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Saint Leu Une histoire, un avenir  la F oret  -  Q  u a  n d   l  a   s c  ie  n c e  S   b  i o  m  i  m é  t  i  s  m e d e   la o  u  le  S e  m a  i  n e  d e   l a   s c  i e  n c e  L a   n a t u re  a u   s e r v i ce  d e   l   h o m  m e  [  i  m  i  te  r  ]  [o  b  se  r  ve  r  ] Le biomimétisme (bio = vie et mimesis= imiter) est l’art de s’inspirer de la nature pour concevoir des produits, des procédés ou des systèmes innovants. C’est s'immer ger dans la nature, interviewer la ore et la faune de notre planète pour encourager les ingénieurs, biologistes, architectes, designers à travailler ensemble en utilisant la nature comme modèle et comme système de référence. Ils préservent la diversité et le génie de la vie. Depuis la première bactérie née sur Terre, il s’est écoulé 3,8 milliards d’années. Au cours de ces milliards d’années, les organismes vivants se sont comportés comme un immense laboratoire, avec des millions d’expériences réalisées. Ils sont des ingé- nieurs chevronnés : ils ont trouvé ce qui fonctionne, ce qui est approprié, et surtout ce qui perdure sur terre. Stratégies variées, richesse des molécules, les procédés inventés par la nature sont incroyablement nombreux. D’autres organismes vivants, pas assez bien adaptés, ont, eux, disparus, triés par l’évolution. Tout ce qui nous entoure aujourd’hui possède le secret de la survie, les adaptations aux diérents milieux et le savoir vivre les uns avec les autres. La nature est une géniale machine à produire à moindre coût énergétique des matériaux ecaces et non polluants. Fort de ce constat, les scientiques étu- dient aujourd’hui les diérentes caractéristiques des organismes vivants. [Objectif : donner aux industriels les recettes «vertes» pour produire autrement du béton, du verre, de la colle… et ça marche !]  Un exemple très célèbre : le velcro. C’est en observant les fruits de la bardane, munis de petits crochets qui leur permettent de s’accrocher au pelage des ani- maux, que l’ingénieur Suisse Georges de Maestral a eu l’idée de créer le fameux «scratch» qui consiste en deux bandes recouvertes chacune d’une texture dié- rente, permettant lorsqu’on les met en contact d’obtenir rapidement une liaison. [observer] [imiter] Les organismes vivants Les cinq règnes Identication Repérage d'un matériau du vivant présentant une propriété intéressante ou du problème scientique, technologique, éco- logique à résoudre. 1 Compréhension Sur la base de la connaissance de la structure, sélection de la meilleure solution naturelle. 2 Imitation Reproduction et adaptation des techniques ou procédés utilisés dans le milieu naturel. 3 [La démarche biomimétique s eectue en 3 étapes] [LE BIOMIMETISME, C’EST QUOI ?]

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Saint-LeuU n e h i s t o i r e , u n a v e n i r

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 b io m i mé t i s mede  la o u  le

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 L a   n a t u r e   a u   s e r v i c e   d e   l ’ h o m m e

 [ i m i te r ] [o b se r ve r ]

Le biomimétisme (bio = vie et mimesis= imiter) est l’art de s’inspirer de la nature

pour concevoir des produits, des procédés ou des systèmes innovants.

C’est s'immerger dans la nature, interviewer la ore et la faune de notre planète pour

encourager les ingénieurs, biologistes, architectes, designers à travailler ensemble en

utilisant la nature comme modèle et comme système de référence. Ils préservent la

diversité et le génie de la vie.

Depuis la première bactérie née sur Terre, il s’est écoulé 3,8 milliards d’années. Au

cours de ces milliards d’années, les organismes vivants se sont comportés comme un

immense laboratoire, avec des millions d’expériences réalisées. Ils sont des ingé-

nieurs chevronnés : ils ont trouvé ce qui fonctionne, ce qui est approprié, et surtout ce

qui perdure sur terre. Stratégies variées, richesse des molécules, les procédés inventéspar la nature sont incroyablement nombreux.

D’autres organismes vivants, pas assez bien adaptés, ont, eux, disparus, triés par

l’évolution. Tout ce qui nous entoure aujourd’hui possède le secret de la survie, les

adaptations aux diérents milieux et le savoir vivre les uns avec les autres.

La nature est une géniale machine à produire à moindre coût énergétique des

matériaux ecaces et non polluants. Fort de ce constat, les scientiques étu-

dient aujourd’hui les diérentes caractéristiques des organismes vivants.

[Objectif : donner aux industriels les recettes «vertes» pour

produire autrement du béton, du verre, de la colle…

et ça marche !] Un exemple très célèbre : le velcro. C’est en observant les fruits de la bardane,

munis de petits crochets qui leur permettent de s’accrocher au pelage des ani-

maux, que l’ingénieur Suisse Georges de Maestral a eu l’idée de créer le fameux

«scratch» qui consiste en deux bandes recouvertes chacune d’une texture dié-

rente, permettant lorsqu’on les met en contact d’obtenir rapidement une liaison.

[observer]

[imiter]

Les organismes vivants

Les cinq règnes

IdenticationRepérage d'un matériau du

vivant présentant une propriété

intéressante ou du problème

scientique, technologique, éco-

logique à résoudre.

1CompréhensionSur la base de la connaissance de

la structure, sélection de la

meilleure solution naturelle.

2ImitationReproduction et adaptation des

techniques ou procédés utilisés

dans le milieu naturel.

3

[La démarche biomimétique s’eectue en 3 étapes]

[LE BIOMIMETISME, C’EST QUOI ?]

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[LES PRECURSEURS]Mythologie grecque«Le rêve d’Icare»

 XVe siècle

Léonard de VinciObserve le vol des oiseaux

et s’en inspire pour réaliserles plans de l’hélicoptère,

du deltaplane et du parachute.

 XVIème siècle

Matthew BakerEn 1598 construit une coque de bateau

d’après le modèle d’une tête de morue

et d’une queue de maquereau.

 XIXème siècle

Michaël KellyInvente le l de fer en 1868 après

avoir observé un buisson épineux

repoussant le bétail.

 XIXème siècle

Otto LilienthalEtudie le vol des cigognes et s’en inspire

pour inventer entre 1891 et 1896 les 1ers

appareils de vol plané réussis.

 XXème siècle

Georges de MestralInvente en 1948 le Velcro après avoir

observé la bardane,

plante aux fruits «accrocheurs».

 XXème siècle

 Janine BenyusVulgarise et renouvelle le concept

en 1997

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[COMMENT PROCEDE LA NATURE ?]

1- La nature fonctionne à l'énergie solaire :

Les organismes vivants ont depuis toujours capté et utilisé le soleil, comme éner-

gie stable et durable, celui-ci étant la principale des t rois sources «inépuisables»,

avec les marées et la géothermie, et celles dont beaucoup d’autres découlent : le

vent, et donc les vagues, viennent de l’énergie solaire.

2- La nature utilise seulement l’énergie dont elle a besoin :

Les organismes vivants optimisent leur consommation d’énergie grâce à des

adaptations comme l’architecture des ruches des abeilles qui leur permetd’utiliser moins de matière ou l’hibernation de certains animaux qui leur permet

de passer l’hiver en consommant moins de graisse.

3- La nature adapte la forme à la fonction :

Les organismes vivants s’adaptent aux contraintes de leurs fonctions : par

exemple, construire un abri adapté aux conditions climatiques comme certaines

termitières. Grâce à un ingénieux système de ventilation, celles-ci gardent une

température constante, quel que soit la température extérieure. S’appuyant sur

cette prouesse, de nombreux bâtiments ont pu réaliser des économies de chauf-

fage et de climatisation de l’ordre de 50 à 90%.

4- La nature recycle tout :Les déchets produits par un organisme

servent de ressources à un autre orga-

nisme, comme les plantes mortes qui

nourrissent les champignons et les

moisissures et ces derniers les redistri-

buant ensuite sous forme de nutri-

ments aux autres êtres vivants.

5- La nature récompense la coopération :

Toutes les plantes -comme d’ailleurs tous les animaux- ont besoin du voisinage

de plusieurs communautés d’organismes diérents. Pas une seule plante ne

peut, à elle seule, soutirer de la roche ou du sol tout ce dont elle a besoin.Les coopérations les plus étroites sont les symbioses, qui permettent souvent des

« innovations naturelles » impossibles aux organismes seuls. Citons le bue afri-

cain, qui vit une symbiose avec les hérons «garde-bœuf». Il bénécie de leur sur-

veillance aérienne car ils le préviennent en cas de danger. Les hérons, quant à

eux, sont protégés par le bue sur lequel ils se perchent. Ils picorent ses para-

sites, ce qui lui fournit en retour un service de nettoyage gratuit !

6- La nature développe la diversité

Coopérer implique de pouvoir compter sur plusieurs espèces. Récemment, des

chercheurs ont mis en évidence la proportionnalité entre diversité et producti-

vité, conrmant ainsi la thèse de Darwin selon laquelle, plus le nombre d’espèces

est élevé, plus la coopération est ecace.

7- La nature utilise les richesses locales

Les organismes vivants ne pratiquent pas le luxe de se nourrir de denrées venues

du bout du monde, mais puisent plutôt ce dont ils ont besoin dans leur environ-nement immédiat, en préférant souvent les ressources abondants et d’accès

facile.

8- La nature ne fait pas d’excès

Les organismes vivants produisent sans avoir recours à de hautes pressions, de

fortes chaleurs, ou des produits chimiques agressifs, c'est-à-dire sans «chauer,

traiter ou presser» comme nous le faisons. Ils ne pratiquent donc que ce que leur

organisme leur permet, mais également sans produire de déchets ni de gâchis.

9- La nature puise sa créativité dans

les limites qui lui sont imposées 

Des multiples contraintes auxquellesdoit faire face la nature, naît une

forme d’inventivité, stimulée par les

limites géographiques et naturelles,

Il en va ainsi de la forêt tropicale où

se sont développées de fortes rela-

tions symbiotiques entre les orga-

nismes vivants.

De nos jours, on cherche trop souvent à puiser de l’énergie ou des matières premières dans la nature pour les utiliser rapidement

sans se soucier de savoir s’il y en aura encore demain. Beaucoup d’endroits sur Terre ont été vidés de leurs richesses naturelles, il

y a urgence à nous tourner vers les écosystèmes matures qui préservent, économisent et ne gaspillent pas l’énergie.

Il faut pour cela s’inspirer de la nature qui a, elle, un fonctionnement parfaitement durable et adapté aux circonstances.

Les 9 stratégies de la nature1- Elle fonctionne à l 'énergie solaire.

2- Elle utilise seulement l'énergie dont elle a besoin.

3- Elle adapte la forme à la fonction.

4- Elle recycle tout.

5- Elle récompense la coopération.

6- Elle développe la diversité.

7- Elle utilise les richesses locales.

8- Elle ne fait pas d'excès.

9- Elle puise sa créativité dans les limites qui lui sont imposées

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[EN QUOI CONSISTE LE BIOMIMETISME ?]Les scientiques orientent leurs recherches selon trois niveaux d’inspiration :1- Les formes (incluant les surfaces) 2- Les procédés (incluant les matériaux) 3- Les écosystèmes ou les stratégies

Le TGV et le martin-pêcheurL’aérodynamique doit beaucoup à l’étude du vivant : au Japon, une des

lignes du train à grande vitesse «Shinkansen», qui relie Osaka et Hakata,

traverse de nombreux tunnels étroits dont l’air est brutalement comprimé

lorsque le train y pénètre à grande vitesse. Cela cause des vibrations, du

bruit et augmente la consommation d’énergie du train.

Comment perdre le moins d’énergie possible ?

Les ingénieurs se sont tournés vers un champion de la transition entre

deux milieux diérents : le martin-pêcheur. Celui-ci est connu pour sa for-

midable capacité à plonger à grande vitesse dans l’eau sans ralentir et avec

un minimum de turbulences. Les ingénieurs ont ainsi imité la forme de

son bec et de sa tête pour un résultat étonnant : la consommation élec-

trique du TGV a diminué de 15%, et il a gagné 10 % de vitesse !

1- LES FORMES

L’éolienne et la baleine à bosseL’aérodynamique doit beaucoup à l’étude du vivant : au Japon, une des

lignes du train à grande vitesse «Shinkansen», qui relie Osaka et Hakata,

traverse de nombreux tunnels étroits dont l’air est brutalement comprimé

lorsque le train y pénètre à grande vitesse. Cela cause des vibrations, du

bruit et augmente la consommation d’énergie du train.

Comment perdre le moins d’énergie possible ?

Les ingénieurs se sont tournés vers un champion de la transition entre

deux milieux diérents : le martin-pêcheur. Celui-ci est connu pour sa for-

midable capacité à plonger à grande vitesse dans l ’eau sans ralentir et avec

un minimum de turbulences. Les ingénieurs ont ainsi imité la forme deson bec et de sa tête pour un résultat étonnant : la consommation élec-

trique du TGV a diminué de 15%, et il a gagné 10 % de vitesse !

La tour Eiel et le fémurLa Tour Eiel fut construite avec une structure similaire à celle de l'extré-

mité du fémur. Grâce à cet agencement, la tour possède une structure

légère mais très résistante.

Tout comme dans le fémur, les courbes métalliques de la Tour Eiel for-

ment un treillage fait de barres et d'attaches métalliques.

Grâce à cette structure, la tour peut fa cilement tenir debout face aux eets

du vent. En eet, le fémur présente une structure qui semble optimalepour minimiser le besoin de matériaux, tout en maximisant la résistance

en les répartissant le long des lignes de force.

De nombreux architectes et ingénieurs en bâtiment s'inspirent de la struc-

ture interne des os, ce qui permet d’augmenter les capacités de support de

charge et d’orir une résistance considérable. Les toits peuvent être

construits pour couvrir de vastes supercies en prenant modèle sur la

structure striée des os.

 

A - INSPIRATION PAR LES FORMES

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Le scarabée namibien

collecteur d’eauAndrew Parker, un biologiste anglais, a

observé l’étonnant procédé utilisé par

des scarabées pour réussir à boire à

partir des brumes côtières du désert du

Namib, en Afrique du Sud. Tout est dans

la forme de la carapace du scarabée.

Celle-ci est constituée d’une succession

de micro-bosses qui attirent l’eau, et de

rainures cireuses placées entre ces

bosses, qui la font circuler.

Ce dispositif conduit nalement l’eau

récoltée directement jusqu’à sa bouche.Il a été copié avec succès pour améliorer

les capteurs de brouillards côtiers des

zones sèches.

La feuille de Lotus et les tissus autonettoyants ou imperméablesPlus récemment, c’est l’étude de la feuille de lotus et de son fameux «eet lotus» qui a inspiré

de nombreux industriels.

Les feuilles de lotus ne sont jamais mouillées. Elles sont recouvertes d’une multitude de struc-

tures nanométriques, sortes de «bosses» munis de cristaux de cire «en poil» qui les rendent

super-hydrophobes. Les gouttelettes d’eau ne peuvent pas entrer en contact avec les surfacesde la feuille, elle «ottent» sur les bosses et les poils comme les poussières et salissures. L’eau

s’écoule ainsi facilement sans s’étaler, et emporte avec elle toutes les salissures, ce qui a valu au

lotus son caractère de pureté.

On s’inspire du lotus, dans la réalisation de matériaux super hydrophobes, autonettoyants et

imperméables : vitrages, textiles, peintures insalissables ou plutôt autonettoyants ! Il existe

aussi des crèmes solaires qui résistent à l’eau car en séchant, elles forment des réseaux de petits

plots imitant la surface de la feuille de lotus, ce qui rend la peau «imperméable».

Une des domaines où l’on s’inspire de la forme des organismes vivants est celui des surfaces, la structure microscopique de celles-ci pou-

vant donner des eets surprenants.

B - INSPIRATION PAR LES SURFACES

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Les panneaux solaires et les feuillesTout végétal utilisant la fonction chlorophyllienne, inventée il y a deux milliards d’années par les

algues bleues, capte l’énergie solaire, la transforme en électricité pour la stocker sous forme de nutri-

ment comme le sucre. Ces panneaux solaires naturels sont très variés : il y en a pour temps sec, pour

temps humide, pour lumière intense, pour pénombre, etc.

Actuellement, plusieurs laboratoires dans le monde travaillent sur ce qui sera une industrie photovol-

taïque organique. Cela devrait donner non plus des capteurs à base de silicium, mais des lms orga-

niques très ns, biodégradables et fabriqués à bas coût.

2- LES PROCÉDÉS

Les bio–verresTrois groupes produisant des squelettes de silice, qu’on

appelle «bio-verre», sont connus dans les océans. Ce

sont deux groupes d’organismes planctoniques

microscopiques : les diatomées et les radiolaires, et un

groupe d’éponges, précisément nommées «éponges

de verre». Celles-ci vivent essentiellement dans les

abysses des océans ou dans les régions polaires, et en

particulier en Antarctique.

A ce niveau, on s’inspire des procédés mis au point par le vivant, pour produire des matériaux mais aussi, par exemple, de l’électricitéou de la lumière.

Les bioluminescencesNous connaissons tous le ver luisant (en haut à gauche) mais il n’est pas le seul à produire sa

propre lumière, il existe aussi (de gauche à droite et de haut en bas) la groseille de mer, un ver

planctonique, une cousine des méduses, un champignon australien ou encore l’étoile de mer !

La bioluminescence désigne la propriété de certains organismes à produire de la lumière pour

attirer un partenaire ou une proie, ou au contraire repousser un prédateur ou encore pour se

camouer. C’est en milieu marin que cette faculté est la plus répandue, notamment chez cer tains

poissons et certains calamars.

Par rapport à nos méthodes humaines de production de lumière, la bioluminescence se caracté-

rise par une lumière relativement froide, donc assez économe en énergie, issue de réactifs forcé-ment non-toxiques. Si les LEDS actuels consomment eux aussi très peu d’énergie et ont

l’avantage de ne pas contenir de mercure, ils ont encore des progrès à faire au niveau de la toxi-

cité. La bioluminescence reste donc encore à imiter pour concilier basse consommation énergé-

tique et absence de toxiques.

Elles secrètent leur squelette en verre, plus précisément sous forme de bres de verre. Ces bres peuvent mesurer plusieurs dizaines de centimètres de long et sont com-

parables à celles fa briquées par l’Homme. Mieux encore, ces bres de verre du vivant sont produites à zéro degré, alors que nos industries obtiennent leurs bres de verre

à des températures de plusieurs centaines de degrés, ces organismes utilisent donc beaucoup moins d’énergie !

Plusieurs équipes dans le monde tentent d’imiter les diatomées et les éponges. Des premiers échantillons de composites ont déjà vu le jour. Les chercheurs précisent

quand même que produire, comme une diatomée, un pare brise de la même densité que les nôtres est sans doute impossible : la synthèse à froid a quand même ses

limites thermodynamiques…et les organismes vivants aussi !

Diatomée, algues brunes unicellulaires, et Radiolaires, protozoaires planctoniques. Dessins du biologiste allemand Haeckel, père du terme "écologie" 

© Timo Newton-Syms, © Joshua Lambus, © Joshua Lambus, ©Angus Veitch, © Jean-François Rees

A - INSPIRATION PAR LES PROCÉDÉS

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Les coquilles et le bio-cimentL’industrie des ciments dégage énormément de CO,, gaz responsable de l’eet de serre. Or,

on peut imaginer concevoir des bio-ciments qui, au lieu d’être émetteurs de CO, deviennent

xateurs de CO.

Les ciments naturels sont le plus souvent à base de carbonate de calcium, à savoir du gaz car-

bonique combiné au calcium. C’est ce qu’utilisent tous les coraux et tous les coquillages, pour

ne citer qu’eux, et leurs squelettes et coquilles sont très résistants.

Dans le domaine des céramiques, les meilleures productions actuelles sont celles réalisées

par des mollusques : les ormeaux. Nos céramiques classiques, cuites à hautes températures

pendant plusieurs jours, sont plus cassantes que les structures que l’on retrouve dans les

coquilles des mollusques. Rien n’interdit donc d’étudier toutes les structures en carbonate de

calcium qui existent dans la nature, pour en tirer les modèles de bio-ciment du futur.

Le biomimètisme s’inspire de la façon dont les êtres vivants produisent leurs matériaux. Cette technique possède un potentiel encore plus impor tant en durabilité que

l’inspiration par les formes. Depuis la révolution industrielle nos matériaux sont produits à l’aide de combinaisons variées à haute température, à haute pression, et avec

des solvants toxiques rémanents.

Or par dénition, les organismes vivants ne produisent pas leurs matériaux de cette manière. Ils ont mis au point des voies de synthèse bien diérentes pour parvenir à

des performances comparables. Elles sont le plus souvent basées sur l’utilisation d’eau comme solvant, et sont eectuées à température et pression ambiantes. Etant

donné sa complexité, le développement de cette chimie proche de celle du vivant demandera des recherches longues et approfondies.

Le mur en tabbyLe nom vient du mot Espagnol, tapia, qui signie «mur de boue». C’est une recette traditionnelle

utilisée autrefois dans les états de Floride, de Géorgie et de Caroline du Sud aux Etats-Unis, utili-

sant les coquilles d’huitres (céramique naturelle), et remise récemment au goût du jour dans cer-

taines localités.

Le «tabby» se fabrique en mélangeant à volume égal de la chaux, du sable, de l’eau et des coquilles

d’huitres. La chaux, elle-même obtenue en brûlant d’autres coquilles d’huitres avec des buches de

pin. Le mélange obtenu est ensuite versé dans des formes en bois de 30 cm sur 45 cm. Après un

 jour ou deux, le procédé est répété et les murs grandissent ainsi d’une couche à la fois.

 

©M. Denseatoms, ©Greg Turner, ©Romana Klee, ©Carez Kohl.

La terre crueLa terre crue est un autre matériau qui a fait ses preuves dans le monde vivant. Production

locale et donc peu onéreuse par dénition, elle est utilisée avec succès par un grand nombre

de mammifères, comme le castor, et par les oiseaux, comme les hirondelles ou les fourniers

d’Amérique du Sud.

Cependant, les champions en la matière restent les termites, qui l’emploient depuis des mil-

lions d’années. Il a été montré récemment que pour augmenter encore la durée de vie des

structures qu’elles construisent, elles mêlent à la terre des sucres très particuliers contenusdans leur salive. Par ailleurs, certaines termites qui élèvent des champignons au cœur de

leurs édices arrivent à créer une stabilité de température et d’humidité ambiantes en

 jouant sur l’orientation, la forme et en régulant le nombre d’ouverture de la termitière. ©R. Chandler & G. Schechter

Coquilles remarquable du scalaire, escargot marin prédateur. © Steve Jur vetson.

B - INSPIRATION PAR LES MATERIAUX

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Les nouveaux textilesvégétauxLe retour en force de bres locales,

cultivées sans recours aux engrais

chimiques, est déjà en cours : le

chanvre, le lin, le bambou, et même

les orties annoncent peut-être la n

du règne du synthétique d’origine

pétrochimique.

L’ortie a été utilisée depuis des siècles

dans l’élaboration de textiles et de

teintures. Sa tige ore une bre

d’excellente qualité qu’on utilisaitautrefois pour fabriquer des cordes et

des toiles. De plus, la culture de

l’ortie ne nécessite aucun produit

polluant. Par ailleurs, en tant que

plante vivace, elle protège aussi les

sols de l’érosion.

Les bio-textiles et la chitinePour créer des tissus transparents ou innovateurs, les chercheurs se sont inspirés du

modèle des bio-textiles.

Les bio-textiles sont des matériaux naturels créés par des animaux, comme la soie des

toiles de l’araignée ou la chitine qui forme les ailes des libellules.

La chitine est un matériau remarquable qui, plus ou moins imprégnée de sels minéraux,

peut-être à la fois solide, élastique, transparente et biodégradable ! Elle est testée depuis

des millions d’années par l’immense famille des arthropodes (des invertébrés) : les crabes,

les papillons, les libellules, les scorpions, etc

 ©Camira, ©FrançoisVives

Ailes de libellule. Un des plus beaux modèles de bio-textiles :

la chitine des insectes. © Tim Tlindenbaum.

B - INSPIRATION PAR LES MATERIAUX (suite)

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 Q ua nd  l a  sc ie nce

 S ‘

 b io m i mé t i s mede  la o u  le

 S e  m a  i  n e   d e    l a    s c  i e  n c e

 L a   n a t u r e   a u   s e r v i c e  d e   l ’ h o m me

 [ i m i te r ] [o b se r ve r ]

Saint-LeuU n e h i s t o i r e , u n a v e n i r

 la Foret

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3- INSPIRATION PAR LES ECOSYSTEMES

©M. Denseatoms, ©Greg Turner, ©Romana Klee, ©Carez Kohl.

Le modèle des fourmisL’étude des fourmis, par exemple, permet d’envisager de nouvelles façons de penser les programmes informa-

tiques. Car comment font des fourmis, individus au cerveau «simple» pour bâtir une société aussi complexe ?

Des chercheurs ont prouvé que l’on peut créer quelque chose de complexe en donnant des ordres simples. Ils ont

écrit un programme informatique destiné aux robots, inspiré du modèle des fourmis.

Avec des ordres très simples et occupants peu de mémoire, ils ont réussi à générer un comportement intelligent.

Par exemple :

«Promène-toi jusqu’à ce que tu aies trois petites bougies dans tes gries. Pose-les. Ensuite retourne en

chercher trois autres.» Bien que cela n’ait jamais été programmé, les robots poussent toutes les bougies

vers un même point. Si l’on avait voulu programmer cela au départ, on aurait eu besoin d’une chaîne

d’instruction beaucoup plus longue, qui aurait occupé plus de mémoire. Avec un concept simple, on est

parvenu à un résultat complexe. De la même manière qu’une fourmi isolée sait peu de choses, alors

qu’ensemble, ces animaux peuvent accomplir de grands exploits.

©R. Chandler & G. Schechter

Le niveau «éco systémique» est assez diérent des niveaux de forme et de matériau. Au lieu de

s’inspirer des recettes d’une espèce, on va chercher comment les relations des espèces entre-elles

permettent à l’écosystème d’être stable ou dynamiquement sta ble et donc durable. Les biomimé-

ticiens en tirent toute une série de règles de fonctionnement expliquant la durabilité de ces éco-systèmes. Ces règles constituent de plus en plus un apport décisif dans les stratégies de durabilité

des entreprises et des collectivités.

On trouve, en particulier dans la nature, des écosystèmes matures comme les récifs coralliens ou

les forêts primaires. Ils s'auto-organisent en une communauté intégrée et diversiée d'orga-

nismes qui se maintiennent en un endroit donné, utilisant le mieux possible les ressources dispo-

nibles sur du long terme.

L’écologie industrielle s’inspire des mêmes principes : circularité des ux de matériaux et

d’énergie, relocalisation, etc. Les industries créent des connexions pour que chaque déchet d’une

industrie forme une ressource pour un autre.

Kalundborg, petite ville industrielle située à une centaine de kilomètres à l’ouest de Copenhague

au Danemark, est souvent montrée en exemple depuis les années 90. On dénombre dix-neuf uxd’échanges entre les partenaires.

Citons, qu’en France Dunkerque est la première ville à avoir mis en place en 2001 cette démarche

d’écologie industrielle.

B - QUE VEUT DIRE COPIER L’INTELLIGENCE ?

Le modèle des bancs de poissonsL’étude des bancs de poisson et de leur communication

par les ultrasons a inspiré aux ingénieurs de chez Nissan

des robots testant la possibilité de créer des véhicules

pouvant se comporter comme des bancs de poissons

face à des obstacles.

Face à une portion de route plus étroite ou un obstacle

au milieu de la route, les véhicules s’arrangent en un

«embouteillage uide» qui permet de gagner du temps

et d’ainsi minimiser les pertes d’énergie.

A - COPIER L’INTELLIGENCE DU VIVANT POUR UNE RÉVOLUTIONBIOMIMÉTIQUE DANS NOTRE QUOTIDIEN

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 Q ua nd  l a  sc ie nce

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 b io m i mé t i s mede  la o u  le

 S e  m a  i  n e   d e    l a    s c  i e  n c e

 L a   n a t u r e   a u   s e r v i c e  d e   l ’ h o m m e

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Saint-LeuU n e h i s t o i r e , u n a v e n i r

 la Foret

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[LA REVOLUTION BIOMETIQUE DANS NOTRE QUOTIDIEN]

La nature comme modèle : le capteur solaire imite la feuille, les céramiques incassables sont inspirées des valves de mollusques, une économie en circuit court

tire ses leçons des forêts millénaires ou des récifs de corail. Pour trouver de nouveaux médicaments, les animaux et insectes sont de formidables guides qui se nourris-

sent et se soignent depuis des millions d’années à partir des produits naturels.

La nature comme référence : La nature n’est pas seulement un modèle mais aussi une référence auquel les innovations humaines peuvent être comparées.

La nature comme guide : la nature ne doit plus être vue comme une source de matières premières, mais comme une source d’idées, non plus basée sur ce que

l’on peut extraire mais de ce que l ’on peut en apprendre. La protection rationnelle des espèces sauvages et de leurs habitats s’imposera alors comme une évidence.

La démarche du biomimétisme peut dépasser de loin la mise au point d’une bre plus solide ou d’un nouveau médicament. Elle permet de réorien-ter notre développement industriel, économique… vers la durabilité. Elle encourage l’homme à considérer la nature comme une source de sagesseet un guide plutôt que comme seule source de bien et développe la gratitude ainsi que le désir de protéger la nature qui nous entoure.

Suivre l’exemple de la nature va modiernotre agriculture, nos modes de produc-tions, notre approvisionnement en énergie,notre manière de nous soigner, de conserverl’information et de gérer les aaires. Danschaque cas, la nature peut être un modèle,une référence et un guide.

Rappelons :

[SAUVEGARDER LA BIODIVERSITE, C’EST VITAL]

Nous dépendons de la biodiversité dans notre quotidien, pour notre alimentation, notre santé ainsi que de nombreux autres besoins vitaux. Les scientiques réalisent

des prouesses technologiques grâce à l’observation de la nature.

Par exemple, on sait aujourd’hui que les abeilles fabriquent du miel, agissent sur la production des fruits et

des légumes grâce à la pollinisation et les scientiques s’intéressent de près à l’architecture de leur habitat.

Dix à quinze mille abeilles vivant dans une ruche provoquent des vibrations à l’intérieur équivalent à un

tremblement de terre. Les parois de la ruche absorbent ces vibrations potentiellement dangereuses. Les

architectes observent comment la structure réagit face à ce phénomène, pour ensuite l’adapter sur les

constructions de bâtiments an que ceux-ci résistent aux tremblements de terre.

Dans l’avenir, d’autres études sur les abeilles aboutiront peut-être à de nouvelles découvertes aussi intéres-

santes. Mais pour cela, la protection des abeilles est indispensable. Si elles disparaissent, les chercheurs ne

pourront plus les étudier ! Et, c’est de même pour tous les organismes vivants.

Tout est lié :

Comme le disait Jean Rostand :«Il faut protéger l’inconnu pour des raisons inconnues».

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 [ i m i te r ] [o b se r ve r ]

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la Foret

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[CITATIONS D’HOMMES CELEBRES]Sénèque4 av.J.C - 65 ap J.C

Philosophe –dramaturge – Homme d’Etat romain au 1er siècle de l ’ère chrétienne

«Tout art est une imitation de la nature.»

Léonard di Vinci1452 – 1519

Peintre italien, scientique, ingénieur, inventeur, botaniste, écrivain ….

«Dans la nature, tout a toujours une raison. Si tu comprends cette raison, tu n’as plusbesoin de l’expérience.»

Michel de Montaigne1533 -1592

Ecrivain, philosophe, homme politique français

«La nature peut tout et fait tout.»

Victor Hugo1802 - 1885

Ecrivain, poète, dramaturge, homme politique français et intellectuel engagé«C'est une triste chose de songer que la nature parle et que le genre humain n'écoute pas.»

Antonio Gaudi1852 – 1926

Architecte espagnol

«L'architecte du futur construira en imitant la nature, parce que c'est la plus rationnelle, du-

rable et économique des méthodes.»

Pablo Picasso

1881 – 1973Peintre, dessinateur et sculpteur espagnol

«La peinture, ce n’est pas copier la nature mais c’est apprendre à travailler comme elle.»

Marcel Aymé1902 – 1967

Ecrivain, dramaturge et nouvelliste français

«La nature ne se perd pas. Ce qui se défait d'un côté se refait d'un autre.»

Nicolas HulotReporter, écrivain, écologiste français

«La nature dit toujours quelque chose.»