« Tout art est une imitation de la nature » selon Sénèque. À dire vrai, la maxime du philosophe vaut aussi pour d’innombrables inventions humaines. L’incroyable inventivité dont la nature fait preuve pour s’adapter et résoudre des problèmes complexes – produire une tension électrique sans métaux, afficher des couleurs sans pigments, réguler la température, etc. – n’a pas échappé aux savants, qui se sont inspirés de ses réalisations. En route vers le biomimétisme, un mode d’innovation qui a de l’avenir, et quelques-unes des découvertes auxquelles il a donné naissance.

Qu’est-ce que le biomimétisme ?

Depuis de nombreux siècles, l’être humain s’inspire de la nature. Nous en voulons pour preuve les nombreux dessins d’inventions en tout genre que Leonard de Vinci nous a laissés, imaginées d’après l’étude d’oiseaux, de chauve-souris ou encore du poisson volant. Mais c’est Janine Benyus qui, inspirée par les travaux du chercheur américain Otto Schmitt, a théorisé le biomimétisme dans son livre Biomimicry : Innovation Inspired by Nature en 1997. Elle part du postulat que la nature sait résoudre n’importe quel problème et que nous, humains, pouvons copier son fonctionnement en nous posant la question : « comment la nature réglerait ce problème ? » – ou plutôt comme l’a-t-elle déjà réglé ? Tout dans la nature est conçu de manière à consommer le moins d’énergie possible et à produire le minimum de déchets. Copier la nature permet ainsi de trouver des solutions technologiques et des designs qui utilisent moins d’énergie que des solutions classiques et qui sont donc plus durables. Avec 20 millions d’espèces dans le monde, les potentielles sources d’innovation sont innombrables. Quant aux champs d’application du biomimétisme, qui touchent l’énergie, les matériaux, la chimie, la gestion de l’information ou encore celle des ressources naturelles, ils sont infinis ! Voici quelques-unes des inventions que la nature nous a permis de développer juste en imitant ce qui semble si facile pour elle de créer…

Le train Shinkansen 500 : merci le martin-pêcheur !

Alors que des Japonais travaillent sur la conception d’un nouveau train, le Shinkansen 500, ils ont dû faire face à un problème de taille : le train, à grande vitesse, générait beaucoup de bruit lorsqu’il s’engouffrait dans les tunnels. C’était loin d’être un détail puisqu’il devait traverser des villes et donc des zones habitées. Un des concepteurs, passionné d’ornithologie, a eu alors l’idée de s’inspirer d’un oiseau, le martin-pêcheur. En effet, ce petit oiseau qui pénètre dans l’eau sans éclaboussures a la forme parfaite pour chasser sa proie efficacement. Le concepteur du Shinkansen s’est tout simplement inspiré de la forme de son bec et de sa tête pour redessiner l’avant du train, et quel succès : le train, désormais beaucoup plus silencieux, a en plus gagné 10 % de vitesse tout en consommant 15 % d’énergie en moins !

Un revêtement antibactérien imitant la peau de requin

Chaque année, les maladies nosocomiales tuent de nombreuses personnes aux États-Unis : c’est le triste constat fait par l’entreprise américaine Sharklet, fondée à la suite d’une découverte. À l’occasion d’un projet pour l’US Navy, un de ses fondateurs a eu la chance de pouvoir observer un requin vivant dans les eaux autour de Hawaï : ce spécimen, bien qu’il nage doucement, n’a aucune bactérie sur sa peau ni bernacles, contrairement à d’autres animaux marins. En étudiant la structure de sa peau, il s’est rendu compte qu’elle était constituée d’écailles dentelées qui, superposées, formaient des motifs en forme de diamant : cette structure empêchait ainsi les bactéries d’adhérer. C’était une découverte incroyable pour la médecine ! Les chercheurs ont ainsi pu développer un micromotif empêchant les bactéries de se fixer applicable à des dispositifs médicaux rendus plus sûrs pour les patients. Une solution qui ne nécessite donc aucun produit chimique et permet de diminuer l’utilisation des antibiotiques puisque les infections nosocomiales sont réduites. Révolutionnaire !

Les aiguilles des seringues Nanopass 33 : indolores comme une piqûre de moustique

Ah ces satanées petites bêtes qui peuvent nous gâcher la nuit ! Figurez-vous qu’elles ne sont pas si inutiles que cela. Si les boutons inflammatoires qu’elles laissent peuvent être incommodants, leur piqûre ne cause aucune douleur. C’est ce qui a interpellé deux sociétés japonaises qui s’étaient lancées le pari fou d’inventer une aiguille totalement indolore. En 2005, après de nombreuses recherches, elles ont réussi à concevoir l’aiguille Nanopass 33 en s’inspirant de la trompe du moustique. De forme conique plutôt que cylindrique, elle est aussi l’une des aiguilles les plus fines au monde : son diamètre a été réduit de 33 % par rapport aux aiguilles classiques, à tel point qu’en plus d’imiter la forme de la trompe du moustique et son mécanisme, elle a le même diamètre ! Essentiellement destinée à l’injection d’insuline, elle est commercialisée aujourd’hui à des millions d’exemplaires et a changé le quotidien de millions de diabétiques à travers le monde.

Colle inspirée du ver de château de sable, robot médical imitant le bras du poulpe… de nombreuses innovations ont été possibles en observant la nature et d’autres encore sont à venir, qui pourraient bien révolutionner notre quotidien, mais aussi la lutte pour la préservation de la nature…

Pour aller plus loin

Janine Benyus durant sa TEDConference Le biomimétisme en action

Le TEDex avec Ethan Mann, vice-président de Sharklet

Les denticules de la mer, vidéo du CNRS de la série Nature = Futur

Biomimétisme. Il y a du génie dans la nature !, Jean-Philippe Camborde, éd. Quae.

Le grand livre du biomimétisme – S’inspirer de la nature pour inventer demain, Veronika Kapsali, éd. Dunod.