Les approches transdisciplinaires comme le biomimétisme viennent brouiller les frontières entre les deux branches conventionnelles des sciences naturelles : les sciences sciences physiques et les sciences de la vie.
Les sciences naturelles, qu’est-ce que c’est ?
Sciences naturelles : définition et mise en contexte
La science est définie étymologiquement comme la somme des savoirs. Mais, que sont les sciences naturelles comparativement aux autres types de sciences ? Trois classifications se distinguent :
les sciences exactes, que sont les mathématiques ou la physique théorique, basées sur des axiomes et des hypothèses,
les sciences sociales qui étudient les comportements et les intéractions des êtres humains,
les sciences naturelles, qui visent à étudier les phénomènes naturels, comme la chimie, la biologie, ou encore la physique expérimentale.
Les sciences physiques et les sciences de la vie sont des sciences naturelles !
Les sciences naturelles sont des sciences empiriques et expérimentales, qui répondent donc à des observations faites sur le vivant. On peut alors distinguer deux branches de sciences naturelles : les sciences de la vie et les sciences physiques. D’une part, les sciences de la vie, assimilables à la biologie, visent à étudier les organismes vivants à différentes échelles : de la biologie moléculaire à la théorie de l’évolution, en passant par l’anatomie des êtres humains par exemple.
D’autre part, les sciences physiques regroupent différents domaines tels que la physique, la chimie, ou encore l’astronomie. Elles ont pour but d’étudier les organismes non-vivants au contraire des sciences de la vie. Vous l’aurez compris, la frontière entre les deux branches de sciences naturelles est mince et parfois l’étude de certains mécanismes, de certains comportements ne peut se ranger à l’une en particulier.
En particulier, le biomimétisme, s'il devait faire l’objet d’une classification ou d’une appartenance, serait à la convergence de ces deux branches. En effet, en tant qu’étude des mécanismes et des systèmes du monde vivant afin de l’appliquer à des technologies, dans le cadre d’une méthode d’innovation (lien définition biomimétisme), le biomimétisme reprend les principes des sciences de la vie et les applique aux sciences physiques.
L’histoire des sciences naturelles
La définition et la classification des sciences telles que nous l’avons explicitée n’a que quelques années. L’histoire des sciences naturelles est évidemment corrélée aux évolutions des civilisations et des sociétés. Dès l’ère préhistorique, l’homme définit et affine ses outils de manière empirique. Ce sont les premières traces d’une méthode scientifique de l’histoire, qui s’enrichit au long de l’histoire. Auparavant, les frontières entre les différents domaines que peuvent être les mathématiques, la philosophie ou les sciences physiques étaient bien plus floues. On peut penser à de grands savants de l’antiquité tels que Eratosthène, grand mathématicien, astronome, géographe à qui on doit notamment la première mesure de la circonférence de la Terre. On peut également citer Hippocrate, considéré comme “le père de la médecine”, qui était également un philosophe de renom auteur notamment de la théorie des humeurs, a la croisée entre médecine empirique et philosophie.
Les méthodes d’analyse vont évoluer, avec une forte influence de la Grèce antique et de l’Empire perse. Les différents textes, notamment ceux d’Aristote, ne seront traduits en latin qu’à partir du XIIe siècle, ce qui donne lieu aux premières classifications des sciences naturelles. En effet, au XIIIe siècle un philosophe espagnol nommé Gundissalinus définit les sciences naturelles en tant que “sciences qui n’étudient que les choses concrètes capables d’effectuer un mouvement”. Ces premières définitions se rapprochent peu à peu de ce que l’on connaît de nos jours, mais les plus grandes évolutions des sciences naturelles viendront à partir du XVIIe siècle, avec Isaac Newton qui vient véritablement révolutionner la physique mais également l’astronomie et l’optique. Ces nombreuses découvertes ont permis des avancées monumentales, qui ont façonné le monde tel qu’on le connaît aujourd’hui.
Sciences naturelles : des disciplines frontalières
Les différentes branches des sciences naturelles comportent des disciplines frontalières, telles la biophysique et le biomimétisme, qui viennent chevaucher les compétences et les attributs des sciences physiques et des sciences de la vie.
La biophysique, entre sciences physiques et sciences de la vie
La biophysique est un exemple idéal de sciences pluridisciplinaires, tant elle est à l’interface de la physique et de la biologie. Elle peut être définie de premier abord comme la science qui utilise les approches et les méthodes des sciences physiques afin d’étudier les phénomènes biologiques. Plusieurs universités sont précurseures dans ce domaine, comme l’université de Cambridge qui, dès la fin de la Seconde Guerre mondiale, a créé un département dédié, qui aboutira notamment à la découverte de la structure de l’ADN en 1962, par cristallographie aux rayons X. On comprend donc que les séparations des sciences naturelles en sciences physiques et sciences de la vie ont pour but de catégoriser et de préciser l’intérêt de chaque discipline mais que les liens entre ces catégories peuvent mener à de grandes découvertes. Ainsi voit-on l’importance d’une mise en commun des savoirs, à l’échelle des disciplines scientifiques, à l’image du biomimétisme, capable d’apporter des innovations technologiques par l’étude du monde vivant.
Sciences naturelles et biomimétisme
Vous l’aurez compris, les sciences naturelles peuvent être vues comme un socle au biomimétisme, tant cette discipline est transverse au sciences physiques et aux sciences de la vie. En effet, en tant qu’approche de R&D qui s’inspire de l’ingéniosité des mécanismes, des fonctions et des propriétés du vivant pour innover, le biomimétisme est par définition transdisciplinaire. Le biomimétisme est l’évidence même que l'interaction entre les sciences est efficace et nécessaire. En effet, en alliant étude des êtres vivants et mécanique des fluides par exemple, il est possible de concevoir des innovations permettant de d’améliorer l’aérodynamisme de différents éléments, comme des pales d’éolienne qui par le biomimétisme seront plus efficaces et rentables. (lien biomimétisme et aérodynamisme). De même, le vivant peut être une source d’inspiration très pertinente dans d’autres domaines comme la thermorégulation des bâtiments, c’est-à-dire la gestion des systèmes de flux d’air à l’intérieur des bâtiments pour veiller au confort thermique. En effet, en s’inspirant de la fourrure des ours polaires, il est possible d’améliorer l’isolation thermique des bâtiments, et donc d’en réduire la consommation énergétique (lien biomimétisme et climat).
Conclusion
Les sciences naturelles ont évolué et se sont précisées au fil des siècles, en fonction des avancées scientifiques et sociétales. Les plus récentes évolutions laissent place à de nouvelles approches transdisciplinaires, comme le biomimétisme.
Sources :
Defining Natural Sciences, Stephen F. Ledoux (2012)