Quand la nature inspire les inventeurs

Un super caoutchouc, une climatisation de choc bon marché… Que la nature est bien faite ! Mais les scientifiques, en la copiant, se prennent parfois la tête…

Le département armement de Thales dispose d’un budget recherche & développement de 1,9 milliard d’euros. Celui de PSA Peugeot-Citroën atteint les 2,26 milliards d’euros. Quant au groupe EADS (aviation, armement), il injecte 2,13 milliards d’euros dans l’innovation. Malgré tous ces milliards et cette énergie investie dans les technologies, les ingénieurs français n’arrivent pas à reproduire les «miracles» de la nature. Même constat à l’étranger. Impossible d’égaler les prouesses du nautile par exemple qui est très silencieux sous l’eau, du lézard gecko qui est capable de monter des parois vitrées ou encore de la mouche dont les ailes bougent des dizaines de millions de fois sans être usées.

Depuis toujours, les scientifiques et les inventeurs tentent de reproduire ces performances. Ou au moins de s’inspirer des solutions efficaces et durables développées depuis des millions d’années par les organismes vivants. C’est le but d’une discipline scientifique appelée le biomimétisme et théorisée au début des années 1990 par la biologiste américaine Janine Benyus. Mais dame Nature ne livre pas tous ses secrets sur un claquement de doigts !

Le nautile : modèle des réacteurs puissants et silencieux

Comme le calamar ou la pieuvre, il récupère l’eau à travers une sorte de siphon, placé à l’arrière de sa tête. Extrêmement léger, ce réacteur naturel intrigue les scientifiques car il est insensible à la pression des eaux profondes et parfaitement silencieux. Ces deux avantages tapent notamment dans l’œil de militaires de plusieurs pays qui souhaitent avoir des sous-marins difficiles à repérer. Le nautile a donné lieu à une application plus pratique pour le grand public. La société américaine Pax a en effet mis au point un ventilateur plus silencieux. Déjà ça !

Le Gecko : botte secrète de Spider-Man

Ce lézard défie les lois de l’impesanteur et peut escalader une paroi de verre ou rester au plafond sans tomber. Un rêve de Spider-Man ! Son secret ? Ses pattes dotées de millions de poils minuscules. Lorsqu’ils sont en contact avec une surface, il se produit une liaison de Van der Waals : une interaction électrique de faible intensité entre les molécules à l’extrémité des poils et celles de la surface. Si le lien créé avec chaque poil est faible, à l’échelle du million, il devient très résistant. Différents chercheurs veulent reproduire cet exploit. Aux États-Unis, on a réalisé des rangées de microfibres permettant à des objets placés sur des surfaces quasi-verticales de ne pas glisser. Mieux, des minirobots en sont équipés pour marcher au plafond. Quant à Nicola Pugno, chercheur turinois, il s’en inspire pour fabriquer le costume de l’homme-araignée…

Les termites : architectes de la climatisation efficace

Des architectes suédois et américains s’intéressent au système de refroidissement des monticules de macrotermes michaelseni (termites africains). Dans leur nid, les insectes parviennent à maintenir 30°C au fil de la journée, alors que la température passe de 1°C (la nuit) à 40°C (le jour) grâce à un ingénieux réseau de tunnels et de conduites d’aération assurant aussi la qualité de l’air et le niveau d’humidité. Et ce avec la seule énergie du vent ! Ce principe d’auto-régulation permettrait de construire des bâtiments consommant moins d’énergie.

La bardane : plante qui a scotché les mamans !

Toutes les mères qui aident leurs enfants à mettre leurs chaussures peuvent bénir Georges de Mestral ! C’est par hasard que cet ingénieur suisse a imaginé la bande Velcro (Velours Crochet®). Au cours d’une balade, il remarque que les fruits de la bardane s’accrochent aux poils de son chien et à son pantalon. Intrigué, il constate que ses épines sont dotées de petits crochets. Il fait breveter son invention en 1951.

Les libellules : à l’origine de la perfection aérienne

Développés à la fin des années 1970 par des Israéliens, ces mini-avions autonomes ont depuis été adoptés par de nombreuses armées. On cherche désormais à développer des micro-véhicules aériens à ailes battantes. Les chercheurs français s’inspirent pour cela de la libellule dont la voilure est plus simple que celle des oiseaux. L’insecte développe aussi un vol stationnaire et une grande agilité. Pour autant, les inconvénients des oiseaux n’ont pas découragé une équipe de chercheurs néerlandais. Ils ont réussi à faire voler, à l’intérieur et en mode stationnaire, un microdrone à 4 ailes battantes d’une trentaine de centimètres d’envergure.

Le martin pêcheur : patte high-tech du TGV japonais

Le Shinkansen est l’équivalent nippon de notre train à grande vitesse. Pour relier à 300 km/h Tokyo et Hakata, ce train s’est inspiré du plumage du martin-pêcheur, connu pour sa vitesse de pénétration dans l’air et dans l’eau, et de son bec.  En l’étudiant, les ingénieurs japonais ont constaté que son aérodynamisme permettait de percer l’air avec efficacité : il réduit la pression de l’air de 30% et la consommation électrique de 15%. Plumage et bec, deux atouts pour foncer dans les tunnels sans craindre les tourbillons et l’onde de choc !

La puce : une élasticité au service du cœur ou…des semelles !

Au cours de sa vie, la drosophile (mouche du vinaigre) bat 500 millions de fois ses ailes. Sans usure apparente! Quant à la puce, elle parvient à faire des bonds équivalents à 150 fois sa taille! Son truc ? La résiline, une protéine identifiée en 2001. Cette souplesse sera peut-être un jour au service des malades. C’est l’objectif de chercheurs australiens qui travaillent depuis 2005 à la miseau point d’un super caoutchouc capable de s’étirer jusqu’à trois fois sa longueur, sans perdre sa souplesse. Performance qui pourrait être très utile pour réparer ou remplacer des vaisseaux sanguins, des valves cardiaques ou des disques intervertébraux… D’autres applications sont envisagées dans le sport pour fabriquer des chaussures aux semelles encore plus résistantes.

Auteur : Philippe Richard

Source : www.reponseatout.com