16 exemples de biomimétisme

Le biomimétisme est une discipline fascinante qui consiste à s’inspirer des solutions trouvées par la nature et l’énergie pour résoudre nos propres défis.

Quelle est la définition du biomimétique dans la science et quels sont ses enjeux dans le recherche de projets ?

Cet article met en lumière 16 exemples remarquables de biomimétisme qui démontrent comment la nature peut nous inspirer à améliorer nos systèmes d’énergie, de gestion de l’eau, et du développement durable.

Quelle est la définition du biomimétisme ?

Le biomimétisme, aussi appelé biomimicry en anglais, est une approche scientifique et de design qui s’inspire des structures, des systèmes et des stratégies trouvées dans notre développement pour résoudre des problèmes humains complexes.

Le mot « biomimétisme » et ses exemples viennent du grec « bios » qui signifie « vie » et « mimesis » qui signifie « imiter ».

Dans le contexte du vivant, les chercheurs et les concepteurs cherchent à comprendre comment la nature a résolu certains défis au fil de l’évolution et l’environnement, comme l’efficacité énergétique, la résistance aux forces naturelles, la régulation de la température et plus encore.

En imitant ces solutions, nous pouvons créer des technologies et des designs plus durables, efficaces et respectueux de l’environnement.

Les différentes normes

Le biomimétisme, en tant que discipline, n’a pas à proprement parler de « normes » au sens réglementaire du terme. Cependant, il existe des principes directeurs qui orientent la pratique de cette innovation.

Ces principes, bien qu’ils puissent varier légèrement d’une source à une autre, gravitent généralement autour des points suivants :

• Respecter la nature : L’objectif principal du biomimétisme est d’apprendre de la terre, pas de l’exploiter ou de lui nuire. Il s’agit donc d’observer et d’imiter les systèmes naturels de manière respectueuse et durable.
• S’inspirer de la terre comme modèle, mesure et mentor : C’est une phrase souvent citée par Janine Benyus, une figure majeure dans le domaine du biomimétisme. Cela signifie que nous devrions chercher à imiter non seulement les formes, mais aussi ses processus, systèmes et stratégies.
• Chercher des solutions non seulement à la forme, mais aussi au niveau des systèmes : Le vivant ne se limite pas à copier la forme d’un organisme ou d’un écosystème naturel. Il s’agit également de comprendre comment ces formes s’intègrent dans des systèmes plus larges et de chercher à imiter ces systèmes dans nos propres technologies et infrastructures.
• Favoriser la durabilité : Cette norme biomimétique vise à créer des solutions qui sont non seulement efficaces, mais aussi durables sur le long terme. Cela signifie que nous devrions chercher à imiter la manière dont la nature recycle les ressources, minimise les déchets, et s’adapte aux changements environnementaux.
• Promouvoir la biodiversité : Le biomimétisme reconnaît l’importance de la biodiversité pour la santé et la résilience des écosystèmes. En s’inspirant de la nature, nous devrions chercher à favoriser la biodiversité dans nos propres systèmes et technologies.

Ces principes directeurs biomimétiques et à assurer qu’elle est menée de manière éthique et durable pour l’environnement.

16 exemples de biomimétisme dans notre environnement

Le biomimétisme en architecture nous permet de repenser notre approche de la conception des bâtiments pour les rendre plus durables, plus efficaces et en harmonie avec la nature.

C’est une approche qui est susceptible de devenir de plus en plus importante à mesure que nous cherchons des moyens de réduire notre impact sur l’environnement.

Voici 16 exemples de biomimétisme qui ont déjà connu des succès et qui ont permis de faire connaitre les méthodes d’innovation.

Premier exemple de biomimétisme : Le Velcro

Le Velcro est souvent cité comme un exemple classique et emblématique de biomimétisme. L’histoire raconte que l’invention du Velcro a été inspirée par la nature, plus précisément par une promenade dans la campagne suisse.

Dans les années 1940, l’ingénieur suisse Georges de Mestral était en promenade avec son chien lorsque tous deux sont revenus couverts de burdocks, ou bardanes, des petites graines munies de crochets qui s’accrochent aux poils des animaux pour se disséminer.

Intrigué par ces graines tenaces, de Mestral a examiné sous un microscope ces minuscules crochets qui leur permettaient de s’accrocher si fermement à la fourrure de son chien.

C’est cette observation qui a mené à l’invention du Velcro, un système de fermeture qui imite le système de crochet et de boucle des burdocks. Son nom est d’ailleurs un mot-valise formé à partir des mots français « velours » et « crochet ».

Il est devenu un produit omniprésent dans notre vie quotidienne, utilisé dans une grande variété de produits, des vêtements aux équipements sportifs, en passant par les objets domestiques.

C’est une démonstration et un exemple de biomimétisme puissant de la façon dont une observation attentive de la nature peut conduire à des innovations importantes.

Les panneaux solaires inspirés des feuilles

Les panneaux solaires sont l’un des nombreux exemples d’innovation inspirée par la nature, un processus biomimétique.

En particulier, les panneaux solaires s’inspirent de la capacité des feuilles à capturer l’énergie du soleil et à la convertir en recherche utilisable, un processus connu sous le nom de photosynthèse.

La photosynthèse est un processus incroyablement efficace. Les plantes utilisent la lumière du soleil pour convertir l’eau et le dioxyde de carbone en glucose, une forme d’énergie qu’elles peuvent stocker et utiliser.

Ce processus est réalisé grâce à une série de réactions chimiques complexes qui se produisent à l’intérieur des cellules de la plante.

En effet, les chercheurs ont longtemps cherché à imiter ce processus dans le but de créer des panneaux solaires plus efficaces.

L’une des approches les plus prometteuses est l’utilisation de la « photosynthèse artificielle », qui vise à reproduire le processus de conversion du soleil en chimique utilisable.

En s’inspirant des feuilles et du processus de photosynthèse, les scientifiques cherchent à développer des panneaux solaires qui peuvent capturer plus de lumière et la convertir en électricité de manière plus efficace.

Par exemple, certains panneaux solaires sont conçus pour avoir une structure « en relief » qui imite la façon dont les feuilles captent la lumière du soleil sous différents angles, ce qui augmente leur efficacité.

La peau du requin et la réduction de la résistance à l’eau

L’un des exemples de biomimétisme les plus fascinants est l’étude de la peau du requin pour réduire la résistance à l’eau. Les requins sont des nageurs incroyablement efficaces, en partie grâce à leur structure unique.

Elle n’est pas lisse comme on pourrait le penser, mais recouverte de minuscules denticules cutanés, sortes de petites « dents » de peau. Ces denticules créent des micro-courants dans l’eau qui réduisent la traînée, permettant au requin de nager rapidement et silencieusement.

Cette découverte a inspiré plusieurs innovations. Par exemple, des fabricants de maillots de bain ont développé des tissus qui imitent la texture de la peau de requin pour aider les nageurs à réduire leur résistance à l’eau et à augmenter leur vitesse.

De même, des revêtements inspirés de la peau de requin sont utilisés dans la conception des coques de navires pour améliorer leur efficacité énergétique en réduisant la résistance à l’eau.

Ailes de baleine et éoliennes : Une innovation biomimétique

L’article publié sur Les Echos décrit une innovation dans la conception des pales d’éoliennes inspirée des nageoires des baleines à bosse. Le trio composé de Stephen Dewar, Philip Watts et Frank Fish a développé des pales rotatives plus puissantes, plus économes et plus silencieuses. Leur invention permet aux parcs éoliens de produire jusqu’à 20 % d’énergie supplémentaire avec un vent plus faible.

La conception s’inspire des bosselures situées sur le bord antérieur des nageoires pectorales des baleines à bosse, qui améliorent le rendement et diminuent le bruit. Les pales équipent divers mécanismes, des éoliennes aux ventilateurs industriels et aux ordinateurs.

Points de réflexion

1. Innovation Disruptive: Comment cette innovation biomimétique pourrait-elle révolutionner l’industrie de l’énergie éolienne et contribuer à une transition énergétique plus durable?
2. Applications Multiples: Au-delà des éoliennes, quelles autres applications pourraient bénéficier de cette technologie inspirée des baleines à bosse?
3. Conservation de la Nature: Étant donné que cette innovation s’inspire directement de la nature, comment peut-elle contribuer à sensibiliser le public à la conservation de la biodiversité, en particulier des baleines à bosse?

Cette innovation est un excellent exemple de la manière dont le biomimétisme peut être appliqué pour résoudre des défis complexes dans divers domaines, tout en promouvant la durabilité et la conservation de la nature.

Systèmes de refroidissement inspirés des éléphants

Les éléphants utilisent leurs grandes oreilles comme des systèmes de refroidissement naturels. Le flux sanguin à travers les veines des oreilles permet de dissiper la chaleur corporelle, ce qui aide à réguler la température de l’animal dans des environnements chauds. Cette idée a été appliquée pour améliorer les systèmes de climatisation et de refroidissement dans diverses applications, notamment les bâtiments et les véhicules.

Les éléphants utilisent leurs grandes oreilles pour réguler leur température corporelle. Les oreilles agissent comme des radiateurs, où le sang chaud circule à travers de nombreux petits vaisseaux sanguins, se refroidit et retourne ensuite au reste du corps. Ce mécanisme est particulièrement efficace dans des environnements chauds et secs.

Les autres exemples de biomimétismes qui ont fait leurs preuves

Les essaims d’oiseaux ou de poissons ont inspiré des algorithmes pour optimiser le trafic, les réseaux d’énergie et les systèmes de livraison, réduisant les pertes et améliorant l’efficacité.

Voici 7 autres exemples biomimétique que les ingénieurs ont découvert.

• L’architecture inspirée des termitières : Les termitières maintiennent une température constante grâce à leur conception ingénieuse. Cette stratégie a été utilisée pour créer des bâtiments plus écoénergétiques.
• Le mimétisme des cônes de pin pour la gestion de l’eau : Les cônes de pin s’ouvrent et se ferment en fonction de l’humidité, un principe adopté par certains matériaux intelligents pour la gestion de l’eau.
• L’auto-nettoyage des feuilles de lotus : La surface des feuilles de lotus est autonettoyante, repoussant l’eau et les particules de saleté. Ce concept est utilisé dans les revêtements auto-nettoyants.
• Le camouflage des céphalopodes : Les calamars et les pieuvres peuvent changer la couleur et la texture de leur peau pour se camoufler. Ce principe inspire des matériaux «caméléon» pour diverses applications.
• L’efficacité énergétique des fourmis : Les fourmis utilisent des chemins optimaux pour consommer le moins d’énergie possible. Cette logique a été appliquée à la logistique et à l’optimisation des itinéraires.
• L’inspiration des éponges de mer pour des matériaux plus solide : Les éponges de mer ont une structure extrêmement résistante et légère. Ces principes ont été appliqués à la conception de matériaux composites.
• Les systèmes de refroidissement inspirés des éléphants : Les éléphants utilisent leurs oreilles comme systèmes de refroidissement naturels. Cette idée a été utilisée pour améliorer la climatisation.

Ces exemples de biomimétisme montrent comment le comportement collectif dans la nature peut nous aider à résoudre des défis complexes en matière d’efficacité et de coordination.

En étudiant et en imitant ces comportements biomimétiques, nous pouvons développer des solutions plus intelligentes et plus durables.

Exemple de biomimétisme et architecture

L’architecture est un domaine dans lequel le vivant a une influence croissante. En s’inspirant de la nature, les architectes et les concepteurs peuvent créer des bâtiments plus durables, plus efficaces et plus en harmonie avec leur environnement.

Voici 4 exemples notables :

• Termitières : Les termitières sont des merveilles d’ingénierie naturelle, capables de maintenir une température constante dans des conditions extérieures extrêmement variables. L’architecte Mick Pearce s’est inspiré de cette conception pour le bâtiment du Eastgate Centre à Harare, au Zimbabwe, qui utilise un système de ventilation similaire pour réduire les coûts de climatisation.
• Coquillages : Les coquillages présentent une structure résistante et légère qui a inspiré de nombreux designs architecturaux. Par exemple, le stade national de Pékin, également connu sous le nom de « nid d’oiseau », utilise une structure extérieure tissée qui rappelle les structures naturelles des nids et des coquillages.
• Formes biomorphiques : De nombreux architectes ont été inspirés par les formes organiques. Par exemple, l’architecte espagnol Antoni Gaudí, célèbre pour ses bâtiments à Barcelone, a utilisé des formes inspirées des arbres, des coquillages et d’autres éléments naturels dans ses designs.
• Feuilles : Les feuilles, avec leur capacité à capter l’énergie solaire et à gérer l’eau, sont une autre source d’inspiration. Certains bâtiments intègrent des panneaux solaires dans le design de leur toit, imitant la façon dont une feuille capte.
• Le gecko : Ces petits reptiles sont surtout connus pour leur capacité à grimper sur pratiquement n’importe quelle surface, y compris les murs verticaux et les plafonds. Cette capacité incroyable est due à la structure unique de leurs pattes.

Conclusion sur les exemples de biomimétisme

Le biomimétisme offre une perspective inestimable pour l’innovation et le progrès. En nous tournant vers la nature, une ingénieuse ingénieure qui a testé et affiné ses designs pendant des milliards d’années, nous trouvons une riche source d’inspiration.

Du Velcro inspiré de la bardane, aux panneaux solaires qui imitent la photosynthèse des feuilles, en passant par les revêtements de navires inspirés de la peau du requin et les algorithmes d’optimisation inspirés des fourmis, les exemples de biomimétisme sont nombreux et variés.

Plus qu’un simple outil pour développer de nouvelles technologies, l’idée biomimétique est une philosophie qui nous rappelle notre connexion et l’importance de respecter et de protéger l’environnement.

Alors que nous nous efforçons de construire un avenir plus durable, il nous montre la voie à suivre, en nous rappelant que nous avons beaucoup à apprendre de la nature.

Alors, la prochaine fois que vous vous promenez dans la nature, prenez un moment pour observer le monde qui vous entoure. Vous pourriez juste trouver l’inspiration pour la prochaine grande innovation.