés de la soie d’araignée ne cessent d’étonner le monde scientifique, qui aimerait bien en disposer à volonté. En effet, les utilisations pourraient être nombreuses, présentant le triple mérite de la qualité, de l’économie et de l’écologie. Mais contrairement aux vers à soie, les arachnides ne se laissent pas aisément «domestiquer». Et les solutions de rechange peinent à produire des résultats satisfaisants.

Des propriétés hors normes

En étudiant le fil d’araignée, les scientifiques ont mis à jour sa composition. Une composition très complexe, d’où découlent ses propriétés extraordinaires. Dans les grandes lignes, cette soie contient deux protéines dont l’imbrication particulière est à l’origine de la résistance (dix fois supérieure à celle de l’acier et trois fois à celle du Kevlar) et de l’élasticité (qui lui permet de supporter des charges supérieures à 45 tonnes par cm2). D'autre part, le fil d’araignée est beaucoup plus léger que le Kevlar, et résiste à l’eau.

Par ailleurs, depuis la nuit des temps, les hommes ont utilisé les toiles d’araignée en guise d’emplâtre sur les blessures, témoignant d’un constat, depuis expliqué par les études scientifiques. En effet, outre ses protéines, le fil d’araignée contient aussi des éléments non organiques, comme des hydrophosphates et des nitrates de potassium. On considère que ceux-ci constituent une sorte d’antibiotique protégeant le fil des champignons et autres bactéries. Un antiseptique naturel donc.

Des applications multiples

De telles propriétés ne pouvaient que susciter la convoitise de l’homme qui a très vite cherché comment il pouvait utiliser ce potentiel. Du gilet pare-balle (plus léger et plus résistant que le modèle traditionnel en Kevlar) aux tenues des pompiers, en passant par le prêt-à-porter et le fil médical (pour le mariage des propriétés antiseptiques et de la résistance), les utilisations envisagées sont pléthore. Reste à trouver comment se procurer la matière première en quantité.

Les difficultés de l’élevage des araignées

L’araignée n’est pas sociable, c’est là son moindre défaut, et dès qu’on extrait des individus de leur milieu naturel pour en faire un élevage, ils s’entredévorent. C’est ce qu’ont pu constater les pionniers en la matière : depuis les premières tentatives au XVIII° siècle jusqu’aux expériences plus récentes de l’armée américaine, dans les années 60, toutes se sont soldées par un échec.

Il existe bien des espèces plus sociables (les Theridion nigroannulatum d’Amérique du sud ou les Stegodyphus mimosarum d’Afrique), mais leur fil est d’une qualité nettement inférieure. Aussi a-t-on tenté la «traite» individuelle des Nephila clavipes , dont l’une des soies est considérée comme la plus résistante au monde. Chaque araignée est vidée tour à tour de sa soie, sans être mise en contact avec ses congénères. Mais le processus est long et fastidieux, et chaque traite ne produit jamais que quelques milligrammes de fil. Les scientifiques ont donc décidé de changer d’angle d’approche.

Faire produire par d’autres

Puisqu’il est très difficile d’organiser massivement la sécrétion du fil par les araignées elles-mêmes, on a cherché à isoler les gènes qui codent leur protéine afin que d’autres organismes la produisent.

On s’est d’abord tourné vers les bactéries dans lesquelles on a inséré les gènes en question. Mais l’expérience s’est heurtée à deux difficultés : d’une part parce que la taille importante des gènes incitait les bactéries à s’en débarrasser ou à les scinder, ce qui diminuait la quantité de fil produit. Et plus problématique encore : en raison des antibiotiques contenues dans le fil, les bactéries s’autodétruisaient à partir du moment où elles commençaient à produire.

Au Canada, un généticien a alors eu l’idée d’insérer les gènes séricigènes de l’araignée dans les glandes mammaires de chèvres. Les animaux transgéniques ainsi obtenus donnent un lait qui contient la protéine tant recherchée. Pour encourageants qu’ils soient, les résultats ne permettent pas encore d’envisager une production industrielle, même si deux fermes en Amérique du nord sont dédiées à cette activité.

Parallèlement, d’autres expériences ont été tentées à partir de végétaux. Des équipes allemandes ont cherché à introduire le gène dans des pommes de terre ou des feuilles de tabac, mais on s’est aperçu qu’il était très vite rejeté par ces plants. Une équipe russe a fait la même chose sur des levures, avec plus de succès, puisque le gène y a été accepté. Mais la substance qu’on a récoltée de cette manière a perdu de l’élasticité de la soie d’araignée, rendant impossible le processus de filage, et donc sa transformation en gilet pare-balle et autres tissus.

Ne vous précipitez donc pas pour remiser aux oubliettes vos chemises en coton, vos pulls en nylon ou… vos gilets en Kevlar. Ils vont encore vous servir quelques années.

Sources:

  • Yves Masiac, Les Araignées , De Vecchi
  • http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/le-fil-daraignee-ou-larme-de-la-biotechnologie_4934/
  • http://www.thefreelibrary.com/Scientists+Weave+Spider+Silk+Into+New+Bulletproof+Vests.-a068872427

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