Smart city

La bioluminescence au service de la smart city

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La nature joue un rôle important dans la smart city, que cela soit pour concevoir l’architecture de notre habitat ou rendre nos villes plus résilientes. Mais savez-vous que s’inspirer de la nature pouvait également nous permettre d’éclairer nos villes sans recours à aucune forme d’énergie ? La bioluminescence ouvre de nouvelles perspectives. Coup de projecteur sur cette technique promise à un avenir lumineux.

Quand la nature produit de la lumière

La bioluminescence, à ne pas confondre avec la phosphorescence, se définit par la production et l’émission de lumière par un organisme vivant. Cette production fait suite à une réaction biochimique au cours de laquelle l’énergie chimique se transforme en énergie lumineuse. Cette lumière sans chaleur est ce qu’on appelle une lumière froide, d’où sa couleur verte et bleue.

Dans la nature, ce sont principalement les organismes marins qui sont dotés de ce pouvoir. 76% des organismes de haute mer (poissons, crustacés et planctons qui vivent sous la surface) produisent de la bioluminescence. Mais c’est aussi le cas pour un grand nombre d’espèces vivantes comme les verts luisants, ou quelques champignons. Les scientifiques n’ont pas de certitude quant au rôle de la bioluminescence chez les animaux, mais il pourrait être multiple : solution de communication, technique de camouflage, mécanisme d’attraction ou au contraire de répulsion.

La pollution lumineuse, nouveau fléau de nos villes

L’éclairage artificiel est une véritable nuisance pour notre planète, sans que forcément nous nous en rendions compte. Entre 2012 et 2016, la surface de la planète touchée par l’éclairage artificiel nocturne a augmenté en moyenne de 2,2% par an*. 4 milliards de lampes d’éclairage public seraient actuellement en fonction dans le monde ! En France, la quantité de lumière émise par le seul éclairage public a cru de 94% en 20 ans.

Pour se rendre compte de cette pollution lumineuse, il suffit de prendre de la hauteur à bord de la station spatiale internationale, choc garanti.

Les conséquences de cette surexposition croissante à la lumière artificielle sur la santé et l’environnement sont nombreuses.

*Artificially lit surface of Earth at night increasing in radiance and extent, Christopher C. M. Kyba et al., Science Advances.

Des conséquences néfastes sur l’environnement

Qui dit lumière dit consommation d’énergie. L’UNEP (United Nations Environment Programm) estime que 15% de l’électricité dans le monde est aujourd’hui consommé pour l’éclairage, représentant 5% des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Des conséquences dramatiques sur la biodiversité

Environ 30 % des vertébrés et plus de 60 % des invertébrés sont nocturnes et leurs cycles de lumière naturelle sont fondamentalement perturbés. Ainsi, les oiseaux migrateurs se retrouvent désorientés par les faisceaux lumineux des villes, ce qui affecte leurs cycles migratoires. Qui n’a pas observé la danse macabre des insectes qui s’épuisent autour des lampadaires, privant les oiseaux de leur nourriture ? Les amphibiens sont aveuglés par la lumière si bien qu’ils ne peuvent plus distinguer leurs proies de leurs prédateurs. Les chauves-souris, chouettes et hiboux qui chassent la nuit voient leurs zones de chasse considérablement réduites.

Les exemples sont nombreux, témoignant du déclin progressif de la biodiversité en ville en raison de la lumière permanente. La faune n’est pas seule impactée, la flore l’est aussi, à l’image des arbres dont la chute des feuilles est retardée à proximité des réverbères. 

Des effets négatifs aussi sur la santé humaine

La lumière artificielle influence également notre propre rythme biologique. De récentes études montrent que la pollution lumineuse nocturne pourrait altérer le système hormonal et la sécrétion de mélatonine, entrainant des perturbations sur le sommeil ou encore la libido. Elle augmenterait également le risque de certains cancers.

En savoir plus sur les conséquences de la pollution lumineuse :

La bioluminescence au service des smart city

Si les LEDs que nous utilisons actuellement consomment moins d’électricité qu’auparavant, elles créent beaucoup de pollution lumineuse. Elles sont par ailleurs fabriquées à partir de métaux et de terres rares dont l’extraction est à la fois limitée et très polluante. Elles ne constituent donc pas une solution d’avenir pour nos villes.

L’une des solutions pourrait passer par la bioluminescence, permettant de créer de la lumière sans énergie. C’est ce sur quoi travaille depuis quelques années Glowee, une startup française lancée en 2015, pour produire des éclairages doux et naturels. Elle utilise pour cela un gène responsable de la bioluminescence emprunté à une espèce de calamar. Ce gène est intégré à des bactéries, qu’il suffit alors de nourrir pour qu’elles produisent une lumière douce et bleue. La substance (liquide ou gélatineuse) issue des milieux de culture est alors incorporée dans des coques en résine biodégradable, transparentes et adhésives qui peuvent se fixer n’importe où. L’éclairage peut durer plusieurs heures, voire plusieurs jours, selon le milieu et la température.

« À la place de points lumineux intenses placés en hauteur, nous voulons appliquer la lumière sur des surfaces diverses, à des hauteurs accessibles, pour créer des éclairages plus intéressants et moins perturbateurs de la biodiversité », explique la créatrice de l’entreprise, Sandra Rey.

Rambouillet, ville expérimentale

La ville de Rambouillet est la première commune de France à tester cet éclairage eco-friendly. La municipalité a en effet signé un partenariat avec la start-up et investit 100 000 euros dans le déploiement de cet éclairage . La ville devient ainsi le premier laboratoire « grandeur nature de la bioluminescence » au monde. L’objectif est notamment d’analyser la manière dont les bactéries se comportent avec les changements de température en extérieur, et non plus seulement en laboratoire.

Des éclairages seront dans ce cadre installées sur plusieurs places de la Ville visant notamment à mettre les bâtiments en valeur. Si l’expérience est concluante, c’est toute la ville qui profitera de ce type d’éclairage. D’autres communes pourraient ensuite suivre le pas.

Crédits photo : Glowee