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Les films Avatar de James Cameron figurent parmi les plus gros succès du cinéma, offrant des visuels époustouflants et une immersion dans un paysage où la flore semble presque magique. L’univers de Pandora, peuplé de Na’vi bleus et de plantes lumineuses, a longtemps enchanté les spectateurs qui rêvaient de s’y promener un jour. Des chercheurs font aujourd’hui un pas de plus vers cette vision en mettant au point des plantes organiques capables de briller dans l’obscurité, ouvrant la voie à une forme d’éclairage naturel et durable.
En août 2025, une équipe de l’Université agricole du Sud de la Chine (Guangzhou) a publié dans la revue Matter des résultats décrivant une luminescence multicolore et uniforme chez des plantes vivantes conçues par ingénierie des matériaux. Le chercheur principal a décrit ce travail comme la mise au point d’une lampe végétale vivante, capable d’être chargée par la lumière et de diffuser une lumière continue, ce qui marque une étape importante dans le domaine des technologies d’éclairage fondées sur des plantes.
Bioluminescence dans la nature
La bioluminescence, ce phénomène de lumière produite par des organismes vivants, existe déjà dans la nature. Chez les lucioles, par exemple, l’abdomen émet de la lumière grâce à l’association de luciférine et d’enzymes luciférases avec l’oxygène pour attirer un partenaire. Dans les abysses, les poissons et autres créatures utilisent la lumière pour chasser ou communiquer; on estime que près des trois quarts des espèces des grands fonds émettent une forme de bioluminescence. Autrefois perçue comme un prodige, ce phénomène peut aussi se manifester près des côtes et sur certaines micro-organismes marins, comme le phytoplancton, qui peut briller dans des eaux chaudes et calmes et sur certaines plages.
La science derrière les plantes bioluminescentes
Si aucune bioluminescence naturelle n’est encore présente chez les plantes, des équipes de recherche ont réussi à reproduire cet effet chez des plantes génétiquement modifiées. Une startup a présenté Firefly Petunia, une pétunia qui exploite un ADN issu d’un champignon lumineux pour conférer une lumière apparente à la plante. Toutefois, l’éclairage produit reste très faible et insuffisant pour les usages pratiques envisagés par la recherche dans ce domaine.
Autre exemple, une orchidée Phalaenopsis fluorescente, dévoilée en 2024 par une équipe de l’Université de Chiba et montrée lors d’un grand salon d’orchidées à Tokyo, porte un gène codant une protéine fluorescente extraite du plancton Cyridius poppei. Cette orchidée peut émettre une fluorescence jaune-verte, mais uniquement sous une illumination spécifique. L’édition génétique est aussi une voie privilégiée dans des laboratoires tels que le MIT pour développer des plantes lumineuses.
En revanche, l’Université agricole du Sud de la Chine a choisi une autre approche. Ses expériences ont consisté à injecter la succulente Echeveria « Mebina » avec des nanoparticules d’ aluminat de strontium, le matériau luminescent bien connu pour son usage dans les jouets pour enfants. Cette technique permet de produire des plantes autour d’un arc-en-ciel de couleurs — rouge, bleu et vert — le matériau absorbant la lumière et la réémettant pendant des heures après l’exposition, ce qui les rend essentiellement rechargeables.
Applications pratiques
Les chercheurs de l’Université agricole du Sud de la Chine ont dû surmonter des obstacles importants, notamment le fait que l’aluminate de strontium se dégrade naturellement après avoir été intégré dans la plante, provoquant des dommages cellulaires. Ils ont contourné ce problème en développant un revêtement qui empêche le matériau de pénétrer dans les cellules après décomposition. Bien que la lumière ne dure que quelques heures après la charge, elle peut être réactivée et émettre de la lumière pendant environ 25 jours, puis s’estomper progressivement.
L’équipe est enthousiaste à l’idée de passer à une production à plus grande échelle des plantes « Avatar », qui pourraient devenir une source lumineuse pratique. Dans une démonstration, un mur composé de 56 plantes aurait été capable d’éclairer suffisamment pour lire du texte et éclairer le visage d’une personne placée à environ 10 centimètres. Bien que la technologie ne soit pas encore au niveau d’un éclairage fonctionnel répandu, les chercheurs estiment que des améliorations à la luminosité et à la durée, associées à des évaluations de sécurité concluantes, pourraient permettre demain d’éclairer jardins et espaces publics par des plantes lumineuses.