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Le Biomimétisme l'avenir en terme d'écologie

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Speedou

Speedou
Admin
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Le biomimétisme est une démarche consistant à reproduire artificiellement des propriétés essentielles d'un ou plusieurs systèmes biologiques.

L'objectif peut être :

- d'exploiter des mécanismes de la nature pour les appliquer dans différents domaines technologiques. Le terme est alors synonyme de bionique, plus couramment utilisé.
-de faciliter l'étude scientifique de la nature en reproduisant en laboratoire des comportements autrement noyés dans la complexité du réel. De telles études sont en général liées à la biophysique
-d'accéder à de nouvelles structures et interfaces moléculaires capables de reproduire certaines fonctions de l’organisme pour le soigner, le commander, développer des nanosondes ou nanovecteurs intelligents, améliorer l'imagerie moléculaire, produire des matériaux biocompatibles, développer de nouvelles interfaces homme-environnement (NBIC), pour une réalité augmentée, etc)
-de s'inspirer de l'organisation des écosystèmes ou plus généralement du fonctionnement des êtres vivants pour mieux y intégrer l'organisation et les technologies humaines.

Depuis la première bactérie, il s'est écoulé 3,8 milliards d'années. Voilà donc quelques milliards d'années que la vie est un immense véritable laboratoire avec des millions d'expériences à son actif. Les organismes vivants sont les champions en durabilité : ils ont trouvé ce qui marche, ce qui résiste. Stratégies variées, richesse des molécules et de leur assemblage, les procédés inventés par la nature sont incroyablement nombreux. Les essais malheureux, triés par l'évolution, ont eux disparu.

"Il n'y a que 12% de similarités entre la technologie humaine et la nature pour la résolution d'un problème"

L'imitation est à la base de tout apprentissage et imiter le vivant n'est pas nouveau. C'est par exemple en observant les oiseaux que l'homme a eu l'idée de voler par exemple. C'était déjà de la biomimétique ! Cette démarche consiste à reproduire artificiellement des propriétés essentielles d'un ou plusieurs systèmes biologiques.

La démarche biomimétique, en 3 étapes

Identification repérage d'un matériau du vivant présentant une propriété intéressante
Compréhension sur la base de la connaissance de la structure, comment la propriété en question s'exprime t-elle ?
Contretypage le contretypage, en utilisant des moyens qui sont en général différents des moyens naturels.

La biomimétique des écosystèmes

Il s'agit d'une nouvelle approche dans la façon de voir et d'estimer la valeur de la nature. Il est axé non sur l'utilisation des ressources naturelles mais sur ce que l'on peut apprendre du fonctionnement de la biosphère.

C'est Janine Benyus qui, au début des années 1990, a permis l'émergence de cette nouvelle approche avec son ouvrage Biomimicry: Innovation Inspired by Nature. D'après la biologiste, les leçons que nous donne la Nature sont principalement les suivantes :

Elle utilise une source d'énergie principale : l'énergie solaire.
Elle n'utilise que la quantité d'énergie dont elle a besoin.
Elle adapte la forme à la fonction.
Elle recycle tout.
Elle parie sur la biodiversité.
Elle travaille à partir des expertises locales.
Elle limite les excès de l'intérieur.
Elle utilise les contraintes comme source de créativité.

Exemples d'utilisation :

-Des chercheurs tentent de développer des systèmes de production d'hydrogène ou d'électricité imitant le processus de photosynthèse. -Un filtre à eau ultra-pure pourrait être constitué de membranes et portes protéiques imitant les systèmes à l'œuvre dans la nature.
-Le velcro a été créé sur le modèle du fruit de la bardane,
-La soie d'araignée est un polymère dont la configuration moléculaire peut varier et rapidement s'adapter à la température et l'humidité. Elle est notamment capable de « Supercontraction » (de 10 à 140 MPa de tension) quand elle s'humidifie (en plusieurs minutes quand l'hygrométrie dépasse 70 %), et plus rapidement quand elle est subitement mouillée.
-Les turboréacteurs créés sur le modèle du nautile,
- Les parois de douche, les fenêtres auto-nettoyantes et certains revêtements de l'industrie aéronautique ont été créées grâce à la découverte de "l'effet Lotus",
-Certains types d'éco-habitat reprennent les principes des termitières,
-En créant des pantographes en formes d'ailes reproduisant la structure de celles du hibou, le bruit du Shinkansen est diminué, pour le confort des passagers. De plus, le profil des motrices de ce train est analogue au bec des martins-pêcheurs
-Des micro-robots peuvent marcher sur l'eau comme le font les gerris en exploitant la tension superficielle de l'eau
-Des chercheurs du CNRS ont récemment mis au point des micro-nageurs artificiels se déplaçant par biomimétisme, cette découverte laisse entrevoir de possibles innovations dans le domaine de la médecine car ces micro-nageurs peuvent transporter de petites quantités de médicaments à travers les vaisseaux sanguins.
-La structure métallique de la tour Eiffel présente des analogies avec celle du fémur..
-La combinaison de natation Fastskin s'inspire de l’épiderme du requin mako.
-La carapace du scarabée Stenocara est à l'origine de récupérateur d'eau.

De nombreux chercheurs pensent que la biomimétique est un domaine qui pourra apporter des solutions originales et élégantes. Elle est une source inépuisable de progrès et d'innovations.

Pour plus de compréhension voici une petite vidéo :



"Plus notre monde fonctionnera comme le monde de la nature, plus on aura de chances de perdurer sur cette Terre qui est la nôtre, mais pas seulement." Voici ce qu'écrit Janine Benyus, une biologiste qui a consacré sa vie à l'étude du biomimétisme, "l'innovation inspirée par la nature" comme elle aime à le définir. Nous avons eu la chance de pouvoir la rencontrer l'occasion de la traduction en français de son ouvrage "Biomimicry : Innovation Inspired by Nature"

Un exemple d'application :

L’écoquartier comme écosystème


Utilisé par Léonard de Vinci, théorisé dans les années 80, le biomimétisme consiste à s’inspirer des modèles observés dans la nature pour créer des systèmes, organisations ou objets originaux. Ces créations partagent un certain nombre de caractéristiques comme la sobriété dans l’utilisation des ressources naturelles et de l’énergie, le recyclage des déchets, l’utilisation de circuits courts et de boucles locales, la coopération entre les acteurs etc....

Dans le cadre du projet DARWIN, EVOLUTION a mis en œuvre une méthode développée par INDDIGO et DERVENN, société spécialisée dans le génie écologique*. Partant du principe que les typologies d’habitants peuvent être considérées comme autant d’espèces et les installations comme des éléments du biotope, le projet Darwin a été modélisé en tant qu’écosystème. Les analyses de la topographie et des relations interspécifiques ainsi que l’étude des règles d’un fonctionnement bio-efficient ont permis d’identifier les points critiques du projet et d’établir une charte de l’habitant.

Le Biomimétisme l'avenir en terme d'écologie BioM

En s’inspirant de la sorte des méthodes de génie écologique, la conception d’un écoquartier intègre « naturellement » des notions qu’il est parfois difficiles de rendre concrètes, telles que la biodiversité, les relations coopératives ou symbiotiques entre les habitants, les interfaces avec les écosystèmes de contact, l’utilisation raisonnée des ressources, la création du lien social, l’intégration culturelle etc. En faisant éclater les référentiels habituels, par trop anthropocentrés et focalisés sur les enjeux environnementaux, cette approche permet d’intégrer toutes les dimensions des systèmes en présence, humains et non humains, à l’intérieur d’une démarche très structurante.

* « Le génie écologique a pour objet la préservation et le développement de la biodiversité par des actions dans la durée adaptées sur les écosystèmes ciblés. […] Ces actions intègrent les dimensions biologiques, sociales et économiques de l’écosystème. Les actions du génie écologique peuvent s’appliquer à l’entretien, la restauration, la réhabilitation, la réaffectation et la création d’écosystèmes et à leur prise en compte dans l’aménagement du territoire. » (AFNOR)

En clair, un écoquartier est un quartier urbain qui s'inscrit dans un objectif de développement durable et de réduction de l'empreinte écologique, généralement associés à une implication des habitants.

Le terme écoquartier (parfois orthographié éco-quartier, selon une graphie impropre) est un néologisme associant le substantif « quartier » au préfixe « éco », en tant qu'abréviation de l'adjectif « écologique ». Controversé par les linguistes francophones en raison de cette formation hasardeuse (éco- n'est pas, en français, le préfixe distinctif de l'écologie mais aussi bien celui de l'économie ; cf sciences-éco), ce néologisme est promu par le ministère français de l'Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement pour désigner un projet d'aménagement urbain visant à intégrer des objectifs dits « de développement durable » et à réduire l'empreinte écologique du projet. Cette notion insiste sur la prise en compte de l'ensemble des enjeux environnementaux en leur attribuant des niveaux d'exigence ambitieux.

Selon les promoteurs de ce terme, un écoquartier concilierait autant que possible les différents enjeux environnementaux dans le but de réduire l'impact du bâti sur la nature :

-réduction des consommations énergétiques : les bâtiments, notamment, répondent à des exigences très strictes avec des consommations au m² aussi faibles que possible. Les écoquartiers remarquables recourent tous aux énergies renouvelables (solaire, le plus souvent).
-meilleure gestion des déplacements avec limitation de la voiture et incitation à l'utilisation de transports doux (transports en commun, vélo, marche à pied) : les écoquartiers favorisent l'usage du vélo grâce à des pistes cyclables, la présence de parking à vélo sécurisé, des voies piétonnes permettent de circuler en toute sécurité, des arrêts de bus parcourent le quartier, etc.
-réduction des consommations d'eau : les eaux pluviales sont récupérées et utilisées pour arroser les espaces verts, nettoyer la voie publique ou alimenter l'eau des toilettes.
-limitation de la production de déchets : la collecte sélective des déchets est de rigueur, mais les déchets verts peuvent également être facilement compostés grâce à des emplacements prévus à cet effet - le compost pouvant ensuite être utilisé pour les jardins et espaces verts.
-favoriser la biodiversité : suivant les écoquartiers, des mesures peuvent être prises ou encouragées pour permettre à une flore et une faune locale de s'épanouir.
-les matériaux de construction utilisés et les chantiers peuvent faire l'objet d'une attention particulière (meilleure gestion des déchets de chantier, réutilisation d'éléments dans le cadre d'une réhabilitation…)

Dans un écoquartier, les habitants seraient impliqués dès la conception du quartier ou au démarrage du projet de réhabilitation. Fidèle aux principes de développement durable qui place la concertation au cœur du processus, la conception de tels quartiers attache une importance particulière à la mixité socio-économique, culturelle et générationnelle. Le quartier durable promeut un accès plus facile à des activités sportives et culturelles. Du point de vue économique, les services et les commerces se voudront multi-fonctionnels.

Enfin, un accompagnement est souvent mis en place tout au long de la vie de l'écoquartier pour éduquer les nouveaux arrivants et leur permettre une intégration en adéquation avec les objectifs de développement durable.

On trouve des écoquartiers dans de grandes métropoles comme :

Stockholm (Hammarby Sjöstad) et Malmö, Suède ;
Hanovre et Fribourg-en-Brisgau (le quartier Vauban), Allemagne ;
Londres (le quartier BedZED), Royaume-Uni ;
Dongtan, Chine ;
Utrecht (le quartier Eva Lanxmeer à Culemborg), Pays-Bas.

L'écoquartier est sujet à critiques car sa notion ne prend son sens que lorsqu'il est question d'urbaniser ou de modifier l'urbanisation d'un quartier au sein d'une ville. Certains s'étonnent de voir apparaître des projet d'écoquartiers ruraux, parfois déconnectés des services (transports en commun ou gare, école, alimentation, santé). Si la concentration de l'habitat et des activités humaines est moins écologique que la répartition de la population dans des villes plus petites (immeubles énergivores, importation alimentaire), le comportement des habitants influence la qualité finale du quartier (écocitoyenneté, avec utilisation de transports propres, tri des déchets, développement de l'auto-énergie et mise en commun des moyens).

Des voix s'élèvent aussi pour dénoncer la récupération du concept par des « promoteurs architectes » dont les projets ne respectent qu'en partie la notion d'écoquartier et peuvent même à terme contribuer à augmenter l'empreinte écologique (déplacements non raisonnés, commerces de proximité non prévus).

Par ailleurs la création de ces quartiers nouveaux ne doit pas masquer la nécessité de rénover nos villes entièrement et surtout de faire évoluer le comportement des habitants en favorisant les échanges et la concertation (écologique, politique, économique) dans les quartiers existants.


Pour en savoir plus:

Biomimétisme, Quand la nature inspire des innovations durables, Janine M. Benyus
Collection Initial(e)s DD / genre : Essai / prix : 23 euros / nombre de pages : 400 pages / date de parution : 4 mai 2011 / Titre original : Biomimicry, Innovation Inspired by Nature / Édition originale : HarperCollins, 1997 et 2002 / Traduit de l'anglais par Céline Sefraoui

Et pour vous faire une idée sur des applications en étude dans le domaine de la biomimétique je vous conseille d'aller faire un tour
ICI
Sources :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Biomim%C3%A9tisme
http://www.linternaute.com/science/technologie/dossiers/07/biomimetique/1.shtml
http://www.darwin-ecosysteme.fr/l%E2%80%99ecoquartier-comme-ecosysteme-le-biomimetisme-en-action/
http://www.eco-quartiers.fr

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