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COMMENT : DES CHAMPS D'APPLICATION TRANSVERSAUX

Le 26 oct. 2017

Les applications industrielles pensées par bio-imitation sont déjà légion dans de nombreux secteurs, de l'habitat à l'automobile, en passant par l'aéronautique et la robotique. Ce champ est promis à devenir un véritable levier de business.

La nature est le plus grand modèle de prospérité. On ne peut faire l’économie de cela. Elle arrive dans des espaces arides, vides, elle y met de la biodiversité avec des services et des biens, le tout sans rien défaire.

Idriss Aberkane

Avec l’avènement des nouvelles technologies et de leur capacité à nous révéler le monde à l’échelle nanoscopique, nous découvrons sous les poils, les écailles et les plumes, des architectures extraordinairement complexes, des systèmes redoutablement efficaces, et qui ne consomment qu’un minimum d’énergie.

Les applications industrielles sont nombreuses, et facilement manufacturables grâce au développement de la fabrication additive (impression 3D…). Reproduire le cahier des charges des organismes vivant est ainsi une démarche de plus en plus adoptée pour penser des objets et des services multifonctionnels, non-polluants et éco-responsables.

Matériaux bio-inspirés

La nature inspire les ingénieurs. Elle produit des matériaux dont la principale caractéristique est leur aspect composite : ils sont fabriqués de plusieurs éléments structurellement complémentaires et dont chacun a des propriétés mécaniques particulières. De quoi inspirer de nouveaux procédés techniques pour la construction, mais aussi révolutionner les domaines du textile, ou des transports.

Drôle de conque
En imitant le principe de la biominéralisation du corail, les ingénieurs s’inspirent des procédés de construction des coraux pour concevoir des matériaux qui seront les ciments et les céramiques de demain.

Le MIT s'inspire de la structure de la conque pour créer des matériaux super résistants.

L’effet lotus
Le lotus rejette l’eau. Connue pour son effet déperlant, la feuille de lotus inspire les tissus de demain. Ils seront super hydrophobes et autonettoyants.

Les propriétés du lotus et de la fougère aquatique permettent de créer des matériaux hydrophobes.
Supergecko
Le gecko (petit lézard) peut se déplacer sans encombre sur n’importe quelle surface, mur ou plafond. Un seul de ses doigt peut même supporter l’ensemble de son poids. des chercheurs s’en sont inspirés pour créer un adhésif surpuissant, sec et incolore : le gecksin.
Le lézard qui révolutionne les adhésifs.
Nid d’abeille
Un nid d’abeille est une structure composée du plusieurs hexagones assemblés entre eux. Elle confère aux matériaux en résine ou fibre de verre de la légèreté, de la résistance et la propriété de pouvoir supporter la compression. La société Lelo s’en est inspirée pour créer un préservatif indéchirable, aussi résistant qu’une côte de maille !
La structure en nid d'abeille de ce préservatif le rend indéchirable.

Motorisation hybride

Le secteur de l’automobile n’est pas en reste lorsqu’il s’agit de s’inspirer du vivant. Les départements R&D réfléchissent à des formes, matériaux et processus de fabrication hybrides pour répondre aux exigences de la nécessaire transition vers une économie décarbonée.

Michelin présentait récemment son concept de pneu du futur pensé à partir de matériaux recyclés et imprimé en 3 dimensions.

Vision Concept Michelin
Inspiré par les formes organiques présentes dans la nature, le designer anglais Ross Lovegrove a dessiné Twin'Z : un concept-car de Twingo tout électrique.

Maitriser sa consommation d'énergie

Le corps humain est une machinerie d'une sophistication extraordinaire : la manière avec il gère son énergie pendant l'effort est un modèle de consommation vertueuse. Les chercheurs s'en inspirent pour penser les modèles de consommation hybride du futur et développer des "moteurs plus humains".
Websérie Nature = Futur (Ceebios, Cité des Sciences et La Belle Société Production)

Habitat bio-inspirés

En architecture, la bio-inspiration présente un fort potentiel pour répondre aux enjeux actuels de conception de structures performantes, d’efficacité énergétique et d’optimisation des flux à l’échelle urbaine. L'architecture peut s'inspirer de la nature d'abord du point de vue des formes (design architectural), mais également du point de vue des propriétés des matériaux organiques : résistance, légèreté, optimisation énergétique.

Plusieurs modèles sont ainsi étudiés :

la structure de la termitière (qui peut résister à des amplitudes thermiques très larges) inspire les systèmes de ventilation et permet de concevoir les systèmes de production des énergies passives des bâtiments.

• Les  piliers de la célèbre Sagrada Familia s'inspirent des formes en cheminées hélicoïdales des arbres, qui résistent au vent et aux différentes secousses.

• En matière d'urbanisme, les interactions des espèces au sein d'écosystèmes inspirent les urbanistes pour optimiser la gestion des flux et les questions démographiques à l'échelle de la ville. Vélizy-Villacoublay (78) est ainsi la première ville de France à imaginer un quartier biomimétique.

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