S’inspirer de la nature pour développer une filière automobile durable

© Renault Design

Les procédés du vivant constituent des sujets de recherche passionnants pour les constructeurs automobiles, en perpétuelle quête d’innovation pour imaginer des véhicules plus ergonomiques, plus sécurisés et, surtout, plus propres. Les animaux sont à ce titre des sources d’inspiration inépuisables.

Les recherches des entomologistes nous permettent d’envisager un futur où, grâce aux facultés de certains insectes, nous roulerons dans des véhicules autonettoyants ou disposant d’un système anti-collision plus efficace. Pourquoi ne pas également envisager un jour que les interactions entre nos futurs véhicules autonomes imitent le comportement des bancs de poissons ?

Jérôme Perrin, Directeur Scientifique de Renault, nous explique comment le groupe automobile français innove grâce au vivant.

 

À quand remonte l’intérêt de Renault pour la bio-inspiration, et comment se concrétise-t-il aujourd’hui ?

 

Cela fait plusieurs années que Renault noue des contacts avec des experts de la bio-inspiration. Cela s’est traduit par un partenariat avec le Centre européen d’excellence en biomimétisme de Senlis (CEEBIOS) initié en 2015. Nous avons commencé par une thèse sur la bio-inspiration pour étudier les modes d’utilisation d’une chaîne de traction hybride rechargeable. Pour cela, nous nous sommes inspirés des métabolismes cellulaires, différents suivant les efforts physiques des sportifs1.

En 2017, nous avons lancé un projet de recherche en collaboration avec des laboratoires académiques ainsi que l’équipementier Faurecia. Il s’est agi de trouver des solutions innovantes pour rendre les surfaces et les habitacles moins salissants. En effet, avec l’autopartage (véhicules en libre service) et éventuellement demain les robotaxis2, les véhicules connaîtront davantage de problèmes de maintenance et de maintien de la qualité d’usage qu’un véhicule individuel. Nous avons donc eu l’idée de développer des surfaces autonettoyantes inspirées par la cuticule superoléophobe qui recouvre le corps du collembole, un petit arthropode très ancien vivant dans des milieux sombres et humides.

Plus globalement, une dynamique se crée : depuis 2017, la Plateforme de la filière automobile (PFA), qui rassemble les acteurs de la filière automobile française, a créé un groupe de travail exploratoire sur la bio-inspiration pour créer des synergies sur le sujet.

Pourquoi l’industrie automobile s’intéresse-t-elle à la bio-inspiration ?

 

Cet intérêt s’inscrit d’abord dans une nécessité générale d’innovation, qui est bien sûr inhérente à tout système industriel. Ensuite, la bio-inspiration est connectée à deux dimensions qui la font entrer en résonance avec nos problématiques. D’une part, la nécessaire recherche de durabilité dans les solutions technologiques que nous développons, étant donné que notre industrie consomme des ressources rares et épuisables, quand bien même elles sont recyclées. D’autre part, la biodiversité en elle-même, qui représente une mine d’inspiration précieuse en matière d’innovation, la nature ayant développé pour elle-même de nombreux procédés ingénieux. Et la perte de biodiversité rend encore plus importante cette quête !

La question reste de traduire cela de manière industrielle, ce qui pose des défis majeurs. Il faut ajuster ce que la nature peut apporter aux logiques de productivité de notre filière. Une voiture va, qui plus est, à une vitesse qui n’est pas celle des systèmes naturels, cela requiert aussi des adaptations. Mais face à l’urgence du défi d’une industrie durable, ces contraintes vont nécessairement nous obliger à réviser d’une manière ou d’une autre notre conception-métier : redéfinir nos modes de production, voire repenser ce qu’est la mobilité.

Quels sont les champs d’application potentiels de la bio-inspiration pour les industries de la mobilité ?

 

Nous visons en permanence l’allègement des véhicules, afin de réduire leur consommation d’essence. Nous travaillons donc sur les matériaux (fibres et matériaux composites) mais aussi sur les structures. On ne peut pas reproduire facilement tout ce que fait la nature, mais la fabrication 3D peut être une option pour certaines pièces, en marge des cadences d’usine. En dehors des surfaces autonettoyantes, d’autres fonctionnalités de surface sont susceptibles d’être bio-inspirées pour des applications dans l’automobile : mouillabilité, adhésion, autoréparation, couleur adaptative…L’aérodynamique adaptative3 est également un autre domaine de la bio-inspiration, potentiellement stratégique pour augmenter l’autonomie des véhicules électriques sur autoroute.

On peut également évoquer l’optimisation du pilotage des véhicules autonomes en vue de fluidifier et d’adapter collectivement leurs trajectoires et comportements. Ici, le modèle est celui de l’essaim d’insectes ou du banc de poissons, dont la recherche comprend de mieux en mieux les fonctionnements.

Face à l’ampleur des défis environnementaux, comment faire de la bio-inspiration autre chose qu’un outil comme un autre ?

 

On pourrait voir la bio-inspiration comme quelque chose de très opportuniste. Cela nous engage à ne pas rester dans du pur biomimétique et à concentrer nos développements sur les process industriels, dans une gestion beaucoup plus globale de l’impact environnemental, à l’échelle des cycles de vie. En effet, si le process d’une innovation bio-inspirée fait intervenir des intrants et des effluents non « propres », le défi n’est évidemment pas relevé.

Mon souci est de faire entrer dans l’opérationnel une évolution des pratiques. Une proposition de norme française sur l’écoconception bio-inspirée a été faite : il s’agit par exemple pour l’industrie automobile de se l’approprier, afin de créer des normes de bio-inspiration by design. Nous allons ainsi participer à diffuser cette norme et lancer des filières de formation interne.

Il faut être modeste, mais opiniâtre. Un cycle d’innovation complet est d’environ cinq ans, or les enjeux climatiques sont urgents.

 

1Cette thèse a donné lieu à un des 41 films de la série « Nature=Futur » accessible sur la plateforme Vimeo : « Un moteur plus humain ».

2Petits véhicules électriques automatisés sans chauffeur se déplaçant à la demande.

3Un véhicule dont la morphologie et les comportements s’ajustent à sa vitesse pour optimiser sa consommation énergétique.

 

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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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