La soie d'araignée : ce que les fibres de haute technologie peuvent apprendre de la nature
Nouvelles approches pour les fibres synthétiques à haute performance sans compromettre la stabilité et l'élasticité
Qu'est-ce qui rend la soie d'araignée si extraordinairement résistante et élastique à la fois ? C'est ce que se sont demandé des chercheurs de l'université de Greifswald, de l'université de Bonn et du musée des sciences naturelles de Buenos Aires. En analysant les matériaux et le comportement, ils ont découvert que les araignées qui coulent dans les filets modulent leur soie de manière microstructurelle, combinant ainsi une immense élasticité et une grande robustesse. Les résultats de cette étude internationale, publiés le 26 janvier 2026 dans la revue PNAS, permettront de nouvelles approches pour la production industrielle de fibres synthétiques.
Le développement des fibres synthétiques a toujours été un compromis : elles sont soit résistantes, soit élastiques, mais obtenir les deux en même temps est considéré comme un défi. Les chercheurs du groupe de travail autour du Dr Jonas Wolff de l'université de Greifswald ont découvert une structure particulière dans une toile d'araignée qui pourrait constituer une solution à ce problème industriel.
Les araignées à filet(Deinopidae), qui vivent dans les régions tropicales et subtropicales, sont particulièrement fascinantes dans ce contexte. "Elles ne se servent pas d'un piège passif, mais tiennent entre leurs pattes avant un filet collant qu'elles lancent sur leurs proies à la vitesse de l'éclair. Il s'agit d'un exploit élastique pour la soie, ce qui nous a rendus curieux de savoir de quoi ce matériau était composé", explique le Dr Martín Ramírez, coauteur de l'étude au Musée des sciences naturelles de Buenos Aires.
Les propriétés matérielles de la soie "bouclée" sont déterminantes
En utilisant l'imagerie à grande vitesse et la microscopie électronique à haute résolution, l'équipe de recherche a analysé à la fois la dynamique du moulage du filet et la structure de la soie. Ils ont découvert un principe structurel jusqu'alors inconnu : les fils de soie centraux au cœur du filet de capture des proies de l'araignée sont élastiques et, en bougeant ses "filières" - de petites protubérances dans l'abdomen - l'araignée est capable d'adapter sa soie sur le plan microstructurel en ajoutant des fils enroulés et froissés aux fils extensibles. Cela modifie non seulement la métastructure de la soie, mais aussi ses propriétés matérielles. Les fils bouclés sont plus rigides que les fils élastiques et, une fois étendus, ils renforcent la solidité du filet.
Les différences sont particulièrement nettes par rapport à d'autres types de soie, par exemple les lignes de soutien externes de la toile dans laquelle l'araignée guette sa proie. Alors que ces dernières ont une structure linéaire aux propriétés rigides et stables, la soie utilisée pour attraper les proies a une structure enroulée, semblable à de la laine, qui est très flexible.
"Afin de permettre la mise en place rapide du filet, la soie de capture est souple et extensible", explique le Dr Jonas Wolff de l'Institut zoologique de l'Université de Greifswald. "Cependant, dès qu'elle est étirée, ces boucles microstructurelles s'étendent, ce qui rend le matériau robuste - il devient élastique et rigide à la fois". Les tests de matériaux confirment cette observation : la soie bouclée destinée à la capture des proies a pu résister à des extensions allant jusqu'à 150 %, tandis que la soie linéaire, destinée à la toile extérieure, s'est rompue à environ 20 %.
Une source d'inspiration pour l'industrie
La découverte de cette structure particulière de la soie ouvre des perspectives passionnantes pour la science des matériaux. En s'inspirant de la stratégie de l'araignée, on pourrait à l'avenir produire des fibres synthétiques hautes performances à la fois souples et robustes, sans avoir à faire les concessions actuelles entre stabilité et élasticité.
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