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La biotechnologie est un domaine scientifique au croisement entre biologie et une multitude de disciplines qui valorise le vivant à des fins humaines et environnementales. Fruit de prouesses biologiques, elles sont parfois controversées. Biotechnologie : Tradition ou révolution du XXIe siècle ? Souvent synonymes de scandales agroalimentaires et médicaux, les biotechnologies ont aussi permis aux humains de développer de nouvelles techniques de survie et ce… dès le paléolithique. ​ ​ Biotechnologie traditionnelle, cette invention est chère au coeur des français...le pain ! Ipséité historique et référence culinaire, la levée de la pâte à pain est due à la fermentation alcoolique. Ce processus biochimique, à la base de la production d’alcools variés, est largement exploité par les industriels de biotechnologies modernes. Les biotechnologies sont un atout majeur pour l’économie et la santé d’aujourd’hui et de demain. Biotechnologies :  Les life savers des temps modernes ? ... Quand les biotechnologies offrent un traitement viable aux diabétiques. Le diabète est caractérisé par une hyperglycémie, soit un taux trop important de sucre dans le sang. Des perturbations dans la production d’insuline en sont généralement responsables. Pas (ou peu) d’insuline sécrétée, et le taux de sucre dans le sang n’est pas régulé. ​ Dans les années 80, le diabète était soigné par injection d’insuline animale. La controverse  poussent à développer de nouveaux traitements. En 1976, Herbert Boyer, célèbre biologiste américain, synthétise de l’insuline grâce à l’E. coli, une bactérie prisée en biotechnologies. En injectant le gène de l’insuline dans cette dernière, la  bactérie reçoit l’ordre de produire de l’insuline qui pourra ensuite être récoltée par manipulation génétique. Cette biotechnologie est une des méthodes les plus répandues pour soigner le diabète aujourd’hui. Cette biotechnologie est une des méthodes les plus répandues pour soigner le diabète aujourd’hui. Biotechnologie et Biomimétisme : symbiose au service de l’innovation Innovation incrémentale : la technologie, elle aussi, est darwiniste Si les biotechnologies ont permis d’optimiser la synthèse de l’insuline, le biomimétisme améliore ses conditions d’administration. Une solution bio-inspirée remédie au désagrément quotidien de la fatidique piqûre . Les piqûres de moustiques sont indolores. Chaque été, nous en faisons les frais. L'équipementier médical japonais Terumo s’est inspiré du mode de piqûre des moustiques pour concevoir leurs aiguilles. La structure de la trompe de moustique et son mode opératoire a été scruté afin de développer une aiguille fine dont la pointe est asymétrique, à l’image d’un scalpel. L’association entre biotechnologies et biomimétisme agit comme une symbiose pour permettre un traitement aux diabétiques confortable et fiable. Malgré leur réputation sulfureuse, les biotechnologies sont un ressort de taille réintroduisant le vivant au cœur de l’innovation. Comme un écho au biomimétisme, le mode opératoire est le même : observer le vivant, se l’approprier, innover. Biotechnologie et biomimétisme en symbiose, serait-ce la formule gagnante pour une innovation performante et durable ?

La permaculture est une philosophie de conception agricole inspirée de la nature et des communautés traditionnelles. S’inscrivant dans une démarche d’efficacité énergétique et de développement durable, la permaculture nous offre les moyens de penser des sociétés à impact positif ! Permaculture : la genèse d'un retour à la terre, par deux australiens Alors que l'agriculture industrielle était en plein essor, la permaculture, ou “culture de la permanence”, a été développée dans les années 1970 par les australiens Bill Mollison et David Holmgren. Ces deux hommes furent témoins des dégradations subies par les écosystèmes australiens induites par l’agriculture mécanisée. Il ont alors théorisé un ensemble de stratégies agricoles. ​ Afin d’atteindre cet objectif et de démocratiser cette approche, ils l’ont synthétisée sous la forme de principes fondamentaux éthiques ou de conception. Ces 12 principes offrent au concepteur des outils sur lesquels appuyer sa pensée afin de s’assurer les meilleurs résultats. Ils sont regroupés en 3 grands groupes : Soigner la Terre, soigner l’Humain et redistribuer équitablement les surplus de production. Voici quelque uns de ces principes : Observer et interagir ; capter et stocker l’énergie ; se servir de la diversité et la valoriser, etc. ​ Permaculture : une démarche économe en énergie et ressources Le fondement de la permaculture incite chaque individu à “observer et interagir” avec la biodiversité, l’invitant à tirer autant de leçons que possible du fonctionnement des écosystèmes auprès desquels il évolue afin d’améliorer son rapport à son environnement et à sa communauté. C’est du pur biomimétisme ! ​ ​ Tous les principes suivants en découlent. Parmi les plus évidents et les plus simples à appliquer au quotidien, on compte “collecter et stocker l’énergie” ou encore “assurer une production”. Ceux-ci résument simplement la recherche de sobriété et d’efficacité énergétique. Pourquoi ajouter artificiellement de l’énergie lorsque certains principes de design peuvent permettre de la récupérer directement sur place ? ​ ​ Prenons un exemple inattendu. Afin de faire pousser certains fruits ou légumes, il peut être parfois nécessaire d’utiliser une serre et de conserver une température légèrement à supérieure celle de l’air extérieur. Dans ce cas, pourquoi installer un chauffage électrique lorsque l’on peut y placer un poulailler ? En effet, les animaux à sang chaud génèrent un faible rayonnement thermique, suffisant pour élever la température d’une pièce de quelques degrés ! Permaculture : un moteur de diversité biologique et de résilience L’exemple précédent met en exergue un autre principe de la permaculture : “Intégrer plutôt que séparer”. Celui-ci correspond assez simplement à l’adage populaire “l’union fait la force”. En effet, on remarque que tout écosystème est constitué d’innombrables interactions entre des acteurs variés. Cette extrême interdépendance peut apparaître comme une faiblesse étant donné que la disparition d’un acteur risque d’impacter tous les autres, mais il n’en est rien. Dans les faits, ces relations représentent autant de possibilités offertes au système pour se reconfigurer en cas de modification des conditions extérieures. C’est pourquoi les écosystèmes sont un tel modèle de résilience. Revenons à un exemple tiré de l’agriculture. Dans le cadre d’une monoculture, l’arrivée d’un parasite est un événement tragique et insurmontable sans intrants chimiques ou biologiques, tandis que dans une ferme de permaculture, une auto-régulation se mettra tout naturellement en place. En effet, si l’envahisseur doit se déplacer de plusieurs dizaines de centimètres pour atteindre sa prochaine cible, sa progression sera grandement ralentie. Si l’on ajoute à cela la présence d’une plante-compagnon le repoussant ou bien attirant ses prédateurs naturels, aucune intervention humaine ne sera nécessaire pour endiguer l’invasion. Ainsi, on développe un système appliquant également le quatrième principe de la permaculture : “Appliquer l’auto-régulation et accepter la rétroaction”. La permaculture pose les prémices, dès son apparition, du développement durable moderne en associant progrès social, économique et environnemental. Par la suite, le sens du terme a évolué en "culture de la permanence", soulignant la capacité de l'approche permaculturelle à agir à tous les niveaux de la société : on la définit désormais comme une philosophie simple et adaptée à penser la société de demain.

L’abeille est une architecte hors paire. Dans la ruche, l’abeille ne laisse rien au hasard. Son organisation et ses systèmes de communication interrogent les scientifiques depuis des siècles... et pourraient leur servir d’inspiration majeure. Comment ne pas s’inquiéter de sa disparition ? L’abeille, ses hexagones par milliers et ses mystères L’abeille a 100 millions d’années. Très tôt, l’homme a compris qu’il serait dans son intérêt d’élever cette espèce pour une richesse qu’elle seule sait produire : le miel. Les abeilles le produisent dans des compartiments hermétiques. Quasi identiques et façonnés avec précision, ils ressemblent à s’y méprendre à l’oeuvre d’une machine humaine ! Plusieurs siècles de calculs géométriques ont été nécessaires pour démontrer une intuition du grec Pappus d’Alexandrie (IVe s.) : le pavage par juxtaposition d’hexagone est l’organisation la plus économique et la plus productive possible de la ruche d’abeille ! Un minimum de parois de cire, un maximum de miel. En moyenne , les apiculteurs récoltent chaque année environ 15 kg de miel par ruche. L’abeille détient-elle le secret des batteries de demain ? Depuis les années 1960, différentes équipes scientifiques ont pu établir que les fleurs se chargeaient électriquement par temps clair. Ce serait même la détection de ces champs électriques qui permettrait à chaque abeille de se diriger en priorité vers les fleurs les plus chargées en pollen. En rentrant à la ruche, la cuticule de l’abeille (sa membrane externe, à l’image de la peau humaine) et ses ailes se retrouvent ainsi chargées positivement. Lors de sa danse, ses congénères alentours perçoivent l’information donnée grâce à leurs antennes ! Elles aussi chargées positivement, se repoussent entre elles et entrent en mouvement. Plus la charge de l’abeille de retour est positive, plus ses voisines comprennent qu’elle vient de visiter des fleurs particulièrement fraîches au vu de la vibration de leurs antennes. ​ Autre caractéristique remarquable, ces insectes volants peuvent supporter des charges électriques particulièrement élevées. Uwe Greggers, chercheur à l’Université Libre de Berlin, a démontré récemment que la cuticule d’une abeille pouvait produire des tensions atteignant jusqu’à 450 volts (comparable à la tension émise par un tracteur, par exemple) ! Cette faculté s’accompagne d’une capacité inouïe de stockage d’énergie au Lithium-ion. Cela tient principalement au fait que le pollen d’une abeille, issu de l’alliage des pollens des différentes fleurs successivement visitées, dispose d’une efficacité incomparable en termes de stockage d’électricité une fois réduit à l’état de particules de carbone relativement pures. Les chercheurs s’intéressent aujourd’hui à la possibilité de reproduire ce matériau à plus grande échelle pour équiper les batteries de nos voitures électriques. La portée écologique d’une telle découverte serait incommensurable quand on sait que des régions exceptionnelles de pays en voie de développement, comme le salar d’Uyuni en Bolivie, sont menacées par d’immenses projets industriels d’extraction massive de lithium. Abeille et pesticides : un mariage impossible… et un pari risqué ! Comme l’avance Greenpeace, les pollinisateurs pourraient aujourd’hui être à l’origine d’économies dépassant les 250 milliards de dollars annuels. Les fruits, légumes, oléagineux et plantes sauvages sont pour l’essentiel dépendantes de ces petits insectes hyménoptères. Le dérèglement climatique, conjugué à l’utilisation intensive de pesticides par nos agriculteurs, est la cause d’un déclin accéléré de l’abeille. Si l’UE restreint depuis 2013 l’utilisation des insecticides les plus toxiques, il n’en reste pas moins que ceux toujours en libre accès (à date, 2020) mènent aussi la vie dure à l’abeille. Mais, même sans produits toxiques, les grandes surfaces de monoculture sont néfastes pour l’abeille. Les résidentes des ruches à proximité se retrouvent, en effet, bien démunies une fois la récolte passée… Alors pourquoi pas acheter du miel multi-fleurs, issu de l’agriculture biologique, et favoriser au quotidien l’achat de produits sans pesticides ?

Mère Nature aura-t-elle toujours une longueur d'avance sur nous ? Pour protéger des systèmes lancés à plus de 100km/h ? Il semble que oui ! Mère Nature peut inspirer de nombreuses innovations en matière de mobilité et de résistance aux chocs. Mère Nature est bien faite : la preuve avec des animaux bien particuliers et protégés. Mère Nature a trouvé un système exceptionnellement intelligent pour protéger le sommet osseux du crâne des Fous du Cap. Ce grand oiseau marin, que l'on trouve habituellement sur les littoraux d'Afrique de l'Ouest, présente une particularité qui lui est vitale et, surtout, qui illustre à qui en douterait l'incroyable avance que Mère Nature peut avoir sur l'homme. Cet oiseau raffole de sardines, un mets qui semble difficile à se procurer pour un habitué des ciels. C'est sans compter sur Mère Nature, qui l'a doté d'une technique de pêche impressionnante ! Il tournoie tout d'abord au-dessus de l'eau afin de repérer ses proies. Sa vision binoculaire lui permet d’évaluer précisément les distances et trajectoires. Une fois sa cible choisie, il plonge en piqué d'une hauteur de 30m, replie ses ailes et pénètre l’eau à une vitesse de 120km/h !  L’impact pourrait être mortel mais le Fou du Cap dispose de sacs d’air sous sa peau sur la tête et sur la poitrine qui lui permettent d’absorber le choc. Bon apnéiste, il retient sa respiration pendant 40 secondes et suit sa proie sous l'eau en nageant. Son redoutable bec à "dents de scie" laisse peu de chance à ses proies. Mère Nature : précurseur de nos airbags ? Un écosystème se compose de différentes chaînes alimentaires. Démocratisés dans nos voitures dès les années 1970, les airbags ou "coussins gonflables" trouvent leur origine dans les technologies spatiales des années 1960 : ils intervenaient au cours de l'alunissage des sondes.  Le principe est simple : si un impact violent est détecté, une membrane gonflée d'air se déploie instantanément pour absorber les chocs (forces de décélération). Mère Nature a ainsi démontré sa capacité à aller plus vite que l’homme. Elle a fait des coussins naturels un élément de chasse imparable pour toute la population des Fous du Cap. Depuis plusieurs millénaires, ces oiseaux vivent et se développent grâce à ce détail de génie, simple et élégant. L'homme, quant à lui, n'est parvenu à créer un tel système qu’en 1960. L'objectif est bien atteint, puisqu'il permet de sauver des milliers de vies chaque année. Mais n'aurait-il pas pu être réalisé plus tôt, quand on sait qu’il suffisait d’observer Mère Nature ?  Le biomimétisme porte justement en lui cet espoir, celui de rendre à Mère Nature la place qui est la sienne : celle d'un puits de science et de savoir-faire

Innovation incrémentale et biomimétisme : quand le vivant renforce les nouveautés technologiques et servicielles. C’est grâce à l’ingéniosité du vivant que votre prochain téléphone, véhicule ou logiciel sera plus performant et écologique. Voyons de plus près ce qui se passe lorsqu’on couple biomimétisme et innovation incrémentale ! Innovation incrémentale : une manière bien rodée d’innover Innovation incrémentale : définition et explication L'innovation incrémentale désigne l'introduction d'une nouveauté afin de faire évoluer et améliorer un produit, un service ou une technologie. C'est un volet important de la R&D en entreprise. D'ailleurs, le terme innovation incrémentale vient à la fois du latin "innovatio", qui veut dire "renouvellement", et du latin "incrementum" qui signifie "accroissement" ou "développement". Par sa portée, l'innovation incrémentale est une évolution généralement peu perceptible sur le produit ou service final, car elle ne représente pas de changement drastique ou violent. D'un point de vue de l'avancée technologique ou conceptuelle, les modifications sont ainsi minimes et incrémentales. L'innovation incrémentale s'oppose ainsi à l'innovation de rupture, aussi appelée innovation radicale ou disruptive, qui vise à changer totalement les habitudes du client en introduisant un service, processus ou cas d’usage nouveau. L'innovation de rupture tend ainsi à repenser entièrement un produit pour le même objectif mais avec une efficacité nettement augmentée du point de vue technologique. Il est ainsi bien plus aisé d’observer des nouveautés lorsqu’un produit totalement nouveau ou repensé que lors d’une innovation incrémentale. La fréquence d’occurrence d’une innovation incrémentale est donc plus élevée que pour une innovation de rupture. On peut se contenter de quelques améliorations pour lancer la nouvelle génération d’un produit ou d’un service pour atteindre un objectif à long terme. Quant à l’innovation de rupture, elle nécessite plusieurs sauts technologiques pour pouvoir définir un produit comme totalement nouveau ou disruptif. Vous commencez à le comprendre, l’innovation incrémentale est une méthode d’innovation plus facile pour faire évoluer un produit progressivement. Les enjeux à l'œuvre dans l’innovation incrémentale Aujourd'hui, l'innovation incrémentale prévaut au sein des entreprises, par rapport aux logiques de disruption. Elle permet d'améliorer l'attractivité d'un produit ou service pour les consommateurs, d'en revisiter l'utilisation pour gagner de nouvelles parts de marché ou devancer la concurrence. Elle permet aussi d'introduire des avancées technologiques utiles : meilleures performances, résilience et durabilité, économies d'énergie, baisse des coûts de production. Elle permet aussi de réagir à des tendances de marché ou des réglementations nouvelles. C’est donc une méthode d’innovation qui est regardée de très près ! En effet Bpifrance a annoncé en mars 2023 la création d’un fond de 50 M€ pour soutenir l’innovation incrémentale. Par rapport à l’innovation de rupture, l'innovation incrémentale est moins risquée, permet de communiquer et de se projeter plus rapidement sur le marché. Mais il permet aussi de s’adapter en fonction des tendances ! Par exemple, depuis son lancement en 1974, le modèle de voiture Golf de Volkswagen a été décliné en pas moins de 7 versions. Pour chacune d’entre elles, le constructeur automobile s’est basé sur des études et tendances de marché afin de prévoir les attentes des consommateurs. Au travers de ces innovations incrémentales, la marque a pu apporter des nouveautés distillées au fur et à mesure des lancements afin d’entretenir l’attractivité de cette voiture. Un autre exemple marquant de la pertinence de l’innovation incrémentale se trouve probablement dans votre poche au moment où vous lisez cette ligne : votre smartphone ! En effet, depuis la sortie du premier iPhone en 2007, parfois considéré comme une innovation de rupture, beaucoup de déclinaisons ont inondé le marché. Que ce soit par Apple, Samsung ou d’autres marques, chaque année de nouveaux smartphones apparaissent en améliorant sensiblement la génération précédente. Une meilleure résolution de caméra, un écran plus grand, la connectivité 5G, l’étanchéité… Toutes ces innovations incrémentales rendent votre smartphone actuel radicalement différent de l’iPhone de 2007 mais très proche de celui sorti l’année dernière. ​ Ces exemples ne concernent que quelques produits parmi tous ceux qui vous entourent. Toutefois, ils vous permettent de cerner les enjeux économiques et techniques de l’innovation incrémentale et de ses avantages dans la progression technique de notre société, un pas après l’autre. Innovation incrémentale : le fondement de l’évolution du vivant Innovation incrémentale : du hasard à la sélection naturelle La nature est spécialiste de l'innovation incrémentale. Au travers de la sélection naturelle, la nature favorise l’amélioration continue de toutes les espèces, car les individus les plus aptes à la survie ont plus de chance de se reproduire. La plupart des animaux font constamment face à des enjeux qui sont question de vie ou de mort. Que ce soit pour trouver de l’eau, se nourrir, se reproduire, se battre et bien d’autres choses, les animaux et végétaux font preuve d’une ingéniosité à couper le souffle. On peut classer ces méthodes d’adaptation incrémentale en deux catégories principales : les génotypes et phénotypes. Cela correspond aux gènes qui sont transmis d’un individu à l’autre et à la manière dont ils s’expriment dans un environnement donné. Les caractéristiques qui aident une espèce à survivre seront transmises aux descendants, au fur et à mesure des générations. Ces petites innovations incrémentales au fil des millénaires, souvent dues au hasard, ont permis à de nombreuses espèces d’être experte en survie dans leur milieu. La sélection naturelle déclenche un processus d’innovation incrémentale à l’échelle du vivant tout entier et ça se déroule sous nos yeux, chaque jour. C’est pourquoi le biomimétisme fait sens : s’inspirer de 3,8 milliards d’années d’innovations incrémentales ne peut que nous faire gagner un temps fou ! La nature rencontre les mêmes problèmes que les humains, il suffit d’ouvrir les yeux et de s’inspirer de toute cette ingéniosité pour réaliser à notre tour des innovations incrémentales. Comme l’a si bien dit Lucien Cuénot (L’Adaptation, 1925), biologiste darwinien : “Une adaptation [d’une espèce à son milieu] est en réalité la solution d'un problème, exactement comme une machine ou un outil fabriqués par l'homme.”. Ces espèces dotées d’une étonnante adaptation à leur milieu Comme nous avons pu le voir, les innovations incrémentales sont la base même de l’évolution du vivant depuis l’apparition de la vie il y a 3,8 milliards d’années. Il est temps de vous faire percevoir les stupéfiantes adaptations de certains organismes à leur environnement. Vous ne vous êtes jamais demandé quels sont les secrets des poissons pour nager aussi vite ? L’un des secrets de la baleine à bosse réside dans la présence de tubercules sur ses nageoires qui lui permettent de faire des virages serrés et de chasser des proies aussi agiles que le saumon. Quant au requin, chasseur aquatique tant redouté, sa présence en haut de la chaîne alimentaire n’est pas un hasard. En effet, au cours de l’évolution et d’innovations incrémentales, le requin s’est doté d’une peau recouverte de micro-rainures qui permettent de plaquer un film d’eau contre lui afin de réduire considérablement les frottements avec l’eau et de nager plus vite. Tout comme la vie aquatique, la vie aérienne a su se doter de tous les outils nécessaires pour survivre grâce à des innovations incrémentales. L’un des enjeux majeurs de la plupart des animaux est de survivre face aux nombreux prédateurs qui veulent les chasser. Les papillons, par exemple, sont particulièrement vulnérables face aux oiseaux. Ils ont su s’adapter et développer de nombreuses parades au cours des millions d’années d’innovation incrémentale. Le Greta Oto est un papillon dont les ailes sont transparentes et anti-reflets ! Très pratique pour passer inaperçu de la plupart des prédateurs, et on peut grandement s’en inspirer pour des revêtements anti-reflets et transparents dans tout un tas d’industries. Une autre innovation incrémentale dont ont fait preuve les papillons a eu lieu il y a seulement deux siècles ! Il s’agit du Phalène du bouleau, un grand papillon de nuit dont la plupart des individus étaient blancs il y a encore quelques siècles. Cette couleur lui permettait de passer inaperçu sur l’écorce blanche du bouleau. Mais lors de la révolution industrielle du XIXème siècle, les premiers spécimens noirs ont fait leur apparition en Angleterre. En effet, à cause de la suie déposée sur les arbres des régions industrielles, ce sont les papillons noirs qui sont devenus les plus adaptés à leur environnement. Comme quoi, les innovations incrémentales dont sait faire preuve le vivant sont plus proches de vous que vous ne le pensez ! Innovation incrémentale : quand la nature s’immisce dans la technologie Innovation incrémentale : la technologie, elle aussi, est darwiniste Vous vous souvenez de l’hydrodynamisme de la peau de requin dont on a parlé un peu plus tôt ? Les ingénieurs ont été friands de leurs performances hors normes (80 km/h pour le requin mako quand même) et s’en sont inspirés dans de nombreux domaines industriels différents pour leurs innovations incrémentales. Dans le domaine de l’aéronautique par exemple, Airbus avait tenté d’intégrer des rainures similaires à celles des requins sur certains de ses avions ce qui aurait permis de réduire de 8% les frottements de l’avion avec l’air. Les bénéfices en termes d’économie de carburant à l’échelle de l’aviation mondiale auraient été énormes. Mais ce genre d’innovation incrémentale demandait encore une certaine maturation, le revêtement pour les aéronefs était encore trop lourd pour être réellement viable à grande échelle. Mais cette maturation pourrait bien voir le jour très bientôt ! En effet, cette bio-inspiration arrive à une nouvelle étape : un vernis à microsillons bien plus léger va être testé sur des avions de la compagnie aérienne Lufthansa. Ce genre de technologie illustre parfaitement le concept d’innovation incrémentale, et cette fois-ci on la doit au vivant ! Et si vous aussi vous pouviez nager très vite en s’inspirant du requin ? Lors des jeux olympiques de 2008, Michael Phelps ne s’en est pas privé ! En effet, durant cette saison, il aurait porté un maillot de bain directement inspiré de la peau du requin. Une innovation incrémentale loin d’être anodine car cela aurait aidé l’athlète à rafler pas moins de 8 médailles d’or à ces JO. Évidemment, cette innovation incrémentale est rapidement arrivée dans le viseur de la Fédération internationale de Natation qui l’a bannie dès 2009. Quand les innovations bio-inspirées améliorent votre santé Une innovation incrémentale ce n’est pas seulement fabriquer un produit plus léger ou plus performant, mais c’est aussi innover en pensant à votre santé ! Prenons l’exemple d’un projet que Bioxegy a pu mener avec la RATP. Comme le journal Les Echos l’a relaté dans cet article, notre projet visait à mettre au point un nouveau système de ventilation pour un leader de la mobilité urbaine dans le but d’améliorer la qualité de l’air dans leurs tunnels et souterrains. Cette technologie biomimétique est directement inspirée… de la baleine à bosse ! Nous en avons déjà parlé un peu plus haut, ce gigantesque mammifère possède des tubercules dont nos ingénieurs biomiméticiens se sont inspirés. Comme quoi, une innovation incrémentale ne poursuit pas un unique but consumériste, mais peut largement contribuer à la réduction de nuisances ! Conclusion Dans tous les domaines technologiques qui nous entourent, l’innovation incrémentale fait partie des méthodes d’innovation les plus populaires et les plus utilisées. Au travers de plusieurs exemples, nous avons pu vous faire entrevoir la pertinence d’utiliser le vivant pour innover de manière incrémentale. Le biomimétisme semble donc être une évidence, dès lors que la nature, elle-même, évolue de manière incrémentale. La partie sur les innovations incrémentales biomimétiques appliquées à la santé a piqué votre curiosité ? Ça tombe bien, on a tout un article là-dessus et c’est par ici !

Vous aimeriez vous former au biomimétisme ? Maîtriser la logique du biomiméticien, connaître sur le bout des doigts des exemples fascinants ? Les études en biomimétisme permettent de se former à la compréhension de l’ingéniosité du vivant et à l’appliquer dans une approche R&D. Elles peuvent être suivies de différentes manières : que ce soit en passant par des écoles ou des formations, en assistant à des conférences ou encore en réalisant un stage dans une structure dédiée. Voici notre tour d’horizon des études en biomimétisme possibles ! Les études en biomimétisme à travers les écoles Etudes en biomimétisme via une école d’ingénieur : pourquoi ? Le biomimétisme est défini comme une approche R&D consistant en l’inspiration de l’ingéniosité des mécanismes, propriétés et fonctions du vivant pour innover et façonner des technologies performantes et durables. Il nécessite alors à la fois une bonne connaissance du vivant mais aussi des connaissances techniques sur de nombreux domaines industriels sectoriels et techniques. Vous comprenez alors que les études en biomimétisme passent en majorité par des études d’ingénierie, la plupart du temps généralistes, afin d’avoir une certaine transversalité sur les connaissances nécessaires pour comprendre un grand ensemble de phénomènes et besoins industriels. Pour vous donner un ordre d’idée : à date de 2023, chez Bioxegy, 80% des ingénieurs biomiméticiens ont réalisé un cursus dans une grande école d’ingénieur généraliste française, principalement dans les écoles suivantes : Polytechnique, Mines de Paris, Ponts ParisTech, CentraleSupélec et autres Centrales, ENSAM, INSA de Lyon, etc. Mais, des écoles spécialisées dans certains domaines peuvent néanmoins être très intéressantes pour y suivre une option d’études en biomimétisme ! En effet, certains domaines techniques reviennent très souvent lorsque l’on cherche à répondre à des problématiques techniques au travers du biomimétisme : Par exemple, la maîtrise de la chimie est très utile ! Ainsi, des écoles spécialisées en chimie (telles que l’ESPCI, pour n’en citer qu’une) sont une voie à prendre en compte pour se diriger vers des études en biomimétisme ! Et la maîtrise d’autres domaines techniques, comme le lightweight design, l’acoustique, , l’aérodynamisme, la thermique et même l’algorithmique… est aussi indispensable ! Preuve qu’une grande majorité de domaines scientifiques permettent de faire du biomimétisme au quotidien ! En plus des connaissances transverses que permettent de développer ce genre d’écoles, elles inculquent également souvent un grand niveau d’exigence, que ce soit via les classes préparatoires ou des cours de haut niveau. C’est nécessaire, et la plupart du temps suffisant : le biomimétisme ne s’apprend pas forcément sur les bancs de l’école, certes, mais pour autant, il n’est malheureusement pas à la portée de tous ! Les cours et formations de biomimétisme Bien qu’assez rares et peu développées, les cours et formations en biomimétisme font l’objet d’un intérêt grandissant dans l’enseignement supérieur en France. Il n’y a pas d’études en biomimétisme qui se démarquent réellement, à date de 2023. Certaines écoles d’ingénieurs dispensent depuis le début des années 2020 quelques cours de biomimétisme. La plupart d’entre eux sont d’une durée assez courte (des modules de quelques heures seulement), souvent en rapport avec la découverte de nouveaux horizons en terme d’innovations technologiques. C’est le cas à Polytechnique, par exemple ! Certaines écoles d’ingénieur proposent également des double-diplômes intéressants, permettant à la fois étudier des systèmes technologiques mais également des systèmes biologiques ! C’est par exemple le cas de l’ENSAM (École Nationale Supérieure des Arts et Métiers) ou des Mines de Paris, proposant un **double-diplôme avec AgroParisTech (**spécialisée dans les sciences et industries du vivant), et ayant déjà mené des personnes à travailler dans le biomimétisme ! C’est aussi le cas des double-diplômes entre les cursus Biologie de l’ENS et les cursus généralistes de certaines écoles d’ingénieur. Enfin, on peut retrouver aussi certaines formations en biomimétisme dispensées par des organismes spécialisés. L’Institut des Futurs Souhaitables en réalise une, intitulée FocusLab. Nous vous en présentons d’autres, dans un article dédié aux formations spécialisées. Les études en biomimétisme peuvent aussi être effectuées en autonomie, que ce soit via des projets, formations, conférences, etc. Les études en biomimétisme passant par des projets spécifiques Etudier le biomimétisme via un projet académique Mener un projet académique est un des moyens d’orienter ses études vers le biomimétisme. Il est très régulier d’en réaliser un au cours de ses études en école d’ingénieur, par exemple. En effet, la transversalité et les avantages du biomimétisme en font une approche de choix pour de nombreux projets d’études ! C’est alors un excellent moyen d’étudier le biomimétisme en parallèle de ses études, en effectuant diverses recherches d’articles scientifiques traitant de nombreux phénomènes biologiques et physiques. Cela peut notamment vous intéresser pour un TIPE (Travail d’Initiative Personnelle Encadrée) original, un projet de recherche et/ou conception ou encore une thèse de master ! En parlant d’articles scientifiques, il est important de noter que les études en biomimétisme passent nécessairement par un travail continu de veille scientifique : on ne devient expert en biomimétisme que lorsque l’on développe une connaissance biologique et technique suffisante. En outre, de nombreuses revues scientifiques publient des articles sur du biomimétisme appliqué régulièrement, dans tous domaines techniques et toutes industries confondues. En alliant, de pair, des études en école d’ingénieur (ou plus généralement en sciences) et de la veille scientifique continue, le biomimétisme n’aura plus de secret pour vous ! C’est d’ailleurs, pour ne rien vous cacher, l’un des moyens les plus utilisés par les membres de l’équipe Bioxegy pour développer sa connaissance biomimétique et être capable de proposer à ses partenaires industriels des solutions le plus souvent à la pointe de l’innovation ! Certaines écoles proposent également d’elles-même des projets académiques en lien avec le biomimétisme, comme par exemple l’UTC (Université Technologique de Compiègne) avec son programme de pluri-formations - “Assemblages biomimétiques” (consistant en l’étude de 4 sujets différents via une approche biomimétique), l’école suisse HES-SO ou encore l’Université Paris Sorbonne, avec lesquelles Bioxegy a déjà collaboré pour la réalisation de projets académiques biomimétique d’envergure pour leurs jeunes étudiants ! Ce genre de projets constitue alors une base solide pour se prétendre progressivement biomiméticien. Etudier le biomimétisme via un stage Une autre façon de mener des études en biomimétisme est, évidemment, d’effectuer un stage dans ce domaine. Cela permet à la fois de découvrir la vie d’entreprise mais aussi de mener plusieurs projets liant technologie et biologie ! Chez Bioxegy, de nombreux stages sont proposés chaque année, que ce soit en tant : qu’ingénieur en projet biomimétique, ingénieur en gestion du savoir biomimétique, ou en tant qu’ingénieur technico-commercial, spécialiste en lancement de projets biomimétiques ! Evidemment, il y a aussi de la place pour bien d’autres profils, moins techniques (finance, RH, juridique, opérations, …) : le biomimétisme a besoin de talents divers pour se façonner une place d’envergure sur la scène de l’innovation mondiale ! Un stage chez Bioxegy vous permettra à la fois de : Contribuer aux projets de développement biomimétiques, en passant par de l’analyse de défis industriels, des rencontres avec des directions R&D et participer à des ateliers de présentation de solutions biomimétiques pertinentes. Accompagner le développement du pôle scientifique de Bioxegy, via l’alimentation de notre contenu scientifique grâce à des veilles biologiques et biomimétiques, la gestion de la collaboration avec des centres de recherche et experts ou encore la structuration de la méthode de réflexion. Intervenir au cœur des relations clients, dans nombre de secteurs industriels, ainsi que la participation à différents événements de promotion (salons, conférences, ateliers, etc.). Ainsi, réaliser un stage au cœur des problématiques et des approches du biomimétisme vous permettra de développer vos compétences techniques et vos connaissances en terme de biomimétisme. Aussi bien que des études en biomimétisme ! Conclusion Vous l’aurez donc compris, au sens académique, et tel que Bioxegy l’a constaté depuis sa création en 2018, il y a peu d’études en biomimétisme à proprement parler pour devenir biomiméticien. Chez Bioxegy, la majeure partie de nos biomiméticiens sont ingénieurs de formation, issus de grandes écoles d’ingénieurs généralistes ou bien d’écoles plus spécialisées dans les sciences du vivant. Mais il est également possible de faire des études en biomimétisme via des formations dédiées (peu nombreuses, et parfois pas très utiles dépendant des organismes), projets académiques ou encore des stages en entreprise ! En fin de compte, la connaissance du vivant et de ses différents mécanismes, ainsi que la maîtrise de nombreux domaines techniques et sectoriels, sont essentielles en biomimétisme. Tout l’enjeu d’un bureau d’études et d’ingénierie spécialiste du biomimétisme comme Bioxegy est ainsi de réussir à faire communiquer et collaborer ensemble des équipes aux profils, compétences et expertises de haut niveau et très diversifiées, à la fois fascinées par les être vivants et dotés d’une motivation hors norme pour faire émerger une méthode d’innovation au très grand potentiel !

En règle générale, s’inspirer de la nature pour du design ressemble plutôt à une approche artistique que technique. Et pourtant, le vivant a su imaginer des conceptions sobres et efficaces qui peuvent largement inspirer le design industriel ! Du design à la fonction, la nature en pleines formes ! Le design biomimétique : une combinaison structure-fonction épatante Nous avons l’habitude de dire que le biomimétisme consiste à s’inspirer du savoir-faire du vivant, développé à travers 3,8 milliards d’années d’évolution, pour concevoir de nouvelles technologies. Bien que le terme design se traduise littéralement par “concevoir”, dans son usage français courant “design” se réfère plutôt à un travail sur les formes ou l’apparence, souvent à visée esthétique. Mais dans son sens anglais originel, “design” englobe bien un travail sur la forme y compris à visée technique ! Le lien entre design et technologie apparaît alors bien plus clairement. Mais comment le biomimétisme nous aide à créer des designs innovants plus performants ? En réalité, il est simpliste de vouloir scinder forme et fonction. Et la nature l’a bien compris ! L’utilisation de formes particulières pour réaliser des fonctions biologiques est omniprésente dans le vivant. Cette combinaison structure-fonction est essentielle pour permettre aux plantes et animaux de survivre : la sélection naturelle a ainsi éliminé les designs les moins efficaces au cours du processus évolutif. Qui plus est, le vivant ne peut pas compter sur une grande diversité de méthodes pour assurer ses fonctions essentielles : pas de chimie complexe, pas de forte source de chaleur, peu d’électricité, une faible diversité de matériaux disponibles… En somme, les nombreuses formes et structures répondent toutes à des fonctions variées, et cela avec peu de diversité de matériaux de base ! Ainsi, la nature nous fournit un vivier de solutions astucieuses, basées en grande partie sur des structures et designs efficaces. Le biomimétisme a alors su exploiter ces designs lorsque nos technologies modernes ont touché leurs limites. Les exemples biomimétiques classiques de la feuille du lotus, des écailles du requin, de la bardane ou du martin-pêcheur démontrent bien cette affinité entre biomimétisme et design en liant structure et fonction. L’oiseau de paradis, une fleur à nos fenêtres ? L’oiseau de paradis est un autre exemple moins connu de combinaison structure-fonction dans le vivant. Ne vous laissez pas avoir par son nom, cet “oiseau” est en fait une plante originaire du sud de l’Afrique ! Sa fleur a la particularité de présenter de longs pétales élancés bleu-violets, qui servent de perchoirs aux oiseaux qui viennent se nourrir de nectar. Les pétales se courbent sous le poids de l’oiseau, et leur design en gouttière s’ouvre alors, révélant l’étamine et déposant le pollen sur les pattes du visiteur. C’est ainsi que l’oiseau de paradis dissémine son pollen pour se reproduire. On constate bien la double fonction du design de ces pétales : premièrement leur forme allongée incite les oiseaux à s’y poser, mais surtout ce design “en gouttière” qui s’ouvre mécaniquement sous la flexion n’expose le pollen qu’en temps utile. Ce design de pétale qui s’ouvre et se ferme grâce à une simple flexion a inspiré un design de volet mécanique “Flectofin” par l’Université de Stuttgart, qui est notamment employé dans le pavillon thématique One Ocean lors de l’Expo 2012 Yeosu. Pavillon One Ocean par soma architecture. La façade peut s’ouvrir et se fermer grâce à un design de volet inspiré de l’oiseau de paradis. © soma architecture © Kim Yong-Kwan Des designs plus audacieux grâce aux innovations biomimétiques Si le biomimétisme nous permet d’imaginer de nouveaux designs combinant structure-fonction, il peut également nous permettre de repousser nos limites techniques pour explorer des designs toujours plus libres ! Lightweight design : la Dame de Fer et son fémur À partir du XIIe siècle, l’ogive gothique et son fameux arc brisé ont remplacé progressivement la voûte romane arrondie et permis de construire des cathédrales plus grandes et plus lumineuses. Les progrès du lightweight design, c’est-à-dire le compromis masse-résistance des structures, ont ainsi permis de créer de nouvelles architectures. De même, le développement de la métallurgie puis des alliages a donné naissance aux gratte-ciels modernes. Comparaison entre une voûte romane, arrondie, et une voûte en arc brisé, pointue. © Wikimedia Commons Et ça tombe bien, le vivant est spécialiste du lightweight design ! Après tout, quelle espèce n’a pas intérêt à être à la fois résistante et légère pour se protéger ou fuir ? Même les arbres doivent porter leurs branches pour s’étendre suffisamment loin et capter la lumière. Nos propres os, grâce à leur structure poreuse, sont une merveille de résistance mécanique : ils sont environ 10 fois plus résistants que le béton ! Ainsi les os, et le fémur en particulier, dont la forme aide à mieux répartir les contraintes de compression, ont inspiré Maurice Koechlin pour le design de la Tour Eiffel. Le biomimétisme a ainsi permis à la Dame de Fer d’être la plus haute tour du monde pendant plus de 40 ans. Petite anecdote : la structure de la Tour Eiffel est tellement aérée qu’elle est plus légère que le cylindre d’air qui la contient ! Depuis, de nouveaux alliages plus légers ont permis de repousser encore plus haut les limites architecturales. Qui plus est, divers travaux récents démontrent que le biomimétisme a encore tout son rôle à jouer en terme de lightweight design. On comprend alors pourquoi les architectes se lancent de plus en plus dans des designs bio-inspirés ! Expérience utilisateur : touchons du bois ? Plus récemment, l’entreprise Woodoo a créé un matériau très particulier qui permettra peut-être de repenser l’expérience utilisateur (UX design) de certains produits du quotidien. En effet, grâce à son procédé, l’entreprise est capable de produire un “bois transparent” très utile pour imaginer des écrans camouflés ! Le matériau étant compatible avec des systèmes tactiles, il pourrait être utilisé à l’avenir dans des designs de voitures ou en domotique par exemple ! Design et couleurs : 50 nuances de papillon Nous vous en parlions déjà dans cet article, mais la couleur peut servir à des usages très divers dans le vivant. Chez l’homme, la couleur de nos poils ou de notre peau provient d’un pigment : la mélanine. Mais d’autres couleurs, en particulier le bleu, n’existent pas sous forme de pigment ! Pourtant on trouve du bleu chez un tas d’espèces comme le paon, le papillon Morpho ou encore certaines mygales. En réalité, la couleur de ces espèces est dite structurelle, car elle provient en fait de phénomènes complexes d’interférences optiques qui sont dus à la structure même des plumes, des écailles ou des poils de ces espèces ! Ces interférences empêchent la réflexion de certaines couleurs et renforcent celle d’une couleur particulière : en l’occurrence le bleu. En reproduisant ce phénomène, certaines entreprises comme Cypris Materials créent des peintures qui, en séchant, produisent les structures adéquates pour créer ces interférences. Et bien entendu, on ne se limite pas qu’au bleu ! Idéal pour des designs colorés sans produits chimiques ! Generative design : construire en s’inspirant du vivant Une autre manière d’associer biomimétisme et design consiste à reproduire la démarche itérative avec laquelle le vivant évolue vers des solutions viables. Le développement des techniques de fabrication additive facilite également le recours à ces méthodes de generative design. Design par algorithme, comment ça marche ? Peut-être avez-vous déjà tracé des rosaces à l’aide d’un compas ? Pour ce faire il suffit de suivre des règles simples : on trace un premier cercle, puis on trace des arcs de cercle de même rayon dont le centre est situé sur le cercle initial. Il s’agit là d’un exemple de design génératif, ou “generative design” dans la langue de Shakespeare, c’est-à-dire un design créé à partir d’un ensemble de règles précises et répétables. Ce type de forme peut donc être très facilement généré par ordinateur ! Il est ainsi possible d’imposer des règles de design quelconques puis de créer automatiquement plusieurs formes qui respectent ces règles. Combiné avec des simulations (par exemple mécaniques), on peut alors tester rapidement toutes ces formes et d’en sélectionner une (par exemple la plus résistante). Il est même possible d’utiliser des techniques d’optimisation plus fines pour explorer différents designs de façon plus rapide et efficace ! Et le biomimétisme dans tout ça ? Et bien, il peut intervenir principalement de deux façons : Premièrement, il peut permettre d’imaginer les règles à employer pour créer un design qui résout un problème donné : on parle d’heuristique. Par exemple, s’inspirer de la division en branches des arbres peut permettre de créer des formes efficaces pour soutenir une structure lourde avec une faible emprise au sol. C’est ainsi qu’a été conçu l’aéroport de Stuttgart par exemple ! De façon plus abstraite, la manière d’explorer différents designs de façon intelligente pour obtenir rapidement une solution la plus efficace possible. On rentre alors dans le domaine des algorithmes bio-inspirés, qui mériterait un article à lui seul ! Aujourd’hui, par abus de langage, le generative design se réfère souvent au fait d’utiliser des méthodes algorithmiques pour créer des formes et résoudre un problème d’ingénierie. La méthode rappelle ainsi l’évolution des espèces et sa démarche itérative. De plus, les formes obtenues par generative design sont souvent beaucoup plus complexes que celles conçues à la main, et peuvent “croître” pour répondre à des contraintes spécifiques à la manière du vivant ! Un blob et un os sont dans un avion… Nous avons déjà mentionné les incroyables propriétés des os en terme de lightweight design. Ces performances ont ainsi inspiré Airbus pour concevoir des cloisons poreuses plus légères pour leurs A320. Mais le plus intéressant est la façon dont ces cloisons ont été dessinées. Vous l’avez deviné : par generative design ! L’idée est simple : on trace un maillage de lignes droites qui relient les bords de la cloison et on essaye d’en retirer le plus possible dans notre design final, sans dégrader les performances mécaniques de la pièce, un peu comme un jeu de Mikado ! Comment ? En s’inspirant du blob, Physarum polycephalum de son nom latin, une espèce unicellulaire capable d’explorer son environnement à la recherche de nourriture, créant ainsi des réseaux complexes mais optimisés entre différentes sources. Cette espèce fascinante est capable de créer des architectures efficaces et résilientes, alors qu’elle n’a même pas de cerveau ! Si vous voulez plus d’information, on vous conseille ce documentaire d’ARTE avec la chercheuse Audrey Dussutour. Ainsi, le blob peut permettre de relier différents points du contour des cloisons (les “sources de nourriture”) avec un ensemble de lignes le plus restreint possible. En construisant leur design de cloison à partir de cet ensemble de poutre droites, elles-mêmes poreuses à la manière des os, Airbus a ainsi réduit de près de 30kg le poids de cette pièce (soit 45% du poids initial) ! De quoi économiser 465 000 tonnes de CO2 tous les ans. Plusieurs designs de cloison à partir d’un ensemble de lignes initiales. Leur répartition s’inspire de l’exploration de l’environnement par le blob. © Airbus & David Benjamin/The Living Conclusion Ainsi, il est évident que le biomimétisme est un outil incontournable pour penser de nouveaux designs à la fois plus performants, plus écologiques et plus originaux, notamment par le recours aux algorithmes de generative design bio-inspiré. S’inspirer du vivant peut également ouvrir la voie à des designs plus disruptifs, qui ouvrent des possibilités nouvelles en terme d’esthétique, d’interactivité, de fonctionnalités, etc. Vous comprenez bien pourquoi on en est fans chez Bioxegy ?

Bioxegy fête ses 5 ans ! C’est l’occasion de revenir sur les plus beaux succès et les plus grandes étapes franchies dans le développement de notre start-up ! La création de Bioxegy, start-up devenue pionnière du biomimétisme Bioxegy, c’est l’histoire d’une amitié. À l’été 2017, Simon De Myttenaere fait découvrir le biomimétisme à Sidney Rostan. Convaincu qu’il fallait un acteur expert pour concrétiser les promesses de la R&D bio-inspirée, ce dernier lance Bioxegy en janvier 2018, d’abord sous forme de micro-entreprise. 🌱 Bioxegy se construit peu à peu un business model, évolue, décroche son premier client, et Sidney propose à Simon de le rejoindre dans cette aventure. C’est chose faite en septembre 2018 ! Les deux compagnons décident alors ensemble de passer à la vitesse supérieure : Bioxegy Group, notre maison mère, est créée en novembre 2018. 🌿 En janvier 2019, c’est au tour de Bioxegy SAS d’être créée. Notre bureau d’étude, pionnier de l’innovation par le biomimétisme voit le jour et entame son développement. Les premières équipes Bioxegy : nos bioxonautes et biopulseurs Au printemps 2019, Bioxegy accueille ses premiers "biopulseurs" (jargon interne pour désigner les stagiaires chez nous) ! En janvier 2020, Elsa Vizier, désormais notre directrice scientifique, nous rejoint et devient notre première bioxonaute (là aussi, jargon interne pour désigner les CDI chez Bioxegy) en août 2020 🎉 Progressivement, la famille Bioxegy s’agrandit : de 2 personnes en 2018, nous passons à 6 en 2019, 10 en 2020, 15 en 2021, 20 en 2022. Nous dépassons même la barre des 10 bioxonautes 🧑‍🚀 ! Mais c'est plus beau à voir en images ... Le développement et la structuration de Bioxegy En septembre 2019, l’entreprise est structurée en cinq pôles d’activités : Knowledge Center (connaissances et compétences en interne, réseau d’experts académiques), Delivery (projets d’innovation avec les industriels), Business Development, Fonctions Transverses et Communication. Notre base de données biologique et biomimétique (BDDBB) voit le jour. Cette base grandit, s’étoffe et s’enrichit tant en matière de contenu que de connexion. Aujourd'hui, elle est riche de plusieurs milliers d'informations qui nous viennent du monde entier ! 🕸️ La création et le développement de notre méthodologie Phasée Pour répondre aux problématiques complexes de partenaires industriels grâce au biomimétisme, nous avons développé une méthodologie sur-mesure, allant de la Phase 0 à la Phase 4 : Phase 0 - Amorçage et idéation : pour identifier plus précisément les sujets d’innovation les plus prometteurs corrélés aux besoins de R&D de notre partenaire. 🌱 Phase 1 - Pré-étude biomimétique : investigation, analyse puis sélection des pistes et pré-concepts les plus pertinents pour notre partenaire R&D. 🕸️ Phase 2 - Étude de recherche et de conception biomimétique : montée en maturité du ou des pré-concepts sélectionnés pour concevoir un concept mature et une feuille de route de développement ⚙️ Phase 3 - Développement et Proof-of-Concept (POC) : validation opérationnelle et montée en maturité du concept. 🧪 Phase 4 - Itérations de conception et d’industrialisation : développement et déploiement de l’innovation à l’échelle industrielle. 🏭 Cette structure phasée nous permet une sélection en entonnoir des solutions d’innovation les plus pertinentes ainsi que leur montée en maturité progressive. La croissance et le développement de Bioxegy En 2020, notre chiffre d’affaires dépasse 200k€ ! C’est un premier cap, qui nous permet de confirmer notre business model et le potentiel d’une ingénierie et de la R&D bio-inspirée ! En 2022, notre CA atteint plus de 0,5M€… et notre carnet de commandes plein pour tout le premier semestre 2023 nous propulse tout droit vers le Million en 2023 🤞🏻 La reconnaissance du potentiel R&D et innovation de Bioxegy par nos partenaires industriels Au-delà des projets classiques qui ponctuent notre quotidien, Bioxegy entre parfois dans l'arène de compétitions d'innovation organisées par des grands groupes ou institutionnels. En 2019, Bioxegy gagne le prix d’innovation de la RATP pour notre travail sur la qualité de l’air. Cela nous offre une vitrine de qualité et une invitation pour le salon VivaTech, sur le stand même de ce fleuron régional ! 🐋 En 2022, Bioxegy remporte le prix Coup de Coeur dans le cadre de l’appel à projet “Teneur en O2 dans le gaz” porté par l’Open Innovation Factory de GRTgaz. 💚 Bioxegy remporte aussi des appels d’offres, d’abord avec Air217 en 2021, puis avec RTE et Naval Group en 2022 et enfin en 2023 avec Alstom (cet article a été écrit en janvier 2023 😉 !) Et nous ne nous arrêtons pas en si bonne route, comme vous pouvez le voir avec les projets déjà réalisés (enfin ceux dont on a le droit de parler 🤫) tous secteurs d’activité confondus. Les distinctions de Bioxegy En 2019, après la performance de Simon sur le plateau de 697IA, Bioxegy à peine créée reçoit le prix national de l’innovation industrielle, remis des mains d’Agnès Pannier-Runacher, à l’époque Ministre de l’Industrie 🏆 ! En 2020, Bioxegy est aussi nommée dans le Top 5 des startups mondiales les plus prometteuses en biomimétisme par StartUsInsight. 🎉 En 2021, Bioxegy est enfin nommée dans les 35 startups Greentechs les plus prometteuses en France. 🎊 La reconnaissance gouvernementale de la qualité de notre R&D et innovation En 2021, Bioxegy reçoit l’agrément CIR (Crédit Impôt Recherche), un gage de qualité de la part du Ministère de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur. C’est à la fois une preuve que nous sommes en mesure de mener des projets de R&D ou d’innovation et un avantage financier pour nos partenaires industriels qui obtiennent un crédit d’impôt égal à 30% du montant total des projets réalisés avec Bioxegy. 🤑 En 2022, Bioxegy reçoit le statut de JEI (Jeune Entreprise Innovante), extrêmement difficile à obtenir en France, décerné aux start-ups et PME nationales les plus à la pointe de la R&D ! 🎢 Les premiers financements publics pour développer nos propres projets En 2022, Bioxegy décroche ses premiers financements publics de la part de l’Union Européenne, BPI France et la Région Ile de France. Bioxegy est intégré dans un projet de 4 ans sur la biominéralisation 🪨 au sein d’un consortium de 10 universités et start-ups européennes. Ce projet est financé par l’Union Européenne dans le cadre du Marie Skłodowska-Curie Actions. L’objectif est d’utiliser le biomimétisme pour développer un éco-matériau à empreinte carbone négative 🍂. En parallèle, Bioxegy mène une étude de faisabilité pour un concept développé en interne. Ce projet est financé par BPI France et la région Ile-de-France dans le cadre du dispositif Innov’up. Pour 2023, Bioxegy est en lice pour de nouveaux financements européens et nationaux sur la résilience des routes et pour son exportation vers d’autres pays d’Europe ! La reconnaissance de notre innovation dans la presse et sur les réseaux Bioxegy fait la une des journaux 🗞️ ! Article dans Les Echos, Les Echos Planète, La Tribune, France Info, La Croix … Nous intervenons aussi sous forme d’article 📰, d’interview 🎤 ou de webinar 📢 dans des contenus plus spécialisés comme Techniques de l’Ingénieur (avec un webinaire en bonus), l’Usine Nouvelle, le Think Tank Institut Sapiens et Infociments. La télévision 📺 n’est pas en reste puisque nous y faisons une chronique bi-mensuelle sur BSmart, dans l’émission SmartTech. Nos ingénieurs se relaient pour présenter une innovation biomimétique différente à chaque fois. Et nous sommes loin d’en voir le bout ! Sidney est aussi intervenu sur le plateau de BFMTV (Emission Tech&Co), France 3, UshuaiaTV ou encore dans l’émission Charabia sur Youtube. Comme si ce n'était pas assez, nos équipes ont aussi présenté deux TEDx en 2022 (Margaux DIDI et Sidney ROSTAN) et deux conférences pour la Fête de la Science à la cité des Sciences et de l’industrie en 2020. Pour couronner le tout, à l’occasion de nos 5 ans, Marc Valès, Directeur des programmes spatiaux chez Dassault Aviation, confirme l'intérêt du biomimétisme made in Bioxegy 🤩 : “C’est parfois utile de gagner quelques millions d’années d’expérience en sachant regarder et comprendre des merveilles technologiques naturelles” Et vous les avez peut-être oubliés, mais ils vont revenir en force bientôt : notre podcast et notre newsletter (l’inscription c’est au bas de cette page !) nous permettent d'animer une belle communauté de plus en plus de passionnés ! En cinq années d'existence, il y en a eu des beaux succès ... Mais ce serait oublier que beaucoup de choses sont en préparation ! En perspectives, plein de projets d’innovation 💡 et de R&D ⚙️, le développement de technologies en interne 🧪, une belle courbe de croissance 📈 et toujours plus d’apprentissages 📚, de découvertes 🔍 : de quoi vous épater ! ✨ Pour ne rien manquer de nos belles aventures dans les mois et les années à venir, venez nous voir sur LinkedIn, on y parle de tout !

La nacre est un matériau incroyable : de sa beauté à sa solidité, ses vertus sont nombreuses. Ce matériau fascinant n’a pas fini de nous surprendre et de nous inspirer. Bienvenue dans cette visite guidée des vertus de la nacre ! La nacre et ses vertus pour les mollusques Définition de la nacre La nacre est un biomatériau synthétisé par de nombreux mollusques. Certains coquillages univalves, comme les ormeaux, ou bivalves, comme les huîtres ou les pinna nobilis, plus grand bivalve de méditerranée d’ailleurs connu sous le nom de “grande nacre”, sont connus pour sécréter de la nacre. Mais ce matériau est commun à la plupart des mollusques à coquille : même les escargots en produisent ! La nacre constitue la couche interne de la coquille, directement au contact du mollusque. Comme le reste de la coquille, elle est principalement composée de carbonate de calcium. Ce minéral se trouve dans la nacre sous forme d’aragonite, alors qu’il peut, dans le reste de la coquille, aussi se trouver sous forme de calcite, sa forme stable en conditions ambiantes de pression et de température. L’acidification des océans, causée par le réchauffement climatique, met alors ces mollusques en danger, au même titre que les coraux qui contiennent aussi de l’aragonite. En effet, l’acidité de l’eau change les équilibres entre les formes cristallisées, calcite ou aragonite, du calcaire, et sa présence en solution dans l’eau. Une eau trop acide peut alors empêcher ces organismes de créer leur coquille et leur nacre, voire détruire ce squelette externe nécessaire à leur survie. Structure et rôle de la nacre La nacre a un rôle de protection pour les mollusques qui la sécrètent. L’aragonite est un matériau très dur, mais aussi très cassant. Dans la nacre, les cristaux d’aragonite sont organisés en couches, liées entre elles par de la conchyoline. Cette matière organique apporte une relative souplesse à l’ensemble, qui se traduit par une résistance à la rupture 3 000 fois supérieure à celle de l’aragonite seule. Et pour obtenir ces performances, il suffit de 5 à 6 % de conchyoline dans la nacre, tout en lui permettant de préserver la dureté de l’aragonite ! Sécrétée tout au long de la vie du mollusque, la nacre protège donc l’intérieur de la coquille. C’est aussi ce rôle de protection qui permet la création des belles perles de nacre. En effet, lorsqu’un corps étranger pénètre à l’intérieur de la coquille, il va déclencher la production de nacre autour de lui. Couche par couche, il sera ainsi recouvert pour ne pas irriter le coquillage, ce qui donnera lieu à une perle. L’aspect irisé de ces perles et de l’intérieur des coquilles est directement lié à la structure en couches de la nacre. En effet, les alignements d’aragonite vont donner lieu à des réflexions particulières de la lumière et produire ainsi les beaux reflets de la nacre. A ces couleurs structurelles peuvent s’ajouter des couleurs pigmentaires, apportées à la nacre par des caroténoïdes (des pigments qui, comme leur nom l’indique, sont aussi présents par exemple dans les carottes) dans la conchyoline. La nacre et ses vertus pour les hommes La nacre : un matériaux précieux pour des utilisations sociales La beauté de la nacre a été la première raison de son utilisation par les hommes. Certains coquillages dotés d’une nacre particulièrement belle ont ainsi été utilisés directement comme monnaie d’échange, comme les Cauri en Chine, en Inde ou encore en Afrique. Le développement de nouvelles techniques, ainsi que les élevages de certaines espèces pour leur nacre spécifiquement ont permis l’essor de nouveaux usages pour la nacre. Cette pierre semi-précieuse est alors utilisée en bijouterie ou en marqueterie, mais aussi pour faire des boutons ou diverses décorations. Son aspect blanc laiteux a même conduit à son utilisation en sculpture réaliste, pour représenter le blanc des yeux ! Enfin, les instruments de musique n’échappent pas à l’utilisation de la nacre, que ce soit pour leur décoration, comme certaines guitares, ou pour un rôle plus direct : les touches des accordéons sont ainsi réalisées en nacre. La nacre et ses vertus thérapeutiques La nacre donne aussi lieu à des utilisations moins communes. Sa couleur et sa solidité faisant penser à celle des dents, les Mayas avaient pris l’habitude de l’utiliser pour remplacer leurs dents abîmées. Des études de ces implants ont montré une étonnante liaison entre ces nouvelles dents et la mâchoire : ces implants n’étaient non seulement pas rejetés par les patients mais devenaient au contraire une part intégrante de la dentition. Ces propriétés étonnantes ont alors été étudiées pour envisager l’utilisation de nacre pour des implants osseux. Et de fait, la nacre possède une structure similaire à celle des os, et surtout des mécanismes de croissance similaires. Ainsi, les mêmes types de messages chimiques induisent la croissance de la nacre et des os. La présence de nacre favorise donc la régénération osseuse, ce qui ouvre des voies prometteuses pour la mise au point de biomatériaux efficaces en réparation osseuse. La nacre et ses vertus pour le biomimétisme A la recherche de la solidité Et si les vertus de la nacre pour l’homme dépassaient son utilisation en tant que matière, et s’étendaient aux inspirations qu’elle peut engendrer, comme de nombreux organismes marins ? Comme nous l’avons dit, la structure de la nacre lui apporte résistance et solidité. S’inspirer de cette structure en briques et mortier, alliant des briques dures comme l’aragonite et un mortier plus souple comme la conchyoline peut ainsi permettre de développer de nouveaux matériaux plus solides. Cette idée est applicable à de nombreux types de matériaux ! Par exemple, un plastique biosourcé a été développé en s’inspirant de la nacre. Des feuillets de mica jouent le rôle des briques, et de la cellulose (constituant des plantes) joue celui de la conchoyline pour donner à ce nouveau plastique biodégradable de bonnes propriétés mécaniques. De la même façon que la conchyoline ne représente qu’une faible proportion de la nacre, l’ajout d’une toute petite quantité de matière plus souple peut suffire à avoir des résultats impressionnants. Ainsi, l’ajout de 7% de polymère dans du verre permet, en reproduisant la structure de la nacre, d’obtenir un verre 700 fois plus résistant aux fissures ! Enfin, un dernier mécanisme améliore la résistance de la nacre : il s’agit des liaisons sacrificielles. Leur principe ? Il s’agit de liaisons assez faibles, qui vont se rompre préférentiellement sans menacer l’intégrité de l’ensemble de la structure. Comme elles sont aussi facilement reformables, cela offre des capacités de cicatrisation intéressantes. Ce mécanisme peut être reproduit à différentes échelles pour offrir des capacités d’auto-réparabilité à différents matériaux. Vers de nouvelles applications Si l’on prend un peu de recul, la structure de la nacre peut être intéressante dans des applications plus lointaines de son utilité première. Par exemple, un filtre à eau efficace s’inspire de la nacre. Ce filtre allie une protéine filtrante, à travers les pores de laquelle est effectuée la filtration, et une structure minérale, qui assure la solidité mécanique du filtre. Ainsi, il est possible de faire passer de grands débits d’eau à travers ce filtre robuste tout en ayant une bonne sélectivité des molécules filtrées. Pour finir, la nacre accompagnera peut-être les prochaines explorations spatiales ! En effet, un nouveau carburant solide pour fusée s’en inspire pour améliorer ses caractéristiques. L’ajout de briques conductrices et résistantes au sein du polymère carburant permet à la fois d’améliorer la conductivité thermique et la résistance de l’ensemble. Inspiré de la nacre, cela apporte au carburant solide une meilleure résistance aux contraintes qui s’exercent sur lui, notamment au moment du décollage. Mais en plus, la combustion est rendue plus fiable grâce à la meilleure répartition de la chaleur au sein du matériau : les points chauds et les risques d’accident sont limités. Conclusion Décorative et solide, la nacre possède de nombreuses vertus qui en font un matériau très prisé. Au vu du nombre d’innovations qu’elle inspire, la nacre a, en termes de biomimétisme, encore de beaux jours devant elle !

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) https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_science https://www.orientation.ch/dyn/show/4186 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3055214/

Gunter Pauli est à l’origine de “l’économie bleue”, concept qu’il a étayé dans son livre du même nom et fondement de sa fondation Zero Emission Research and Initiatives. Bien que controversé, Gunter Pauli a contribué à plusieurs projets novateurs, avec notamment le premier bateau à réaliser un tour du monde avec des énergies renouvelables. Gunter Pauli en quelques mots La recherche d’un nouveau modèle Freeman Dyson, physicien théoricien et mathématicien britanno-américain, disait : « La technologie est un don de Dieu. Après celui de la vie, c’est peut-être le plus grand qu’il nous ait fait. La technologie est la mère des civilisations, des arts et des sciences. » Et pourtant, dans un modèle linéaire et déconnecté, cette même technologie nous mène à notre modèle de consommation excessive actuel, qui dégrade l’environnement et les communautés humaines. Gunter Pauli, industriel belge, cherche justement à changer ce paradigme au travers de son concept d’économie bleue, qui prône une résolution des problèmes sociaux, écologiques et économiques en s’inspirant des écosystèmes naturels. Résumé de ses œuvres Gunter Pauli est un industriel belge, qui, après avoir repris l’entreprise Ecover, marque de produits ménagers biodégradables, prend conscience de la condition climatique. En effet, malgré ses efforts pour diminuer les coûts écologiques de ses produits, il importe de l’huile de palme, dont l’exploitation engendre la déforestation. Il fonde alors l'institut ZERI (Zero Emission Research and Initiatives - Recherche et initiatives pour zéro pollution) et est à l’origine du premier congrès mondial de l'économie bleue à Madrid en 2013. Enfin, il écrit plusieurs livres pour expliquer son modèle, dont le dernier : L’économie bleue 3.0, pour expliquer son concept. Les actions de Gunter Pauli Son concept d’économie bleue Les économies diffèrent par leur objectif et leurs conséquences. Ainsi, le modèle dominant aujourd’hui selon Gunter Pauli est celui dit “d’économie rouge”, qui est industriel, avec pour objectif le profit par une forte consommation mais est de plus en plus critiqué à cause de son aspect peu viable à long terme. Un autre type d’activité économique est alors prônée pour répondre à ces problématiques : “l’économie verte”. Cette économie se veut à forte dimension sociale et a pour objectif de réduire drastiquement les coûts environnementaux. Cependant, elle est critiquée par sa portée et viabilité. En effet, impliquant des surcoûts lors de la production, elle implique de payer plus cher pour des produits respectueux de l’environnement et n’est donc pas accessible à tous. De plus elle peut engendrer des surcoûts environnementaux car de nombreux produits sont ensuite distribués par avion. L'économie bleue vient en réponse aux limites de cette économie verte. En quelques mots, l’économie bleue est un système d’économie s’inspirant de la nature et plus particulièrement des écosystèmes qui se régénèrent et ne produisent pas de déchets. Fondée sur la mobilisation des entreprises du territoire et l’emploi des ressources locales pour la valorisation des déchets, ces derniers deviennent une source de profit pour tendre au zéro déchet. L’objectif est également de favoriser la création d'emplois, avec cette revalorisation des déchets. Un exemple simple pour illustrer est le marc de café, qui peut être réutilisé comme nutriments pour des champignons, qui sont ensuite à leur tour utilisés comme nourriture pour les poules. Il s’agit de tirer le meilleur parti des ressources. Cette économie se différencie de celle verte, l’économie “créée pour les riches”. Pour illustrer de manière simple, elle ne propose pas des bananes importées d’un autre pays, même si elles sont produites de façon biologique et respectueuse, car elles ne poussent pas en France. Elle propose plutôt des pommes, produites localement. La fondation ZERI (Institut Zero Emission Research and Initiatives) Cette fondation, à but non lucratif, est créée par Gunter Pauli à l’université des Nations Unies en 1994 pour la préparation du protocole de Kyoto (1997). Elle est basée depuis 1996 à Tokyo, au Japon, et est un réseau de scientifiques et d’entrepreneurs : 3000 chercheurs et plus de 1000 entreprises. Elle traduit les idées de modèles commerciaux innovants inspirés des écosystèmes, en limitant l’émission de polluants et générateurs d’emplois. Elle se place ainsi auprès de gouvernements, communautés et entreprises afin d’identifier des opportunités, notamment sur les secteurs, les marchés et les actions pour ces nouveaux modèles. En 2021, soit 25 ans plus tard, plus de 200 projets ont été mis en œuvre. Une autre activité de la fondation est éducative, avec notamment l’écriture de centaines de fables pour les enfants, Les fables de Gunter, que le gouvernement chinois a déjà choisi d’enseigner dans toutes les écoles du pays. Son livre et les projets qu’il a accompagné Le livre L’économie bleue 3.0 développe le concept de Gunter Pauli à partir des écosystèmes et des initiatives lancées de ces observations. Parmi ses projets, il y a notamment le projet PORRIMA, qui est la construction du premier navire à faire le tour du monde en utilisant uniquement des énergies renouvelables. Il combine ainsi de l’énergie solaire grâce à des panneaux, de l’énergie éolienne avec un cerf volant de 800m d’altitude suivi par intelligence artificielle et un système d'énergie hydrogène avec collecte et transformation de nanoplastiques. Une autre problématique est la surpêche en milieu marin. Le projet est d’adopter la pêche par discrimination des poissons selon leur état de gestation ou non. Les baleines et dauphins pêchent en envoyant des bulles d’air pour piéger les poissons. Utiliser des jets de bulle d’air permet de faire remonter en priorité les poissons plus légers, et donc qui ne portent pas de petits, tandis que les poissons en gestation vont avoir moins tendance à remonter. Ce procédé est testé en Indonésie par des catamarans équipés de tuyaux qui injectent de l’air sous les bancs de poissons. Position, influence et réalité des projets Cependant Gunter Pauli fait quelques fois l’objet de controverses. Il a pu être critiqué notamment sur sa position sociale et son large réseau qui auraient participé à son succès. En effet, Gunter Pauli est membre du comité exécutif du club de Rome, un groupe de réflexion réunissant des scientifiques, des économistes et des industriels de cinquante-deux pays qui se préoccupent des problèmes majeurs auxquels sont confrontées toutes les sociétés. L’organisation se fait connaître mondialement avec la publication du “Rapport Meadows”, intitulé “Les Limites à la Croissance” en 1972, qui pointe les dangers de la croissance économique et démographique pour l’environnement et l'humanité. Des critiques ont néanmoins été formulées à propos de la focalisation de Club de Rome “sur des problématiques concernant les pays riches, comme la pollution, en laissant de côté les enjeux véritables pour les pays pauvres, telle que la satisfaction des besoins fondamentaux.” Le rapport sur l’économie bleue de Gunter Pauli est le deuxième ayant le plus circulé. Il ne prône ni la décroissance ni la croissance zéro, et précise que tous les gouvernements et individus ne doivent pas être tenus à des mesures similaires, par exemple un occidental et un brésilien habitant dans une favela. Il lui a également été reproché de faire des approximations scientifiques. Des inadéquations, des ellipses sur des faits scientifiques ou bien des zones de floues sont pointées dans ce qu’il énonce. Enfin, des questionnements sur la viabilité des projets et l’indisponibilité des ressources financières résultant d'un déficit de rentabilité des projets sont soulevés. Conclusion Gunter Pauli est à l’origine de projets novateurs et à impact, et malgré les critiques, il a le mérite de fédérer et de porter des actions concrètes. Pour d’autres personnes influentes ayant la nature comme inspiration, je vous invite à aller voir cet article sur Francis Hallé. Sources: https://www.babelio.com/auteur/Gunter-Pauli/375144 https://www.compteco2.com/article/comment-marche-l-economie-bleue https://www.theblueeconomy.org/zeri/ http://www.larminat.fr/les2ailes/index.php?option=com_content&view=article&id=571:gunter-pauli-vrai-modele-ecologique-ou-allegations-illusoires&catid=37&Itemid=101 https://www.youtube.com/watch?v=kBBx64ULKsI https://www.ladn.eu/entreprises-innovantes/parole-expert/methode-gunter-pauli-pour-sauver-planete/ https://www.youtube.com/watch?v=tbr0K7B2FP4 https://www.youtube.com/watch?v=OVd8YOFvVtc https://www.youtube.com/watch?v=97u0jZYCTQg

Le dromadaire est l’un des animaux les mieux adaptés au désert. Des pieds à la tête en passant par sa bosse, cela en fait un allié de choix pour accompagner l’homme dans le désert. Découvrez les incroyables astuces du dromadaire pour survivre dans le désert ! Dromadaire, qui es-tu ? Dromadaire ou chameau ? Le nom scientifique du dromadaire est camelus dromedarius. Et oui, le dromadaire est en fait… un chameau ! Plus précisément, le dromadaire, aussi appelé chameau d’Arabie, et le chameau (de Bactriane) font partie du même genre, mais présentent des différences qui en font deux espèces distinctes. La plus célèbre de ces différences est bien sûr leur nombre de bosses : si le chameau en a deux, le dromadaire se contente d’une seule bosse. Le dromadaire vit en effet dans les déserts chauds, dans le Sahara ou l'Arabie, tandis que le chameau subit les hivers froids des déserts asiatiques, en Mongolie ou en Chine par exemple. Il semblerait donc que de deux bosses, représentant deux réserves d’énergie, le dromadaire ait évolué vers une forme plus simple avec une seule bosse, suffisante et donc plus efficace. Marque de cette évolution, pendant sa gestation le dromadaire possède deux bosses qui fusionneront avant sa naissance ! Tout comme entre le cheval et l’âne, une hybridation est possible entre le dromadaire et le chameau : l’hybride est nommé Turkoman. Du fait de leurs aires géographiques distinctes, l’hybridation n’est possible que dans les élevages. La famille du dromadaire, les camélidés, comporte aussi les lamas et les guanacos, les alpagas et les vigognes. Ces cousins d’Amérique sont eux aussi adaptés à des conditions arides, celles de la Cordillère des Andes plutôt que des déserts. Célèbre “vaisseau du désert “ aux côtés de l’homme depuis des millénaires Le dromadaire est extrêmement bien adapté au désert. Pour ne parler que d’elle, sa célèbre bosse est un symbole de son adaptation. On pense souvent qu’il s’agit d’une simple réserve d’eau. La réalité est plus complexe et beaucoup plus intéressante que ça ! La bosse du dromadaire est en fait composée de graisse, et lui sert donc à la fois de réserve d’eau mais aussi d’énergie. L’eau n’est pas stockée sous forme liquide directement, mais peut être récupérée par l’organisme en cas de besoin grâce à des réactions physiologiques spécifiques inexistantes chez les autres animaux. Le dromadaire peut ainsi ne pas boire pendant deux semaines ! En revanche, lorsqu’il trouve un point d’eau il est au contraire capable de boire d’une traite une quantité d’eau qui tuerait n’importe quel autre mammifère… Par ailleurs, regrouper ainsi toute la graisse en une seule bosse plutôt que de la répartir plus uniformément présente aussi des avantages en termes de thermorégulation : l’absence de gras sous sa peau lui permet de se refroidir plus efficacement la nuit. Les températures internes viables du dromadaire sont d’ailleurs impressionnantes : là où nous, êtres humains, devons toujours maintenir notre température autour de 37°C, il est normal pour un dromadaire de voir sa température interne varier de 34°C à 42°C selon la température extérieure. Cette amplitude de 8°C lui permet d’économiser beaucoup d’énergie, un atout de taille pour la survie dans le désert. L’homme ne s’y est pas trompé et a très vite cherché à domestiquer le dromadaire, il y a de ça au moins 3 000 ans. L’ancêtre sauvage du dromadaire a d’ailleurs disparu à la suite de cette domestication, contrairement par exemple au guanaco sauvage qui continue d’exister aux côtés du lama domestiqué. Le dromadaire rend de nombreux services à l’homme. Son utilisation la plus célèbre est sans doute sa participation aux caravanes qui sillonnaient le Sahara depuis l’antiquité. Capables de porter 140 kg et de parcourir 50 km par jour dans le désert, les dromadaires ont fait de ces caravanes la seule façon efficace de transporter des marchandises d’un bout à l’autre de l’Afrique pendant longtemps. L’apparition du commerce maritime, puis l’introduction des véhicules à moteur ont bien sûr diminué l’importance, la taille et la fréquence de ces caravanes. Cependant, le dromadaire est toujours utilisé comme animal de bât et reste un des moyens de transport les plus fiables dans le Sahara. Et ce n’est pas tout ! Très polyvalent, et seul animal à survivre dans le désert, le dromadaire offre de nombreuses possibilités. Sa viande et le lait des femelles offrent une source de nourriture bienvenue dans le désert. Son adaptation au désert a pu être utilisée aussi à des fins militaires, comme lors de la campagne d’Egypte de Bonaparte par exemple. Et toujours aujourd’hui, des utilisations inattendues voient le jour, comme des bibliothèques itinérantes à dos de dromadaire ou son utilisation pour le ramassage des ordures. Enfin, les dromadaires sont aussi des animaux de course. Rien que leur nom provient du grec dromeus, qui signifie coureur. Certaines races ont été sélectionnées plus pour leur vitesse que leurs capacités de bât, et de grandes courses de dromadaires continuent d’être organisées de nos jours, par exemple aux Emirats arabes unis ou à Oman. Ces courses sont même inscrites au patrimoine culturel immatériel de l'Unesco. Dromadaire et biomimétisme Compagnon de toujours de l’homme, le dromadaire est notre allié aussi de façon indirecte grâce aux innovations qu’il nous inspire. Le dromadaire et son nez, un super thermorégulateur Pour survivre dans les conditions de chaleur extrêmes du Sahara, le dromadaire présente des systèmes de régulation thermique et de préservation de l’eau sophistiqués. En plus de sa bosse, son système respiratoire joue aussi un rôle. Il profite des basses températures de la nuit pour stocker de l’eau dans le mucus de son nez. Lorsque vient le jour et ses températures très hautes, cette eau permet de refroidir l’air qu’il inspire par évaporation. Les transferts thermiques sont favorisés par la très grande surface de ses canaux nasaux. Ce fonctionnement a inspiré le développement d’un système de climatisation pour des bâtiments dans le désert qui permet de diminuer de 5°C la température intérieure et d’augmenter de 20% l’humidité intérieure en journée. Ce système peut être utilisé pour des serres dans le désert et permettre des cultures là où cela semble impossible. Ce n’est qu’un exemple parmi d’autres de ce que le biomimétisme peut faire pour l’agriculture ! Les pieds du dromadaire, ou comment ne pas s’enliser dans le sable Avez-vous déjà essayé de conduire sur du sable ? Pas facile de ne pas s’y enliser… Et si le biomimétisme donnait un coup de pousse à l’automobile ? Le dromadaire ne possède pas de sabots : ses pieds sont plus adaptés au sable meuble qu’aux surfaces trop dures. Leur forme concave, c’est-à-dire creuse à l’intérieur, concentre le sable vers l’intérieur du pied. Cela compactifie ce sol mou, ce qui facilite le déplacement et évite de s’y enfoncer. Reproduire cette concavité sur des pneus permet de concevoir des pneus plus efficaces sur le sable qui réduisent l’énergie nécessaire à l’avancée dans le désert. Membrane nictitante du dromadaire et nettoyage de capteurs Face aux tempêtes de sable, le dromadaire doit protéger ses yeux pour ne pas perdre la vue. Une de ces protections est sa paupière nictitante. Cette troisième paupière permet une protection efficace contre le sable, et assure un nettoyage des yeux économe en larmes, et donc en eau. Bioxegy s’en est inspiré pour concevoir un système de nettoyage de caméras utilisant 10 fois moins d’eau que les systèmes usuels ! Plus de détails sur ce projet mené avec un grand équipementier automobile français ici. Conclusion Grâce à son incroyable adaptation au désert, le dromadaire a su se rendre indispensable pour les hommes depuis des millénaires. Et grâce au biomimétisme, cette longue histoire d’amour est loin d’être terminée ! Sources : https://fr.wikipedia.org/wiki/Dromadaire https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/zoologie-dromadaire-13384/ https://www.worldhistory.org/trans/fr/2-1344/les-caravanes-de-chameaux-dans-le-sahara-antique/ Camel’s nose strategy: New innovative architectural application for desert buildings Camels and Fennec Foxes: A Case Study on Biologically Inspired Design of Sand Traction Systems

De la structure des éponges de verre au tronc du cocotier en passant par les ruches des abeilles et les toiles d’araignées, les matériaux performants sont foison dans le vivant ! Ils allient légèreté et haute résistance à tous les types de contraintes, et permettent des isolations efficaces. Reproduire les structures et adapter les composants existants permettent d’obtenir des matériaux de haute qualité, adaptés aux enjeux actuels de respect de l’environnement. Matériaux et Lightweight Design Le Lightweight Design est la combinaison de bonnes propriétés mécaniques et d’un poids faible. Il réalise ainsi le rêve de tout industriel : conserver de bonnes propriétés avec une masse de matériaux moindre. Très développé dans la nature, le Lightweight Design est permis via des structures élaborées, et des matériaux aux propriétés affûtées. Des exemples fascinants existent parmi les êtres vivants et sont des mines d’or pour le biomimétisme ! L'éponge de verre, ou l’alliance de la beauté et la solidité L’éponge de verre nommée “Panier de Vénus”, à la structure parfaitement ciselée, présente des motifs en fibre de silice, avec un maillage diagonal surmontant un maillage carré. Au-delà d’être légère car poreuse, cette structure lui permet de se protéger de son environnement. Cette structure a été reprise en biomimétisme afin de créer des structures résistantes et poreuses avec une diminution de masse des matériaux. Des tests réalisés sur des tubes ont montré que cette structure est même plus résistante qu’une structure alvéolaire, avec des exemples d’essais en compression de près de 50 % meilleurs ! Ces structures peuvent être intégrées dans des systèmes en automobile, dans le bâtiment ou bien en industrie. La coquille Saint-Jacques, ou comment résister à la compression La coquille Saint-Jacques se présente sous forme ondulée, et ce n’est pas son épaisseur mais cette géométrie qui lui permet de survivre à ses prédateurs. Une surface ondulée est aussi résistante en compression que la même surface 10 fois plus épaisse, mais non ondulée. Elle se protège ainsi des potentielles attaques de prédateurs. De plus, les ondulations lui permettent de résister à l’usure. En effet, elles piègent les particules comme le sable, qui agissent alors comme une protection sur la coquille et empêchent les autres particules d’user la surface. Le biomimétisme exploite ce mécanisme, avec des exemples notamment pour des outils subissant de nombreuses érosions, comme une foreuse ou une meule. Des ondulations sur la surface de l’outil permettent, avec le même principe, de limiter l’usure de la surface. On obtient ainsi une réduction de 63% d’abrasion pour des particules entre 100 et 200µm ! Le pic, tambourinage en toute sécurité ! Le pic, famille du pivert, est connu pour son habileté à déranger tout son voisinage du fait de son obsession à marteler les troncs des arbres. Ceci, nommé tambourinage ou martèlement, lui permet de marquer son territoire et de se nourrir. La structure de sa tête est protégée en conséquence, entourée d’une structure cartilagineuse qui lui permet d'absorber les chocs répétés de son tambourinage. Un des nombreux exemples d'adaptations possibles de cette structure reprise en biomimétisme est la conception d’un casque de protection de vélo. 15 % plus léger que les casques classiques tout en absorbant jusqu’à trois fois l’énergie de choc en cas de collision, il permet de recevoir seulement l’équivalent de 70 g sur la tête pour un crash à 25 km/h, contre 220 g avec un casque normal. Le problème majeur des casques de vélo étant en général de les transporter avec soi, un casque plus léger est un avantage non négligeable. Le cocotier, ou comment le roseau doit partager les feux de la célébrité Les animaux ne sont pas les seules sources d’inspiration en termes de Lightweight Design, en effet les arbres ont de formidables structures légères et résistantes. Outre le roseau, qui “plie mais ne rompt pas”, les cocotiers sont un des exemples de structure qui a la cote en biomimétisme. Soumis à une charge axiale par le poids des noix de coco et une charge latérale par le vent, le tronc du cocotier a évolué pour résister à ces charges. Ainsi, il est caractérisé par une colonne en forme de cône avec de nombreux nœuds. En effet, ces structures ondulées sont déformables et permettent l'absorption de l'énergie dues aux charges. Ces tubes coniques sont reproduits dans certains éléments déformables, qui permettent d’absorber les chocs lors de collisions, notamment en automobile. Ainsi, des tests de compression révèlent que les protections anti-collision de ce type sont plus efficaces que leurs équivalents conventionnels et 30 % plus légères. Une aubaine autant en matière de protection, que d’économie d’énergie ! Pour d’autres applications du biomimétisme sur le Light Weight Design de manière plus générale, je vous invite à lire cet article Biomimétisme & lightweight design : un pari gagnant, qui parle de nacre, d’oiseau et d’os entre autres ! Matériaux et isolation L’isolation, qu’elle soit thermique, acoustique, ou bien aux chocs et vibrations, est une problématique contraignante car nécessitant souvent des matériaux particuliers ou des épaisseurs de matériaux non négligeables. Cependant toutes les espèces ne peuvent avoir une épaisseur de peau, de membrane, de pelage ou d’écailles trop importante pour leur survie, et n’ont pas les capacités de créer des habitats avec des parois assez importantes. C’est donc avec des mécanismes ingénieux que la nature s’isole des différents phénomènes nuisibles, dont les exemples suivants ce paragraphe. L’isolation acoustique revue par le biomimétisme La ruches des abeilles est un vrai bijou de la technologie. De matériau léger et résistant, sa structure alvéolaire peu dense permet aux abeilles de résister au froid tout en étant un bon isolant acoustique. La structure peut être utilisée en sandwich entre deux couches de matériaux, notamment dans des parquets, ce qui peut diminuer le son perçu de 34 dB ! Des caissons alvéolés ont notamment été utilisés dans le toit du Panthéon de Rome lors de sa rénovation, un des exemples gage de ses performances. Le biomimétisme peut éviter bien des chocs Le pomelo est un fruit qui s'apparente à un gros pamplemousse. Cependant, il pousse en haut d’arbres hauts de 10 à 15 m, sa chute est non négligeable ! Pour survivre au choc, il possède une épaisse peau, composée de pores plus ou moins ouverts qui modifient la densité du matériau et forment ainsi un gradient de rigidité : plus flexible à l'extérieur pour l’absorption des chocs, et plus rigide à l'intérieur, pour protéger la chair. Ainsi, 90 % du choc est absorbé ! Une mousse en aluminium selon ce principe a été modélisée, avec une bonne résistance en compression et un des exemples d’application est de l’utiliser en tant que couche amortisseur. La chaleur du biomimétisme La cigale Cryptotympana atrata a la particularité de se thermoréguler grâce à ses... poils ! Grâce à leur profil courbé, ils reflètent la lumière visible en la redirigeant d’une part, et d’autre part, permettent l’émission infrarouge de sa chaleur interne. Elle peut donc se thermoréguler. Un des exemples d’application très performante inspirée de cette cigale est la fabrication d’un revêtement composite, de céramique avec un polymère, surmonté de micro-dômes à sa surface. Ce revêtement biomimétique testé à la surface d’un toit mène à une diminution de la température interne jusqu’à 6,6°C au zénith, haute performance ! Pour d'autres exemples d'isolation thermique très performants dans la nature, je vous invite à aller voir notre article Biomimétisme et économie d’énergie, qui présente notamment un textile isolant inspiré du pelage des ours polaires. Matériaux et adhésion L’adhésion est une problématique retrouvée dans tous les secteurs, à différentes échelles, que ça soit dans l’industrie alimentaire, pour fermer des pots, en passant par le luxe pour trouver des attaches, ou bien dans le BTP pour la tenue des matériaux. Certains êtres vivants sont en permanence confrontés à des milieux glissants ou ont besoin de ne pas pouvoir être décrochés. Un des exemples les plus connus étant le gecko, qui, grâce à sa surface de patte particulière, peut se déplacer tête à l’envers. Les animaux ont ainsi développé des mécanismes d’adhésion très performants, qui sont des exemples à reproduire. Le biomimétisme et la multitude de colles médicales Il est assez incroyable, lors de balades le long des côtes bretonnes, de remarquer les moules toujours accrochées à leur rocher à marée basse. Et ceci malgré les courants, le vent et le soleil, sans parler de la salinité de l’eau. Cela est suffisant pour intéresser le biomimétisme ! En effet, grâce à son byssus, filaments déployés composé de molécules très adhésives, la moule reste accrochée à son rocher. En reproduisant ces molécules, des colles applicables dans de nombreux domaines, avec des exemples en alimentaire comme en bâtiment, ou dans le médical ont été développées. Elles sont utilisées pour re-suturer des organes ou comme résines dentaires, sont efficaces en milieu humide et ne sont pas nocives pour l’homme. Le biomimétisme, faut s’accrocher ! Outre les colles, il existe aussi l’adhésion par la texturation. Une espèce de référence en la matière est la grenouille arboricole. Grâce à la présence de motifs hexagonaux sur la surface de ses pattes, la grenouille peut adhérer à des surfaces mouillées. En effet, elle augmente la surface de contact et evacue l'eau via les micro canaux des motifs. Différents exemples d’objets avec des motifs ont été développés, tels des têtes de rasoir avec unité étirant la peau, ou bien des semelles de chaussures. Cela augmente énormément l’adhésion des surfaces et empêche le glissement par biomimétisme. Matériaux et biosourcing Biosourcing, biomimétisme, bioplastique et biocompatibilité, il ne s’agit pas ici de faire du bio-washing, mais bien de vous présenter les nombreux exemples de matériaux réalisés à partir de matière biologique ! En effet, le biosourcing est le fait de remplacer un matériau d'origine minérale par un matériau d’origine biologique. Bien entendu, cela peut impliquer des traitements, et doit donc être traité au cas par cas. Mais dans la plupart des cas le biosourcing permet de renouveler et de recycler le matériau, en apportant un plus faible impact environnemental. La nature est, par définition, faite de matière biologique. Il s’agit alors d’étudier les espèces pour identifier des matériaux avec de bonnes propriétés qui pourraient être utilisés dans différents secteurs. Un des exemples est en packaging pour les industries, mais aussi en bâtiment et même en cosmétique ! Le biosourcing dans le biomimétisme De nombreux bioplastiques existent. Par exemple à partir de chitosane, qui est un dérivé de la chitine, notamment présente dans les carapaces des crustacés. Un bioplastique peut aussi être issu de la fermentation de bactéries captant du CO2, de nanofibres de cellulose, ou bien des restes de poisson et d’agar-agar provenant des algues rouges. Les exemples sont multiples et permettent d’obtenir des plastiques aux propriétés différentes selon leur provenance. Un intérêt à souligner, outre la recyclabilité, est qu’ils sont le plus souvent biocompatibles et respectent donc les normes alimentaires ou de cosmétiques. De plus, le coût de la matière première, d’origine biologique, peut-être bien moindre et peut permettre de revaloriser des déchets d’usine. Mais la série des “bio” continue, avec les biotextiles ! A nouveau, on retrouve comme source possible pour le biomimétisme la cellulose et la chitosane, mais aussi des exemples de textile, comme les fibres de bananier et les bouchons de liège. Ces textiles, aux propriétés dépendant de leur matériau, peuvent être de bons isolants, et sont de matière première écologique et économique. Quand le biosourcing aide la médecine La notion de “biocompatibilité” des matériaux est précieuse en médecine, car il en va de l’acceptation de corps étranger pour éviter tout rejet ou réaction nocive. Les exemples biocompatibles sont nombreux, et notamment l’utilisation de nanofibres de soie d'araignée est prometteuse pour la médecine en biomimétisme. En effet, souple et résistante en plus d’être biodégradables, ces nanofibres peuvent être assemblées pour former différentes matrices : films, hydrogels, éponges ou sphères, et capsules libératrices. Ainsi divers exemples d’application sont possibles. Que ce soit de l'ingénierie tissulaire ou bien de la libération de médicaments ou de molécules d’intérêt, votre prochaine opération ne tiendra plus seulement à un fil ! Conclusion Le biomimétisme pour les matériaux n’est pas seulement le fait de reproduire ceux existant dans la nature, mais bien d’imaginer les structures complexes et les composites existant dans le vivant afin d’améliorer les performances tout en diminuant la masse des matériaux. Il s’agit ici seulement d’une entrevue des possibles, mais il faudrait plus que 9 minutes pour lire tous les exemples ! Sources : Optimization design of lightweight structure inspired by glass sponges (Porifera, Hexacinellida) and its mechanical properties - IOPscience https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0029801815003005?casa_token=wu0JGv_Q3bwAAAAA:id3aWE_btFEq8tyxN0ulXaSMkjsOFmHxPgczycN6VFMrE2UYekshOFAB2ygTj9c-JbMcRxNqFjI https://newatlas.com/cardboard-helmet/25380/ https://fr.wikipedia.org/wiki/Cocotier https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adem.201080065 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202101151 https://asmedigitalcollection.asme.org/tribology/article-abstract/143/5/051109/1106548/Fabrication-and-Testing-of-Bioinspired-Surface https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/biomedical-pharma-th15/nanotechnologies-et-biotechnologies-pour-la-sante-42608210/biomateriaux-a-base-de-nanofibres-de-soie-pour-des-applications-biomedicales-re218/

Les tardigrades sont partout ! Des hautes montagnes enneigées aux fonds marins les plus sombres, du plus banal des toits de maison au vide de l’espace, le tardigrade est capable de résister aux conditions les plus extrêmes. Une source d’inspiration rêvée pour les chercheurs ! Les tardigrades, de nombreuses espèces toujours plus incroyables ! Un tardigrade ? Qu’est-ce que c’est ? Ce que l’on appelle tardigrade (ou encore “ourson d’eau”) n’est pas une espèce, mais un embranchement animal : les vertébrés étant par exemple un sous-embranchement du règne animal. Il existe ainsi plus de 1300 espèces répertoriées de tardigrades ! Si la plupart d’entre elles sont terrestres, d’autres sont des espèces marines que l’on retrouve aussi bien près des côtes que dans les abysses. Les tardigrades se nourrissent principalement de diatomées, des algues unicellulaires dont nous vous parlions dans notre podcast l’Incroyable Nature. Les diatomées ont un squelette externe : une capsule de silice protectrice nommée frustule. Donc, pour se nourrir, les tardigrades réussissent à percer le frustule ce qui leur permet d’aspirer la cellule de l’algue. On peut retrouver les tardigrades sur tous les continents, mais on les trouve surtout dans les environnements où de la mousse est présente (les forêts sont donc parfaites pour ces petits terminators !) car elle fait également partie de leur alimentation ! On les retrouve alors dans le monde entier (sans exagérer !) : des tardigrades ont déjà été trouvés sur des sommets de l’Himalaya, dans les eaux très profondes (4 000m de profondeur), ou encore dans le Sahara ! On comprend bien que les conditions environnementales extrêmes n’impressionnent pas ces petits êtres dotés de ce qu’on peut considérer comme des superpouvoirs. Le tardigrade et ses superpouvoirs Mesurant généralement moins d’un millimètre (bien que les plus grands atteignent tout de même 1,5 mm), les tardigrades sont surtout connus pour leur résistance à toute épreuve. Ils survivent à des températures de -272°C, soit quasiment le zéro absolu ! Ils supportent également les fortes pressions (plus de 6000 bars !) ou à l’inverse le vide. Ils sont également 1000 fois plus résistants que nous aux radiations UV et aux rayons X, et supportent aussi certaines substances toxiques. Et comme si ce n’était pas suffisant, les tardigrades peuvent également survivre plusieurs jours sans oxygène. Attention tout de même, même si le listing que nous avons dressé est impressionnant, il convient toutefois de nuancer nos propos. Si vous revenez quelques lignes plus haut nous vous disions que les tardigrades représentent plusieurs espèces, ils ne sont donc pas tous aussi résistants. En effet, chaque espèce possède des propriétés particulières et donc ses points forts. Par exemple, si l’on s’intéresse à la résistance aux UV, démontrée en 2020 par un groupe de chercheurs indiens dans un article publié par la Royal Society, nous pouvons constater qu’elle n’est pas présente chez toutes les espèces de tardigrades. Par exemple, ceux du genre Paramacrobiotus ont survécu sans problème à une exposition de 15 minutes aux UV tandis que les tardigrades de l’espèce Hypsibius exemplaris sont morts dans la journée suivant l’exposition. Néanmoins, la botte secrète des tardigrades, leur super-pouvoir ultime, qui leur permet de survivre à bon nombre de conditions extrêmes, est présent chez toutes les espèces… Il s’agit de la cryptobiose ! Le tardigrade et son arme secrète : la cryptobiose La cryptobiose : un état inactif fascinant La cryptobiose est la capacité d’un être vivant à ralentir son métabolisme à tel point que celui-ci est pratiquement à l’arrêt. Toutes les fonctions biologiques sont suspendues et l’organisme ne répond même plus à la définition usuelle d’un être vivant ! Les organismes capables d’entrer en cryptobiose peuvent ensuite revenir à un état de vie active : c’est ce qu’on appelle la reviviscence. Plusieurs espèces sont capables d’entrer en cryptobiose, notamment de petits crustacés comme l’Artemia salina ou encore certains insectes, mais le tardigrade est l’exemple le plus connu de cryptobiose et le plus testé en laboratoire dans des conditions extrêmes de température, de pression ou de rayonnement électro-magnétique (UV, X, …) ! Il existe différents modes de cryptobiose, survenant à la suite de stress différents (baisse de température, présence de toxine, etc.) et le tardigrade est capable de tous les utiliser ! Certaines espèces de plantes comme les lichens ou les bryophytes sont quant à elle capables d’utiliser seulement l’anhydrobiose (état d’un organisme fortement ralenti ou même arrêté via suppression de l’humidité du corps) lorsqu’un stress hydrique survient : sans présence de cuticule pour les protéger du desséchement, ces plantes font varier leur teneur en eau en fonction de l’humidité de l’air, ce qui leur permet de survivre mais à un rythme ralenti ! C’est pourquoi ces espèces sont plus présentes dans des milieux sujets à l’humidité. La cryptobiose chez les tardigrades Vous l’aurez compris, le tardigrade fait partie de ces animaux capables de mettre leur vie en pause. Mais comment fait-il ? Le tardigrade évacue l'eau de son organisme et produit un sucre, la tréhalose, qui permet de préserver l'intégrité de ses cellules. Ensuite, ces cellules se contractent et les différents éléments (appelés organites) qu'elles contiennent s'entassent les uns sur les autres. Chez la plupart des animaux, cet état est irréversible et cela même après une réhydratation. Le tardigrade, lui, dispose de protéines spécifiques qui s’appellent justement, Tardigrade-Specific Intrinsically Disordered Proteins. Ces fameuses protéines s'insèrent entre les organites de la cellule à la manière du papier bulle, et les protègent les unes des autres. Le tardigrade peut ainsi rester en état de stase, c’est-à-dire totalement inactif, pratiquement indéfiniment. Un laboratoire japonais a ainsi conservé des spécimens pendant plus de 30 ans ! Encore plus fou : des tardigrades ont été retrouvés dans des calottes glacières âgées de plus de 2000 ans, et ils ont repris leur activité, comme si de rien n’était, lorsque celle-ci a fondu ! Actuellement, la durée maximale de survie du tardigrade en état de cryptobiose est donc encore inconnue. Tardigrade et inspirations : de super-pouvoirs à super-technologies ? Tardigrades et missions spatiales : vers l’infini et l’au-delà ? Comme nous l'avons vu, les tardigrades résistent à la fois au vide, au froid, au manque d'oxygène et aux radiations. Ils sont donc des candidats idéaux pour les voyages spatiaux. Ainsi, en 2007, des chercheurs ont envoyé une capsule de tardigrades en orbite pendant 10 jours. Les tardigrades ont non seulement survécu mais se sont même reproduits à leur retour ! En revanche, les tardigrades qui n’étaient pas protégés du soleil n'ont pas survécu longtemps. Il faut tout de même souligner que les tardigrades envoyés dans l’espace n’appartiennent pas à l’espèce réputée pour sa résistance aux UV. Justement, en parlant de résistance aux UV. L’origine de cette résistance pourrait inspirer des protections aux UV pour les astronautes lors de futures missions longue durée. En effet, nous savons que ces tardigrades se protègent des effets des UV grâce à des pigments fluorescents. La lumière émise par les pigments des tardigrades permet de renvoyer les rayonnements, cela empêche donc les radiations d’atteindre leur organisme. La fluorescence du tardigrade lui sert finalement de bouclier ! Et encore, le tardigrade n’a pas dit son dernier mot. Si cette fluorescence est appliquée sur des tardigrades non résistants aux UV, ils survivent bien mieux aux rayonnements ! Les chercheurs à l'origine de cette découverte l'ont même testée sur des vers nématodes, une espèce animale complètement différente du tardigrade. Ils ont pu constater, là encore, une nette amélioration de la survie des nématodes aux UV. A quand une transposition pour utiliser cette fluorescence dans le domaine spatial ? Tardigrades et innovation : de nouvelles pistes ! Au-delà du domaine du spatial, les tardigrades comme vous vous en doutez, peuvent être une grande source d’inspiration pour énormément de domaines d’innovation ! Ces être vivants aux super-pouvoirs pourraient même devenir des super-héros ! En effet, la cryptobiose du tardigrade intéresse fortement la recherche (et les petits curieux) notamment pour améliorer la conservation de matériel biologique dans le domaine médical. En particulier, le processus peut se montrer utile pour faciliter la conservation de vaccins à température ambiante. C'est justement dans ce but que la société Biomatrica a développé des techniques de stockage d'ADN et ARN à température ambiante inspirées de la cryptobiose du tardigrade. Un excellent exemple de biomimétisme inspiré du tardigrade appliqué au secteur de la santé ! Finalement, la résistance des tardigrades pourrait aussi inspirer de nouveaux matériaux. Notamment des adhésifs secs inspirés des spatulae (des poils tous fins sous les pattes pour adhérer) du gecko, qui ressemblent à ceux utilisés dans le domaine de la robotique. En effet, des chercheurs de l’Institut Technologique de Berlin s’intéressent au tardigrade pour améliorer la tenue dans l’espace de ce type d’adhésifs. Les applications existantes, à base de polymères, se dégradent et perdent leur élasticité dans un environnement aussi sévère, ce qui nuit au pouvoir adhésif de l’ensemble. Des matériaux inspirés du tardigrade pourraient changer la donne, même si les recherches actuelles sont encore très exploratoires. Conclusion Le tardigrade a donc plus d’une corde à son arc pour nous épater ! En plus d’être une curiosité biologique pour ses multiples exploits, il pourrait également inspirer les chercheurs et les ingénieurs pour des applications diverses. Qui sait ce que ce petit dur à cuire nous réserve encore comme surprise ?

Le biomimétisme est une méthode d’innovation qui a déjà connu des succès retentissants au cours de son histoire. Nous vous proposons ici de passer en revue les 5 plus emblématiques d’entre eux : ceux qui ont contribué à faire connaître le biomimétisme comme une méthode d’innovation performante auprès du grand public. Le premier exemple emblématique du biomimétisme : le Velcro Le Velcro, communément appelé le scratch Le Velcro est sans doute l’exemple le plus célèbre de biomimétisme. C’est un système de fermeture dont le fonctionnement est simple : d’un côté une surface sur laquelle sont disposés des centaines de petits crochets, de l’autre une autre surface recouverte de centaines de petites boucles. Lorsqu’on presse les deux surfaces l’une contre l’autre, les crochets s’agrippent aux boucles et forment un système de fermeture fiable, réversible et solide. C’est un système qui a l’avantage de pouvoir se défaire assez aisément si l’on exerce une force suffisante, tout en étant parfaitement réutilisable. En fonction des matériaux utilisés pour les crochets et les boucles, le Velcro est capable de résister à des forces impressionnantes : saviez-vous qu’un carré de 5 centimètres de côté de Velcro est capable de supporter une masse de 80 kg ! Ces propriétés ont donné au Velcro des applications très diverses, allant de nos baskets d’écoliers aux navettes de la NASA ! La bardane : l'inspiration biologique à l'origine du Velcro Le Velcro est un cas exemplaire de biomimétisme car il se fonde sur la technique de dissémination de la bardane, une plante commune dans nos campagnes. Le fruit de la bardane, qui contient ses précieuses graines, est recouvert de petits crochets. Lors du passage d’animaux à poils (mammifères), les fruits de la bardane s'accrochent à leur pelage et sont disséminés ainsi à des distances de plusieurs dizaines de kilomètres : un moyen ingénieux pour une plante immobile de conquérir de nouveaux territoires en exploitant la mobilité des animaux ! Cette stratégie de dissémination est appelée la zoochorie, et a été directement à l’origine de l’invention du Velcro par biomimétisme. Comment et par qui le Velcro a-t-il été inventé ? En 1941, l’ingénieur suisse George de Mestral revient d’une partie de chasse. Son chien, Milka, qui a passé sa matinée à traîner dans les fourrés, a les poils densément recouverts de fruits de bardanes. Les enlever un à un demande à George de Mestral beaucoup de patience. Il eut tout le temps d’observer le fonctionnement de ces petits fruits tenaces. Par curiosité, il en analyse quelques-uns au microscope et remarque que leurs crochets sont déformables et reviennent à leur position initiale lorsqu’on les arrache des poils. C’est ainsi qu’il eût l’idée d’en faire un système de fermeture rapide, qui deviendra l’un des exemples les plus emblématiques du biomimétisme ! Le deuxième exemple phare : le Shinkansen Le Shinkansen, un train japonais aérodynamique Le Shinkansen, célèbre train japonais précurseur des lignes à grande vitesse, est sans doute le deuxième exemple le plus emblématique du biomimétisme. Circulant à plus de 300 km/h, il est l’un des trains les plus fiables du monde. Sur l’île d’Honshū, il relie les arrondissements de l'agglomération de Tokyo (la plus peuplée au monde avec ses 42 millions d’habitants), aux villes de Nagoya et d’Osaka dans un continuum urbain très dense et qui plus est, dans un milieu géologique très accidenté. Le tracé des lignes du Shinkansen comporte donc de nombreux tunnels pour traverser les villes et les montagnes. Or, il se trouve que chaque fois qu’il entrait dans un tunnel à grande vitesse, le Shinkansen générait une onde de choc causant d’importantes nuisances sonores. Or, dans le contexte de très forte urbanisation de la population japonaise depuis la fin de la Seconde Guerre Mondiale, les problématiques de nuisances sonores ont pris une importance croissante au fil du temps. Dès les années 1980, il commençait à devenir indispensable de trouver une solution à la nuisance sonore du Shinkansen dans une zone si densément peuplée. Le martin pêcheur, à l'origine de l'optimisation du Shinkansen Les martins-pêcheurs (famille des alcédinidés) sont des oiseaux présents sur tous les continents à l’exception de l’Antarctique. Ils sont spécialisés dans la pêche à l’affût : ils passent une grande partie de leur temps perchés au-dessus des eaux peu profondes et plongent le bec en avant pour saisir les petits poissons qui s’aventurent près de la surface. Véritable concentré de technologies, le martin-pêcheur possède, entre autres, un œil capable de corriger les aberrations chromatiques causées par la lumière se reflétant dans l’eau. Cela lui permet de voir très distinctement ce qui se passe sous la surface quand nous n’y voyons qu’un reflet du ciel. En revanche, ce qui a permis aux ingénieurs japonais de résoudre leur problème, c’est la forme de son bec. En effet, lorsqu’ils fendent la surface de l’eau, ces petits oiseaux parviennent à ne générer presque aucune éclaboussure, ce qui leur permet d’atteindre des proies à plus de vingt centimètres de la surface avec davantage de rapidité et de discrétion. Par temps calme, lorsque la surface de l’eau est lisse, leur taux de réussite est tout simplement de… 100 %. Le secret de cet hydrodynamisme réside dans la forme de son bec : long, fin, en fer de lance, et profilé en continuité parfaite avec la forme de son crâne. C’est ce bec qui, par biomimétisme, a permis aux ingénieurs du Shinkansen de résoudre la problématique des nuisances sonores. En particulier , c’est Eiji Nakatsu, ingénieur ferroviaire qui travaillait sur le projet du Shinkansen, qui est à l’origine de cette innovation par biomimétisme. Également ornithologue, il avait observé le martin-pêcheur en action de pêche. Il remarqua que le Shinkansen et le martin-pêcheur partageaient des contraintes semblables : le bec de l’oiseau, comme l’avant du train, rencontre soudainement de fortes résistances. Par biomimétisme, il s’est inspiré de la forme du bec du martin-pêcheur, pour redessiner un nouveau nez au Shinkansen. Et les modélisations qu’il a réalisées lui confirment que cette piste était la bonne. Lorsqu’il entra en service en 1997, le Shinkansen 500 inspiré du martin-pêcheur offrait : Une réduction du boom à l'entrée des tunnels et une course plus silencieuse en général ; Une réduction de la consommation électrique de 15 % ; Une augmentation de la vitesse de 10 %. C’est un exemple emblématique du biomimétisme. Il permet de mettre en relief l’une des composantes essentielles de l’innovation en général, et du biomimétisme en particulier : la pluridisciplinarité. C’est parce que Eiji Nakatsu était à la fois ingénieur et ornithologue qu’il est parvenu à transposer l’évidence qu’il observait en une solution applicable industriellement grâce au biomimétisme. L'hydrophobie du lotus : un des exemples les plus connus du biomimétisme Le Lotus Le lotus sacré est une fleur d’eau répandue dans une grande majorité de l’Asie. Les lotus vivent en colonies dans les eaux peu profondes. Ils forment souvent un écosystème riche en amphibiens, oiseaux et insectes : leurs larges feuilles forment un tapis à la surface de l’eau sur lequel de nombreux organismes se déplacent en y déposant des corps solides (boue, déjection, particules, etc.). Or, le lotus dépend de la photosynthèse de ses feuilles pour survivre. Si des particules empêchent la lumière d’atteindre la surface de ses feuilles, ou la limitent pas endroit, il en résultera une performance énergétique inférieure. L’évolution a conduit les lotus à développer une technique élaborée permettant d’optimiser leur performance énergétique : la superhydrophobie. Le principe est simple : la structure de la surface de la feuille du lotus empêche à tel point l’adhésion des particules et de l’eau, que la moindre goutte d’eau emporte avec elle toutes les saletés à la surface de la feuille. Ainsi, la surface de la feuille de lotus est autonettoyante. C’est cette caractéristique qui a inspiré de très nombreuses innovations par biomimétisme. L’effet lotus : qu'est-ce que c'est ? La superhydrophobie du lotus était connue depuis des siècles mais n’a pu être expliquée qu’avec l’invention du microscope électronique, c’est seulement une fois qu’on l’a comprise qu’elle a pu être à l’origine d’innovations par biomimétisme. Dans les années 1970, le botaniste allemand Wilhelm Barthlott en a percé le mystère. Celle-ci s’explique par des villosités à la surface de la feuille, elles-mêmes recouvertes de micro-villosités. Cette double villosité crée une rugosité à l’échelle nanométrique. Cette rugosité crée si peu de points de contacts entre les gouttes d’eau et la feuille que la goutte “glisse” sur la surface, emportant avec elle toutes les micro-particules de poussière ou de saleté. C’est cette structure nanométrique qui a inspiré de nombreuses applications par biomimétisme. L'hydrophobie sur les feuilles de lotus vs les feuilles de nénuphar Cette découverte de Wilhelm Barthlott a donné naissance à des applications industrielles dès les années 1990. On trouve des applications dans de nombreux secteurs : peintures autonettoyantes pour façades dans la construction, revêtements pour verre hydrophobe, textiles et cuirs synthétiques superhydrophobes, etc. Récemment des panneaux solaires reproduisant la structure nanométrique particulière du lotus ont été développés pour obtenir l'effet hydrophobe auto-nettoyant et, comme la feuille de lotus, optimiser leur captation de l’énergie solaire. Depuis la découverte de l’effet lotus, on s’est aperçu que de nombreuses autres plantes avaient des propriétés similaires comme la capucine ou… le poireau ! La peau de requin : le 4ème exemple phare du biomimétisme Les requins : un organisme biologique riche pour le biomimétisme Les requins ont colonisé l’ensemble des mers et océans du globe. Il en existe environ 500 espèces différentes. Il y a beaucoup de raisons à ce succès évolutif. Leur système olfactif très développé leur permet de repérer leurs proies à de grandes distances sous l’eau. En plus de cet odorat, ils sont équipés d’organes sensoriels appelés “ampoules de Lorenzini” qui leur permettent de détecter les champs électromagnétiques présents dans l’eau ainsi que les gradients de température. Ils sont ainsi capables de repérer une contraction musculaire et donc de localiser leur proie. Mais il y a une autre caractéristique des requins qui leur a donné un avantage certain : leur capacité à se mouvoir facilement dans l’eau. Si tous les requins n’ont pas en réalité une forme hydrodynamique, ils ont une caractéristique étonnante qui leur permet d’augmenter fortement leur capacité à se déplacer dans l'eau en dépensant peu d'énergie : la structure de leur peau. L’hydrodynamisme de la peau de requin Contre toute attente, la peau de requin est très rugueuse au toucher. A rebours de notre intuition, l'hydrodynamisme n’est pas optimisé par une surface parfaitement lisse. Au contraire ! La peau de requin est en réalité constituée d’une myriade de petites écailles qui s’enchevêtrent. Ces petites écailles ont la particularité de comporter des micro-rainures à leur surface, qui génèrent une sorte de “pellicule” d’eau qui limite les frottements du corps du requin avec le fluide. C'est ce qu'on appelle une technique de contrôle d'écoulement. C'est cela qui diminue les frottements et permet au requin un déplacement à faible coût énergétique. Cette structure étonnante a engendré des applications très diverses en hydro- et en aérodynamique. L’aéronautique, qui n’en est pas à ses débuts en matière de biomimétisme, s’est emparée de l’opportunité. Le constructeur aéronautique Airbus s’en est inspiré pour développer un revêtement pour les avions destiné à réduire la consommation de carburant. Les tests ont été très concluants et ont permis de réduire la traînée de 10 % : ce qui entraînerait des économies de carburant de plus de 1 % ! C’est colossal ! En 2019, Airbus a annoncé la commercialisation prochaine de ce revêtement qui est un exemple très éloquent du biomimétisme. Mais ce n’est pas tout ! Le biomimétisme a trouvé d’autres applications à cette étonnante structure de la peau des squales. La microstructure des écailles a un ratio hauteur/largeur qui empêche la fixation des micro-organismes, et leur prolifération. Une entreprise américaine, Sharklet Technologies, s’est inspirée de ces micro-rainures présentes pour créer une surface structurellement antibactérienne. Le motif et la taille des rainures (2 microns de large et 3 microns de hauteur) empêchent les colonies de bactéries d'adhérer et de coloniser la surface. Les applications de cette technologie sont très prometteuses dans le secteur médical : par exemple pour des pansements, des films adhésifs (pour protéger les surfaces), des cathéters, etc. Selon le type de surface, la prolifération des bactéries est réduite de 70 à 97 % ! Le biomimétisme a permis d’imaginer d’autres applications à cette structure de la peau du requin. Pour la création de combinaisons de natation, ou la conception de revêtements antifouling pour les coques de bateau. Après un long séjour dans l’eau, des microorganismes se développent sur leur carène (partie immergée). Ces derniers peuvent augmenter la traînée d’un bateau de 30 % à 50 % ! Aujourd’hui le carénage coûte cher et demande l’utilisation de produits chimiques nocifs pour nettoyer la coque et la repeindre. Un antifouling structurel inspiré de la peau des requins pourrait permettre une meilleure efficacité avec un emploi bien plus restreint de substances chimiques ! Ici encore un exemple de biomimétisme qui montre la diversité des applications qui peuvent être inspirées d’une seule caractéristique du vivant ! La peau du gecko : dernier exemple emblématique du biomimétisme Le gecko Connaissez-vous les geckos ? Ce sont de petits lézards nocturnes que l’on surprend souvent les soirs d’été derrière les volets des maisons dans le sud de la France. De gros yeux, un corps trapu, des pattes en étoiles au doigts épais, et toujours la tête à l’envers. Il en existe de très nombreuses espèces, répandues sur tous les continents et aux aspects très différents. Certains ont des capacités à copier la forme de leur support pour se camoufler, une stratégie appelée mimétisme. Mais toutes partagent une caractéristique commune : la capacité étonnante à pouvoir marcher sur n’importe quelle surface verticale ou en dévers avec autant d’aise que nous le pouvons sur un sol bien horizontal. Il n’est pas rare de les voir courir le long des murs ou même sur une fenêtre ! L’adhérence des pattes du gecko Le secret de cette capacité réside dans la structure de ses pattes. Ou plutôt… des poils de ses pattes. En effet, les doigts des geckos sont recouverts de poils microscopiques très denses : les setae. Il y en a plusieurs milliers par mm2. Chacun de ces poils est ramifié à son extrémité en plusieurs autres petits poils encore plus fins. Cette densité de poils conduit à une interaction au niveau moléculaire avec le support sur lequel évolue le gecko. Cette interaction moléculaire est appelée “force de Van der Waals”. C’est une interaction électrique de faible intensité entre les atomes qui crée une adhésion entre les setae et la surface. Grâce à ces millions de poils, le gecko est capable de parcourir n'importe quelle surface. Et c’est cette caractéristique que le biomimétisme tente d’exploiter. Ces poils ont été découverts en 2005 ! Depuis 2005, de nombreuses innovations par biomimétisme se sont inspirées de ce principe pour chercher des solutions d’adhérence réversible. Par exemple des robots miniatures capables de grimper sur du verre, ou encore le Geckskin, un adhésif structurel, collable / décollable, sans substance adhésive ni produits chimiques, qui tient par la seule la force de Van der Walls. Le gecko est célèbre dans le biomimétisme en raison du nombre important de recherches en cours qui s’inspirent de la structure de ses pattes, et par les perspectives prometteuses qu'offre le déplacement sur n’importe quelle surface. En 2015, un chercheur de Stanford est parvenu à escalader une paroi vitrée grâce à un assemblage de plaques adhésives inspirées des pattes du gecko. Ces 5 exemples emblématiques du biomimétisme sont les plus connus du grand public, et que l'on retrouve invariablement dans toutes les publications de vulgarisation autour du biomimétisme. Ils sont en effet éloquents, mais ne constituent que la partie émergée de l’iceberg. En effet, il existe des milliers d’autres technologies bioinspirées déjà développées, et encore bien plus à inventer ! La biodiversité est une source intarissable d’inspiration pour innover. Le biomimétisme est une méthodologie de recherche et d’innovation encore très nouvelle, qui reste en très grande partie à explorer.

R&D : dans un contexte compétitif toujours plus intense, il est devenu impératif pour les entreprises d’explorer des axes d’innovations technologiques puissants et pertinents. Le biomimétisme est une opportunité inédite pour revitaliser la R&D ! La R&D : générer de nouveaux concepts et imaginer l’avenir. Un projet R&D industriel dépend de l’identification d’une problématique ou d’un enjeu nouveau. Celui-ci peut provenir de divers facteurs : restructuration du cadre réglementaire, évolution de la demande, découverte scientifique majeure, etc. Dès lors, le défi est de pouvoir y apporter une réponse pertinente. Le processus de Recherche & Développement vise à générer de nouvelles connaissances et à développer un produit ou concept, voire une stratégie de transformation toute entière. Les activités R&D d’une entreprise sont souvent révélatrices de ses capacités d’innovation. C’est également un indicateur démontrant le niveau d’ambition d’un pays en la matière. En 2016, la France a dépensé à ce titre 2,25% du PIB et s’est placée comme  7ème puissance mondiale en terme de publications scientifiques. R&D : et si on s’inspirait du vivant pour innover ? Le biomimétisme apporte créativité et dynamisme à l’innovation d’une entreprise. L’approche est la suivante : pour répondre à une problématique technologique ou conceptuelle donnée, on questionne la nature sur son savoir-faire et on s’emploie à identifier un modèle biologique susceptible d’apporter des solutions. Ensuite, on s’en inspire pour en transposer les principes et ainsi concevoir l’innovation bio-inspirée. On s’appuie ainsi sur la richesse des enseignements offerts par la biodiversité et par ses 3,8 milliards d’années de Recherche & Développement. Cette nouvelle méthode donne même lieu à des normes internationales : dont l’ISO 18458. La R&D bio-inspirée : un vaste potentiel industriel et économique ! La R&D peut profiter du biomimétisme dans tous les secteurs d’activité. Sa polyvalence permet d’apporter des réponses concrètes et viables à de nombreux types d’entreprises. Il a fait ses preuves dans l’industrie de la mobilité par exemple : dans l’aéronautique, pionnière de la méthode, dans le ferroviaire (il a permis de concevoir le Shinkansen, TGV japonais ultra-silencieux), ou même dans l’automobile (où le poisson-coffre a d’ailleurs servi de crash-test !). Cette nouvelle approche s’applique également à l’industrie du bâtiment et à l’architecture, à la médecine ou encore au spatial ! La nature se mue dès lors en catalogue d’outils performants permettant d’optimiser les structures, concevoir des matériaux résistants et légers, réduire la consommation énergétique, recycler, optimiser les flux. In fine, quel que soit le secteur, la nature apporte un savoir-faire riche et éprouvé.  Pour plus d’informations sur le biomimétisme dans la santé, la biotechnologie ou encore dans l’ingénierie, n’hésitez pas à poursuivre votre visite !

Un lézard australien suscite l’attention de la communauté scientifique pour sa capacité de gestion de l’eau. Ce lézard australien vit dans le désert le plus aride du continent, une vaste étendue de sable rouge. Comment fait-il pour impressionner les chercheurs sans jamais avoir vu une seule goutte d’eau ? Un lézard australien à l’apparence terrifiante mais trompeuse Ce lézard australien appelé “Thorny devil”, le “diable piquant” en français, est loin d'être un prédateur redoutable. Il est immobile la plupart de la journée, ses piquants lui servent de défense et de camouflage contre ses prédateurs : les rapaces. Notre petit diable possède également un trompe-l'oeil pour se protéger des attaques aériennes ! A l'arrière de sa tête, dans sa nuque, son évolution l’a doté d’une excroissance redoutablement efficace : lorsqu’il se sent menacé, il plonge sa tête dans le sable. Les prédateurs du lézard australien visent le trompe-l'oeil en pensant attraper sa tète, ce qui lui permet d'échapper à l’échauffourée avec de simples égratignures. Le plus diabolique des lézards australien terrorise les insectes Le lézard australien, Thorny devil, n’est donc pas aussi terrifiant qu’il n’y paraît. Pourtant, ce petit vorace, au comportement plutôt docile, est une véritable terreur pour les fourmis ! Il est capable d’en manger 3000 par jour ! Il mange donc plus d’une fourmi toutes les 10 secondes ou, en d’autres termes, il est capable de manger son propre poids en fourmis chaque jour. Pour ce faire, notre lézard australien s’est forgé une armure du plus haut niveau : ses larges écailles piquantes ne servent pas seulement de défense contre les prédateurs lui permettent aussi de s'aventurer au beau milieu des fourmilières sans craindre une seule morsure. Un lézard australien capable de conjurer la pluie au milieu du désert ! Notre lézard australien est loin de sortir d’un casting pour la reine des neiges ! Son habitat naturel, le désert de Simpson, est l’un des endroits les plus chauds et arides du globe. La température moyenne en été y avoisine les 40 degrés et il n’y tombe pas une goutte d’eau pendant les mois les plus chauds. Et ce, alors que l’eau est considérée comme la ressource vitale par excellence ! C’est dans ce contexte qu’intervient l’arme la plus secrète du lézard australien : il est capable de conjurer la pluie grâce à la topographie très particulière de sa peau. En effet, lorsque la température chute brutalement la nuit (parfois de plus de 30 degrés), le peu d’humidité présente dans l’air se condense sur ses piques et sa peau. Une fois l’eau condensée, de microscopiques rainures situées entre ses écailles acheminent par capillarité les gouttelettes jusqu'à sa bouche. Notre lézard australien n’a plus qu'à ouvrir la bouche pour boire ce breuvage rafraîchissant, plus pur que de l’eau de source ! Des scientifiques se sont penchés sur les caractéristiques tribologiques de sa peau pour extraire de l’eau dans les zones sans eau courante. Pour un diable piquant, ce lézard australien réalise une belle reconversion humanitaire !

Il y a 450 millions d’années, la symbiose a bouleversé le monde. Sa découverte a même eu une influence forte sur la théorie de l’évolution. Le monde que nous voyons aujourd’hui existe grâce à ce phénomène de symbiose qui se déroule tous les jours, tout autour de nous dans les forêts, les mers et même dans notre corps ! La symbiose : quand la sélection naturelle ne se résume pas à la compétition La symbiose est un phénomène très particulier. Il s’agit d’une association intime bénéfique, réciproque et nécessaire pour la survie des organismes d'espèces différentes. Ces associations peuvent produire des merveilles, le miel par exemple. En effet, ce qu’il se passe entre les abeilles et les fleurs est en réalité une symbiose ! Cette association a lieu car les abeilles ont développé une dépendance vitale au nectar de certaines plantes à fleur : elles l'utilisent pour y puiser des ressources alimentaires et construire leur ruche pour y protéger et nourrir les larves. L’absence de nectar mènerait à la disparition des abeilles. Les fleurs, quant à elles, ont besoin des abeilles pour semer leur pollen et ainsi se reproduire et perpétuer l'espèce. La symbiose est une relation mutualiste : cela signifie que les deux organismes tirent profit de la situation. Les phénomènes d’interaction mutualiste peuvent être fascinants. Les symbioses ont provoqué des changements dans la théorie de l’évolution. A l’origine cette dernière supposait que l’évolution s’était bâtie uniquement sur la compétitivité entre êtres vivants alors que ces associations sont la preuve même de coopération et de dépendance entre êtres vivants. Aujourd'hui la théorie de l'évolution admet très clairement les phénomènes de coévolution entre espèces, qui se spécialisent et évoluent ensemble du fait de la symbiose. Des symbioses qui vont vous émerveiller : notre Top 5 ! L’anémone et le poisson-clown Le poisson-clown et l'anémone sont en symbiose mutualiste : ils y trouvent tous les deux un bénéfice. L'anémone permet aux poissons-clown, qui sont insensibles aux tentacules urticants, de se cacher et ainsi se protéger des prédateurs. Dans l’autre sens, l'anémone a elle aussi besoin de cette symbiose. Premièrement elle se nourrit des déjections des poissons-clowns. Deuxièmement, les anémones ont besoin que les poissons-clowns battent des nageoires, car cela permet de brasser l’eau et renouveler l’oxygène dont elles ont besoin. Lorsque l’eau n’est pas brassée, l’oxygène n’est pas renouvelé et elles finissent en manque d’oxygène, aussi appelé hypoxie. Dans la nature, les anémones n'ayant pas de poissons clowns grandissent moins vite que celles qui en ont. Un premier exemple éclairant ! La relation fusionnelle entre poissons-clowns et anémones de mer en images Phacochère et mangouste, une amitié digne d’un Disney ! Si un jour vous allez dans la savane d'Afrique australe, vous pourrez (si vous avez de la chance) vous retrouver devant une scène qui vous semblera à la fois familière et atypique : des mangoustes et un phacochère côte à côte. Voilà qui pourrait rappeler un certain dessin animé… Mais cette relation magnifique n’est pas qu’une fantaisie. Plutôt, vous auriez l’impression que le phacochère se fait grignoter ! En réalité, les mangoustes sont insectivores, elles ne le mangent pas mais se nourrissent des parasites et insectes accrochés. Grâce à cela, le phacochère est nettoyé et évite ainsi diverses infections. Les phacochères fournissent ainsi de la nourriture aux mangouste en échange d’un nettoyage. Un autre bel exemple de symbiose mutualiste ! This Warthog took a trip to the Mongoose Spa | Banded Brothers - BBC Fourmi et Cecropia, une symbiose insoupçonnée ! Lorsque l’on pense à une symbiose entre insectes et plantes, on peut imaginer une plante passive qui sert simplement d’abri pour les insectes. Mais c’est en réalité bien plus fascinant ! La fourmi aztèque et les Cecropia, arbres tropicaux d’Amérique tropicale, sont en symbiose selon un fonctionnements bien particulier. Tout d’abord, les Cecropias, en plus de servir d’abri aux fourmis grâce à leurs tiges creuses, leur fournissent aussi de la nourriture. Cette nourriture se retrouve sous forme de perles de glycogène au niveau de la pétiole (tige) des feuilles. A noter que ces billes ne sont utiles à la plante que pour nourrir les fourmis. S’ajoute à cela un revêtement en forme de crochet qui permet aux fourmis de s'accrocher plus fortement en cas d’attaque sur la plante. En contrepartie, les fourmis protègent le Cecropia des menaces extérieures telles que les herbivores et autres insectes. Elles luttent contre les fourmis coupe-feuille et les plantes grimpantes envahissantes. S’ajoute à cela qu’elles soignent le Cecropia après qu’il ait subi des agressions extérieures en bouchant les trous notamment avec des agents antimicrobiens (ce qu’on peut voir sur la photo). Il s’agit donc à nouveau d’une symbiose mutualiste. Tout cela permet un développement pérenne de deux organismes si différents ! Ant Plants: Cecropia - Azteca Symbiosis Microalgue et champignon, la symbiose qui a changé le monde Sans symbiose, il n’y aurait probablement pas de végétation sur terre. Du moins, la végétation que nous connaissons n’existerait pas. L'histoire a commencé il y a 450 millions d’années lorsqu’une microalgue verte et un champignon sont entrés en relation : le champignon permettait à l’algue de survivre hors de l’eau dans un environnement très hostile, en lui fournissant de l’eau, du phosphore ou de l’azote qu’il allait chercher profondément dans le sol. L’algue, elle, fournissait des nutriments au champignon, tels que des lipides, qui lui étaient nécessaires pour grandir et vivre. Et en effet, des plantes fossilisées ont été découvertes, montrant des traces d’arborescence provenant des filaments du champignon. Cette algue est l’ancêtre commun de toutes les plantes que nous connaissons à ce jour. Notre monde aurait été totalement différent sans cette symbiose. La terre ne serait pas telle qu’elle est actuellement si cette symbiose n’avait jamais eu lieu : merci à elle ! L’humain survit grâce à la symbiose ! Quand on parle de nature, on exclut souvent l’homme. Et pourtant, grand tort nous en prend : nous sommes nous aussi en symbiose, et pas qu’un peu ! Non pas avec 1 ou 2 organismes mais avec… 10 000 milliards ! L’équivalent du nombre de cellules dont nous sommes composés. Ce sont des micro-organismes présents dans notre tube digestif et qui forment la flore intestinale, ou microbiote, unique à chacun d’entre nous. Ces micro-organismes sont des bactéries, virus, parasites, champignons qui ne nous sont pas néfastes. Ils ont de nombreuses responsabilités : ils assurent une digestion correcte, l’assimilation des nutriments ou encore la synthèse des vitamines et des acides aminés. Ils nous sont en réalité indispensables. En échange, nous les nourrissons et les abritons. Cette symbiose mutualiste est au cœur du fonctionnement de notre corps, il est donc important d’en prendre soin ! Sources : https://lejournal.cnrs.fr/articles/la-vie-secrete-du-poisson-clown https://www.bbc.co.uk/programmes/p006gjbr https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/symbiosis https://www.science-et-vie.com/article-magazine/symbiose-et-les-vegetaux-recouvrirent-la-terre https://www.inserm.fr/dossier/microbiote-intestinal-flore-intestinale/ https://www.projectnoah.org/spottings/6383946 https://jhr.pensoft.net/article/75855/ Lien vers d’autres articles bioxegy : Algues (rôle dans le maintien de la vie sur terre) Photosynthèse Végétaux

La biodiversité désigne tous les niveaux de vie sur Terre. Définie comme la variété et la variabilité du monde vivant, elle est aujourd’hui dangereusement menacée. La biodiversité impliquant interdépendance entre différentes échelles du vivant, l'enjeu est de taille pour l’homme ! Biodiversité : un gage de durabilité La définition de la biodiversité n’a commencé à être popularisée qu’en 1992. Nous en oublierions presque que derrière ce mot se cachent près de 3,8 milliards d’années d’évolution ! Nous connaissons aujourd’hui 1,8 millions d’espèces mais les scientifiques estiment leur nombre à 100 millions. Grâce à l’association réitérée de trois éléments (l’eau, l’énergie, et les nutriments), les systèmes biologiques se sont développés en favorisant une approche minimaliste pour limiter les coûts énergétiques et la consommation de ressources, ainsi qu’augmenter leur adaptabilité et leur résilience. C’est ce qui fait de la nature un modèle extraordinairement durable et viable. Biodiversité : une ressource en danger La biodiversité préoccupe de plus en plus : 1 million d’espèces sont menacées d’extinction à un rythme 100 à 1000 fois plus élevé qu’au cours des temps géologiques passés. Dans les faits, l’anthropocène est donc l’ère de la 6ème extinction de masse. Rien que dans nos assiettes, la multiplicité de nos mets s’étiole ! Trois quarts des variétés de plantes cultivées ont disparu au cours du XXe siècle. L’essentiel de l’alimentation de la planète repose désormais sur 12 espèces végétales et 14 espèces animales. Comme le mentionne le rapport 2019 de l’IPBES, le déclin de la biodiversité met en péril les objectifs mondiaux de développement durable fixés par les institutions intergouvernementales. La biodiversité est pourtant le garant de notre survie ; en pollinisant nos cultures et assainissant nos sols, les êtres vivants garantissent notre sécurité alimentaire. En produisant de l'oxygène, ils nous permettent de respirer. En fournissant des molécules et en inspirant nos médicaments, ils sont à l'origine de 70% des anticancéreux. Son déclin est donc certes un problème environnemental, mais avant tout une menace pour notre espèce. Biodiversité : une source de connaissances sous-exploitée Et si cette biodiversité devenait notre plus grande source d’inspiration ? C’est de cette interrogation qu’est né le biomimétisme, comme méthode d’innovation consistant à s’inspirer de l’ingéniosité de la nature pour repenser nos technologies et concepts, dans de nombreux domaines : la santé, le ferroviaire, l’aéronautique, l’automobile, ... La vie sur Terre représente une source inépuisable de connaissances, la conserver en devient alors un enjeu de toute première priorité. Placer le biomimétisme au cœur de l’innovation, et faire de la nature notre plus grande source d’inspiration, permettrait de reconnecter croissance et biodiversité et d’apporter des éléments de réponse aux problématiques économiques et environnementales actuelles. “La nature est une bibliothèque, lisons-la au lieu de la brûler” - Interview d’Idriss Aberkane.

Les multiples sens du vivant inspirent des capteurs pour des outils de détection et des technologies interactives. Voici le “top 5 du capteur bio-inspiré” élaboré par les experts de Bioxegy ! Capteur et biomimétisme : une technologie qui fait sens ! La détection est un outil essentiel au vivant pour connaître et interagir avec son environnement. Si l’être humain dispose de neuf sens (et non cinq !) pour ce faire, le vivant en a développé et adapté bien d’autres. Ces sens inspirent désormais des capteurs qui accompagnent le développement d’outils de détection et de technologies interactives. Capteur 1 : un détecteur d’explosifs inspiré du Bombyx du Mûrier L’odorat du Bombyx du mûrier, nom officiel de l’adulte ver à soie, est surpuissant : le mâle est capable de détecter ses partenaires sexuels à 16 km ! Cette capacité est essentielle à sa survie : le Bombyx du Mûrier ne vit que 15 jours sous forme de papillon, et la reproduction est alors sa seule activité (il ne se nourrit même pas !). Ses performances s’expliquent par le fonctionnement de ses antennes. Elles sont couvertes de cils à la structure poreuse pour présenter une surface maximale aux phéromones qui viennent s’y adhérer. Des chercheurs de l’Université de Strasbourg, du CNRS et de l’Institut Saint-Louis ont mis au point un capteur inspiré des antennes du Bombyx permettant de détecter le TNT. L’intérêt de ce capteur ? Ses performances. D’après les premiers essais menés en laboratoire, le dispositif serait capable de détecter des concentrations jusqu’à 0.8 ppt (partie par trillion = 10¹⁸), un milliard de fois plus précis que les autres capteurs existants. Il surpasse aussi les chiens entraînés ! Les chercheurs travaillent actuellement à la transposition de ce capteur bio-inspiré pour permettre la détection de tous types de molécules, en particulier des explosifs et des agents chimiques toxiques. Capteur 2 : un détecteur de feu de forêt inspiré des insectes pyrophiles L’Amazonie, l’Australie, la Californie : les flammes n’épargnent aucune zone du globe ces dernières années. Si la flore est majoritairement détruite, la faune n’est pas autant touchée ! Et pour cause : certains animaux sont capables de détecter les feux de forêts. C’est même une capacité vitale pour certains insectes. Le coléoptère Melanophila acuminata, aussi appelé punaise de feu, pond ses œufs uniquement sur les troncs brûlés. Il dispose d’un organe spécialisé pour repérer ses sites de ponte, le rendant capable de détecter un arbre brûlé à 1 km et un feu de forêt à 100 km ! Des chercheurs allemands se sont inspirés de ses détecteurs infrarouges pour concevoir un capteur de feu de forêt ultra-performant et reproduisant les mécanismes du vivant ! Ils ont étudié les organes de détection infrarouge de plusieurs insectes pyrophiles pour comprendre leur fonctionnement. Leur compréhension leur a permis de concevoir un nouveau capteur biomimétique. Ce capteur est 80 fois plus puissant que les autres sur le marché. De quoi repérer les feux beaucoup plus tôt pour mieux protéger les forêts. Comme quoi la nature est bien faite ! Capteur 3 : un détecteur de séismes inspiré de l’éléphant Comme lors des feux de forêt, la faune est généralement épargnée par les ravages des séismes et tsunamis. Ici encore, ils sont capables de sentir venir le danger à temps pour se mettre en sécurité. Et une fois de plus, ce genre de capacités nous seraient bien utiles ! Les éléphants sont très forts en la matière : leur masse leur offre un canal de communication réservé : celui des ondes sismiques. Ils peuvent ainsi communiquer sur de très longues distances. Des chercheurs de l’Université de Bristol et d’Oxford ont étudié ces vibrations pour prouver qu’il était possible de déterminer le comportement de ces géants (marche, course, et même gargouillements !) en fonction des ondes émises, preuves de la richesse potentielle de ces échanges. Pour décoder ces messages, les éléphants disposent de plusieurs outils : un coussin graisseux dans leurs pattes qui leur permet de ressentir ces vibrations, des os qui sont d’excellents conducteurs de vibration, une trompe équipée de corpuscules de Pacini (capteur de mouvement très fin) et des oreilles qui sont spécialisées dans les basses fréquences. La NASA, elle, développe actuellement un capteur inspiré des yeux de mouche pour détecter les vibrations sismiques, et ces recherches offrent une nouvelle alternative intéressante. S’il faut encore améliorer notre compréhension de ces mécanismes pour développer un nouveau capteur bio-inspiré, ces recherches nous sont aussi utiles dans le développement de technologies absorbant ou amplifiant les vibrations. Capteur 4 : un détecteur de sucre inspiré de la piéride de la rave Connaissez-vous la piéride de la rave ? Comme son nom ne l’indique pas, c’est un petit papillon blanc. Il porte ce nom en honneur aux Piérides, muses de la mythologie grecque et au chou rave, sur lequel le papillon aime bien pondre ses œufs. Cette fois, ce n’est pas un des sens de cet animal qui nous intéresse mais la couleur blanche de ses ailes ! Comme son cousin le papillon Morpho, aux bleus iridescents, cette couleur n’est pas due à des pigments comme chez la plupart des êtres vivants, mais à la structure de ses ailes. La structure de base de l’aile est constituée d’une couche de pigments noirs surmontée d’une grille. C’est cette configuration qui rend les taches noires sur ses ailes. Sur le reste de l’aile, la blancheur est créée par des billes à l’échelle nanométrique (10⁻⁹m) accrochées sur la grille. Elles font apparaître la couleur blanche en réfléchissant la lumière incidente. En quoi cette structure permet-elle de créer un capteur ? Lorsque des molécules se déposent sur les billes, la trajectoire des ondes lumineuses est déviée et la couleur varie. Des chercheurs de l’EPFL en Suisse, ont reproduit la structure des ailes avec des polymères. Lorsqu’elle est mouillée, leur aile devient noire. De quoi en faire un capteur ! Mais, leur transposition ne s’arrête pas là ! En vérité, la couleur perçue va dépendre de l’indice de réfraction du milieu où se trouve la structure. L’indice de réfraction d’une solution sucrée variant selon la concentration en sucre, on peut la déterminer selon la couleur du capteur ! L’intérêt ? Dans l’industrie agro-alimentaire, il est nécessaire de mesurer le taux de saccharose de certains produits. comme le vin. Ce capteur biomimétique offre une alternative “low-tech” aux réfractomètres habituellement utilisés. Capteur 5 : un détecteur d'obstacle inspiré de la chauve-souris La chauve-souris est bien connue pour sa capacité à se repérer dans l’espace la nuit. Sa stratégie de chasse, impliquant l’usage d’ultrasons, lui permet de localiser ses proies et d'évaluer leur déplacement dans l’obscurité complète. Pour l’être humain, la vue est le sens le plus utilisé : nos yeux sont donc notre capteur premier. Malheureusement tous nos concitoyens n’ont pas la chance de pouvoir observer leur environnement. Qu’à cela ne tienne : à défaut d’une vue d'aigle, ils pourront utiliser celle de la chauve-souris ! C’est en effet le défi que s’est lancé la société Ultracane : une canne pour les malvoyants équipée d’un capteur à ultrasons. Grâce à ce capteur, ils peuvent détecter les obstacles au sol jusqu’à 4 mètres (selon le réglage établi). Deuxième avantage non négligeable de ce capteur : détecter les obstacles en hauteur jusqu’à 1,5m de distance. Voilà donc un petit aperçu des meilleurs capteurs biomimétiques existants. Mais, il en existe bien d’autres ! Ces capteurs sont particulièrement utiles dans le domaine de la robotique : ils permettent de créer des robots de détection. En alliant les capacités du vivant, il est possible de développer des robots dotés de diverses propriétés, comme ce robot de détection des fuites dont le mouvement est inspiré de la méduse, le corps de la pieuvre, et le capteur du tétra aveugle !

Robots et biomimétisme : une opportunité technologique inédite ! La robotique est un domaine en plein essor et il existe des dispositifs de toutes tailles pour des applications et secteurs variés. Industries, médecine et domestique... : s'inspirer du vivant est une évidence, tant on peut profiter des principes biologiques en matière de capteurs, de stratégies de locomotion et d'accroche, de structures et de fonctionnalités. Top 5 des exemples de robots bio-inspirés ! Robot 1 : un bras robotique inspiré de l'hippocampe La queue de l'hippocampe est à la fois souple, agile et résistante. Elle peut notamment se réduire de moitié sans s'endommager. Elle doit cette faculté remarquable à sa structure composée de sections rectangulaires. Des chercheurs américains de l'Université de San Diego, aux États-Unis, ont mis en évidence une géométrie unique, constituée de plaques osseuses qui glissent les unes sur les autres. Une opportunité de taille en matière de robotique et de biomimétisme : un chercheur de l'Université de Clemson s'est inspiré de cette structure particulière de la queue pourconcevoir un bras robotique hybride, résistant et ultra-compressible. Les plaques osseuses artificielles sont imprimées en 3D et reprennent le principes de sections rectangulaires de la queue du hippocampe ! Robot 2 : le robot grimpeur inspiré du cafard et du gecko Le biomimétisme n'en est pas à son coup d'essai quand il s'agit du gecko : les pattes de ce formidable animal sont équipées de spatulae, protubérances qui lui permettent une meilleure adhérence aux surfaces lisses, grâce aux forces de Van Der Waals. Des chercheurs de l'Académie Chinoise des Sciences, ainsi que de l'Université de Hong Kong s'en sont inspiré, en cherchant également un deuxième modèle naturel : les griffes des insectes, capables de s'accrocher à des surfaces rugueuses. Le résultat : un robot grimpeur multi-modal, capable de monter à la fois des surfaces rugueuses (comme le polystyrène par exemple) et des surfaces plus lisses (du bois travaillé par exemple). Robot 3 : un robot d'inspection et de réparation, inspiré des chenilles Le corps de la chenille est souple et réformable, et l'actionnement des muscles permet un mouvement dit de péristalsie : le transfert du poids se transmet le long du corps et grâce à l'accroche des patte, pendant que la partie centrale se contracte et se soulève pour avancer. Des chercheurs du South Dakota School of Mines and Technology ont imaginé un robot rampant de mécanismes de préhension, ainsi que de vérins cylindriques pour pour reproduire le mouvement de péristalsie de la chenille. Équipé de caméras et de capteurs, ce robot est non seulement capable de conduire des inspections en milieux contraints et difficiles d'accès, mais il est aussi capable de porter des petites charges pour des actions de réparation ! Robot 4 : un robot détecteur de fuites, inspiré du tetra aveugle Comme son nom l'indique, le tetra aveugle ne peut pas compter sur sa vue pour se repérer dans son environnement. Ce poisson doit donc se fier à sa ligne latérale : cet organe est composé de neuromastes, des cellules ciliées, recouvertes d'une cupule gélatineuse, qui permettent de détecter les changements de pression dans l'eau. Chaque changement de pression déforme les cils. Une équipe d'ingénieurs sino-américaine s'est inspiré de cette faculté pour créer un robot capable de détecter des fuites dans les canalisations d'eau : un clapet en silicone reproduit la cupule gélatineuse. En cas de variation sensible de pression dans l'eau environnante, le clapet bouge dans son conduit, ce qui actionne un petit capteur (qui reproduit quant à lui le rôle des cils). Ce robot préventif, simple et précis, emprunte aussi au mouvement de pulsation des méduses pour évoluer à l'intérieur des canalisations. Robot 5 : un robot de surveillance long terme, inspiré des paresseux Le paresseux est spécialiste de l'efficience : son mode de vie est quasi-immobile. Il parcourt au maximum 38m par jour, dort plus de 12h, et a une vitesse de pointe de 30cm par minute sur le sol. Une approche très économe en énergie. Des chercheurs de Georgia Tech ont pris cette nonchalance naturelle comme principe d'inspiration pour concevoir le SlothBot, un robot suspendu particulièrement lent, mais ultra-efficient. Économe en énergie, et suspendu à un câble dans les forêts, il est équipé de capteurs pour surveiller l'environnement sur de longues périodes : biodiversité, météo, température, niveaux de CO2, entre autres. La lenteur comme inspiration, une approche intelligente de la robotique biomimétique !

Le rat-taupe nu, rongeur de la famille des Bathyergidés, possède une multitude de propriétés étonnantes et intéressantes pour le domaine de la santé : lutte contre le cancer, ralentissement du vieillissement… Tant de problématiques qui font l’objet de recherches et que le rat-taupe a déjà résolu ! Le rat-taupe croque la vie à pleines dents en creusant des tunnels Les rats-taupes sont des rongeurs qui vivent en Afrique de l’Est. Parmi cette famille, une espèce se distingue par son aspect particulier : c’est le rat-taupe nu. Ce mammifère souterrain quasi-aveugle vit dans un réseau de tunnels qui mesurent jusqu’à 5 km de long. Le rat-taupe nu creuse ces tunnels avec ses dents, c’est une fonction tellement importante pour lui qu’un quart de sa musculature est dédié à sa mâchoire ! De plus, il est capable d’avancer en marche arrière aussi vite qu’en marche avant ! Son mode de vie souterrain s’explique par son régime alimentaire. Il est en effet herbivore et affectionne particulièrement les milieux arides. Dans ces zones sèches, les plantes stockent la majorité de leurs ressources (eau et nutriments) dans leurs bulbes et leurs racines. Ce sont ces parties qui sont visées par les rats-taupes nus. Ils n’ont ainsi même pas besoin de boire. Cependant, ils font preuve d’une gestion des ressources remarquable : ils laissent une partie des racines intacte après s’être servi afin que la plante puisse continuer à pousser. Cela leur assure ainsi une source de nourriture durable. La concentration en oxygène dans les tunnels dans lesquels il vit étant très faible, il a développé une capacité à survivre sans oxygène inédite : il peut passer 18 minutes sans oxygène sans ressentir de changement ! Rat-taupe nu creusant un tunnel avec ses dents Credits : Justin O’Riain Le rat-taupe nu, un animal qui vit en société très organisée Le rat-taupe nu et le rat-taupe de Damara sont les 2 seules espèces de mammifères eusociaux : ils s’organisent en colonies dirigées par un individu fertile, à l’instar des abeilles et des fourmis. Ils vivent en colonies de 80 individus en moyenne, mais leur nombre peut monter jusqu’à 300 individus ! Ils s’organisent autour d’une reine et de 3 mâles reproducteurs alors que le reste de la colonie est stérile. Il y a un système de castes, avec des soldats (les plus gros) et des ouvriers. Une étude publiée le 29 janvier dans Science a montré que chaque colonie de rat-taupe avait son propre dialecte. Ils repèrent ainsi très rapidement les intrus dans la colonie et peuvent les chasser. D’autre part, lorsqu’une colonie est en expansion, elle n’hésite pas à enlever des bébés chez des colonies voisines pour en faire des esclaves, d’après une étude publiée dans le Journal Of Zoology. Colonie de rats-taupes nus Credits : Gregory G Dimijian / Getty Images/Science Source Le rat-taupe détient-il la clé de la lutte contre le cancer ? Ce petit rongeur est plein de ressources et donne des idées à de nombreux chercheurs à travers le monde. En effet, il a une longévité hors du commun pour un rongeur : il peut vivre jusqu’à 32 ans, alors que les souris ne vivent pas plus de 4 ans. Cela est dû à son métabolisme beaucoup plus lent qui lui permet d’économiser son énergie. Encore plus fort, il ne montre pas de signes métaboliques de vieillissement. Les individus âgés sont tout aussi forts physiquement et aptes à se reproduire que les plus jeunes ! C’est le résultat surprenant qu’a découvert Rochelle Buffenstein qui les étudie depuis plus de 30 ans dans la revue eLife. Non seulement la vieillesse ne les atteint pas, mais ils ne développent pas de cancer non plus. Ils ont en effet un gène spécial, qui empêche la prolifération des cellules, donc le développement de tumeurs. D’autre part, ils ont des molécules d’acide hyaluronique 5 fois plus grosses que celles des humains dans leurs cellules d’après une étude publiée dans Nature. Cette molécule empêche l’agglutination de cellules, donc lutte là encore contre la prolifération de cellules cancéreuses. Division cellulaire d’une cellule Le rat-taupe est donc un message d'espoir pour le domaine de la santé. Tout comme la méduse, ce rongeur défie les lois du temps et du vieillissement, ce qui laisse imaginer toute une panoplie de possibilités de biotechnologies pour lutter contre les cancers et autres maladies dégénératives. L’équipe française de biologie cutanée de l’Institut Cochin, mènent des recherches sur la thématique du vieillissement de la peau : dans le monde de demain, grâce à eux plus de rides ni de cancers de la peau ! Credits photo de couverture : J. Adam Fenster / University of Rochester