Qu’est-ce que le biomimétisme et pourquoi maintenant ?

Le biomimétisme est une approche d’innovation de la R&D, visant à répondre aux enjeux technologiques et sociétaux rencontrés par une entreprise, un état ou une entité quelconque rencontrant un défi. En effet, il suffit de considérer qu’après plus de 4 milliards d’années d’évolution et d’adaptation, la nature est le premier laboratoire de recherche et développement du monde. Elle aura sélectionné les technologies issues du vivant les plus adéquates à chaque milieu, répondant aux contraintes parfois extrêmes imposées dans chaque type d’environnement (c’est ce que nous allons développer ici).

Dès le début de l’ère industrielle, le biomimétisme fut couplé avec l’innovation. Par exemple Clément Ader réalisa en 1890 le premier vol de plus de 5 secondes avec un avion “Éole” inspiré point par point de la voilure de la chauve-souris ou encore avec l’exemple du Shinkansen, TGV allant si vite que le passage dans les tunnels créaient une détonation assourdissante. Ce problème fut résolu par l’étude du bec du martin pêcheur et l’application au nez du train de la même morphologie allongée. Cette forme permit également la réduction de la consommation du train de 15% [1][2][3].

L’arrivée du Biomimétisme répond à une demande urgente de la population mondiale de se reconnecter avec une nature oubliée. La chute de la biodiversité, engendrée par les activités industrielles détachées de toute préoccupation environnementale, est d’autant plus tragique que l’on se prive de ressources infinies potentiellement capables de répondre aux mêmes exigences économiques tout en préservant nos écosystèmes. En effet : “La nature ne produit pas de déchets, elle est un exemple canonique d’économie circulaire” (Janine Benyus, fondatrice du Biomimicry Institute).

Un champ des possibles de grande ampleur

Commençons par le domaine pour l’instant le plus représenté : les matériaux. C’est un cas d’école : le Velcro, matériau adhésif, composé d’une partie à crochets et d’une partie velours fut créé en 1941 par Georges de Mestral lorsqu’il remarqua de retour d’une promenade à la campagne qu’il était difficile d’enlever les fleurs de bardane accrochées à son pantalon et à la fourrure de son chien. Il observa ces fleurs au microscope et remarqua qu’elles présentaient de petits crochets élastiques qui s’accrochaient aux mailles des tissus. Lorsqu’on les décrochait, ils reprenaient leur forme de départ. Aujourd’hui ce matériau est même utilisée par la NASA sur les bottes et les combinaisons spatiales, et pour fixer des objets en apesanteur [1][2][3]. Mais l’on peut continuer sur des projets beaucoup plus ambitieux, comme les revêtements s’auto-réparant, inspirés des dents de calamars capables de se régénérer grâce à une protéine (SRT). Ce style d’innovation ouvre des opportunités d’application en médecine fabuleuses de par la biocompatibilité et la biodégradabilité naturelle de ces protéines [2].

En architecture également le biomimétisme est très apprécié des nouveaux designers : par exemple avec la structure de bâtiments autoventilés. Ils imiteraient celle de fourmilières géantes du désert de Namibie thermorégulées à 20°C par une disposition des plateaux et galeries internes spécifiques (alors même que les températures peuvent être supérieures à 50°C le jour et descendre en dessous de 0 la nuit) [5]. Une idée prometteuse pour contrôler le degré d’humidité des structures est en train de voir le jour grâce à des architectes travaillant sur l’ouverture/fermeture en autonomie de structures incrustées dans un mur en fonction du degré d’hygrométrie de la pièce. C’est ce que fait déjà la pomme de pin qui s’ouvre et se ferme au gré de l’humidité ambiante [5].

L’agriculture aussi pourrait se tourner vers le biomimétisme avec les expériences réalisées au Soil Conservation Service. Leur but était de contrer les attaques de ravageurs (insectes, parasites, champignons etc.) de manière biologique, sans abîmer la richesse organique des sols et permettant une agriculture viable économiquement et écologiquement pérenne. Ils se sont donc tournés vers la nature : comment un champ laissé à l’abandon évolue-t-il spontanément ? Il devient une prairie ! et pourquoi ça ? car elle retient 8 fois plus d’eau qu’un champ de blé, qu’elle est souvent constituée de plus de 200 espèces de plantes, donc peu importe les conditions (sec, humidité, froid, chaleur) il y aura toujours un couvert végétal qui persistera. Cette diversité permet également de parer aux attaques de nuisibles. Imaginons qu’un champignon s’attaque spécifiquement à une plante, lorsqu’il relâchera ses spores, elles n’auront qu’une faible probabilité d’arriver sur une nouvelle plante cible car le champignon est entouré de plein d’autres types de plantes ne permettant pas son développement ! Cette diversité stoppe d’elle-même les ravageurs (même principe pour les insectes). L’idée se répand donc d’insérer des graines de variétés présentes dans une prairie au sein d’une culture d’intérêt : la polyculture [1].

Enfin, même s’il existe une infinité d’autres applications, terminons par un secteur central : celui de l’énergie. L’énergie est le nerf de la guerre des sociétés futures. La Startup Glowee (startup française) l’a bien compris et développe actuellement un système d’éclairage public fondé sur la bioluminescence. Il s’agit de cultiver une espèce de phytoplancton qui émet spontanément une lumière bleutée lors d’un stimuli physique ou ondulatoire. Cette technologie ne requiert donc que des algues, du milieu de culture et de la lumière [6].

Conclusion

Le monde entier se tourne désormais vers les technologies bio-inspirées car elles allient biodiversité et croissance. La France en est d’ailleurs un leader mondial avec notamment le CEEBIOS (centre Européen d’excellence en Biomimétisme de Senlis), l’organisation de salon du biomimétisme (Biomim’Expo [4]) et la création de nombreuses startup centrées autour du mouvement biomimétique (Bioxegy, Glowee etc.).

Chez AgroParisTech Service Études, nous pouvons vous aider à réaliser un premier pas dans cette approche biomimétique notamment en vous aidant à réaliser des études bibliographiques, des études de marché, des états de l’art ou encore des études de réalisation. Nous avons des étudiants spécialisés dans les domaines de la biologie/microbiologie, de la chimie et des biotechnologies qui sauront répondre à vos attentes. Nous sommes à votre disposition pour tout échange, et toute notre équipe est en mesure de vous aider à faire grandir vos projets !

« Va prendre tes leçons dans la nature, c’est là qu’est ton futur »

Léonard De Vinci