Cinq inventions géniales inspirées par la nature

A chaque fois que vous rencontrez un problème, observez la nature. Celle-ci a peut-être déjà eu les mêmes difficultés, et si c’est le cas, elle a sûrement trouvé une solution il y a quelques milliers d’années. Voilà la devise du biomimétisme, une démarche qui entend réconcilier progrès et respect de l’environnement. Théorisée en 1998 par la scientifique américaine Janine Benyus, elle séduit aujourd’hui des centaines de scientifiques et entrepreneurs.

Leur credo : la nature reste le seul ingénieur capable de créer des multitudes de cycles de production sans consommer d’énergies fossiles, ni produire de déchets. Cet ingénieur original puise sa créativité dans les contraintes et s’adapte toujours à son environnement. Cet ingénieur n’a jamais déposé de brevets, toutes ses idées sont « opensource ».


Il suffit d’observer et de copier. De Léonard de Vinci aux créateurs du fil barbelé, les grands inventeurs se sont souvent inspirés de Mère nature. Mais aujourd’hui, ce sont les cycles et les processus de production qui deviennent des modèles.
« Le but n’est bien sûr pas de copier le scarabée de Namibie juste pour le copier. On souhaite s’inspirer d’une philosophie de production » , détaille Gunter Pauli, entrepreneur belge et VRP mondial du biomimétisme grâce à l’institut Zeri (Initiative pour la recherche de zéro pollution).« L’approche du biomimétisme n’est pas seulement technologique, elle est aussi philosophique. Elle doit permettre de repenser aussi l’organisation des entreprises pour se concentrer sur la coopération, sur les complémentarités et sur l’adaptation qui permettent de créer des cercles vertueux. Parfois, l’innovation ne passe même pas par la technologie. Pour repenser la mobilité aujourd’hui il ne faut pas réinventer la voiture mais de nouveaux mode de déplacements, comme l’auto-partage », acquiesce Emmanuel Delannoy, directeur de l’institut Inspire (Initiative pour la promotion d’une industrie réconciliée avec l’écologie et la société).

1) Du martin-pêcheur au Shinkansen, le TGV japonais
Le TGV japonais a une énorme qualité : il roule très vite, à plus de 300 km/h. Sauf que plus un train va vite, plus il fait du bruit. Si bien que le bruit du Shinkansen, c’est son nom, a longtemps dépassé les normes acoustiques. Une très mauvaise nouvelle, puisque ce train traverse de nombreuses villes et zones urbaines japonaises. Pire, il passe aussi de nombreux tunnels très étroits. Or à chaque traversée, l’air du tunnel se trouvait brutalement comprimé puis relâché, ce qui provoquait d’énormes explosions sonores.
La solution est venue de Eiji Nakatsu, un ingénieur ferroviaire qui a la particularité d’être aussi passionné de biologie. C’est lui qui fit le rapprochement entre ce train et un oiseau en s’interrogeant : pourquoi tant de tapage au passage du Shinkansen dans les tunnels alors que le martin-pêcheur parvient lui à plonger pour attraper ses proies dans l’eau sans aucune éclaboussure ? Car les deux phénomènes sont comparables : le train comme l’oiseau rencontrent brusquement une forte résistance. Mais l’oiseau traverse l’eau comme une fleur grâce à son bec tranchant. Eiji Nakatsu a donc repensé le design du TGV en s’inspirant du bec long et tranchant de cet oiseau. Résultat : plus aérodynamique, le TGV japonais demande 15% d’énergie en moins et va encore plus vite. Et il n’y a plus d’explosions au passage du TGV dans les tunnels.


2) De la peau du gekko à votre télé suspendue
Ce tableau – sans doute faux – hérité de votre grand-mère traîne dans votre cave depuis des mois. Impossible de l’accrocher au mur sans percer d’énormes trous, ce que refuse votre propriétaire. Des chercheurs de l’Université UMass Amherst, dans le Massachusetts, ont trouvé une solution pour vous en étudiant le gekko. Ce gros lézard fait partie des rares êtres vivants pouvant se déplacer sans encombre sur un plafond, la tête en bas. Mieux, un seul de ses doigts peut supporter l’ensemble de son poids, grâce à la force adhésive de Van der Waals. Une force extrêmement complexe, impossible à expliquer sans références à la physique quantique.
Les chercheurs ont donc copié en 2011 cette fabuleuse invention pour produire un adhésif puissant, sec et incolore : le geckskin. Le tout avec des matériaux communs et peu coûteux. De la taille d’une petite fiche bristol, le geckskin peut porter aisément un écran plat de 40 pouces, jurent ses concepteurs.

3) De l’essaim d’abeilles aux robots-abeille
Un nuage de centaines de petites abeilles métalliques et indépendantes survolant un champ pour l’ensemencer. Non, il ne s’agit pas d’un remake bucolique de Matrix. Des chercheurs de l’université d’Harvard sont bien parvenus à créer des robots-abeilles. La preuve ci-dessous en vidéo :

Pour les personnes anglophones et férus de technologie, l’université a mis en ligne une vidéo (http://www.good.is/post/from-terminator-to-pollinator-bees-go-robotic ) expliquant l’élaboration entièrement automatisée de ces petites machines. Mais le but n’est pas seulement d’imiter le vol des insectes. Les chercheurs comptent surtout réussir à reproduire le comportement collaboratif d’un essaim d’abeille. Ils comptent donc les équiper de capteurs et de caméras pour permettre à chaque robot-abeille de collecter des données pouvant être transmises entre abeilles ou directement à la « ruche », c’est-à-dire le poste de commande des machines. Les chercheurs comptent répartir les tâches de repérages, d’exploration et de cartographie entre les groupes d’abeilles, comme dans une véritable colonie. De quoi effectuer des repérages dans des zones difficiles d’accès ou irradiées mais aussi surveiller des cultures et les ensemencer ou encore mesurer l’évolution du climat dans des espaces restreints.


4) De la termitière au centre commercial
Les termites ne sont pas seulement capables de détruire les habitations. Ils sont aussi de redoutables architectes. Les termitières ont en effet une température quasiment uniforme, même lorsque le thermomètre extérieur alterne entre la canicule et les nuits froides. Une capacité qui convient particulièrement à Harare, la capitale du Zimbabwe, une ville qui connaît d’importants changements de température quotidien.
L’architecte Mick Pearce a étudié pendant plusieurs années le fonctionnement des termitières et s’en est inspiré pour construire l’Eastgate building, un immense immeuble qui surplombe Harare. Bâti en 1996, c’est la première construction de cette taille qui s’inspire entièrement d’une invention de Dame nature.


Plutôt que de chauffer puis climatiser le bâtiment, l’architecte a voulu, comme les termites, faire de cette particularité climatique un avantage. Il a mis en place un système de climatisation passive. Le bâtiment, qui a une grande capacité thermique, absorbe la chaleur tout au long de la journée. Dans le même temps, de nombreuses ouvertures permettent à l’air d’entrer par le bas du bâtiment, tandis que de grandes cheminées permettent d’évacuer l’air chaud qui remonte par convection. Cette installation créé un courant d’air naturel, accéléré plusieurs fois dans la journée en activant des ventilateurs. La nuit, quand l’air est plus froid que le bâtiment, les murs diffusent peu à peu la chaleur qu’ils ont emmagasiné pendant la journée, ralentissant le refroidissement du bâtiment. Et une partie de l’air frais qui s’engouffre est stocké dans les dalles du bâtiment, ce qui ralentira le réchauffement le lendemain. L’immeuble consomme ainsi 90% d’énergie de moins que la moyenne, assure son concepteur.

5) Du moustique aux aiguilles médicales indolores
La piqûre est à la fois l’une des choses les plus utiles et les plus détestées au monde. Une partie de la population en devient même achmophobe : l’idée même de se faire piquer donne de l’urticaire. Bien que nuisible, une autre piqûre reste elle le plus souvent indolore : celle du moustique. Pour mettre fin à ce paradoxe, deux sociétés japonaises (Terumo Corporation et Okano industrial corporation) ont décidé de copier la trompe du moustique pour réaliser des aiguilles médicales. Ils ont donc opté pour des aiguilles à forme conique, comme la trompe du moustique, et non plus cylindrique. Ils ont également réussi à rétrécir la taille des aiguilles, ce que beaucoup de concepteurs jugeaient impossible à l’époque. Mission réussie en 2005, en changeant la méthode de production des aiguilles. Les seringues Nanopass33 sont aujourd’hui vendues à plusieurs millions d’exemplaires dans le monde.

Des centaines d’autres exemples
Des yeux de mouche pour aider les aveugles à la combinaison Speedo inspirée du requin, des centaines de projets de ce type sont en développement. En 2009, les 100 technologies les plus prometteuses ont été recensées dans un livre par l’institut Zeri, The Blue Economy, avec un plan d’action : dix ans, 100 technologies, 100 millions d’emplois. Utopique ? Déjà 150 entreprises ont été créées grâce à ces idées. Et en France ? « Tous les dirigeants européens que je rencontre se montrent intéressés par cette philosophie, mais peu osent passer à l’action. C’est beaucoup plus facile en Amérique du Sud ou en Asie », constate Gunter Pauli. Mais des projets sont en cours dans l’Hexagone, surtout dans les PME, soutient Emmanuel Delannoy. Celui-ci cite notamment un projet de conversion de la biomasse en nourriture animale à Châteauneuf-les-Martigues (Bouches-du-Rhône), ou encore un concept de cycle de traitement des eaux usées sans produits chimiques ni déchets dans le même département.