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Innovation

S’inspirer du biomimétisme

le 11/05/2017

S’inspirer du vivant pour un mode de production plus économe en énergie, en matériaux, bref, plus intelligent, c’est ce que propose le biomimétisme.


Qu’ont en commun le lotus, le martin-pêcheur et la graine de bardane ? Tous ont servi à inspirer un matériau ou un procédé de fabrication. Ainsi, l’effet déperlant des matériaux hydrophobes est inspiré des feuilles de lotus ; le Velcro, de la graine de bardane ; et le TVG japonais, de la tête et du bec du martin-pêcheur. C’est le principe de la bioinspiration et du biomimétisme : s’inspirer du vivant pour produire plus intelligemment.

Pourtant, malgré les promesses qu’il porte, le biomimétisme ne se traduit aujourd’hui que par une quinzaine d’exemples. « Les techniques d’exploration du vivant sont finalement assez récentes », observe Kalina Raskin, directrice du Centre européen d’excellence en biomimétisme de Senlis (Ceebios). Et désormais, les recherches explosent, si l’on en croit le nombre de publications scientifiques et des brevets. « Cette accélération est le fait du progrès des connaissances sur la biologie et des techniques exploration du vivant, combinés avec l’accroissement du prix des ressources et une réglementation plus favorable à l’environnement », explique Kalina Raskin.

Si la Chine et les Etats-unis sont en avance, en Europe, c’est l’Allemagne qui est leader, avec un réseau des compétences bien identifiées, Biokon. La France aussi s’est mise en mouvement, bien que plus récemment, notamment avec la création du Ceebios en 2014.

« Notre première mission est de structurer les acteurs du biomimétisme en France, en établissant un état de l’art, en développant des outils et une méthodologie », poursuit Kalina Raskin. Il est notamment chargé d’aider les régions à structurer un réseau local. La Nouvelle Aquitaine est la plus avancée : elle a réalisé son état de l’art, cartographié son réseau régional, et identifié l’axe du biomimétisme marin comme sa spécificité.

Les enjeux sont d’autant plus importants que le biomimétisme est une démarche d’innovation qui va bien au-delà de la reproduction de la forme - comme pour le TGV japonais. Les chercheurs s’inspirent également des fonctions du vivant, et de son organisation.

Appliqué aux enjeux énergétiques, il incite à réduire et optimiser la consommation de la ressource, à explorer des ressources non fossiles. « Le vivant a tiré parti de l’énergie solaire, du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau comme briques de base, et a une activité adaptée à la saisonnalité », rappelle Kalina Raskin. Des chercheurs travaillent notamment sur une photosynthèse artificielle pour produire de l’hydrogène, en utilisant des composés abondant. Dans la mobilité, des recherches ont été menées à l’université d’Evry, en partenariat avec un laboratoire de physiologie du sport pour adapter la consommation des véhicules hybrides (électrique-essence) à l’optimisation du métabolisme des marathoniens, qui adaptent la consommation de sucre ou de graisses en fonction du terrain. Ou encore la jeune société Eel Energy, qui a conçu une hydrolienne fonctionnant sur l’ondulation pour produire de l’énergie - et non une rotation, comme les éoliennes et hydroliennes actuelles.

Même richesse du côté des matériaux. Dans le vivant, les matériaux sont multifonctionnels, composites, stockent le CO2, sont produits à partir d’énergie solaire, auto-assemblés, biocompatibles et recyclables. Et surtout, ils sont fabriqués à partir de trois familles de polymères (protéines, glucides, lipides), là où l’homme en utilise 350… « Ce qui est remarquable, c’est qu’en associant une composition chimique simple avec une structure élaborée, le vivant a développé une grande diversité des propriétés : anti-abrasion, antifouling, antibactérien, themosensible, mécano-sensibilité, hydrosensibilité, olfaction… », complète Kalina Raskin. Ainsi l’aile du papillon Morpho, dont la couleur bleue n’est pas due à un pigment mais des structures de 1 micromètre qui diffractent la lumière - cette coloration structurale commence à être utilisée en cosmétique. Et des fabricants de panneaux solaires s’inspirent des filtres thermiques de certaines espèces pour dissiper la chaleur.

Pour fabriquer ces matériaux, la chimie devient verte et utilise, comme le vivant, des éléments abondant (carbone, oxygène, hydrogène, azote) combinés à des minéraux à l’état de traces. Le tout dans un milieu aqueux (sans solvants toxiques), en faisant appel à des enzymes pour la fabrication et le recyclage, etc. Des principes appliqués pour fabriquer du verre à température ambiante aves des microalgues, ou dépolluer des sols avec des plantes, et utiliser les métaux polluants récupérés pour faire des catalyseurs biologiques.

« Le vivant est aussi source d’inspiration pour tout ce qui relève de l’information : de l’organe qui traite l’information au processus de transmission », détaille Kalina Raskin. La nature a inventé le stockage moléculaire, la transmission chimique, électrique ou acoustique, l’intelligence collective, divers capteurs… La société Chronocam développe ainsi une caméra inspirée de l'oeil humain. Un autre acteur développe des algorithmes d’optimisation de la collecte des déchets, directement inspiré de l’intelligence collective.

« C’est aussi la permaculture, qui développe les interactions entre les espèces, par opposition à l’agriculture intensive ». La bioinspiration peut aller encore plus loin, pour repenser les villes et l’habitat comme partie intégrante de la nature (utilise le solaire, traite l’eau, accueille la biodiv…). C’est l’objet du Living Future Institute, qui a labellisé 300 bâtiments dans le monde.


Cet article  est issu d'une conférence donnée pour la formation « Prospective, innovation et développement durable » proposée par l'Institut des futurs souhaitables, que je suis en tant que journaliste en résidence.
 

Pour aller plus loin :

Le salon Biomim'Expo, organisé par le Ceebios les 29-30 juin à Senlis

Les vidéos « Nature = futur ! »

Le Cabinet de curiosité biomimétique de l’Institut des Futurs souhaitables 

TEDTalk de Janine Benyus sur " le biomimetisme en action"

 

 

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L'auteur
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Albane Albane Canto

Rédactrice en chef adjointe
Canto

Présentation : Journaliste, je suis principalement les sujets santé-environnement, cleantechs, déchets et eau.

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