Peut-on s’inspirer du vivant sans le piller ?

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Protéger la biodiversité et s’en inspirer, c’est la promesse d’une transition durable vers une économie circulaire. Conscient de cet enjeu majeur, SUEZ a interrogé Kalina Raskin-Delisle, directrice générale du Centre européen d’excellence en biomimétisme de Senlis (CEEBIOS).

Vers une industrie bio-inspirée : potentiel, tendances et opportunités

S’appuyer sur quatre milliards d’année de R&D et puiser dans un réservoir de plusieurs millions d’idées ? C’est ce que propose la bio-inspiration. Une démarche qui peut être décrite comme le développement d’innovations combinant les disciplines de la biologie et de la technologie, sur la base de structures, fonctions, processus et systèmes biologiques naturels optimisés par l’évolution.

Parmi les mécanismes de cette évolution des espèces ; la sélection naturelle, qui a contraint les organismes à résoudre les problèmes d’alimentation, de déplacement et de reproduction au sein de systèmes écologiques capables de se maintenir dans des environnements dynamiques. Selon des estimations récentes, 90 % des 10 millions d’espèces eucaryotes 1 sur Terre attendent encore d’être décrites, malgré 250 ans de travail sur la classification taxonomique et plus de 1,5 million d’espèces déjà répertoriées. Un vivier riche que nous pouvons observer afin d’en tirer une méthodologie en réponse à nos besoins actuels et à ceux de la planète.

S’inspirer du vivant : une démarche ancienne qui s’inscrit dans le temps

La conception bio-inspirée était déjà référencée dans les premiers écrits et ses premières applications les plus célèbres sont notamment illustrées par des croquis de Léonard de Vinci. La bio-inspiration s’est développée ensuite au cours des années 1950 dans les domaines de l’ingénierie aéronautique, navale et automobile, ainsi que de la cybernétique et de la modélisation de systèmes complexes. Dans les années 1980, elle s’est étendue aux échelles micro et nano et rapidement développée dans le domaine de la biotechnologie.

Cité en France dès 20072 comme l’outil de la prochaine révolution industrielle, le biomimétisme associe innovation et responsabilité sociétale puisqu’il repose sur l’étude des systèmes biologiques pour créer de nouveaux produits, services et modèles d’organisation durables.

Étudier la nature… pour mieux la protéger

Dans le secteur de l’énergie, le recours aux énergies propres (solaire notamment par la photoproduction d’hydrogène), la séquestration du dioxyde de carbone atmosphérique et la mise en oeuvre de sources diversifiées et décentralisées correspondent bien aux stratégies adoptées par les systèmes vivants. De manière similaire, les principes de la chimie douce rejoignent les processus biologiques : utilisation majoritaire d’éléments atomiques abondants, conditions de température et de pression modérées, biodégradabilité et biocompatibilité, catalyse enzymatique… Les matériaux du vivant sont également remarquables par leur diversité, leurs propriétés multifonctionnelles et leur manufacture par auto-assemblage et autoréparation. Enfin, les systèmes biologiques favorisent une approche minimaliste et une gestion optimisée de l’information pour limiter les coûts énergétiques et la consommation de ressources, et augmenter l’adaptabilité et la résilience. Ces aspects sont aujourd’hui explorés pour le développement d’une agriculture écologiquement intensive et pour concevoir des villes régénératives.

La bio-inspiration : une ingénierie de pointe

Sur le plan international, de nombreuses structures de recherche universitaires et privées travaillent sur des produits ou des processus bio-inspirés. Depuis 1990, les publications et les brevets sur ce sujet ont été multipliés par 15. Les États-Unis et la Chine sont de loin les contributeurs les plus efficaces. Cependant, l’Europe se positionne sur la scène mondiale avec plus du tiers des publications, principalement grâce à l’Allemagne, au Royaume- Uni, à la Suisse et à la France.

En France, plus de 175 équipes de recherche sur la biomimétique ont été identifiées. Plus d’une centaine d’entreprises, de grands groupes ou de PME y ont recours, quel que soit leur secteur d’activité : énergie, construction, matériaux, cosmétique…

Malgré le nombre croissant de chercheurs et d’utilisateurs dans le domaine de la bio-inspiration, le transfert de connaissances du domaine de la biologie vers la technologie reste un processus complexe. Le domaine de la biomimétique est hautement interdisciplinaire et ne peut être efficace sans impliquer les biologistes dans le processus d’innovation.

Créer un écosystème industriel propice au développement des solutions bio-inspirées

Ainsi, des réseaux de compétences et d’expertise doivent être structurés au niveau national et des outils et méthodologies spécifiques doivent être développés pour accélérer la diffusion des stratégies de R&D académiques et industrielles.

Créé en 2014, le CEEBIOS, par son rôle de réseau, d’interface et de soutien aux projets de R&D innovants, vise à catalyser la richesse des compétences nationales de la recherche universitaire, de l’enseignement et de la R&D industrielle.

Si l’exploration, la conservation et la restauration de la biodiversité sont reconnues mondialement comme des enjeux urgents et majeurs, la mobilisation des acteurs industriels sur ce défi reste insuffisante. La bio-inspiration est donc une formidable opportunité de concilier performance industrielle, enjeux environnementaux et en particulier conservation de la biodiversité.

 

1 Organismes unicellulaires ou multicellulaires dont le noyau est séparé du cytoplasme par une membrane. 

2 « Les apports de la science et de la technologie au développement durable , tome II : La biodiversité : l’autre choc ? l’autre chance ? », rapport n° 131 (2007-2008) de Pierre Laffitte et Claude Saunier, fait au nom de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques, déposé le 12 décembre 2007.

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Cet article a été publié dans le sixième numéro d'open_resource magazine : "Vers un futur bio-inspiré"

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