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Les vertus du biomimétisme
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“ Apprenez de la nature, vous y trouverez votre futur — Léonard de Vinci. ”
Biomimétisme, définition
La bio-inspiration, ou le fait de copier la nature
Le fait de s’inspirer ou de copier la nature s’appelle le biomimétisme. Cette technique est définie par le Ministère de l’Aménagement du territoire et de la Transition écologique comme :
“ Le fait de s’inspirer des propriétés essentielles (par exemple des formes, compositions, processus, interactions) d’un ou plusieurs systèmes biologiques, pour mettre au point des procédés et des organisations permettant un développement durable des sociétés. ”
Autrement dit, il s'agit d’imiter ce que fait la nature pour développer des applications (surtout industrielles) — avec des coûts environnementaux et énergétiques bien inférieurs qu’aux techniques et approches classiques.
“ Notre langage industriel est très complexe, mais la nature dit bien davantage avec moins de mots et une syntaxe plus simple (source : Cairn, 2018). ”
Qui a inventé le biomimétisme ?
Le terme « biomimétisme » a été utilisé pour la première fois en 1969 grâce au chercheur américain Otto Schmidt. Toutefois, c'est dans les années 1980 qu'il a gagné en popularité, grâce à Janine Benyus, biologiste et environnementaliste, connue pour son ouvrage « Biomimicry: Innovation Inspired by Nature ». En vérité, la pratique est beaucoup plus ancienne.
Tout d’abord, imiter le vivant, ses formes, ses matières, ses structures ou ses règles de fonctionnement pour en tirer des solutions ingénieuses n’est pas une idée nouvelle.
Nos ancêtres, fins observateurs du monde naturel, savaient puiser dans le vivant des réponses à leurs besoins vitaux. À titre d’exemple, pour se protéger du froid, ils enveloppaient leur corps des peaux des bêtes, imitant la barrière naturelle des animaux face aux éléments. Sur l’eau, ils façonnaient des voiles et des embarcations dont les formes s’inspiraient des nageoires des poissons...
Cependant, l'inventeur du biomimétisme peut être retracé jusqu'à Léonard de Vinci, qui a toujours préconisé d'observer la nature pour trouver des solutions novatrices. Il a dédié son existence à déchiffrer ses lois grâce à de multiples observations, en prenant l'exemple des ailes d'oiseaux pour créer d'impressionnantes machines volantes (source : CNRS, 2020).
De la bio-inspiration au biomimétisme : copier la nature, mais pour quoi faire ?
“ Copier la nature pour optimiser les performances environnementales ne suffit pas, il est crucial de prendre en compte l’intention plus générale de réconcilier biosphère avec la technosphère. Quelle ironie cruelle sinon, de nous inspirer de la biodiversité en crise pour mieux continuer à la détruire ! (source : Le Monde, 2018) ”
La bio-inspiration désigne toute idée ou technologie inspirée du vivant, même de façon lointaine ou partielle.
Le biomimétisme, lui, va plus loin : il repose sur une démarche rigoureuse, scientifique et systémique, qui cherche à imiter les stratégies du vivant pour répondre à un besoin humain, tout en respectant les équilibres naturels.
En résumé, tout biomimétisme est bio-inspiré, mais toute bio-inspiration n’est pas du biomimétisme.
“ Quand la nature sert d’exemple au biomimétisme ”
“ Le vivant dispose de fabuleux avantages : il est très varié, peut optimiser son utilisation d'énergie, évolue en fonction de son environnement, a des systèmes efficaces pour recycler ses « déchets » (source : Muséum national d'Histoire naturelle). ”
L'Homme trouve une inspiration inépuisable dans la nature, la biodiversité et les écosystèmes interconnectés pour élaborer de nouvelles approches. Les découvertes en sont encore à leurs balbutiements. Pourtant, la nature offre déjà de nombreux exemples inspirants, parmi lesquels on peut citer :
🦎
Le gecko
Le gecko, maître de l’adhérence grâce à ses millions de poils sous les pattes, inspire la robotique : un robot saisit mieux en posant ses doigts à plat, comme lui.
🐝
les abeilles
La structure en alvéoles des ruches permet un usage optimal de l’espace avec un minimum de matière — une idée reprise dans l’architecture, le design ou les matériaux légers.
⚖️
la moule
6,418 × 10²³ kg
🧊
Volume
1,63 × 10¹¹ km³
Le gecko
🦎En savoir +
Le gecko, maître de l’adhérence grâce à ses millions de poils sous les pattes, inspire la robotique : un robot saisit mieux en posant ses doigts à plat, comme lui.
🐝Les abeilles
En savoir +
La structure en alvéoles des ruches permet un usage optimal de l’espace avec un minimum de matière — une idée reprise dans l’architecture, le design ou les matériaux légers.
🦪La moule
En savoir +
Elle se fixe aux rochers grâce à des protéines très adhésives, efficaces même sous l’eau — une propriété utile, par exemple, pour coller du contreplaqué.
L’algue diatomée
🪸En savoir +
Micro-algue d’eau douce capable de fabriquer une coque en verre à partir de la silice présente dans l’eau — un exploit que l’humain ne réalise qu’à plus de 1 500 °C.
Comment fait-on le biomimétisme ?
“ Contrairement à l’Homme, l'étude de l’évolution nous montre que la nature ne maximise pas, elle optimise pour se protéger, s’adapter à son environnement, pour résister aux changements (source : CNRS, 2020). ”
Faire du biomimétisme, c'est d'abord changer de logique : au lieu de forcer des réactions coûteuses avec des éléments rares et des conditions extrêmes comme la chimie traditionnelle, il faut imiter la stratégie du vivant qui privilégie les éléments abondants et les processus doux.
Cette approche s'inspire directement de la "chimie verte", développée aux États-Unis dans les années 1990 pour limiter la pollution chimique (source : CultureSciences-Chimie).
“ Les principes à reproduire sont clairs : mobiliser les quatre éléments les plus abondants (carbone, hydrogène, oxygène, azote), utiliser l'énergie solaire, travailler à température et pression ambiantes, privilégier les solutions aqueuses, le recyclage métabolique, etc… (source : Cairn, 2018). ”
Le véritable biomimétisme consiste donc à comprendre les contraintes énergétiques et matérielles que la vie a résolues en 3,8 milliards d'années d'évolution, puis à transposer ces solutions dans nos technologies industrielles – en adoptant sa logique d'efficacité maximale avec un impact minimal.
Les inventions en biomimétisme pour une énergie décarbonée
Les inventions majeures en matière de biomimétisme se trouvent dans des secteurs spécifiques tels que l'architecture, l'économie circulaire, les énergies et la chimie, entre autres.
Une hydrolienne propulsée par les courants marins
EL ENERGY est une société française qui se distingue dans le secteur du biomimétisme. Elle a conçu une hydrolienne.
“ EL ENERGY développe l’Anguille (« Eel » en Anglais), une hydrolienne à membrane ondulante, fruit de longues années de recherches. Cette technologie de rupture permet notamment une génération électrique accrue, une maintenance simplifiée, une zone d'implantation étendue ainsi qu'un plus grand respect de la faune marine (source : EL ENERGY). ”
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Ainsi, cette hydrolienne à membrane ondulante génère de l'énergie par l'intermédiaire des courants marins. Sous l'effet de la pression du liquide en circulation, la membrane ondulée capte intégralement le flux : les déformations cycliques de la structure sont ensuite converties en électricité grâce à un dispositif électromécanique.
Cette option reste encourageante notamment parce qu'elle fonctionne jusqu'à 20 heures sur 24 (source : EL ENERGY), ne crée pas de désagrément visuel et peut être mise en place à proximité des côtes, ce qui lui confère plusieurs atouts.
Des bâtiments durables grâce au biomimétisme dans l’architecture
Le biomimétisme dans l’architecture pourrait être un levier puissant pour décarboner nos sociétés pour les raisons suivantes :
Réguler la température des bâtiments et éviter les effets de surchauffe des bâtiments contemporains (ex: en s’inspirant des cactus qui parviennent à résister à de très fortes chaleurs).
Optimiser l’utilisation de la lumière en optimisant la forme du bâtiment pour gagner en luminosité.
Réduire les besoins en matériaux grâce à des structures inspirées du vivant (coquilles, os, toiles d’araignée…) qui offrent légèreté, solidité et efficience. Pour en savoir plus à ce sujet, consultez notre article sur les biomatériaux !
Enfin, on observe également l'émergence du concept de villes régénératives dans le secteur de l'habitat. L’idée est de concevoir des constructions capables de rendre des services à la nature, équivalents ou supérieurs à ceux des écosystèmes détruits.
“ Il ne suffit plus seulement d'introduire la nature en milieu urbain, il faut aussi réincorporer les villes dans la biosphère (source : CNRS, 2020). ”
Après l'apparition de l'habitat à basse consommation, puis à impact nul et à énergie positive, on voit aujourd'hui naître le concept d'habitat régénératif, qui est en mesure de jouer un rôle actif dans l'écosystème…
Bibliographie
Le biomimétisme | Ministères Aménagement du territoire …, Ministères Aménagement du territoire Transition écologique, https://www.ecologie.gouv.fr/politiques-publiques/biomimetisme
Biomimétisme : le vivant, source d’innovation, Cairn, 2018, https://shs.cairn.info/revue-le-journal-de-l-ecole-de-paris-du-management-2018-1-page-15?lang=fr
Dans les carnets de Léonard, CNRS, https://lejournal.cnrs.fr/infographies/dans-les-carnets-de-leonard
Biomimétisme : la France peut, là aussi, être une championne !, Le Monde, 2018, https://www.lemonde.fr/blog/alternatives/2018/07/18/biomimetisme-la-france-peut-la-aussi-etre-une-championne/
Introduction à la chimie verte, CultureSciences-Chimie, https://culturesciences.chimie.ens.fr/thematiques/chimie-et-societe/environnement/introduction-a-la-chimie-verte
EL ENERGY, https://www.linkedin.com/company/eel-energy/
Biomimétisme : le vivant, source d’innovation, Cairn, 2018, https://shs.cairn.info/revue-le-journal-de-l-ecole-de-paris-du-management-2018-1-page-15?lang=fr
Quand l'architecture imite la nature, CNRS, 2020, https://lejournal.cnrs.fr/billets/quand-larchitecture-imite-la-nature