Une bactérie dans une goutte d'eau ne se contente pas de nager : elle explore l'espace autour d'elle, décide où tourner et trouve la sortie d'un labyrinthe complexe. Les nageurs microscopiques artificiels, eux, n'en étaient pas capables jusqu'ici : il fallait les guider à la main, en leur envoyant des signaux de l'extérieur. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs a montré que de minuscules gouttelettes-agents peuvent se passer de guide.
Le secret réside dans les signaux chimiques et hydrodynamiques que les agents eux-mêmes diffusent autour d'eux. Une gouttelette active qui se déplace dans un liquide laisse derrière elle une traînée de substances et de perturbations d'écoulement. Cette traînée se réfléchit sur les parois et les obstacles, revient vers la gouttelette — et celle-ci « entend » l'écho, comme une chauve-souris dans l'obscurité. Grâce au signal réfléchi, l'agent comprend où se trouve le passage et où est le cul-de-sac, et change de direction.
Ce mécanisme rappelle l'écholocation, mais au lieu du son, ce sont la chimie et le courant qui jouent ce rôle. Lors d'expériences, les agents synthétiques ont réussi à traverser des labyrinthes et à transporter une charge microscopique à travers un environnement complexe. C'est une étape importante : on pensait auparavant que la navigation autonome et la prise de décision étaient le privilège des cellules vivantes. Désormais, les systèmes artificiels ont une chance d'apprendre à le faire.
À terme, ces micro-nageurs pourraient travailler dans des canaux minuscules — par exemple, délivrer un médicament précisément à une cellule malade ou éliminer des polluants de matériaux poreux. Et tout cela sans contrôle externe, comme de véritables petits robots éclaireurs.
Les bactéries utilisent un principe similaire : elles détectent les gradients de substances chimiques et se dirigent vers la source de nourriture — c'est ce qu'on appelle le chimiotactisme. Aujourd'hui, les agents synthétiques peuvent aussi « sentir » leur propre traînée pour s'orienter.