Ethologie morpho-fonctionnelle de la trompe des éléphants

Les éléphants utilisent leur trompe dans des contextes variés tels que la communication, l’utilisation et la fabrication d’outils, la manipulation de la nourriture, etc. Précise et puissante à la fois, ce proboscis est une fusion du nez allongé avec la lèvre supérieure de l’éléphant. Elle est principalement composée de muscles et ne possède pas de structure rigide, ce qui lui confère une grande liberté de mouvement. La trompe remplit des fonctions fondamentales pour la survie des éléphants, pourtant son évolution reste obscure.

Dans le même temps, l’industrie a besoin de nouveaux bras robotisés flexibles et robustes, capables de soulever de lourdes charges et de les déplacer avec précision pour assurer la sécurité des lieux et des personnes. Comprendre les liens entre les tâches, les contextes et les solutions biologiques développé par les éléphants pour survivre, aidera à développer des robots reproduisant le mouvement de la trompe.

Dans ce contexte, l’objectif de la thèse est de quantifier et expliquer la variabilité du comportement de la trompe à l’aide de l’éthologie et de la biomécanique. En d’autres termes, que l’on se place à l’échelle de l’individu, de la population ou de l’espèce, les performances de la trompe, en termes de manipulation, peuvent-elles s’expliquer par son comportement, sa forme, sa trajectoire, sa vitesse ou sa force ? Pour répondre à cette question, des procédures interdisciplinaires seront utilisées pour acquérir et analyser les données. En effet, la quantification de la variabilité comportementale de l’utilisation de la trompe chez des individus sauvages dans des environnements variés, la mesure de la force maximale et l’étude de la cinématique de la partie distale du proboscis chez des individus captifs nous permettrons d’analyser précisément le fonctionnement de la trompe.

Ce projet permettra, d’une part, d’enrichir la discussion autour des questions biologiques et écologiques fondamentales qui nous interrogent. Comment et pourquoi cette trompe s’est-elle développée de manière différente selon les espèces et les populations ? Quelle est la variabilité des usages de la trompe en fonction de l’environnement ? D’autre part, à son issu, grâce à un transfert de connaissances vers la robotique bio-inspirée, toutes ces nouvelles données aideront à concevoir un prototype de trompe préhensile capable de reproduire le mouvement de la trompe des éléphants.

Mots-clés : trompe, éthologie, biomécanique, robotique.

Publications :

Costes, P., Klein, E., Delapré, A., Houssin, C., Nicolas, V. & Cornette, R. Comparative morpho-functional analysis of the humerus and ulna in three Western European moles species of the genus Talpa, including the newly described T. aquitania. Journal of Anatomy, in press.