L'imitation est la base de tout apprentissage.
Enfant, nous avons tous commencé à développer notre langage en imitant nos parents, puis à marcher de la même manière, puis à s’insérer dans la société en se pliant aux règles établies etc…
Notre vie toute entière est une copie d’un « système » déjà opérant.
Le biomimétisme découle donc naturellement de cette capacité à imiter les choses, mais cette fois-ci en s’inspirant des systèmes parfaits déjà présents dans notre environnement.
Evidemment, avant de pouvoir reproduire un système, il faut déjà comprendre ce qui s'y passe et comment il fonctionne.
La démarche du biomimétisme, en 3 étapes :
1)> Identification : c’est l’observation et la découverte de caractéristiques naturelles à la propriété remarquable.
2)> Compréhension : c’est l’étude des mécanismes à l’œuvre et la sélection de la meilleure solution naturelle.
3)> Imitation : c’est l’adaptation, la création ou la reproduction de systèmes naturels adaptés à nos propres mécanismes.
De nos jours, le biomimétisme est tourné principalement vers le développement durable, avec des enjeux environnementaux, économiques mais aussi éthiques.
La nature est une source inépuisable de progrès et d'innovations, telle une encyclopédie vivante qui ne demande qu’à être décryptée.
1) L’Eastgate Building
Ce centre commercial a été conçu et réalisé par l’architecte Mick Pearce, à Harare au Zimbabwe et est considéré comme l’emblème du biomimétisme de l’architecture.
C’est un bâtiment hors du commun qui abrite un système de ventilation inédit.
En effet, Mick Pearce s’est inspiré des termitières que l’on trouvent dans les pays chauds.
Il s’est rendu compte que les termitières possèdent un excellent système de ventilation dépassant de loin nos vulgaires systèmes de soufflerie très énergivores.
Les termites vivent majoritairement dans des zones extrêmement chaudes, avec une amplitude thermique très forte où la température peut atteindre 50°C le jour, et moins de 0°C la nuit.
Malgré tout, ces insectes sont capables de construire un habitat conservant une température stable d’environ 30°C et ce, par un système de ventilation extrêmement astucieux.
Pour comprendre la thermorégulation des termitières, des chercheurs ont analysé leurs structures complexes grâce à une machine à impression 3D.
Le secret de cette climatisation naturelle réside dans les galeries creusées sous la termitière. L’air circule sous terre dans des puits très profonds, creusés à plus de 20 mètres, parfois même beaucoup plus.
Les termites cherchent ainsi la proximité des nappes phréatiques pour refroidir l’air de façon plus efficace.
L’air est rafraîchi par la température du sol et remonte pour refroidir toute la termitière. De part sa densité, l’air chaud s’élève hors de la termitière par convection, recraché par les cheminées.
Les termites régulent de façon très précise la température de leur habitation en obstruant et/ou en créant des trous au sol. Lorsqu’il fait nuit, les termites bouchent la totalité de ces ouvertures afin de garder un maximum la chaleur.
Grâce à ce système ingénieux, Mick Pearce a construit un bâtiment capable de maintenir une température moyenne de 27°C, alors que la température extérieure avoisine les 50°C.
La climatisation étant inexistante, le bâtiment a réduit de 90% sa consommation énergétique par rapport aux centres commerciaux standards.
La ventilation du « Eastgate building » est assurée par une cinquantaine de cheminées installées sur le toit de l’immeuble, et par un vaste réseau de bassins et de fontaines, permettant en même temps de faire circuler et de rafraîchir l’air.
L’architecture du bâtiment lui permet également de bénéficier d’une excellente isolation thermique, les fenêtres étant en retrait de la façade, elles ne sont donc pas directement exposées au soleil.
2-) Les "LED"
Depuis plusieurs années déjà, les lampes à diode électroluminescente (LED), de la famille des composants « opto-électroniques » envahissent notre quotidien.
Cette technologie n’est pas nouvelle et est utilisée depuis de nombreuses années, par exemple comme veilleuses d’appareils électriques.
La LED est un composant électronique émettant de la lumière lorsqu'un courant le traverse.
Elle possède des avantages non négligeables par rapport aux ampoules standards, comme une meilleure durabilité et une consommation réduite.
Le seul désavantage de la LED est son efficacité. Il faut savoir qu’une grande partie de la lumière se réfléchie vers l’intérieur, en raison de la différence d’indice de réfraction entre le matériau et l’air ambiant.
Pour palier à ce manque de luminosité, un groupe de chercheurs franco-belges s’est penché sur le cas de la luciole.
La luciole produit une réaction chimique émanant de la lumière situé dans son abdomen, mais contrairement à nos ampoules l’exosquelette de l’insecte possède une microstructure qui améliore la sortie de la lumière vers l’extérieur.
En effet, la luciole possède des caractéristiques étonnantes quant à sa capacité à diffuser la lumière.
La surface de l’exosquelette de la luciole est constituée de dents triangulaires inclinées de quelques microns.
Les chercheurs ont alors recouvert une LED de résine dans laquelle ils reproduisent cette « structure dentée » par lithographie laser.
Le résultat est bluffant, car la LED émane 65% de lumière en plus.
L’atout de cette méthode est qu’il permet d’augmenter les performances sans pour autant modifier la structure de l’émetteur.
Grâce à ce système, il est possible de réduire de moitié notre consommation énergétique en gardant l’intensité lumineuse actuelle.
3-) La feuille de lotus
Le lotus est une plante qui existe depuis des millions d’années, sa longévité provient de sa parfaite adaptation au milieu aquatique et boueux dans lequel elle vit.
En Inde, le lotus est souvent représenté et utilisé comme symbole divin et de sagesse.
Quand une goutte d’eau tombe sur une feuille de lotus elle s’aplatis puis se rétracte pour ensuite rebondir et rester sphérique, c’est pourquoi elle glisse à la surface de la feuille sans la mouiller, ce phénomène s’appelle l’effet Lotus.
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La particularité de la surface de la feuille est qu’elle est totalement hydrophobe.
Cette propriété permet à la feuille de Lotus d’éliminer les poussières qui pourraient empêcher le fonctionnement de la photosynthèse et d’éviter le développement de moisissures.
Lorsque l’on observe une feuille de Lotus, on s’aperçoit au premier abord qu’elle est totalement lisse, ce qui pourrait laisser croire que l’eau ruisselle si facilement.
Mais, lorsque l’on analyse au microscope électronique, on s’aperçoit que la surface est couverte de micro-textures, à des échelles souvent comprises entre 1 et 10 microns.
La feuille de Lotus est ce qu’on appelle « nanorugueuse ».
Ces nanorugosités sont des cristaux de cire que la plante fait croître sur la surface de la feuille.
Elle est formée de minuscules collines qui soutiennent la goutte d’eau empêchant ainsi l’eau d’adhérer à la surface de la feuille.
Fabriquer des surfaces artificielles avec des nanomatériaux est un enjeu futur qui peut s’avérer particulièrement utile à notre quotidien.
En voici quelques exemples en animations :
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Ne plus devoir nettoyer les fenêtres, les voitures, les chaussures etc.
Voilà les futurs enjeux de l’industrie.
Les matériaux actuels qui utilisent l’effet Lotus sont encore fragiles, ils ne résistent pas aux températures élevées ni aux frottements intensifs.
Mais d’ici quelques années, en combinant avec des matériaux plus solides, ces technologies seront adaptables à grande échelle et utilisés par tous.
Les recherches actuelles nous montrent qu’il existe encore des organismes biologiques ayant développé des fonctionnalités hydrophobiques remarquables et qui viennent tout juste d’être découvertes.
De grandes améliorations sont donc encore possibles.
Sources :
(http://www.biomimesis.fr/biomimetisme-le-materiau-le-plus-etanche-jamais-realise/)
(https://biomimtismesite.wordpress.com/c-applications-a-partir-de-la-termitiere/)
(http://lefourtout-dolivier.over-blog.net/article-des-leds-plus-efficaces-grace-aux-lucioles-114244784.html)
(https://biomimetismetpemaimo.wordpress.com/le-design/)
(http://www.ecoconseil.org/le-metier/devenir-eco-conseiller/paroles-promo-anterieures/parole-p28-biomimetisme-et-developpement-durable)
Pour approfondir le sujet :
(https://biomimicry.org)
(https://biomimicry.net/what-is-biomimicry/)
(http://www.biomimicry.eu)
(https://www.amazon.fr/Biomimicry-Innovation-Inspired-Janine-Benyus/dp/0060533226)
(https://www.amazon.fr/VIVANT-COMME-MODELE-Michèle-Decoust/dp/2226320180/ref=pd_sim_14_3?_encoding=UTF8&psc=1&refRID=H8JVMQ22WN3EVHQCX0)
