Biomimétisme : quand la nature inspire l’innovation

Du velcro, un train à grande vitesse japonais, la ventilation naturelle d'un complexe de bureaux et de magasins, la structure en aluminium de l'Audi A8... Quel est le lien entre tous ces produits ? Réponse : le biomimétisme, ou le fait de s'inspirer des idées intelligentes de la nature pour trouver de nouvelles solutions en matière de design. L'objectif ? Garantir des innovations durables.

missing translation: fa.article-intro.reading-time – 04/17/2023

Biomimétisme : quand la nature inspire l’innovation

Faire appel à des idées intelligentes dont l'efficacité a été testée et améliorée depuis 3,8 milliards d'années par la sélection naturelle pour développer de nouveaux produits. Telle est l'idée qui sous-tend le biomimétisme. Cette approche s'inspire des solutions trouvées chez les animaux, les plantes et les micro-organismes, et les transpose dans notre propre ingénierie humaine. Concevoir selon ce principe peut nous aider à rendre nos designs et concepts plus efficaces, robustes et durables. De plus, ce principe peut être appliqué dans de nombreux secteurs : médecine, architecture, conception de voitures et d'avions, agriculture, urbanisme ... La marque aux quatre anneaux y a également recours.

Des fruits épineux au velcro

L'un des exemples les plus connus de biomimétisme est sans doute le velcro. Ce système de fixation a été inventé dans les années 1940 par le Suisse George de Mestral, qui s'est inspiré des fruits de la bardane (Arctium) qu'il avait trouvés sur ses vêtements et dans le pelage de son chien après une randonnée. En les examinant au microscope, il s'est rendu compte que les minuscules crochets adhéraient particulièrement bien aux boucles du manteau ou du tissu. George de Mestral eut alors l'idée d'imiter cette structure pour en faire un système d'attache : le velcro était né et fut commercialisé dans les années 1950 sous le nom de Velcro®.

Un train à grande vitesse calqué sur le bec d'un martin-pêcheur

L'aérodynamisme du train électrique à grande vitesse japonais Shinkansen est un exemple de biomimétisme de haute technologie. Dans sa conception originale, le train, qui traverse le paysage à une vitesse comprise entre 240 et 320 km/h, produisait un bruit sourd à la sortie des tunnels. Cela était dû à une onde de pression créée devant le nez du train, qui quittait le tunnel avec une forte détonation à la sortie. Ce problème engendrait une pollution sonore qui devait être résolue. L'un des ingénieurs chargés de trouver une solution était un observateur passionné d'oiseaux. Il a pensé à la façon dont un martin-pêcheur fend l'air et l'eau, ne causant presque aucune éclaboussure lorsqu'il plonge. À partir de cette idée, il a redessiné le nez du train en s'inspirant du bec du martin-pêcheur. Non seulement le problème du bruit a été résolu, mais le train a augmenté sa vitesse de 10 % et diminué sa consommation d’électricité de 15 %.

De la termitière au complexe de bureaux et de commerces

Harare, la capitale du Zimbabwe, abrite l'Eastgate Centre, le plus grand complexe de bureaux et de commerces du pays africain. Ce joyau architectural durable applique les principes du biomimétisme pour remplacer la climatisation et le chauffage conventionnels. L'architecte Mick Pearce, en collaboration avec les ingénieurs d'Arup, garantit un climat intérieur agréable tout en réduisant considérablement la consommation d'énergie en s'inspirant, pour la conception du bâtiment, de la ventilation naturelle des termitières africaines. À l'intérieur des structures de ces insectes se trouve un système complexe composé d'une grande cheminée centrale, de trous d'aération et de tuyaux. L'air y circule ingénieusement pour maintenir la température intérieure constante à 31 °C, alors que la température extérieure peut fluctuer entre 2 °C la nuit et 31 °C le jour. En utilisant le même principe, l'Eastgate Centre consomme 35 % d'énergie en moins que la moyenne de six autres bâtiments de Harare dotés d'un système conventionnel de chauffage, de ventilation et de climatisation. En outre, cela a permis d'économiser 10 % du coût total de la construction.

Un crâne d'éléphant pour la solidité l'Audi A8

Comment s'assurer que la carrosserie légère en aluminium de l'Audi A8 reste solide ? Heinrich Timm, lead designer chez Audi, a pensé au crâne d'un éléphant. Compte tenu du poids des défenses et de la taille de la tête, il semble presque impossible pour l'animal de la porter. Le génie réside dans le fait que le crâne est extrêmement léger et pourtant très solide. À l'intérieur, il est essentiellement creux, avec de minces parois osseuses qui agissent comme des supports de renforcement du poids. Ce principe a été utilisé pour la technologie Audi ultra® lightweight en aluminium de l'Audi A8. Une conception qui permet d'obtenir un poids exceptionnellement léger tout en conservant la rigidité voulue des composants de la voiture. Même si nous construisons des voitures complexes et performantes, chez Audi, nous gardons toujours un œil sur la nature.

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