Les animaux, source d'innovations

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(Crédits : Jean-François Deroubaix)
A la veille du lancement du cycle "Homo Animalis" (mercredi 3 octobre), organisé par Acteurs de l'économie-La Tribune en collaboration avec Boehringer Ingelheim, notre série de sept articles décrypte la manière dont l'espèce animale "entreprend". Si toutefois, il est possible de lui accoler ce verbe... S'inspirer du génie du vivant afin de résoudre durablement des problèmes de société et de développement : tel est le principe fondateur du biomimétisme, tout à la fois processus d'innovation et ingénierie de production. Une démarche qui vise à réconcilier l'homme et la biosphère, source d'inspiration pour innover, inventer, créer. Une posture qui repose sur la curiosité et l'émerveillement, mais qui surtout impose l'humilité face au monde vivant. Troisième volet de notre série Animal Entrepreneur avec l'animal innovant.

Pour consulter cet article en accès libre (initialement publiée dans le n°141 d'Acteurs de l'économie-La Tribune), souscrivez à notre offre d'essai gratuite et sans engagement.

Rien, à première vue, de commun entre la coquille d'un ormeau, le fil que tisse l'araignée pour fabriquer sa toile et les fruits de bardane. Rien. Et pourtant, ils constituent la concrétisation et les réussites du plus gigantesque et génial laboratoire de recherche et développement : le monde vivant.

« La nature a de tout temps dû imaginer des solutions permettant de résoudre des problèmes auxquels nous-mêmes sommes confrontés. Les animaux, les plantes et les micro-organismes sont des ingénieurs chevronnés. Ils ont trouvé ce qui marche, ce qui est approprié, et surtout ce qui résiste sur terre. Tout ce qui nous entoure possède le secret de la survie. »

Et c'est là que s'origine l'invitation formulée, dès les années 1990, par la scientifique américaine Janine Benyus : s'inspirer du vivant pour innover. Elle fonde ainsi les bases d'une nouvelle discipline, le biomimétisme, tout à la fois processus d'innovation et ingénierie de production afin de répondre à des interrogations simples mais vitales.

« Le biomimétisme recherche dans la nature des conseils particuliers : comment faire croître sa nourriture ? Comment maîtriser son énergie ? Comment fabriquer ses outils ? Comment préserver sa santé ? Comment conserver ses acquis ? Comment monter une affaire sans mettre en péril le capital nature de départ ? », liste Janine Benyus.

« Le biomimétisme peut être défini de manière simple : cette démarche consiste à s'inspirer du vivant et de la nature avec l'objectif d'améliorer des process de production, de management ou l'organisation d'écosystèmes. D'un point de vue davantage conceptuel ou philosophique, le biomimétisme vise à replacer l'homme en harmonie avec son milieu naturel afin de tirer les enseignements de performance de modèles qui sont beaucoup plus anciens que lui », établit Alain Renaudin, créateur du rendez-vous Biomim'expo et dirigeant fondateur de NewCorp, agence conseil de valorisation de la recherche et de l'innovation, spécialiste des questions relatives au biomimétisme.

« La méthodologie, l'analyse et la recherche biomimétiques reposent sur le triptyque forme, matériaux et systèmes, explique encore Tarik Chekchak, secrétaire du comité français de Biomimicry Europa et directeur du pôle biomimétisme de l'Institut des futurs souhaitables. Prenons l'exemple d'un simple coquillage : vous pouvez tout à la fois vous interroger sur sa forme, sur sa composition et sur les interactions qu'il entretient avec son écosystème. Et ces interrogations doivent être soumises aux échelles d'observation et de temps. »

Réponse durable

« Cette notion implique la compréhension d'un mécanisme biologique ou physico-chimique qu'il s'agit ensuite de transposer en innovation technologique. Le biomimétisme repose par ailleurs sur des techniques et des outils d'écoconception compatibles avec des objectifs de développement durable », prolonge Laura Magro, directrice adjointe du Ceebios, centre européen d'excellence en biomimétisme basé à Senlis, qui a la charge du développement scientifique.

« Le biomimétisme consiste à imiter les principes du vivant, véritable laboratoire de recherche et développement, dans sa durabilité. Il intègre, dans sa démarche, une responsabilité sociale et environnementale. Toute approche biomimétique est une rencontre entre un mécanisme biologique et un principe humaniste », confirme à son tour Tarik Chekchak.

« Nos enjeux de développement durable sont résolus par le vivant depuis des centaines de millions d'années. La nature, depuis son origine ou presque, s'est toujours posé les questions que nous cherchons aujourd'hui à résoudre, afin de leur apporter des réponses efficientes », juge Alain Renaudin. Ainsi, « la disponibilité et la circulation de l'information sont des atouts sur lesquels le monde vivant mise depuis son origine afin d'optimiser les consommations de matière et d'énergie. Ce modèle adapté par l'humain grâce à l'étude et à l'analyse des cycles de vie débouche sur une économie davantage collaborative et centrée sur la fonctionnalité, génératrice d'économies d'énergie et synonyme de moindre dépendance aux matières premières », acquiesce Tarik Chekchak.

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D'un point de vue purement économique, les enjeux environnementaux et de développement sont généralement considérés comme des problèmes. « Or, ils doivent justement être envisagés comme des sources d'inspiration génératrices de solutions. Dès lors, le cahier des charges du vivant, que nous pourrions de manière synthétique présenter comme un mode de consommation circulaire, sans production de déchets, via l'utilisation de sources d'énergies renouvelables, au sein d'un écosystème vertueux, solidaire et producteur de richesses, doit devenir notre propre cahier des charges de production afin de répondre durablement aux problématiques de développement », pose encore Alain Renaudin.

Ce renversement de paradigme, véritable choc culturel, permet de remettre l'homme à sa juste place par rapport à la nature qui, « finalement, nous sauvera alors que nous nous évertuons à la sauver », tient-il à préciser.

Curiosité et émerveillement

« Il faut demeurer conscients de notre incapacité, parfois, à copier ou à transposer en tout ou partie le vivant, tempère néanmoins Alain Renaudin. Soit, en termes de manufacturing, nous en sommes empêchés de manière technique. Ainsi, nous ne savons pas encore exactement reproduire les nanostructures de surface. Mimer le vivant ne nous est pas toujours possible. En revanche, nous pouvons bien souvent tenter de nous en inspirer. »

Dès lors, toute innovation biomimétique se révèle, à une étape de sa conception, bio-inspirée. A contrario, toute bio-inspiration ne débouche pas forcément sur une réalisation biomimétique. Mais « les deux démarches sont indissociables d'une curiosité et d'un émerveillement portés sur le vivant qui doivent nous pousser à adopter une posture d'humilité ». À titre d'exemple, le velcro, ruban auto-agrippant, constitue une innovation biomimétique. « Nous la devons à George de Mestral qui, dès le début des années 1940, transpose avec succès le principe d'accroche végétale des fruits de bardane pour se fixer et se diffuser dans leur environnement », détaille Alain Renaudin. La mise au point technique de cette colle sèche ne nécessite pas à l'époque l'utilisation de technologies complexes mais se borne à mimer le vivant.

Dans le domaine médical, et pour exemple encore, le chercheur français Franck Zal a fondé l'entreprise de biotechnologies Hemarina, qui développe des transporteurs d'oxygène universels d'origine marine pour diverses applications thérapeutiques et industrielles. Il s'est inspiré des vers marins arénicoles en s'interrogeant sur leur respiration à marée basse, alors qu'ils se trouvent privés d'apports en oxygène.

« Il s'avère que l'hémoglobine de ces vers, universelle, qui pourrait être transfusée à l'homme, est beaucoup plus riche en oxygène que la nôtre. Cette capacité biologique de séquestration de l'oxygène devient alors source d'inspiration pour une application médicale : Franck Zal se lance dans la culture de vers marins pour collecter leur hémoglobine. Il s'agit là de bio-inspiration, sans processus d'innovation biomimétique », distingue le fondateur de NewCorp. Et Tarik Chekchak, à son tour, explicite :

« Le biomimétisme peut, à partir de la simple observation du vivant, trouver des applications dans le domaine du management : l'on cherche alors à accroître l'agilité d'une organisation ou encore ses capacités de résilience, par l'étude d'une fourmilière, par exemple, dans une intention humaniste. »

L'innovation, un « télescopage vertueux »

L'interdisciplinarité commande l'innovation biomimétique, innovation de rupture qui, comme le rappelle Alain Renaudin, « résulte d'un télescopage vertueux de regards, de points de vue et de disciplines. Le biomimétisme repose sur l'approche multiculturelle et pluridisciplinaire. Ainsi, pour exemple, les ingénieurs qui, à l'époque, travaillent à la mise au point du shinkansen, train à grande vitesse en circulation au Japon, se trouvent très vite confrontés au problème de bang qui survient à l'entrée et à la sortie de tunnel, sans parvenir à le résoudre techniquement. Et c'est un ornithologue, dont le référentiel d'analyse diffère, qui apporte la solution en s'inspirant du piqué du martin-pêcheur qui, grâce à la forme de son bec, passe de l'air à l'eau sans quasiment aucune déflagration en surface ».

En tant que processus d'innovation et ingénierie de production, le biomimétisme nécessite de créer des ponts sémantiques entre la biologie et d'autres disciplines. « Lorsque, par exemple, le biologiste observe les potentialités qu'offrent les mouvements d'une queue de poisson, l'ingénieur sera davantage convaincu des avantages d'une membrane ondulante, illustre Tarik Chekchak. La création d'un pont sémantique permet et facilite les transferts de connaissances d'un métier à l'autre, d'une discipline à l'autre. »

C'est aussi la mission du Ceebios, telle que la présente Laura Magros :

« Le Ceebios constitue un réseau de compétences. Il vise à fédérer l'ensemble des acteurs impliqués dans la démarche biomimétique, tant sur le plan de la recherche académique que sur le plan de l'innovation industrielle, afin de favoriser l'émergence de projets innovants. »

Parmi lesquels, pour répondre aux problématiques d'énergie, et notamment de notre dépendance aux énergies fossiles, une innovation de rupture, qui mobilise déjà plusieurs équipes de travail. « L'idée est de transposer un mécanisme millénaire, la photosynthèse, cette capacité alchimique de certains organismes vivants de transformer la lumière en matière. » Une innovation ?

Une révolution, telle que le prédit Janine Benyus : « Suivre l'exemple de la nature modifiera nos cultures de nourriture, nos productions, notre approvisionnement en énergie, la manière de nous soigner, de conserver l'information et de gérer les affaires. Dans chaque cas, la nature sera notre modèle, notre référence et notre guide. »

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