bioluminescence sur des coraux

Qu’est-ce que la bioluminescence ? Définition, historique et utilité de la cette source de lumière produite par certains organismes vivants et qui pourrait servir dans le cadre de la transition énergétique.



La définition en quelques mots

C’est quoi la bioluminescence ? Eh bien, c’est simplement la production et l’émission de lumière par un organisme vivant. Cette lumière provient d’une réaction chimique de l’organisme qui transforme l’énergie chimique en énergie lumineuse. Ce phénomène est observé notamment auprès des organismes marins. Le phytoplancton, le krill ou certains poissons produisent cette lumière bleue ou verte dans les mers et les océans. Il semblerait d’ailleurs que 76% des organismes pélagiques (c’est à dire les poissons, crustacés et planctons qui vivent sous la surface) produisent de la bioluminescence.

bioluminescence sur des méduses
Les méduses produisent de la bioluminescence, comme 76% des organismes pélagiques.


Et pour aller plus loin

Cette émission de lumière au sein d’un organisme se fait par une réaction biochimique entre une protéine substrat qu’on appelle la luciférine, et une enzyme, la luciférase. C’est ici que les choses se compliquent un peu. Mais on résume : Lorsque la luciférine et la luciférase se rencontrent, elles s’associent pour former un ensemble. Cet ensemble permet l”oxydation de la luciférine. Cette oxydation fait passer la luciférine d’un état stable à un état électroniquement excité et instable. Cependant, une fois l’oxydation terminée, la luciférine retourne à son état stable. Elle émet alors un photon qui produit de la lumière.

Cette luminescence est réalisée par un grand nombre d’espèces vivantes. C’est le cas des vers luisants et de quelques champignons. Mais dans une certaine mesure, l’humain produit également de la bioluminescence. À un niveau si faible qu’elle est cependant invisible. Généralement, la luminescence est d’ailleurs une lumière sans chaleur. C’est ce qu’on appelle une lumière froide. D’où sa couleur verte et bleue.
Cependant, la bioluminescence ne doit pas être confondue avec la fluorescence ou la phosphorescence. En effet, ces procédés ne fonctionnent pas de la même manière. Les molécules fluorescentes ne produisent pas de lumière par exemple. Elles se contente d’absorber des photons sur une durée limitée.

Quel est le rôle de cette réaction chimique pour les animaux ? Les scientifiques qui se sont penchés sur ce phénomène proposent différentes hypothèses. La bioluminescence pourrait ainsi être une solution de communication entre animaux. Elle peut également être utilisée comme une sorte de camouflage (l’animal émet une lumière qui ressemble aux reflets de la lumière à la surface de l’eau). Il se peut aussi qu’il s’agisse de mécanismes de répulsion (pour les prédateurs) ou d’attraction (pour les proies et/ou les partenaires).

projection de ville éclairée grâce aux solutions de la start-up Glowee
La start-up Glowee propose d’utiliser la bioluminescence pour l’éclairage public des villes.


Pourquoi on en parle ?

L’urbanisation croissante de nos territoires doit se faire dans un souci de transition énergétique capable de minimiser notre impact sur le climat. À ce titre, les smart-city de demain vont devoir réguler le problème que représente l’éclairage public. En France, par exemple, la quantité de lumière émise par le seul éclairage public a augmenté de 94% en 20 ans

Or, la pollution lumineuse de nos villes constitue à la fois un problème de santé pour les humains, mais surtout un problème environnemental. D’abord, pour des raisons de consommation d’énergie. Ensuite pour les impacts néfastes que cela a sur la biodiversité. De ce fait, il existe de plus en plus de solutions qui permettent de mieux gérer l’éclairage public.

C’est notamment le cas de l’entreprise Glowee qui utilise la bioluminescence pour produire des éclairages doux et naturels. La start-up utilise pour ce faire un gène emprunté à une espèce de calamar. Ce gène responsable de la bioluminescence est intégré ensuite à des bactéries (de type E.Coli). Et grâce à l’apport d’un sucre particulier, ces bactéries produisent une lumière douce et bleue jusqu’à épuisement du milieu. Demain, la bioluminescence pourrait donc être une solution naturelle pour éclairer nos maisons ou nos villes.


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