Et si la Nature était LA solution ?

Glowee

Voilà près de 3,8 milliards d’années que la vie est apparue sur notre jolie boule bleue. 3,8 milliards d’années d’évolution au cours desquelles les millions d’espèces ont appris à s’adapter avec un génie inouï et une efficacité époustouflante. Le coup de survivre ou de prospérer au sein de l’incroyable diversité des écosystème terrestres. Paul Eluard le disait si bien : "Il y a un autre Monde mais il est dans celui-ci".

Malgré les inquiétantes disparitions d’espèces, depuis quelques années de plus en plus d’équipes de recherche, de collectifs associatifs, de grands groupes industriels, de start ups, de collectivités publiques aussi, s’intéressent de près aux mécanismes d’adaptation des organismes vivants et prennent la mesure des enjeux sociétaux, économiques et environnementaux de ce que l’on nomme la bio-inspiration. En témoigne le succès renouvelé de la deuxième édition de la BiomimExpo qui s’est tenue les 29 et 30 juin derniers.

Nous vous offrons une petite galerie d’exemples, qui témoignent de l’incroyable ingéniosité dont est capable l’humanité lorsqu’elle se met à l’écoute de son environnement et au service de l’intérêt du bien commun. Et vous, quelle sera votre source d’inspiration biomimétique de l’été ? Un colibri ;-) ?

La bouilloire multi-bio-inspirée (par Enzyme & Co)

© Bouilloire

Nous l’avons déjà tous expérimenté, nous faisons très souvent chauffer plus d’eau que nécessaire pour préparer notre thé, tisane ou café soluble. Le temps d’une réunion et l’excédent d’eau est déjà tiède, perdant inéluctablement des quantités de chaleur et donc d’énergie que nous aurions pu économiser… C’est en partant de ce constat que le collectif de design bio-inspiré Enzyme & Co, né d’une collaboration entre designers biologistes et ingénieur.e.s, a conçu le NAUTILE, une bouilloire inspirée à la fois du bec du toucan pour créer une structure externe très isolante, de la termitière pour réaliser de multiples canaux distribuant la chaleur uniformément, du nautile, afin de créer un système de remplissage chambre par chambre et obtenir ainsi la juste quantité d’eau désirée et enfin de l’ours polaire pour la nature du matériau de la bouilloire, lui-même conçu par impression 3D. 

© termitière, nautile, toucan, ours polaire 

La fourmi et les algorithmes d’optimisations (CNRS)

© fourmi, fourmis coupeuses de feuille

La fourmi, remarquable animal social et coopératif, est notamment étudié pour sa faculté à optimiser le chemin vers sa source de nourriture. C’est en déposant des phéromones (substances chimiques déclenchant des réactions physiologiques ou comportementales entre individus de la même espèce) que les fourmis balisent cette voie royale pour un festin ! Plus le trajet sera court, plus vite les fourmis en feront l’aller-retour et plus il sera fréquenté. Le chemin optimal sera donc plus vite tapissé de phéromones que les autres trajets possibles, qui seront finalement délaissés au profit de ce seul chemin.

Des équipes du CNRS ont étudié ces comportements pour en inspirer des algorithmes d’optimisation des activités quotidiennes comme la collecte des déchets ou la distribution du courrier, amoindrissant considérablement les impacts négatifs au niveau économique et écologique des activités qui y sont liées. 

 L’éolienne Libellule (Enel Green Power)

  © libellule, éolienne

D’apparence frêle, la structure des ailes de libellules est pourtant dotée d’une faculté particulièrement efficace : capter les brises les plus légères pour assurer son vol. S’en inspirer pour mettre au point une éolienne performante sous des conditions de vents très faibles, c’est le défi que s’est lancé le célèbre architecte Renzo Piano – à l’origine des nombreuses réalisations comme le Centre national d’art et de culture George Pompidou à Paris, la Cité internationale de Lyon ou encore l’Académie des sciences de Californie. Alors que les entreprises de l’éolien cherchent à construire les turbines les plus grandes et les plus puissantes, cet architecte a voulu mettre au point une éolienne très compacte, que chacun.e pourrait installer dans son jardin et qui puisse capter une brise, dès 6 km/h. Small is beautiful !

Des plantes détoxifiantes (ChimEco)

© laboratoire, plantes détoxifiantes

Pesticides issus de l’agriculture intensive, retombées de fumées toxiques de certaines industries ou résidus d’anciens sites miniers, voilà autant de sources de pollution des sols. Comme quelques autres équipes de recherche dans le monde, le laboratoire montpelliérain ChimEco (travaux de co-recherches entre le CNRS et l’Université de Montpellier), à l’interface de l’écologie scientifique et de la chimie verte, est à l’origine de techniques modernes de "phytoremédiation". Le principe ? Identifier, étudier et sélectionner des plantes dites "hyperaccumulatrices" permettant d’extraire du sol des traces de métaux (zinc, plomb,…) et de les stocker dans leur parties aériennes (feuilles, tiges). Le couvert végétal ainsi formé permet également de limiter la dispersion par le vent de ces composés présent dans le sol et donc d’éviter la pollution d’environnement voisins. Ces plantes dépolluantes devenues "contaminées" peuvent ensuite récoltées puis être valorisées au travers de la chimie verte. Avec plus de 2,5 millions de sites contaminés en Europe, le développement de nos connaissances de cette flore spécialisée a un bel avenir devant lui !

 Éclairage public bioluminescent (Glowee)

© méduse,  éclairage public 

L’éclairage électrique représente aujourd’hui 19% de notre consommation d’électricité et 5% des émissions de CO2. Les risques liés à la consommation abusive d’énergie et des ressources naturelles ne sont plus à démontrer. Partant de ce constat, la start-up parisienne Glowee a développé un système vivant de bio-éclairage, sans consommation d’électricité ni émission de pollution lumineuse, grâce aux propriétés naturelles bioluminescentes de micro-organismes. Leur slogan : "C’est la mer qui nous éclaire !". À titre d’exemple, 90% des organismes marins sont capables de bioluminescence. Les bactéries bioluminescentes qui les constituent sont reproduites en laboratoires puis encapsulées aux côtés d’une solution nutritive contenant tout ce dont elles ont besoin pour vivre et produire leur lumière de façon optimale selon les conditions de culture des microorganismes.

 Des emballages en champignons (Ecovative)

 © champignons, emballage

Le polystyrène, polymère issu de l’industrie pétrochimique, est l’un des matériaux de synthèse les plus utilisés pour l’emballage de nos produits. Mais également l’un des plus polluants : sa durée de vie dans la nature avant dégradation complète est estimée à plus de 1000 ans ! 

En utilisant le mycélium (partie végétative souterraine du champignon) l’entreprise new yorkaise Ecovative a mis au point une alternative au polystyrène expansé. Le process consiste à faire croître du mycélium dans des déchet agricoles stérilisés dont il se nourrit dans l’obscurité. On obtient alors un matériau compact constitué d’un réseau très dense de fibres blanches enchevêtrées. Parmi leurs premier.ère.s client.e.s : l’entreprise Dell qui utilise cette technologie pour emballer ses ordinateurs et les protéger des chocs.

 Des constructions auto-ventilées grâce aux termites (Mike Pearce)

© construction, schéma

Les termites survivent grâce à des prouesses architecturales : leur habitat présente une température à l’intérieure située entre 25 et 30°C, intervalle indispensable pour éviter qu’elles n’étouffent ou ne grillent ! Et pourtant, les zones géographiques où elles vivent atteignent jusqu’à 50°C le jour et 0°C la nuit. Alors, quel est leur secret ? La termitière s’auto-ventile : l’air chaud accumulé remonte le long de la cheminée centrale surplombant le nid, et la présence de petits trous au fond de la termitière permet le passage de l’air frais.

L’architecte Mike Pearce s’en est inspiré pour créer un système de ventilation au sein du centre commercial Eastgate à Harare au Zimbabwe en 1996. Grâce à cette technique, le système de climatisation économise jusqu’à 90 % d’énergie comparé à un système classique !

 Les habitats de demain, réactifs à l’humidité ambiante (Université de Stuttgart)

 © pomme de pin, eco-construction

 Imaginez, vivre un jour dans un habitat qui s’adapterait naturellement et automatiquement aux variations extérieures d’humidité de l’air, sans aucune consommation d’énergie ! C’est le projet qu’a porté le professeur-architecte Achim Menges de l’Université de Stuttgart, après avoir été inspiré par la réactivité de l’armature de la pomme de pin en fonction des conditions hygrométriques de son environnement. En cas de sécheresse, ses écailles s’ouvrent pour libérer les graines présentent au sein de la pomme de pin. En cas d’humidité, ses écailles se referment pour protéger ses graines. Le prototype HygroSkin Metereosensitive Pavillon utilise le bois, conjugué à un matériaux composite. Les écailles de la pomme de pin ont été reproduites comme structure de l’habitat afin d’avoir une réponse hygroscopique du bois aux conditions météorologiques.

Pour aller + loin

 Livres : 

– Janine M. Benyus, Biomimétisme : Quand la nature inspire des innovations durables, éditions Rue De L'échiquier, 2017.

– Gauthier Chapel, Le vivant comme modèle, éditions Albin Michel, 2015.

– Emmanuel Delannoy, Pemaéconomie, éditions  Wildproject, 2016.

- Mathilde Fournier, Biomimétisme, quand la nature inspire la science, Plume de carotte, 2016.

- Isabelle Delannoy, L'Economie symbiotique, Actes Sud, 2017.

 Sites : 

– La Biomim’reviews offre un panorama d’exemples d’innovations bio-inspirées.

– Le CEEBIOS (Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis), réseau national de compétences en biomimétisme.

– Biomimicry, partenaire du CEEBIOS, dont l’objectif est de promouvoir le biomimétisme partout en France et en Europe.

– Base de données biomimétiques pour tous les futur.e.s entrepreneur.e.s bio-inspiré.e.s ou juste pour les curieux.

– La chaîne youtube de la BiomimExpo qui reprend toutes les vidéos des plénières (startups, chercheur.euse.s, groupes) une série très démonstrative d’innovations bio-inspirées et de leurs auteur.e.s