Le biomimétisme pour l'innovation

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08/08/2022

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« Démarche d’innovation, qui fait appel au transfert et à l’adaptation des principes et stratégies élaborés par les organismes vivants et les écosystèmes, afin de produire des biens et des services de manière durable, et rendre les sociétés humaines compatibles avec la biosphère… » (1).

Voilà la première définition du biomimétisme (biomimicry en anglais) proposée par la chercheuse américaine J. M. Benyus en 1997. La biodiversité a évolué pendant plus de 3.8 milliards d’années. Durant ce temps, chaque espèce a subi un processus de sélection naturelle par essais et erreurs, retenant ainsi les solutions et systèmes les plus adaptés à leur environnement. Avec le biomimétisme, nous pouvons piocher dans plusieurs milliards d’années de R&D pour façonner le monde de demain.

 

Définition

Étymologiquement, le terme biomimétisme provient du grec « bios » qui signifie « vie » et « mimesis » voulant dire imitation. Ce terme a été inventé par le biophysicien Otto Herbert Arnold Schmitt en 1969. Cependant, le moment marquant le début de la popularité du biomimétisme est la sortie du livre : Biomimicry : Innovation Inspired by Nature, en 1997, écrit par J.-M. Benyus.

Il existe plusieurs définitions possibles provenant de la littérature pour le terme biomimétisme. Nous vous proposons la définition suivante qui est une agrégation de plusieurs sources.

Le Biomimétisme est une approche de l’innovation qui cherche des solutions durables aux défis humains en s’inspirant des modèles et des stratégies éprouvées de la nature pour innover durablement. L’objectif est de proposer des réponses (produits, processus, politiques ou nouveaux modes de vie) multicritères combinant notamment les aspects esthétique, fonctionnel, économique et durable qui sont bien adaptés à la vie sur terre à long terme.

Le biomimétisme, ainsi que 3 autres termes y relatif, sont également définis par la norme ISO 18458 qui fournit un cadre pour la terminologie et les applications biomimétique.

·        Le biomimétisme : philosophie et approches conceptuelles interdisciplinaires prenant pour modèle la nature afin de relever les défis du développement durable (social, environnemental et économique).

·        La bio-inspiration : approche créative basée sur l’observation des systèmes biologiques.

·        La biomimétique : coopération interdisciplinaire de la biologie et de la technologie ou d’autres domaines d’innovation dans le but de résoudre des problèmes pratiques par le biais de l’analyse fonctionnelle des systèmes biologiques, de leur abstraction en modèles ainsi que le transfert et l’application de ces modèles à la solution.

·        La bionique : discipline technique qui cherche à reproduire, améliorer ou remplacer des fonctions biologiques par leurs équivalents électroniques et/ou mécaniques.

A ne pas confondre : Le biomimétisme est une philosophie / approche qui intègre comme motivation première le développement durable. La biomimétique est une méthodologie / processus de résolution de problèmes utilisant une approche solution-based ou problem-driven. Les solutions trouvées par la biomimétique ne sont pas forcément durables.

 

Des résultats concrets

Le biomimétisme peut être appliqué dans de nombreux domaines comme l’aéronavale, l’agriculture, l’architecture, l’ingénierie, l’énergie, etc.

Voici quelques exemples d’application du biomimétisme, de la biomimétique et de la bio-inspiration.

  • Église Nianing au Sénégal. La ventilation verticale reproduit « l’effet cheminée » des termitières et offre à l'édifice une température ambiante confortable (25°C) sans climatiseur. Elle a été conçue par le cabinet In Situ Architecture. MasterPrize 2019. (biomimétisme)

  • Shinkansen (). Ce train haute vitesse japonais a une locomotive dont la forme a été inspirée par le bec de martin-pêcheur et par la structure des plumes de la chouette dans le but de le rendre plus silencieux et améliorer sa pénétration dans l’air. (biomimétique)

  • Winglets. Ailette courbée au bout des ailes d’un avion moderne. Elles permettent d’augmenter l’efficience de l’avion en réduisant la trainé. Les ingénieurs se sont inspirés des grands rapaces en vol qui relèvent les rémiges du bout des ailes pour mieux se stabiliser et économiser de l’énergie. (biomimétisme)

  • Scratch. La découverte de cette fixation est le fruit de l’observation de la capacité des graines de la bardane à se fixer (et à se détacher, ce sont des crochets réversibles !) sur les poils d’animaux (invention du Suisse, G. de Mestral). (biomimétique)

  • Soie d’araignée artificielle. Des ingénieurs de l’université de Washington, à Saint-Louis (États-Unis) sont parvenus, en 2018, à créer des fibres ayant la souplesse, la légèreté et la solidité de la soie d’araignée en utilisant des bactéries modifiées. Domaine d’application : textile, défense (protection corporelle), aéronautique. (bio-inspiration)

 

Espoir et préoccupation

Le potentiel offert par le monde du vivant est immense. La diversité qui le compose en fait un réservoir d’idées unique et gigantesque. Au fil des différentes crises qu’a connues notre planète, la biodiversité et ses écosystèmes ont su s’adapter et passer au travers de ces épreuves en se renforçant et s’améliorant. Avec ces milliards d’années d’existence, le monde du vivant a réussi à utiliser ce qui est commun afin de le transformer en quelque chose d’autre utilisable pour leur développement. Nous, être humain, nous utilisons des matériaux rares (exemple : terres rares) et des procédés complexes dans la plupart de nos technologies avancées. Le biomimétisme, appliqué à différents domaines, peut nous aider à trouver de nouvelles solutions.

Récemment, de nouveaux champs d’application se sont ouverts avec la chimie verte associée à la chimie de synthèse. Cela a permis d’améliorer des procédés de fabrication de médicaments avec un maximum de respect de l’environnement. Un autre domaine où la bio-inspiration suscite de grands espoirs de nouveaux développements, est celui de l’agriculture avec l’agroécologie notamment. Le biomimétisme est devenu une source d’innovation incrémentale et disruptive pour les institutions d’aujourd’hui et son potentiel ne fera que grandir ces prochaines années.  

Malheureusement, la destruction de la biosphère qui se déroule actuellement est une perte considérable pour le biomimétisme. Beaucoup d’innovations, de produits ou de technologies doivent leurs découvertes à celle-ci. Les exemples de molécules extraites du vivant et utilisées comme agents anticancéreux, antibiotiques, antiviraux ou antichampignons abondent. On estime à quelque 25’000 le nombre de produits d’intérêt pharmacologique ou cosmétique déjà obtenu de modèles océaniques (pour ne citer qu’eux). Il est impératif de sauvegarder les 3.8 milliards d’années de recherche effectuée par le monde du vivant. 

 

Mot de la fin

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Sources

(1) Benyus, J. M. 2017 (1997) Biomimétisme. Quand la nature inspire des innovations durables. L’écopoche, Paris : Rue de l’Échiquier.

Boeuf, G. (2014). Biomimétisme et Bio-inspiration. Vraiment durable, Edition Victoire, 5/6,43-55. ISBN 9782351132319

Kamili, L. (2019), « Biomimétisme et bio-inspiration : nouvelles techniques, nouvelles éthiques ? », OpenEdition Journals, Techniques & Culture [Online], Varia, URL : http://journals.openedition.org/tc/9299

Letard, A., Maranzana, N., Raskin, K., Aoussat, A. (2018). Design et Biomimétisme : Quel rôle pour le designer. Conférence’18, Budapest, Hongrie.

Terrier, P., Glaus, M., Raufflet, E. (2017). Biomimétisme : outils pour une démarche écoinnovante en ingénierie. OpenEdition Journals, VertigO – la revue électronique en sciences de l’environnement. Doi.org/10.4000/vertigo.17914

Venturini, B. (2010). What is Biomimicry?. EHL Insights web. Site : What is Biomimicry? (ehl.edu)

Vernoux, T. (2020). Quand l’architecture imite la nature. CNRS Lejournal en ligne. Site : Quand l’architecture imite la nature | CNRS Le journal

Norme ISO TC 266 – ISO 18458 (2015/2016) avec les notions connexes