Utilisation du Biomimétisme pour innover durablement
Dernière modification le 26/02/16
II/ Le Biomimétisme
A/ Le principe
C’est en étant proche de la nature que l’on peut le plus facilement la comprendre et donc, qu’on peut mieux l’imiter. Dès que l’homme à su observer il y a eu Biomimétisme.
On peut supposer que les premières cabanes s’inspirent des nids de certains animaux. Il y avait reproduction sans véritable pensée, il s’agissait plus de s’adapter à un milieu hostile, que de créer .
Qui ne connait pas Astérix? De façon humouristique la bande dessinée Astérix met en avant le biomimétisme utilisé par les Romains. En effet dans "Astérix et Cléopatre", César attaque en "formation de tortue". (photo) Dans le “De bello gallico” ( la guerre des Gaules) César explique ce
biomimétisme, de carapace artificielle,
faite de boucliers, inspirés de la
carapace de la tortue.
Bien-sûr à la Renaissance on pense à
Léonard De Vinci dans “Ses Carnets”
qui montrent un très grand nombre
d’inventions qui s’inspirent de la nature comme par exemple la libellule-hélicoptère. Ces inventions n’aboutiront pas à l’époque de Léonard De Vinci car il ne possédait pas tous les matériaux et les technologies qui en permettent la réalisation.
Depuis, de nombreux autres exemples, plus travaillés ont vu le jour.
Nous venons de voir que le biomimétisme peut servir le progrès de l’Homme, ou à l’inverse sa destruction: la tactique de guerre de Jules César. Dans le cadre de notre problématique, le biomimétisme dans son principe, peut-il être un support au développement durable?
Le biomimétisme consiste à s’inspirer de la nature pour créer ou modifier des techniques ou des technologies. Le biomométisme est une voie importante pour innover de différentes façon:
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Innover dans les procédés, par imitation de procédés de fabrication au sein du vivant :
Il permet d’observer et de comprendre certains mécanismes et interfaces moléculaires et de les reproduire afin d’améliorer nos technologies (amélioration des textiles, etc…) ou encore de reproduire certaines fonctions de l’organisme pour le soigner.
Exemple:
Dans le cas de l’amélioration des technologies, nous pouvons prendre pour exemple la feuille de lotus. Celle-ci a une surface hydrophobe (on parle d’effet lotus) Son observation a permis d’inventer des textiles qui ne se mouillent pas (ou très peu). L’hydrophobie de la feuille de lotus vient d’une double structure hydrophobe : la surface est constituée de papilles très petites sur lesquelles reposent de la cire. Cette dernière étant hydrophobe, l’eau ne peut pas parvenir jusque dans les interstices de la surface de la feuille. Les points de contact entre eau et surface sont donc fortement diminués voire inexistants.
papilles
cire
Surface d'une feuille de lotus vue au microscope
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Innover dans les formes, par imitation de la morphologie d’organismes vivants :
Le biomimétisme cherche ici à observer les modèles existants dans la nature, à tenter d’en comprendre l’intelligence et à étudier la possibilité d’en reproduire les formes ou les processus.
Exemple :
Le TGV “Shinkansen” qui relie Tokyo/Osaka à Hakata en traversant de nombreux de tunnels. A chaque traversée de tunnel (où l’air est comprimé et où sa résistance augmente), la différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur créait une perte de vitesse du TGV. Des ingénieurs ont alors eu l’idée de s’inspirer de la forme du bec du martin pecheur oiseau pour l’appliquer au TGV. En effet, la forme du bec du martin pêcheur lui permet de passer d’un élément à l’autre (de l’air à l’eau) sans éclaboussures et en amortissant le choc du passage entre ces deux milieux de résistances différentes. Sa vitesse est aussi maintenue dans l’eau (milieu à plus grande résistance que l’air).
Martin pecheur
TGV “Shinkansen” série 500
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Innover dans nos modes d’organisation, en imitant l’organisation de certains écosystèmes et des interactions entre les êtres vivants:
Cette approche, axée sur ce que nous pouvons apprendre du fonctionnement de la biosphère*, de l'évolution et de l'adaptation des espèces et des écosystèmes**, implique pour nous une nouvelle façon de voir la nature et les services qu'elle peut nous fournir.
D'après Janine Benyus, la nature nous donne de nombreuses leçons. Elle utilise notamment une source d'énergie principale (l'énergie solaire) et n'utilise que la quantité d'énergie dont elle a besoin, elle optimise cette énergie, elle adapte la forme à la fonction et elle recycle tout. Nous pouvons donc nous demander si le biomimétisme peut être une réponse au développement durable ?
*biosphère: Ensemble des écosystèmes de la Terre
**écosystèmes: Ensemble formé par un environnement et toutes les espèces qui y vivent s'y nourrissent et s'y reproduisent.
B. Une solution à un développement durable
Le schéma montre que toute solutions durables doit résulter d’un équilibre entre l’écologique, l’économique et le social.
La vie résulte de 3.8 milliards d’années d’évolutions et d’adaptations aux conditions de vie imposées par le milieu. Après avoir souillée la nature pendant longtemps, l’Homme cherche de plus en plus à innover de façon respectueuse envers elle. Pour cela, il opte pour un développement durable (développement répondant aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre à leurs propres besoins) s’appuyant sur trois piliers : environnemental, économique et social. Toutes les solutions durables doivent donc créer un équilibre entre ces piliers.
En se calquant sur la nature, le biomimétisme permet de répondre à certains de nos besoins, en utilisant les expériences réussies et totalement intégrées dans la nature ayant permis de la préserver. Le biomimétisme pourrait donc entrer dans cette optique de développement durable.
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Aspect environnemental et économique
Imitation de la morphologie d’organismes vivants
Nous pouvons construire des batiments dont l'architecture respecte l’environnement cela en visant notamment à maximiser les ressources disponibles.
Exemple :
L’Eastgate center, situé à Harare au Zimbabwe est un centre commercial dont l’architecture s’inspire de celle des termitières. Elle s’inspire du système de ventilation de celle-ci pour optimiser les échanges de chaleurs dans ce centre commercial et permet donc une très basse utilisation d'énergie pour se rafraîchir. Cette architecture amène ainsi une protection de l’environnement : il n’y a pas d’utilisation de climatisation et d’énergies fossiles pour se rafraîchir.
 Photo de l'extérieur de l’Eastgate Cente |  Photo de l'intérieur de l’Eastgate Cente |
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 Schéma de la circulation d’air dans l’Eastgate Center, photo d’une termitière et de l’intérieur de l’Eastgate Center |  Schéma du système de ventilation d’une termitière |
Ainsi, le rafraichissement de l’Estgate Center consomme seulement 10 % de l’énergie d’un centre commercial climatisé.
Une utilisation du biomimétisme permet donc de préserver la nature à court, moyen et long terme. Il respecte bien le pilier environnemental. De plus la conception unique de l’Eastgate center leur a permis d'économiser 3,5 millions de dollars en coûts d'énergie sur les cinq premières années d'existence du bâtiment.
Le biomimétisme influe donc aussi dans le pilier économique.
Innover dans les modes d'organisation :
En s'inspirant de l'exemple des forêts (dans lesquelles les plus grands arbres protègent les plus petits des intempéries et du soleil), nous pourrions construire des villes avec une organisation plus logique. Construire côte à côte des entreprises dont les déchets de l'une sont les matières premières de l'autres permettrait de réduire les coûts de transports (et donc le coût des produits finis) et éviter l'émission de gaz nuisibles à notre santé (CO2, etc.) due au transport et répondrait aussi à un enjeu de recyclage.
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Aspect social
Décalquer l'organisation de certains écosystèmes et les intéractions entre les êtres vivants nous permettrait aussi d'améliorer notre éthique de l'environnement.
Etudier les organismes vivants (comme les fourmis qui travaillent et s’entraident pour le biens de la fourmilière et de la reine), les animaux ou les végétaux (et les préserver) est donc essentiel pour notre développement, d'autant plus que nous le voulons durable. Le biomimétisme a le potentiel d’améliorer considérablement nos modes de vie en nous incitant à améliorer nos rapports et échanges entre Hommes (plus de solidarité, de tolérance, etc...) et notre éthique envers l'environnement.
En Martinique, le passage au biomimétisme serait très interessant : compte tenu du grand nombre de sources d’énergie présententes sur l’île. Dans le cadre de la transition énergétique, la Martinique peut espérer faire d’importantes économies d’énergie. Seulement, tout cela pourrait être limité par la contrainte économique et la méconnaissance du concept du biomimétisme, comme l’ont montré les résultats du sondage.
Ainsi, le biomimétisme peut aider l’espèce humaine à “prolonger” son passage sur la Terre en lui permettant d’observer ce qui fonctionne autour de lui et de chercher à l’adapter à son mode de vie. Mais le biomimétisme nous permet aussi de changer notre manière d’estimer la nature qui nous entoure. Il nous encourage à la considérer comme une source d'inspiration plutôt qu'uniquement comme une source de biens.
Nous pourrions construire une société et un avenir meilleur en utilisant le biomimétisme.