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Le biomimétisme

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Du TGV aux éoliennes, comment le biomimétisme nous rend service ?

Article publié le 21.12.12

L’avant des Shinkasen, TGV japonais, est inspiré du bec du martin-pêcheur
Toutes sortes d’organismes vivants présentent une caractéristique optimale que l’homme a étudié et copié. Du TGV aux éoliennes, voici un petit historique des applications les plus marquantes.

 

Avec 3,8 milliards d’années d’expérience, l’ingéniosité de la nature a toujours permis de résoudre de nombreux problèmes auxquels nous sommes confrontés. L’Homme a donc tout intérêt à observer et à copier la nature. Le biomimétisme consiste à s’inspirer des stratégies d’adaptation de la nature, des êtres vivants et des écosystèmes afin d’innover de manière durable. Ce terme a été inventé par le physicien américain Otto Herbert Schmitt en 1963. Il décrivait ainsi le transfert des idées de la biologie à la technologie. En 1997, la savante et auteure américaine Janine Benyus a vulgarisé le terme biomimétisme grâce à son livre Biomimicry: Innovation Inspired by Nature (ouvrage traduit en français en 2011, sous le titre Biomimétisme – Quand la nature inspire des innovations durables). Elle y préconise de réconcilier progrès et respect de l’environnement, le processus d’évolution et d’adaptation de la nature permettant une production de masse, respectueuse de l’écosystème.

 

Des applications multiples dans le textile, les transports, l’architecture et l’urbanisme

Le velcro s'inspire de la fleur de bardane

Depuis longtemps, la nature a été une source d’inspiration pour l’être humain. Pour s’en rendre compte, il suffit de s’intéresser aux nombreuses inventions tirées d’observations faites par l’Homme dans la nature.

Les fleurs de bardane pourvues de crochets terminaux, lui permettent de s’accrocher aux cheveux, aux vêtements et au poil des animaux. L’observation de ce phénomène naturel a ainsi donné naissance au velcro en 1948. Le biomimétisme a également un rôle à jouer dans le développement de solutions en faveur du respect de notre planète. L’incroyable agilité des baleines à bosse serait due aux excroissances sur le bord de leurs nageoires. Reproduites sur les pales des turbines d’éolienne, elles permettraient d’améliorer leurs performances en réduisant leur bruit tout en capturant plus d’énergie à partir du vent.

Les applications inspirées de la nature concernent aussi les transports. Ainsi, des scientifiques cherchent à transposer le modèle de déplacement du nautile aux fonctionnements des turboréacteurs utilisés par les avions. Ce mollusque utilise en effet une force motrice similaire. Il récupère l’eau à travers une sorte de siphon placé à l’arrière de sa tête pour se propulser en sens inverse. Ce modèle de réacteur naturel, insensible à la pression des eaux profondes et est parfaitement silencieux, a servi à la conception de turboréacteurs de sous-marins au siècle dernier. Depuis 1997, l’avant des Shinkasen, TGV japonais, est inspiré du bec du martin-pêcheur. Cet oiseau, vivant le long de cours d’eau, se nourrit de petits poissons qu’il pèche en plongeant dans l’eau. Le martin-pêcheur a donc développé un bec aérodynamique lui permettant de pénétrer dans l’eau en gardant un maximum de vitesse. Les ingénieurs japonais se sont rendus compte que ce nouveau train est 10% plus rapide et permet une économie d’électricité de 15%, le tout avec un niveau de nuisance sonore dans les tunnels bien moindre que celui des autres trains.

Lotus (Nelumbo nucifera)

La structure hydrophobe de la surface des feuilles de lotus, à l’origine de la formation de gouttelettes ruisselants à leur surface, a permis d’imaginer des revêtements utilisés dans l’aéronautique au milieu des années 90. Ce don de la nature est également à l’origine de la conception de vitres et peinture « autonettoyante » pouvant être utilisé pour les parois de douche. Au total, ce sont plus de 50 000 bâtiments à travers le monde qui sont enduits de revêtements à effet lotus. Toujours concernant les édifices, la structure de la Tour Eiffel présente des analogies à celle d’un fémur. L’intérieur de cet os (le plus léger du corps humain) est constitué d’un treillage de minuscules saillies osseuses lui permettant de supporter un poids d’une tonne en position verticale. Erigées entre 1887 et 1889, les courbes métalliques de la Tour Eiffel s’inspirent ce treillage pour que la structure tienne debout face aux effets du vent.

 

Une réponse à des problèmes majeurs de notre temps

L’homme a toujours fait du biomimétisme sans le savoir. Ne serait-ce qu’en rêvant de pouvoir voler comme un oiseau. Mais de nos jours, cette étude du vivant intéresse de plus en plus les chercheurs et les industriels car elle est à même de nous aider à répondre à des problèmes majeurs de notre temps : la préservation de l’environnement et les économies d’énergie. Avec, par exemple, le développement de l’énergie solaire, l’emprisonnement du CO2 ou encore de l’épuration des eaux.

Crédit photo Shinkasen : marufish/Flickr
Crédit photo Martin-Pêcheur : luc.viatour/Flickr
Crédit photo Fleur de bardane : capitphil/Flickr
Crédit photo Velcro : ralphunden/Flickr

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Mis à jour le 21.12.12

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