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17 March 2021

Biomimétisme : L'outil Ultime Pour L'innovation Durable

Par Gabriela Palma

Vous êtes-vous déjà demandé d’où vient le Velcro? George de Mestral était en randonnée lorsqu'il remarqua des bardanes collées à ses vêtements. A la suite d’observations plus approfondies, il concluait que les surfaces des bardanes étaient constituées de minuscules crochets accrochés aux fils de ses vêtements, formants des boucles. Mestral s'est alors rendu compte qu'il pouvait les retirer et les rattacher facilement, et a ainsi imité la structure du crochet et de la boucle des bardanes pour créer le velcro. C’est un exemple typique, parmi tant d’autres, de ce en quoi consiste le biomimétisme.

Qu'est-ce que le biomimétisme ?

Le biomimétisme consiste à conceptualiser des systèmes et des matériaux en s’inspirant ou recopiant des processus biologiques optimisés par la sélection naturelle. En observant ces processus naturels, nous pouvons imiter la façon dont la nature résout les problèmes et adapter ces stratégies aux besoins humains.

Depuis 3,8 milliards d'années, la nature connaît une perpétuelle évolution visant à perfectionner ses systèmes et organismes complexes. Elle en est donc devenue une experte en efficacité et en résilience. Le biomimétisme exploite le génie de la nature pour résoudre des problèmes. Il repousse les limites de la pensée traditionnelle pour changer radicalement la façon dont nous trouvons des solutions réparatrices aux défis actuels et futurs.

Vous trouverez ci-dessous quelques études de cas sur la manière dont la conception biomimétique a influencé le secteur de la construction.

Biomimétisme dans le secteur de la construction

Surfaces autonettoyantes

 

 

 

 

 

Source : Ask Nature

Un exemple simple mais polyvalent de biomimétisme se trouve dans l'imitation des feuilles de lotus pour créer des matériaux résistants à l'eau et à la saleté. Les feuilles de lotus possèdent de microscopiques bosses hydrophobes - faites de cire cuticulaire que l'on trouve à la surface de nombreuses plantes et qui leur confèrent une surface rugueuse. Cela empêche l'eau d'adhérer à sa surface, favorisant la cohésion nécessaire pour former de grosses gouttelettes d'eau. Lorsque la gravité force les gouttelettes à rouler sur la feuille, elles collectent la poussière et d'autres particules, nettoyant ainsi la surface de la plante.

Les fascinantes propriétés imperméables et autonettoyantes de la feuille de lotus ont conduit à la conception de surfaces texturées comme le verre, les peintures et les plastiques. Ces matériaux peuvent être utilisés pour éliminer l'eau et les produits chimiques nécessaires au nettoyage des tissus de construction, rendre les routes plus sûres par temps humide et réduire la résistance au vent sur les parebrises pour créer des véhicules plus économes en carburant.

L'énergie Eolienne

 

 

 

 

 

Source CalTech Jphn Dabiri

John Dabiri, chercheur à Caltech, a étudié le mouvement des bancs de poissons pour créer des éoliennes plus compactes et plus efficaces. Il a découvert que lorsque le poisson nageait, l'énergie expulsée par le poisson placé devant réduisait l’impulsion du poisson placé à l’arrière. Les forces opposées créées par les mouvements des nageoires (illustrées en bleu et en rouge dans le graphique ci-dessus) ont considérablement réduit l'énergie dont le banc de poisson avait besoin pour avancer.

Les éoliennes de Dabiri possèdent un axe vertical de sorte que, comme le banc de poissons, elles puissent capter l’énergie éolienne de toutes les directions, même d’autres éoliennes. Les unités faisant face à des directions opposées sont stratégiquement placées les unes à côté des autres afin que leurs courants de vent opposés réduisent l’impulsion sur les turbines, maximisant ainsi leur efficacité. Ces unités mesurent dix mètres de haut et peuvent être placées à environ cinq mètres les unes des autres, tandis que les éoliennes standard nécessitent un espacement équivalent à vingt fois leur diamètre. Pour les plus grandes éoliennes actuellement utilisées, cette distance peut atteindre plus d'un kilomètre.

Régulation thermique

 

 

 

 

 

Source : National Geographic

L'architecte Mick Pearce a imité les propriétés d'auto-refroidissement des termitières pour concevoir le plus grand immeuble de bureaux et de vente au détail du Zimbabwe, Eastgate Center. Ce bâtiment ne dispose pas de systèmes de chauffage ou de refroidissement traditionnels mais utilise une série de tunnels d'air pour réguler naturellement sa température tout au long de l'année.

Pearce a utilisé de la brique et du béton pour la construction du bâtiment. Tout comme le sol des termitières, ces matériaux ont une masse thermique élevée, ce qui signifie qu'ils peuvent absorber beaucoup de chaleur tout en subissant des changements de température minimes. Les termitières sont également poreuses, ce qui permet à l'air de circuler librement à travers la structure lorsque la température de l'air environnant fluctue. Les ventilateurs de faible puissance situés à la base d'Eastgate Center aspirent l'air frais la nuit et le dispersent dans tout le bâtiment, refroidissant le béton et faisant circuler l'air. Le matin l'air chaud monte, libéré par les cheminées.

Eastgate Center utilise moins de dix pour cent de l'énergie utilisée par d'autres bâtiments de sa taille tout en maintenant des températures internes d'environ 28 degrès le jour et 14 degrès la nuit.

Un potentiel illimité

La pensée biomimétique a tout influencé : des infrastructures, de la construction, aux systèmes politiques et aux réseaux sociaux. Ces exemples ne démontrent qu'une fraction de la polyvalence du biomimétisme et de sa capacité à stimuler la stratégie créative et le design. Ils prouvent que, comme le monde naturel, nous pouvons continuer à faire évoluer nos pratiques innovantes pour créer des communautés plus efficaces et résilientes.

La gestion des flux de déchets est un élément essentiel de cette transition. En effet, les déchets n'existent pas dans la nature - les sous-produits d'une espèce sont recyclés pour devenir des ressources pour une autre. Gardez un œil sur mon prochain article, accessible dans nos newsletters suivantes qui explorera comment le biomimétisme est utilisé comme outil pour concevoir des économies circulaires.