Biomimétisme : Dix inventions étonnantes qui imitent la nature

S’inspirer de la nature pour inventer les objets de tous les jours ? Tel est l’objectif de la méthode biomimétique, développée dans les années 90, et à l’origine d’inventions étonnantes. En voici quelques-unes…

Qu’ont en commun les fourmis, la baleine à bosse, et le martin-pêcheur ? Ces espèces possèdent une caractéristique ayant inspiré les des ingénieurs en biomimétique dans leurs inventions. Défini en 1997 par Janine Benyus, le biomimétisme désigne un processus d’innovation qui vise à produire des biens et des services durables en s’inspirant des propriétés, fonctions, et matières de la nature et des écosystèmes. Face à un problème, la méthode biomimétique crée donc des inventions soutenables déjà produites par les organismes vivants et permettant des économies énergétiques. Depuis 2015, en France, un Centre européen d’excellence en biomimétisme (Ceebios) est installé à Senlis. Quelques exemples de ces éléments naturels qui ont inspiré de surprenantes inventions.

• Ailes de rapaces et ailerons de requins

  

  Les ailerons de requins ont inspiré les voilures des avions Airbus. Crédit: lefourtout-dolivier.over-blog.net

Pour ses gammes d’avions, les ingénieurs de la compagnie Airbus ont développé les extrémités de voilure « winglets » et « sharklets ». Inspirées des ailes recourbées des rapaces, les premières permettent une réduction de la taille des voilures. Elles augmentent également la portance des ailes. Les « sharklets », imaginées à partir des ailerons de requins, améliorent la stabilité et permettent de réduire les émissions de CO2. Deux exemples utiles et écologiques de biomimétisme.

• Les nageoires des baleines à bosse

Au Canada, une société nommé WhalePower souhaite créer une éolienne inspirée des baleines à bosse. Le but ? Reproduire les cannelures de leurs nageoires, dans le but de diminuer le bruit et d’augmenter la production énergétique jusqu’à 20%.

Des ingénieurs travaillent sur des éoliennes inspirées des nageoires des baleines à bosses. Crédit: aerodynamique.e-monsite.com

• La feuille de lotus hyperhydrophobe

La feuille de lotus présente une telle répulsion pour l’eau qu’elle est dite hyperhydrophobe. En effet, la présence en surface d’une substance cireuse la rend hydrophobe. L’eau ne la mouille donc pas. Ensuite, la feuille de lotus est nanorugueuse, c’est à dire qu’elle possède des aspérités de quelques nanomètres empêchant l’eau de pénétrer. Plusieurs inventions ont été pensées à partir de ce phénomène : vitres autonettoyantes, peintures anti-salissures, revêtements antibactériens pour les hôpitaux et autres tissus, etc.

• Le bec du martin-pêcheur

  

  Des trains japonais ont été créés sur le modèle du bec du martin-pêcheur. Crédit: blog.privatefly.fr

Les ingénieurs de la compagnie japonaise de réseau ferré Shinkansen se sont inspirés du martin-pêcheur pour profiler l’avant de leur TGV. En effet, l’oiseau est capable d’entrer dans l’eau à très grande vitesse sans troubler la surface de l’eau. En reproduisant cette propriété sur leur train, la compagnie a réussi à réduire le bang sonore à chaque sortie de tunnel, mais aussi à diminuer la consommation en électricité de 15% pour une vitesse accrue de 10%.

• L’essaim d’abeilles à l’origine de robots

Des chercheurs de l’université d’Harvard sont parvenus à créer des robots-abeilles, soit un essaim de centaines d’insectes métalliques et indépendantes survolant un champ pour l’ensemencer. Le but ? Reproduire le comportement collaboratif des abeilles. Les chercheurs comptent ainsi les équiper de capteurs et de caméras pour que chaque robot collecte des données pouvant être transmises entre abeilles ou directement au poste de commande des machines. Cela permettrait par exemple d’effectuer des repérages dans des zones irradiées ou dangereuses, mais aussi d’ensemencer des champs.

• Le gecko ou lézard adhésif

Le gecko est un petit lézard possédant un don étonnant : il est capable de monter sur un mur de verre, et ce sans être recouvert de ventouses, ni de substances adhésives. En réalité, ces lézards utilisent les forces de Van der Waals qui sont des forces d’interaction entre molécules qui s’attirent. De plus, les pieds des geckos sont couverts de millions de petits poils au centimètre carré, les setæ, qui se lient au matériau avec lequel ils entrent en contact. Face à ce constat, des scientifiques de BAE System en Angleterre ont mis au point une surface artificielle appelée « synthetic gecko » présentant une très forte capacité d’adhésion sans colle ni pression.

Le gecko est un petit lézard capable de monter sur un mur de verre. Crédit: lebiomimetisme.over-blog.fr

• Le réseau de neurones, inspirateur d’outils informatiques

Qui l’eût cru ? Les procédés et fonctionnements informatiques sont largement inspirés des circuits nerveux. C’est le cas des réseaux de neurones, qui ont permis l’élaboration de modèles de calcul. Capables d’apprentissage, de prise de décision et de perception, ces réseaux sont utilisés notamment pour le développement de l’intelligence artificielle.

• Les fourmis

Toujours en informatique, les chercheurs ont imaginé l’algorithme de la colonie de fourmis qui reproduit l’usage de phéromones par les fourmis lorsqu’elles se rendent à une source de nourriture, pour que les autres fourmis empruntent le plus court chemin.

• Du moustique aux aiguilles indolores

Voici une autre de ces inventions surprenantes. L’achmophobie désigne la peur irrationnelle des piqûres. Si vous en êtes atteint, vous serez intéressé par l’invention des sociétés japonaises Terumo Corporation et Okano industrial corporation. Partant du constat que les piqûres de moustiques sont généralement indolores, ils ont donc pensé des aiguilles à forme conique, comme la trompe du moustique, et non plus cylindrique. Ils sont également parvenus à réduire la taille des aiguilles. De sorte qu’en 2005, les seringues Nanopass33 ont vu le jour. Elles sont aujourd’hui vendues à plusieurs millions d’exemplaires dans le monde.

A lire aussi: Invention d’une seringue sans aiguille

• Le myrothamnus flabellifolia ou « plante à résurrection »

  

  Le myrothamnus flabellifolia tolère des cycles répétés de déshydratation et de réhydratation. Crédit: myro.ch

Le myrothamnus flabellifolia a la propriété de tolérer des cycles répétés de déshydratation et de réhydratation, d’où son surnom de « plante à résurrection ». Ces tissus peuvent être séchés jusqu’à devenir craquants, puis revitalisés à la moindre pluie sans dommage cellulaire grâce à la protection que donne une substance sucrée produite par les cellules lors du processus de dessiccation. Reproduire cette particularité pourrait permettre de conserver la nourriture, les vaccins, ou les tissus animaux et humains sans nécessairement nécessiter des températures très basses.

Le biomimétisme semble ainsi avoir de belles heures devant lui. Mais s’il a permis de penser des inventions révolutionnaires, la méthode pourrait aussi mener à des projets beaucoup moins nobles. Ainsi, les ailes des avions de chasse sont de plus en plus souvent inspirées… de celles d’animaux volants. Et n’oublions pas que les poisons les plus puissants sont dans la nature…

Crédit photo à la Une: o-communication.com