Biomimétisme : quand la nature inspire les matériaux

Et si on s’inspirait de solutions déjà présentes dans la nature pour répondre aux défis industriels, techniques et architecturaux ? Cette démarche a un nom : le biomimétisme. Une approche qui améliore la conception de matériaux intelligents empruntés à la nature.
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S’inspirer de milliards d’années de R&D
Le biomimétisme ? Une méthode d’innovation qui consiste, lorsque l’on rencontre un problème technique, à se pencher d’abord sur les solutions qu’aurait déjà trouvées la nature pour le résoudre. Riche de 3,8 milliards d’années d’évolution, le vivant possède presque toutes les réponses aux défis que l’homme doit affronter aujourd’hui.

Le biomimétisme : aux origines de l’innovation

Le biomimétisme, ou « l’imitation du vivant », est une démarche d’innovation qui repose sur l’observation de 3,8 milliards d’années de recherche et développement. Depuis toujours, les organismes biologiques (animaux, plantes, microbes) ont su développer des stratégies pour survivre, optimiser leur organisation et leur fonctionnement, adapter leur forme à leur fonction. Comme le constate la biologiste américaine et spécialiste reconnue du biomimétisme Janine Benyus : « La nature a déjà résolu tous les défis auxquels nous sommes confrontés. Les échecs sont devenus fossiles, et ce qui nous entoure est la clé de la survie ». Cette scientifique est la première à avoir évoqué la notion de biomimétisme vers la fin des années 1990. En adaptant des phénomènes, des formes ou des comportements présents dans la nature, la science peut donc mettre au point des solutions à nos problématiques industrielles, techniques ou architecturales contemporaines. 

S’inspirer de milliards d’années de recherche et développement… et gagner en efficacité

Le nid d’un oiseau est constitué d’une structure de brins, tous différents, entassés de manière anarchique, semble-t-il. D’apparence fragile, il s’avère être en fait une formidable enveloppe protectrice, solide et isolante pour protéger l’oiseau et sa couvée. De la même manière, l’homme possède ce besoin primaire : protéger son habitat et ceux qui y vivent. « Les industriels ont peut-être imaginé des matériaux comme la laine de verre ou la laine de roche en s’inspirant de ce principe, suggère Armand Ajdari, Directeur de la Recherche et du Développement du Groupe Saint-Gobain, en créant des matériaux composés de fibres et d’air aux propriétés isolantes phoniques et thermiques pour protéger l’habitat. Confrontés aux mêmes défis environnementaux, le biomimétisme offre des solutions à l’homme que la nature a déjà éprouvées. »

Ces matériaux biomimétiques avec lesquels nous vivons déjà

D’ailleurs, nous vivons déjà avec de nombreux matériaux inspirés du vivant. Le TGV japonais par exemple, le Shinkansen, possède un nez aérodynamique directement inspiré du bec du martin-pêcheur. Après avoir remarqué que le volatile était capable de plonger dans l’eau en provoquant un minimum de remous, les ingénieurs ont décidé d’imiter cette forme pour l’avant du train. Résultat ? Une meilleure efficacité pour passer entre deux milieux de densités différentes, de l’intérieur d’un tunnel à l’extérieur, tout en émettant moins de pollution acoustique. 

Armand Ajdari évoque d’autres matériaux de construction inspirés par la nature, comme la membrane architecturale Sheerfill. Comme sur une feuille de lotus ou des plumes de canard, l’eau déperle sur cette membrane « hydrophobe »  - elle coule sous forme de gouttes sans pénétrer la surface et la conserve intacte. « Dans notre activité céramique, nous développons également des matériaux très clairement bio-inspirés de la nacre des coquillages, extrêmement dure et résistante à la cassure. "Nous obtenons ainsi des matériaux avec les avantages de la céramique (élégance, résistance à la rayure, transparence aux ondes…) sans la fragilité aux chocs, par exemple pour des montres ou des objets électroniques portables » ajoute Armand Ajdari.

Biomimétisme ou biophilie : quel avenir pour les villes de demain ?

Le biomimétisme offre une force de développement et des solutions à même de répondre à des problématiques d’isolation, d’adhésion, de solidité des matériaux utiles à la construction. « Au-delà de son imitation, l’enjeu de demain ne sera-t-il pas de s’approcher davantage de la nature pour être plus connectée à elle, en la laissant s’introduire dans notre habitat ? » questionne Armand Ajdari. Les villes de demain, à la population toujours plus dense, et les bâtiments dans lesquels nous passons la plupart de notre temps devront, en effet, répondre à un autre besoin essentiel de l’homme : celui de retisser un lien étroit avec la nature pour son bien-être et sa santé, comme l’exprime la théorie de la biophilie, l’amour du vivant.

Demain, notre « nid » sera conçu à la fois avec des matériaux biomimétiques mais aussi avec des réalisations fruit de la technologie humaine, comme certains vitrages intelligents, permettant de rester en contact avec le monde extérieur tout en étant isolé thermiquement et exposé confortablement à la lumière naturelle, si précieuse pour notre physiologie, conclut Armand Ajdari. 

Offrir à la nature un accès direct à nos constructions en l’intégrant à la structure même sera sans doute le véritable enjeu de demain. 

Crédits photos : Studio Pons / Jean Chiscano / Saint-Gobain Performance Plastics – Birdair – 2009 / Patrick Chedal – 2004 - Saint-Gobain Glass France / Martha Stewart