J’adore les insectes. À mes yeux, ce sont les ingénieurs de la nature, car ils ont les solutions les plus extraordinaires et incroyables aux problèmes de la vie. J’adore les observer, car ils sont plein de surprises et d’étrangetés. 
J’ai observé des araignées qui utilisent leur toile comme lance-pierre pour emprisonner leurs proies, dans la forêt amazonienne. Des vers qui s’intriquent pour former des nœuds puis des boules à la surface changeante afin de survivre aux environnements rudes comme les égouts ou les grottes et des minuscules coccinelles qui ont leur propre équipement de plongée sur leurs fesses. 
Mais aujourd’hui, j’aimerais vous parler des ingénieurs de la nature les plus extraordinaires qui repoussent les limites de la mécanique des fluides et de la bio-ingénierie, et qui résolvent leur plus grand problème, on peut l’avancer sans se tromper : comment les insectes urinent. 
Il y a quelques années, avec mon étudiant, Elio Challita, nous avons observé ce petit insecte soulager un petit besoin dans notre jardin à Atlanta, et on n’en croyait pas nos yeux. Cet insecte urinait, pendant des heures. Ce fut si rapide qu’on peut à peine le voir. On était époustouflés, on n’avait jamais rien vu de tel. On n’avait jamais vu un insecte faire pipi. 
Je vais donc vous expliquer comment ils font, pourquoi ils urinent autant et de cette façon, et pourquoi cela devrait nous intéresser de savoir comment les insectes urinent. 
Asseyez-vous et relaxez-vous, ça va être cool. 
(Rires) (Applaudissements) 
(Rit) La première chose à clarifier est la suivante : Une minute papillon ! Les insectes font pipi ? En fait, presque tous les insectes sont concernés, d’une façon ou d’une autre. C’est un système clos : ce qui entre doit sortir. 
Notre protagoniste, aujourd’hui, est : Homalodisca vitripennis, la cicadelle pisseuse. Elle est magnifique ! Elle a des ailes transparentes, comme du verre. Cet insecte consomme exclusivement les liquides du xylème des plantes. Il suce la sève. Je le vois comme un moustique des plantes. Tout comme le moustique suce votre sang et laisse un cadeau de départ, la cicadelle pisseuse répand une bactérie dans les plantes qui cause une maladie dévastatrice et mortelle, qui tue les plantes. C’est un problème immense pour l’agriculture, en Californie aussi, où cela provoqua des dommages dans les vignes pour des millions de dollars. 
Détail important, les insectes sont certes petits, mais leur nombre fait leur force. Des millions d’insectes qui se nourrissent et urinent, ça donne ceci. Si cette femme savait seulement d’où vient toute cette eau ! 
(Rires) 
Ne vous inquiétez pas, cet insecte urine seulement de l’eau. C’est une première, je vais vous montrer le comportement, ralenti avec nos caméras à haute vitesse. Voici ce que nous avons découvert. On a compris que cet insecte forme une gouttelette d’urine qu’il projette ensuite avec une accélération extrême de 40 g. C’est 40 fois plus rapide que le sprint d’un guépard. Ces insectes sont des boxeurs professionnels du popotin. 
On avait envie d’aller en-dessous (Rit) - On voulait observer de plus près ce stylet anal. On a donc observé les fesses de l’insecte au microscope et cette magnifique structure a un nom scientifique magique : stylet anal. 
(Rires) 
Voici ce que l’on a constaté. Ces insectes ont un ressort et un levier, comme une catapulte, pour lancer efficacement ses gouttelettes d’urine, à plusieurs reprises et à des accélérations élevées. 
Nous voulions mesure la vitesse du stylet, et des gouttelettes. On a donc mesuré la vitesse des gouttelettes et du stylet. Le résultat nous a rendus perplexes. La vitesse des gouttelettes dans l’air était plus rapide que celle du stylet. Si on utilise un ratio, on s’attendait à un ratio de 100%, mais la vitesse des gouttes était entre 150 à 200 % fois plus rapide que celle du stylet. 
Pour vous expliquer pourquoi ce résultat est paradoxal, imaginez un joueur de base-ball des Yankees qui lance une balle à 160 km/h. À un moment donné de son mouvement, sa main et ses doigts bougent à 160 km/h. Si un joueur de base-ball amateur lance une balle à 80 km/h, mais que la balle a une vitesse de 160 km/h, vous seriez étonnés, non ? Or c’est exactement ce que font ces insectes. 
Pour résoudre cette énigme, nous avons étudié les vidéos. Je vais passer la séquence quelques fois, pour vous donner une chance de comprendre. 
Vous l’avez vu ? Je vais geler une image. 
Contrairement à une balle de base-ball qui est rigide, la tension superficielle rend ces gouttelettes souples. Euréka ! On s’est demandé si l’insecte emmagasinait de l’énergie de par la tension superficielle à l’instant du lancement. Et pour tester cette hypothèse, on a fait ce que tout le monde ferait : on a converti nos tables de cuisine en tables de labo. 
On dépose les gouttelettes sur un ampli, pour les comprimer à haute vitesse. Voici nos observations. On a compris que l’eau qui coule du robinet sous forme de liquide, à cette petite échelle, à cause de la tension superficielle, au bon moment, reçoit un regain d’énergie. Si la synchronisation est parfaite, on peut alors les lancer à des vitesses extrêmes, comme un enfant sur un trampoline. Pour tester l’idée de la synchronisation, on a fabriqué une catapulte. Enfin, une catapipi. 
(Rires) 
Cela a étayé l’idée suivante : trop lent et les gouttelettes ne décollent pas. Mais en bougeant à la bonne vitesse, on les projette. 
Je vous ai expliqué que ces insectes ont une structure de catapulte qui emmagasine l’énergie grâce à la tension superficielle et lance les gouttelettes à des vitesses record pour gagner la médaille d’or. C’est le numéro un. (Rit) Mais pourquoi ces insectes ont-ils évolué avec cette faculté remarquable ? Il y a deux raisons. 
Numéro un : ils ont un régime zéro calorie. Ces insectes se nourrissent des liquides du xylème provenant des racines, du sol et qui se propagent dans toute la plante. Il n’y a presque pas de nutriments, juste de l’eau et des minéraux, contrairement au phloème, riche en sucre, généré par la photosynthèse, irriguant la plante depuis les feuilles. C’est l’équivalent humain d’un régime basé sur du soda sans sucre. Pauvre en ressource énergétique, il faudrait en boire constamment, et forcément, uriner constamment. 
Ça n’explique toujours pas pourquoi ces insectes urinent en gouttelettes, et non en jet, comme nous en somme, quand on soulage un petit besoin de la nature. Observons les cigales. Ce sont les cousines de la cicadelle pisseuse. Elles aussi se nourrissent du xylème, mais elles urinent en jet. 
(Rires) 
J’adore cette vidéo. Ce sont des cigales qui font les deux choses qu’elles préfèrent en sortant d’hibernation : chanter à tue-tête et uriner dans le vent. 
(Rires) 
La taille est la deuxième raison qui fait que ces insectes urinent en gouttelettes. Elles sont très petites, plus petites que mon auriculaire. En fait, la tension superficielle qui leur permet d’emmagasiner l’énergie dans ces gouttelettes avant le lancement est une entrave, car la gravité n’agit pas et la tension superficielle colle les gouttelettes à leur corps. Elles doivent littéralement les catapulter. Uriner est très difficile quand on est un tout petit insecte. C’est pour ça que j’adore les étudier. 
Ce mini ingénieur a trouvé la solution pour survivre avec seulement l’eau des liquides du xylème. Il a compris qu’il devait boire beaucoup et uriner beaucoup. Ce n’est pas si différent d’autres ingénieurs de ma connaissance un vendredi soir dans un bar. 
(Rires) 
Mais pour y parvenir, il a compris qu’il devait développer une structure en catapulte et projeter ces gouttelettes à grande vitesse. Du coup, quand on étude de nouveaux insectes, je dis à mes étudiants : « Ce n’est pas un insecte, c’est une fonction. » 
[Jeu de mots intraduisible] (Rires) 
(Applaudissements) 
Pourquoi tout ceci est-il intéressant ? Quelles applications pratiques pouvons-nous imaginer ? Peut-être, un jour, qui sait, ces idées, ces principes nous aideront-ils à concevoir des systèmes d’éjection d’eau plus efficaces pour nos smartphones, nos montres, nos aides auditives. 
Mais sincèrement, ce n’est pas pour ça que le pipi d’insecte m’obsède depuis quatre ans. Je le fais parce que quand j’en parle à des enfants, ça titille leur curiosité. Quand je parle de pipi d’insecte, ça fait briller leurs yeux. Ils rient, ils courent dans le jardin, regardent les insectes et posent des questions. Cela leur rappelle que l’on peut trouver le merveilleux dans le banal, même dans notre jardin. Il suffit de regarder attentivement. 
Merci. 
(Acclamations) (Applaudissements) 
Cela m’a donné une petite envie. 
