Biomimétisme, introduction II

 

Suite de la page : Biomimétisme, introduction I

 

S’inspirer de la nature est une démarche que les laboratoires de recherches à travers le monde pratiquent déjà depuis longtemps et plus intensément depuis le début des années 1980. Nombre d’avancées scientifiques en médecine, en chimie, en robotique trouvent leur source dans l’imitation des processus, des mécanismes mis en oeuvre par le vivant. Citons par exemple que de nombreuses méthodes d’imagerie cellulaire doivent leur efficacité à la méduse Aequorea Victoria qui contient une protéine fluorescente. médusesLe développement de ces techniques d’imagerie bio-inspirées a valu à leurs auteurs d’obtenir le prix Nobel de chimie en 2008.

Indépendamment des recherches ciblées sur l’imitation du vivant, le domaine des recherches bio-inspirées connaît une forte croissance grâce aux avancées réalisées depuis trente ans dans les domaines de la biologie, de la chimie, de la physique quantique et des nanosciences. Ces avancées de la connaissance et des techniques engendrent une meilleure compréhension des « usines » biologiques et offrent la possibilité de pouvoir imiter les processus en action pour répondre à nos problématiques techniques et sociétales. Cela conduit actuellement à la création d’instituts de recherche et d’ingénierie uniquement dédiés aux recherches bio-inspirées (voir le Wyss Institute de Harvard).

 
S’appuyant sur ces nouvelles connaissances la démarche biomimétique a commencé à sortir des laboratoires universitaires et intéresse de plus en plus les industriels. On observe depuis quelques années une augmentation significative du nombre de brevets, d’innovations et de produits qui sont totalement ou en partie inspirés de la nature (Fermanian Business & Economic Institute, 2010). Le secteur du BTP est l’un des secteurs les plus en avance dans l’utilisation de produits biomimétiques. Janine Benyus, auteur du livre fondateur "Biomimicry, innovation inspired by nature", estimait fin 2008, que 300 000 édifices en Europe arborent des vitres autonettoyantes qui copient la manière dont l’eau perle et glisse sur les feuilles de lotus entraînant la poussière avec elle. Mais ce secteur est aussi responsable de 40% des émissions européennes en CO2 et de 30% à 40% des déchets solides et subit donc une forte pression pour réduire son impact sur l’environnement. De leur côté, les ingénieurs japonais s’intéressent de près aux organismes biologiques pour trouver des idées qui puissent aider le pays à réduire ses émissions de gaz à effet de serre , une gageure dans ce qui est déjà l’économie industrielle la plus énergétiquement efficace actuellement. On estime également que les 100 plus importants produits biomimétiques ont générés plus de 1.5 milliards de dollars de recette entre 2006 et 2010. D’après G. Pauli, fondateur du réseau Zero Emissions Research and Initiatives, "The market potential is vast". En 2010, un rapport du Fermanian Business and Economic Institute de San Diego spéculait que: While the field today is just emerging, in 15 years biomimicry could represent $300 billion annually of U.S. gross domestic product (GDP) in 2010 dollars. Biomimicry could account for 1.6 million U.S. jobs by 2025. Globally, biomimicry could represent about $1.0 trillion of GDP in 15 years.

 

A titre d’exemples voici quelques innovations bio-inspirées qui ont déjà vu le jour :

 


airbus

 

Airbus a développé les extrémités de voilure « winglets » et « Sharklets » pour ses gammes d’airbus. Directement inspirées des extrémités recourbées des ailes des rapaces, les « winglets » augmentent la portance des ailes  des A380 et permettent une réduction de la taille des voilures de 3 mètres, l’envergure restant ainsi dans les limites possibles des aéroports actuels. Les « sharklets », inspirés additionnellement des ailerons de requins, améliorent la stabilité et permettent de réduire la consommation de carburant jusqu’à 3,5%, soit une réduction annuelle de CO2 d’environ 700 tonnes par avion (Airbus, 2012).

 

 

 

 

martin pêcheurAu Japon, les ingénieurs de la compagnie du réseau ferré Shinkansen, se sont inspiré du  martin-pêcheur pour profiler l’avant de leur train à très grande vitesse. Le martin-pêcheur est capable d’entrer dans l’eau à pleine vitesse sans générer de turbulence à la surface de l’eau. En profilant leur train comme le bec de l’oiseau, ils ont obtenu une réduction importante du bang sonore à chaque sortie de tunnel et une réduction de 15% de la consommation en électricité pour une vitesse accrue de 10%. A noter que dans cet effet la rainure du bec de l’oiseau joue un rôle important et a donc été intégrée au profil du train comme on le voit sur la photo.

 

 

Whalepower-copie-1.pngUne société canadienne, WhalePower, travaille actuellement sur une éolienne qui reproduit les cannelures des nageoires des baleines à bosses avec à la clé une diminution du bruit et un accroissement du gain énergétique allant jusqu'à 20%.

 

 

 

 

La suite ici : L’innovation par le biomimétisme - Méthodologie

 


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