Qu’est-ce que le biomimétisme peut apporter aux énergies renouvelables ?

PETIT PRECIS DE BIOMIMETISME : QUOI QU’EST-CE ECT… ET HISTORIQUE

Le mot est si nouveau qu’il apparait comme une faute dans la plupart des correcteurs électroniques ! Pourtant on s’accorde déjà à identifier trois grands courants biomimétiques : bionique, modèles biomimétiques en biophysique moléculaire et biomimétique des écosystèmes. C’est ce dernier qui nous intéresse ici et qui trouve le plus d’applications dans le domaine des technologies énergétiques.

Cette approche présentée " va puiser ses modèles dans les 3, 8 milliards d’années de " recherche et développement du grand laboratoire de la vie . Certes s’inspirer de la nature pour les activités humaines n’est pas nouveau : les colonnes des temples égyptiens sont les modélisations des palmiers que les bâtisseurs avaient sous les yeux et de façon plus ou moins consciente, les architectes, les ingénieurs, physiciens, et biologistes ont été nombreux, au fil de l’histoire, à puiser dans le modèle naturel. Même à la fin du XIXe siècle, apogée de l’ère industrielle censée faire mieux que la nature, Gustave Eiffel se serait inspiré de la structure interne de l’os, charpenté en alvéoles, pour créer la structure en enchevêtrements de poutrelles de la Tour Eiffel… Il faut cependant attendre les années 1990 pour que l’approche biomimétique soit théorisée. C’est la biologiste américaine Janine Benyus qui l’a fait à travers son ouvrage " Biomimicry : Innovation Inspired by Nature ". (Biomimétisme : l’innovation inspirée de la nature). Dans la foulée, elle a créée en 1998 la Biomimicry Guild dont le but est d’aider les chercheurs qui souhaitent s’inspirer des modèles naturels pour élaborer de nouveaux produits permettant un développement soutenable. Différent du développement durable dont les médias se font l’écho, le développement soutenable a pour principe de " s’inspirer pour la créations d’activités humaines des solutions efficaces et durables développées depuis des millions d’années par les organismes vivants au sein de la biosphère."

Les grands principes du biomimétisme tels que posés par Janine Benyus et quelques autres semblent être au nombre de 8, tous également importants :

  • Puiser l’ énergie principale utilisée dans les formes d’énergies fournies par la nature : en priorité le soleil mais aussi le vent, l’eau, les courants, la houle, la géothermie…
  • Utiliser exclusivement la quantité d’énergie dont on a besoin.
  • Adapter la forme à la fonction
  • Tout recycler
  • Parier sur la diversité.
  • Travailler à partir des expertises locales.
  • Limiter les excès de l’intérieur.
  • Utiliser les contraintes comme source de créativité.

QUELLES APPLICATIONS CONCRETES ?

Les applications de la biomimétique recouvrent à peu près tous les champs de la connaissance, des technologies de l’information, de l’informatique au bâtiment en passant par la gestion de réseaux, les transports ou la production d’électricité à partir de nouveaux modes d’exploitation. Par exemple, dans le domaine des technologies de l’information et de l’informatique, le Fovea Group qui regroupe des élèves et chercheurs du département informatique de l’Ecole Polytechnique de Tours et de l’Université François Rabelais de Tours mène des travaux se réclamant ouvertement de la biomimétique, sur les comportements intelligents des insectes sociaux (essaims de guêpes, colonies de fourmis). Ils s’en inspirent pour tirer des applications dans divers domaines très pointus de l’informatique tels que la "
fouille de données et de textes sur le web " ou " la classification visuelle et interactive pour la recherche d’informations sur le web ".

Autre exemple, plus parlant et le plus souvent cité : l’aérodynamisme du Shinkansen (le TGV japonais) inspiré du martin-pêcheur, oiseau connu pour sa vitesse de pénétration d’un élément (l’air ) dans un autre (l’eau). Il y a encore, par exemple, cette firme allemande qui s’est directement inspirée des propriétés autonettoyantes de la feuille de Lotus pour mettre au point une peinture extérieure autonettoyante. Le seul ingrédient nettoyant dont a besoin la Lotusan® (c’est son nom) pour s’auto-nettoyer est l’eau de pluie, composant qui ne manque pas dans le Nord de l’Europe ! Plus de détergents toxiques jusque là nécessaires pour le lavage des surfaces externes. Depuis 1999, date à laquelle elle a été commercialisée, cette peinture a été utilisée sur plus de 300.000 bâtiments.

Lotusan

Concernant la production d’énergies dites " soutenables " et utilisant la ressource énergétique marine, une seule compagnie est pour l’instant passé à l’acte si l’on peut dire en parlant de modèle biomimétique. C’est la jeune compagnie australienne BioPower Systems Pty Ltd. Basée à Sydney ; elle a mis au point deux systèmes innovants dont les premières expérimentations sont attendues courant 2008 dans plusieurs points du globe, et en particulier en France (à l’Ile de La Réunion). Ces deux systèmes sont bioWAVE™ qui transforme l’énergie des vagues en électricité par un système imitant les mouvements des grandes espèces d’algues sous-marines et bioSTREAM™ qui transforme l’énergie des courants marins en électricité par un système imitant les mouvements de la queue de requin et de thon. Le système bioWAVE™ qui a modélisé fidèlement les mouvements dans l’océan des grandes algues appelées Kelp est conçu en fibre de verre. Il se présente sous la forme d’un cylindre ancré sur le fond marin (jusqu’à 40 mètres) et doté de 4 lames géantes disposées en éventail, invisibles de la surface et rétractables sur le fond en cas de forte houle. En condition de fonctionnement optimal, c’est à dire par mer calme à peu agitée, chaque unité peut produire un peu plus de 2 MW. L’exploitation en fermes sous-marines de plusieurs unités est d’ores et déjà envisagée. Le sytème bioSTREAM™ se présente sous la même forme de cylindre ancré au fond, sur lequel est fixé une structure hydrodynamique en forme de nageoire de requin ou de thon. Les performances de production sont rigoureusement identiques à celles de bioWAVE™.

biostream

Les deux systèmes sont présentés comme ne générant aucune nuisance pour l’environnement : les mouvements des structures hydrodynamiques choisies sont des mouvements imités des mouvements naturels donc suffisamment lents pour ne pas perturber la vie habituelle de la flore et la faune environnante. Les deux systèmes sont parfaitement silencieux, ne modifient ni la salinité ni l’intensité des courants, ne rejettent aucune substance étrangère dans l’environnement et ont un impact visuel zéro, puisque fonctionnant sous la surface de la mer.

Ce que peut pourrait apporter le biomimétisme dans le domaine de la production énergétique 100% "décarbonnée" apparaît donc assez clairement à travers ces applications concrètes. Zéro pollution, zéro prélèvement, zéro rejet avec le " plus " d’un concept productif strictement adaptée aux besoins.

Une perspective de développement extrêmement " soutenable " en effet… mais, si on laisse de côté tout angélisme, qui sera prêt à réellement la soutenir ?
Premiers éléments de réponses en 2008…

SOURCES :
– Biomimicry Institute : http://www.biomimicry.org
– Blog Les Energies de la mer : http://energies-mer.blogspot.com. Articles de Francis Rousseau du 21/11/07 et 24/08/07
– Exposition les Energies de la mer, organisée dans le cadre de Science et éthique 2007 par 3B Conseils. et l’Espace des Sciences de Rennes.
– Technology Brief 2006 de Bio PowerSystems http://www.biopowersystems.com/
– "Créativité industrielle et biomimétisme". http://info-durable.be
– Technology Review : Biomimicry

BIBLIOGRAPHIE
– Janine BENYUS, Biomimicry : Innovation Inspired by Nature, Paperback – Sep 1, 2002
– Janine BENYUS, Juan-Carlos BARBERIS, Beastly Behaviors: A Zoo Lover’s Companion : What Makes Whales Whistle, Cranes Dance, Pandas Turn Somersaults, and Crocodiles Roar : A Watcher’s Guide, Paperback – Oct 1993
– Janine BENYUS, Juan-Carlos BARBERIS, The Secret Language & Remarkable Behavior of Animals , Hardcover – Jan 10, 1998
– H. AZZAG , G. VENTURINI, Actes de l’atelier « Fouille de données et Algorithmes Biomimétiques » lors de la conférence EGC’2007 , Extraction et Gestion des Connaissances, Namur, Belgique, 60 pages.
– J. LAVERGNE, H. AZZAG , C. GUINOT, G. VENTURINI, Construction incrémentale et visualisation de graphes de voisinage par des fourmis artificielles. Extraction et Gestion des Connaissances (EGC 2007), Namur. RNTI-E-9 Cépaduès-Éditions 2007,
– L. CHALET, H. AZZAG , C. GUINOT, G. VENTURINI. Un algorithme préliminaire pour la structuration visuelle de données inspiré des modèles de construction de nids chez les insectes sociaux. Actes de l’atelier « Fouille de données et Algorithmes Biomimétiques » lors de la conférence EGC’200, Extraction et Gestion des Connaissances, Namur, Belgique.

[ Archive ] – Cet article a été écrit par Pi 314116

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