Aujourd’hui, intéressons-nous à la façon dont l’homme s’inspire de la nature : c’est ce qu’on appelle le biomimétisme. Nous allons voir comment, grâce à une observation attentive de son environnement, il a pu créer ou résoudre des problèmes techniques. 

Biomimétisme ?

Il s’agit pour l’homme d’imiter le vivant, d’imiter les processus qui se déroulent dans l’environnement qui l’entoure. Bien qu’utilisée depuis fort longtemps, cette notion de biomimétisme a été théorisée il y a peu et a été popularisée en particulier par une scientifique américaine, Janine Benyus. 

Elle a développé dans plusieurs ouvrages la théorie selon laquelle l’homme devrait répliquer le « génie de la nature » afin de créer des technologies en harmonie avec l’environnement. Quelque soit la difficulté que rencontre un ingénieur, Benyus considère qu’ « il y a de fortes chances que l’une ou plusieurs des 30 millions d’espèces vivant dans le monde ait du faire face au même défi, mais en plus, ait développé des stratégies efficaces pour le résoudre, stratégies qui peuvent nous inspirer ».

Ainsi, dans les domaines de la chimie, de la robotique, de l’informatique, de l’énergie ou des transports, nous avons encore énormément à apprendre du vivant qui nous entoure! Voyons quelques exemples de belles réussites venues de l’observation des oiseaux.

Le Martin-pêcheur et le Shinkansen

Cet exemple assez connu démontre l’intérêt d’observer la nature pour résoudre des problèmes physiques. Le Shinkansen est un train à grande vitesse japonais. La ligne qui relie Tokyo à Hakata compte un nombre important de tunnels. Or, lorsque le train entrait dans un tunnel, il y comprimait l’air. Mécaniquement, à la sortie du tunnel, cette compression de l’air entraînant la formation d’une onde de choc, il en résultait une forte détonation et d’importantes vibrations pour les passagers.

Par un heureux hasard, l’un des ingénieurs qui travaillait sur le Shinkansen était aussi ornithologue. Eiji Nakatsu a recherché un oiseau qui était capable de supporter les changements rapides de pression et il a trouvé : le Martin-pêcheur. Pour attraper ses proies, le Martin-pêcheur plonge en piqué dans l’eau. La forme très allongée de son bec lui permet d’amortir le choc du passage d’un milieu à l’autre. Il supporte ainsi des changements de pression importants sans souci !

Ainsi, Eiji Nakatsu et son équipe ont résolu le problème du passage du Shinkansen dans les tunnels en lui donnant cette forme :

Fini les vibrations et les détonations ! Et au passage, en adoptant ce design, ils ont réduit de 15% la consommation électrique et ont obtenu une augmentation de la vitesse de 10%.

De l’ouïe du hibou à la caméra acoustique

Les oiseaux n’ont pas de pavillon auditif externe comme nous. L’entrée de leur oreille est un simple trou recouvert de plumes particulières qui facilitent le passage des sons. Ainsi, les rapaces nocturnes, tels que les hiboux (à ne pas confondre avec les chouettes) ont un trou auriculaire de chaque côté de la tête, l’un étant plus haut que l’autre. Et c’est cette asymétrie qui rend leur ouïe vraiment exceptionnelle. En effet, les hiboux se nourrissent de petits mammifères, dont ils repèrent les déplacements au bruit. Le décalage de temps entre la perception du son par chacune des deux oreilles leur indique la direction du bruissement. Ils n’ont plus qu’à fondre sur leur proie !

Des techniciens ont imité cette particularité anatomique pour mettre au point la caméra acoustique. De la même façon qu’un rapace nocturne, ce type de caméras utilise les sons qu’elle capte pour se repérer dans l’espace. Hyundai Motor a par exemple mis au point une caméra acoustique pour localiser les zones trop bruyantes provenant de ces voitures, afin de les diminuer. Autre exemple : des scientifiques ont utilisé ce type de caméra pour suivre des populations de poissons migrateurs.

Le « plan-canard »

S’il y a un domaine où les oiseaux ont influencé l’homme, c’est bien l’aéronautique. Retour en arrière : nous sommes en 1906, à la plaine de jeux de Bagatelle, à Paris. Alberto Santos-Dumont réussit à faire décoller et voler sur 220m le 14bis, un avion biplan (= avec deux ailes portantes superposées) très particulier. Inspiré par les frères Wright, pionniers de l’aviation, Santos-Dumont a placé la queue de son avion…à l’avant ! L’idée : déplacer le centre de gravité et ainsi, faciliter le décollage.

Le 14bis

Quel rapport avec le canard ? Celui-ci utilise son cou et son bec aplati pour modifier sa trajectoire en vol. Bec et cou jouent finalement le même rôle que les plumes de queue (les rectrices), dont les oiseaux se servent pour manœuvrer. 

Si aujourd’hui la majorité des avions ont un empennage (= des surfaces portantes qui permettent de diriger l’avion) situé à l’arrière de l’avion, quelques-uns ont conservé ce que l’on appelle des « plans canards« . Ci-dessous, un modèle de Rutan Long-EZ, avec le plan canard situé juste devant le pilote.

Certains avions de chasse, comme le Mirage IIIS, présentent également un plan canard qui leur confère plus de précision et une meilleure maniabilité dans leur vol. 

Il y a donc beaucoup d’intérêt à s’intéresser au fonctionnement de l’environnement. C’est un moyen de résoudre beaucoup de problèmes techniques. Ainsi, nature et technologies ne sont pas opposés mais bien complémentaires !

Et c’est tout pour aujourd’hui ! Vous avez des questions ? Une petite envie de papoter d’oiseaux ? Une idée de sujet, d’une thématique que vous souhaiteriez que j’aborde dans un article ? Retrouvez-moi sur Facebook, Twitter, Instagram, Pinterest et LinkedIn. 

Sources et recommandations :

• Quand la nature inspire la science, Mat Fournier, Ed. Plume de carotte

• Crédits photos (dans l’ordre d’utilisation) : Martha de Jong-Lantink, seaneatonphotography, BTO , tsbl2000
• Image à la une : @ysbrand_cosijn_fotografie/Canva
• Article « Le martin-pêcheur TGV« , Le Monde Planète