Biomimétisme : tout est brillant dans le vivant

"Les solutions les plus simples sont dans la nature. Il serait dommage de ne pas s'en inspirer." Voici le credo de Patrick Pirim, dirigeant de Brain Vision Systems, une TPE de cinq salariés à l'origine d'un système bio-inspiré capable de percevoir, interagir et comprendre comme un cerveau humain (voir encadré en p.2). Comme lui, nombreuses sont les entreprises, des plus petites aux plus grandes, qui se basent sur les prouesses de la nature pour développer leurs innovations ou enrichir leurs produits ou leurs services.

Et, pour encourager de telles démarches et stimuler l'émergence d'une filière à l'échelle nationale, la France s'est dotée d'un centre européen d'excellence en biomimétisme, le Ceebios. Installé à Senlis, il sera inauguré dans les prochaines semaines par le ministre de l'Écologie, du Développement durable et de l'Énergie. Il accueille d'ores et déjà chercheurs, start-up et PME afin de favoriser les interactions entre le monde académique et la R & D industrielle.

"Le biomimétisme concerne tous les champs de la science, de la chimie aux matériaux, de la santé au design. Chaque PME peut, selon son activité, s'inspirer de la nature pour innover", souligne Charlotte Vendrely, maître de conférences à l'université de Cergy. Et, ce faisant, bénéficier des 3,8 milliards d'années d'évolution et de sélection naturelle qui ont conduit aux organismes vivants les plus optimisés.

Ainsi, les hydroliennes à membrane d'Eel Energy, structure parisienne de trois salariés créée en 2011, imitent l'ondulation des anguilles pour récupérer l'énergie des courants marins. Les adhésifs chirurgicaux de la start-up parisienne Gecko Biomedical empruntent leurs propriétés aux vers marins. Et le système anti-évaporation pour cuves de pétrole de Elbé Petro, TPE des Vosges, reproduit l'agencement des lentilles d'eau recouvrant les marais.

Le biomimétisme, un levier d'innovation responsable

De même, la PME nanterroise de 11 salariés Corso Magenta a observé la structure cutanée du requin pour concevoir une peinture destinée à l'aéronautique. "Sa surface non lisse reproduit l'effet "riblet" qui, grâce aux microrainures présentes sur la peau du requin, diminue la résistance des fluides", précise Stanislas Chevallier, son président. En améliorant la pénétration dans l'air des avions, elle réduit la traînée de 8 % et, par conséquent, les consommations de kérosène.

Le biomimétisme est alors avant tout un levier d'innovation responsable. "C'est une formule deux en un pour combiner R & D et développement durable", assure Kalina Raskin, chargée de développement scientifique du Ceebios. Avec cette démarche, les entreprises réduisent également leurs coûts en utilisant, comme dans la nature, la juste quantité de matière nécessaire, en optimisant les consommations d'énergie, en étant capables de produire à température et pression ambiante ou, simplement, en gérant mieux leurs déchets.

Certains acteurs vont encore plus loin et ils repensent l'intégralité de leur processus d'innovation en s'appuyant sur les lois de la nature, comme celles de la génétique ou de l'évolution. C'est le cas de méthodes informatiques de conception de bâtiments qui simulent les processus biologiques auxquels sont soumis les gènes et l'ADN. Dédié aux configurations de structures métalliques, l'algorithme Inventor apparente, ainsi, chaque élément structurel de l'ouvrage à un gène.

Le logiciel imagine et teste les assortiments de gènes possibles, en fonction des exigences des normes de construction puis, comme dans la nature, mixe les "génomes" satisfaisants pour créer des solutions "enfants", qui présentent de nouvelles caractéristiques intéressantes. De telles démarches ont également servi à l'élaboration de schémas électriques complexes ou de robots. Leur avantage : susciter des réflexions et aboutir à des solutions inédites.

Mais, quelle que soit sa forme, le biomimétisme, pour être adopté, requiert une connaissance de la nature, de ses phénomènes et des propriétés physiques et chimiques des êtres vivants.Pour y accéder, plusieurs outils, développés dans les dernières décennies, rassemblent les informations disponibles, comme la base de données Ask Nature, créée en 2007 et alimentée en open source. Véritable encyclopédie, elle se présente comme un moteur de recherche pour décrire les solutions du vivant aux problèmes technologiques. Ainsi, sur la base de données, accessible en ligne, aux fonctions "atterrir en douceur", "éviter les turbulences" ou "trouver les meilleurs itinéraires" correspondent les organismes les possédant.

"Si la nature est un laboratoire d'idées, les innovations technologiques qui s'en inspirent ne doivent pas, ensuite, se retourner contre elle", alerte Charlotte Vendrely. L'innovation responsable s'entend, en effet, sur tout le cycle de vie des solutions développées.Or, certains produits synthétisés ou extraits de la nature puis améliorés, modifiés, perdent leur caractère recyclable ou biodégradable. En polluant, les entreprises détruisent, alors, la source même de leur nouvelle richesse.

Quand la nature inspire la robotique

" Bips "

Ce robot à vision binoculaire bio-inspiré, conçu par la TPE Brain Vision Systems, est capable de d'exécuter électroniquement ce que le cerveau humain réalise naturellement. Ainsi, il simule la vision humaine et peut réagir à des événements extérieurs imprévus, en distinguant les formes, les couleurs et les mouvements.

Bionic Bird

Développé par la start-up marseillaise Xtim, ce drone-oiseau, piloté par smartphone, imite quasi parfaitement les mouvements de ses homologues vivants, au point de tromper ces derniers. Un mimétisme qui permettrait aux naturalistes de l'utiliser pour observer, en immersion, les populations d'oiseaux ou aux militaires de réaliser des opérations de surveillance et d'espionnage.

Diya One

S'il ne ressemble pas à un humain, ce robot multitâche s'en inspire et est doté d'intelligence artificielle. Créé par le PME francilienne Partnering 3.0, il se déplace en autonomie, s'adapte à son environnement et interagit avec son entourage. Doté de capacité d'apprentissage, il patrouille dans les locaux pour déceler les zones d'air intérieur pollué et le purifier.