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La nature, bibliothèque d'inventions pour le 21ème siècle ?

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Depuis une quinzaine d’années, le biomimétisme – une démarche d’innovation théorisée par l’américaine Janine Benyus à la fin des années 1990 – prend de l’ampleur aux États-Unis et en Europe. Objectifs : observer la nature et s’en inspirer pour répondre aux défis du développement durable et de l’après-pétrole. Plusieurs laboratoires de recherche et pôles de compétitivité prennent ainsi la nature pour modèle, notamment en Rhône-Alpes. État des lieux.


Considérer la nature comme un laboratoire de Recherche & Développement (R&D) avec 3, 8 milliards d’années d’expérience et y voir « un puits de solutions » pour répondre à la question de la durabilité de nos produits et, plus largement, à celle de l’adaptation de notre espèce : c’est ce que proposait, dès 1998, la biologiste américaine Janine Benyus, fondatrice du Biomimicry Institute et auteure de Biomimétisme : quand la nature inspire des innovations durables (1).

Plus que jamais d’actualité en tant que démarche d’innovation, le biomimétisme consiste à « emprunter [à la nature] des modèles de technologies durables pour réduire nos émissions de CO2, notre consommation d’énergie et l’emploi de produits chimiques toxiques ». Tous les domaines de recherche sont concernés : physique, chimie, biologie… Tous les domaines de recherche sont concernés : physique, chimie, biologie… L’idée directrice étant de créer des synergies entre les disciplines et de rapprocher chercheurs et ingénieurs afin qu’ils travaillent main dans la main à l’élaboration de nouveaux concepts.


Des innovations durables
Si le biomimétisme a vocation à aboutir à des réalisations concrètes – des équipes à travers le monde étudient par exemple les ailes des rapaces pour rendre nos avions plus aérodynamiques et leur faire économiser 3 % à 5 % de carburant par vol – sa philosophie a évolué depuis sa formalisation pragmatique par Janine Benyus. Aujourd’hui, « nous étudions davantage le fonctionnement des organismes et des écosystèmes pour comprendre comment le vivant gère la complexité. Ce qui doit nous aider à développer des solutions à la fois innovantes et durables », précise Karim Lapp, ingénieur écologue et secrétaire général de l’association Biomimicry Europa (2).

Des actions sont aujourd’hui engagées en ce sens, comme le programme européen de recherche CO2SolStock, qui a pour ambition de cultiver plantes, bactéries et champignons capables de séquestrer le carbone afin de limiter l’effet de serre ; ou le projet des « arbres sauveurs » qui consiste à planter en Haïti, au Bénin ou en Inde, des arbres comme le Noyer Maya et l’Iroko. Des chercheurs du programme CO2solstocont en effet montré que ces végétaux – présents naturellement dans les zones tropicales – sont capables de fertiliser les sols, restaurer la biodiversité et stocker durablement le carbone.


Du biomimétisme à l’écologie industrielle
Directeur du Pôle de compétitivité Fibres (3), Karl Gedda rappelle que le biomimétisme est un concept à trois niveaux. Premier niveau : imiter des formes ou des structures, soit "l'exemple-type du Shinkansen (TGV japonais), conçu sur le modèle du martin-pêcheur" (4). Second niveau : imiter des procédés, en étudiant par exemple comment les plantes transforment l'énergie solaire en électricité à travers la photosynthèse pour développer une industrie photovoltaïque de nouvelle génération. Troisième niveau : imiter des stratégies ou des systèmes, notamment des systèmes de production en "boucles fermées". C'est le principe d’écologie industrielle qui a pour adage ‘’dans la nature, rien ne se ©Wikimedia - Creative Commons                  perd, tout se valorise, faisons de même !’’.

Liée au biomimétisme, l’écologie industrielle consiste donc à optimiser la gestion de nos flux d’énergie et de nos matières premières et à limiter l’impact environnemental de nos activités. « En observant la nature et en mimant les coopérations entre espèces au sein des écosystèmes, nous pouvons mettre en place une économie circulaire, basée sur la réemploi, le recyclage et surtout l’augmentation de la durée de vie de nos produits », insiste Emmanuel Delannoy, expert en développement durable et directeur de l’Institut INSPIRE (Initiative pour la Promotion d’une Industrie Réconciliée avec l’Ecologie et la société).

Des projets comme COMETHE (Conception d’Outils METHodologiques et d’Evaluation pour l’écologie industrielle), menés notamment en Rhône-Alpes, ont ainsi vocation à promouvoir le second niveau du biomimétisme auprès des acteurs locaux. « Depuis 2007-2008, nous travaillons à l’élaboration d’une stratégie d’écologie industrielle sur le site industrialo-portuaire du Pouzin (Ardèche). À terme, l’objectif est de mettre en place des synergies entre les entreprises : gestion mutualisée des déchets et des infrastructures (quais fluviaux) et utilisation de sources d’énergies renouvelables (éoliennes, biomasse, photovoltaïque) », explique Dimitri Coulon, responsable développement durable des sites portuaires de la Compagnie Nationale du Rhône.


Le biomimétisme en passe de s’imposer en France ?
Si les États-Unis restent à la pointe des recherches liées au biomimétisme, l’Europe – et notamment la France – ne sera bientôt plus en reste. Un Centre Européen de Compétences en Biomimétisme est en passe d’ouvrir ses portes, à Senlis (Oise). Selon l’initiateur du projet, Francis Pruche, conseiller municipal à Senlis, il devrait être opérationnel à la rentrée 2014.
Porté par la Région Picardie et le Pôle de compétitivité IAR (Industries et Agro-Ressources), il a été pensé comme « un centre multidisciplinaire, de concrétisation de projets liés au biomimétisme. Il accueillera près de 180 étudiants en formation continue – les biomiméticiens de demain – et permettra de faire de la recherche sur un mode collaboratif en proposant des moyens techniques aux entreprises pour mener des projets concrets et aboutir à des prototypes, tout en regroupant les chercheurs », détaille l’élu. Des biologistes pourront travailler avec des physiciens, des chimistes ou même des philosophes pour élaborer de nouveaux concepts durables, en s’inspirant de la nature.
Evolution du nombre de publications liées au biomimétisme dans le monde
(source : Science Direct et Biomimicry Europa
)

Enfin, un fonds de dotation baptisé Biomimethic® – initié par les Pôles de compétitivité Techtera en Rhône-Alpes, Fibres en Lorraine et en Alsace, IAR en Picardie ou Maud dans le Nord-Pas-de-Calais – est en cours de création. « Biomimethic® aura trois missions : sensibiliser les acteurs et le grand public au biomimétisme, mobiliser les industriels pour faire évoluer leurs pratiques et soutenir la recherche par le financement de projets de R&D. Nous espérons fonctionner avec un budget de 2 millions d’euros par an », souligne Karl Gedda, du Pôle Fibres. Reste à savoir si le biomimétisme tiendra ses promesses : réduction de nos consommations d’énergies, diminution de la pollution, développement d’une chimie verte etc. Et contribuera ainsi à forger le monde de demain.


Coraline BERTRAND


(1) Pionnier, l’ouvrage n’a été traduit en français qu’en 2011. Il est paru aux éditions Rue de l’échiquier, collection Intitial(e)s DD
(2) Equivalent européen du Biomimicry Institute de Janine Benyus, dont le comité français est chargé de promouvoir le biomimétisme en France
(3) « Un pôle de compétitivité rassemble sur un territoire et autour d’une thématique, des entreprises, des laboratoires de recherche et des établissements de formation. Il favorise le développement de projets collaboratifs de R&D particulièrement innovants pour créer de la croissance et de l'emploi ». (Source : Portail national officiel des Pôles de Compétitivité)
(4) En étudiant la capacité de l’oiseau à plonger dans l’eau en silence grâce à son bec tranchant et sa tête profilée, les ingénieurs japonais ont pu réduire de 15% la consommation d’énergie de leur TGV et minimiser les nuisances sonores liées à sa vitesse. Notamment lorsque le train s’engouffre dans des tunnels ce qui, avec la pression de l’air comprimé, créait des explosions sonores.


Thématique : Culture scientifique et humanités


En savoir plus


Pour en savoir plus, participez à la Nuit des Chercheurs le 28 septembre au CCO de Villeurbanne. André Dittmar, chercheur à l'Institut des Nanotechnologies de Lyon (INSA de Lyon, CNRS, UCBL1, CPE Lyon), sera présent pour échanger avec le public autour de cette thématique.