Le biomimétisme : toute une histoire !

S'intéresser à l'histoire du biomimétisme est important pour bien comprendre son évolution et sa forme actuelle. Ainsi, le biomimétisme actuel résulte à la fois d'observations immémoriales et des derniers progrès scientifiques !



Le biomimétisme au berceau


Les premières traces de l’histoire du biomimétisme au sens large, c'est-à-dire créer en s'inspirant de la nature, remontent sans doute à la préhistoire. Imiter les cris d'oiseaux pour chasser, vêtir des peaux de bête pour se chauffer, l'homme a su exploiter très vite les mécanismes et propriétés de la nature pour des fonctions très diverses (survie, position sociale etc.).

Faisons un bond dans le temps jusqu'à l'Antiquité européenne. On retrouve des traces de la volonté de l'homme de s'inspirer de la nature et du vivant. Notamment à travers le mythe grec d'Icare qui réalise le fantasme de voler comme un oiseau en se fixant des ailes artificielles, mais en meurt par orgueil pour avoir volé trop haut, les ailes brûlées par le feu du soleil. Pourtant, l'homme n'a cessé de chercher à s'élever du sol, notamment en observant les oiseaux…


Icare et son père Dédale, premiers hommes à avoir volé selon la mythologie grecque, représentés ici à Chicago par l’artiste Roger Brown

Pour certains philosophes grecs, comme l'atomiste Démocrite, la notion de mimésis (définie par Platon) recouvre le fait d'imiter la nature grâce à la technique : le tissage imitant par exemple les toiles fabriquées par les araignées. À la même époque, Aristote s'intéresse à la biomécanique, définie aujourd'hui comme l'étude des propriétés mécaniques des êtres vivants. Il écrit le premier livre sur le sujet, intitulé De Motu Animalium, en français Sur le mouvement des animaux. Il est le premier d'une longue série de curieux, professionnels et amateurs, qui se sont intéressés aux mécanismes à l'œuvre dans les organismes qui nous entourent, et à leur potentielle application technique… Ils contribuent ainsi sans le savoir à l’histoire du biomimétisme.



Le biomimétisme dans la fleur de l’âge


Pour beaucoup, l'histoire du biomimétisme commence vraiment avec Léonard de Vinci. Connu pour ses peintures célèbres, le Florentin l'est peut-être autant pour ses schémas de machines volantes, ses ornithoptères. En effet, parmi ses talents pluriels, ce polymathe était un anatomiste qui appréciait observer le vol des oiseaux. Ses idées furent couchées sur le papier et transmises à l'humanité, ce qui leur permit de porter leurs fruits quatre siècles plus tard avec les débuts de l'aviation. Il s'essaya également à des automates répliquant des humains ou divers animaux.


L’ornithoptère de Léonard de Vinci, une de ses plus célèbres inventions, inspirées du vol des oiseaux


En 1638, Galilée publiait Dialogue sur les deux principaux systèmes du monde, dans lequel il introduit la science mécanique moderne. La biomécanique était très présente dans les esprits savants de cette époque, ainsi William Harvey fut le premier à identifier le cœur humain comme une pompe qui propulse le sang dans le système circulatoire, en 1628. Un autre exemple est celui de Giovanni Borelli, qui étudia la locomotion animale et est parfois considéré comme le père de la biomécanique.



L’histoire du biomimétisme prend du gallon


Le biomimétisme connut un véritable essor avec la révolution industrielle, et la découverte de nouvelles sources d'énergie comme la vapeur ou l'électricité. Ainsi, à l'occasion de l'exposition universelle de 1889, la tour de 300 mètres, aujourd'hui nommée d'après son promoteur Gustave Eiffel, fut conçue à partir de l'observation des propriétés mécaniques remarquables du fémur humain. Cet os, le plus long du corps, est très résistant malgré une masse relativement faible. En cherchant à reproduire la structure des travées osseuses du fémur, ses concepteurs réalisèrent une tour biomimétique unique, plus légère que le cylindre d'air qui la contient malgré le fer puddlé dont elle est faite, et qui fait aujourd'hui la fierté de la France.









La structure de la tour Eiffel inspirée du fémur humain


A la fin du XIXème siècle, nombreux sont celles et ceux qui s'intéressent au développement des machines volantes. L'un des plus connus est sans doute Clément Ader, inventeur du mot “avion” ainsi que de ses trois premiers aéroplanes, l'Eole, le Zéphyr et l'Aquilon. Il est considéré comme un des pères de l’aviation mondiale. C’est en s’inspirant du vol plané des chauves-souris qu’il mit au point ses Avion I, II et III, et leur donna la forme caractéristique des ailes des chiroptères (les fameuses chauve-souris).

L’histoire du biomimétisme continue son envol avec le développement de l’aviation tout au long du XXème siècle et au-delà. Aujourd’hui, le rêve d’Icare s’est réalisé, et l’homme vise désormais les étoiles… Pendant ce temps, sur le plancher des vaches, le biomimétisme fut également à l’origine de découvertes originales et remarquables. Ainsi, en 1941, l’ingénieur suisse George de Mestral inventa le velcro après avoir été inspiré par les petits capitules crochetés de la bardane, une plante commune de nos régions. En les observant au microscope, il observa que ces crochets permettent une très bonne adhérence de la plante sur les surfaces bouclées. L’entreprise velcro (qui vient de la contraction de velours et crochet) fut fondée en 1959, grâce à la réplication de cette propriété du vivant qui put être adaptée à l’échelle industrielle.



Le biomimétisme aujourd'hui : l’histoire continue


C’est dans les années 1950 que le terme “biomimétisme” fut inventé par le chercheur américain Otto Schmitt, suivi de peu par le terme "bionique" en 1958, pour désigner officiellement une science et une approche de recherche et développement. Ce dernier est encore utilisé aujourd’hui, bien qu’il ait été en grande partie supplanté par son prédécesseur. Il est également à l’origine de fantasmes de science-fiction, comme le montre la série télévisée L’homme qui valait trois milliards, où le héros est un homme bionique à la force démesurée. Loin de ces considérations fictionnelles, le biomimétisme revêt désormais une composante applicative et industrielle forte, et un besoin réel se développe. De concert notamment avec la prise de conscience de ce que le vivant peut nous apporter au-delà des ressources physiques immédiates, on parle ici d’économie de la connaissance.

En 1997, la scientifique américaine Janine Benyus apporta une contribution majeure au biomimétisme de par ses travaux visant à donner plus d’ampleur à l’inspiration biologique pour le développement d’innovations efficientes, durables et écologiques. Elle est considérée aujourd’hui comme une des figures phares de l’histoire du biomimétisme, dans le monde, forte de pas moins de six livres publiés sur le sujet.

Aujourd’hui, le biomimétisme peut se vanter d’avoir infiltré presque tous les secteurs industriels de par le monde, ne cessant de faire preuve de son efficience en tant qu’approche de recherche et développement basée sur le vivant. D’innombrables innovations ont ainsi été brevetées, et de nombreuses universités et laboratoires de par le monde continuent d’étudier le vivant en vue d’applications dans les secteurs de l’énergie, de la santé, de l’aéronautique, des télécommunications, de la cosmétique, de la construction, des transports, du luxe,...


Le Shinkansen, train à grande vitesse japonais, dont la forme est inspirée du bec du martin-pêcheur




Vers l'infini, et au-delà ?


Nous venons de voir que l’histoire du biomimétisme était multimillénaire, et a bénéficié d’un formidable coup d’accélérateur lors des derniers siècles, puis des dernières décennies.

Et si le biomimétisme gardait encore ses meilleures cartes pour demain ? Et si le futur se dessinait à l’encre de seiche ? S’il s’imaginait à la lumière des lucioles ? Le développement durable est un des enjeux actuels les plus importants, et le biomimétisme un de ses plus fiers étendards. Tout comme la méduse immortelle et ses secrets si fascinants, gageons que l’aventure et l’histoire du biomimétisme continuera à nous tenir en haleine, pour encore des siècles de découverte et de préservation.