vignette|L'« avion-chauvesouris » de Clément Ader est un exemple d'engin bioinspiré.
Le biomimétisme désigne un processus d'innovation et d'ingénierie s'inspirant des formes, matières, propriétés, processus et fonctions du vivant, comme les ailes des oiseaux inspirant l’aviation. Il peut concerner des échelles nanométriques et biomoléculaires avec par exemple l'ADN et l'ARN, et jusqu'à des échelles macroscopiques et écosystémiques, incluant donc les services écosystémiques.
Il cherche ainsi des solutions soutenables produites par la nature, sélectionnées par de nombreuses espèces, éprouvées par l'évolution au sein de la biosphère. sur plus de 3,8 milliards d'années.
La biomimétique est un processus créatif interdisciplinaire entre la biologie et la technique, dont le but est de résoudre des problèmes anthropocentriques par l’abstraction, le transfert et l’application de connaissances issues de modèles biologiques. Mettant au point des procédés et des organisations permettant un développement durable des sociétés, le biomimétisme et la biomimétique sont parfois confondus avec la bioinspiration, cette dernière étant un concept plus générique puisqu'elle se définit comme « une approche créative reposant sur l'observation des systèmes biologiques »..
Le biomimétisme est un domaine encore émergent de la recherche et des domaines techniques, médicaux, industriels et de la bioéconomie, incluant des sous-domaines tels que la bionique, la bioassistance et l'architecture biomimétique. Certains auteurs y voient une voie nouvelle de développement soutenable et intégré dans la biosphèreWilliams M, Zalasiewicz J, Haff P.K, Schwägerl C, Barnosky A.D & Ellis E.C (2015) The Anthropocene biosphere. The Anthropocene Review, 2(3), 196-219. permettant de mettre au point des procédés et des organisations qui ouvrent la possibilité d'un développement durable des sociétés. En France et dans le monde, il existe de plus en plus d’organisations – des laboratoires de recherche aux entreprises en passant par les cabinets de conseil – qui agissent pour l’essor et la diffusion du biomimétisme.
Sémantique, éléments de définitions Étymologie : Le terme vient du grec, βίος bíos (vie) et μίμησις mímêsis (imitation).
C'est Otto Schmitt (universitaire et inventeur américain) qui aurait forgé le néologisme anglais biomimetics (biomimétisme pour les francophones) pour décrire la notion de transfert de processus de la biologie à la technologie. Janine Benyus l'a ensuite vulgarisée, notamment dans son livre de 1997 (Biomimicry : Innovation Inspired by Nature) où elle invite à considérer la nature comme , en insistant sur l'importance d'associer la soutenabilité à l'utilisation du biomimétisme ;
Vers une normalisation du vocabulaire et des concepts ? Dans le domaine en partie émergeant des solutions inspirées de la nature, y compris pour lutter contre le dérèglement climatiqueUICN France (2015) Des solutions fondées sur la nature pour lutter contre les changements climatiques. Paris, France., le vocabulaire (mots, expressions) et ses traductions d'une langue à l'autre ne sont pas encore fixés, c'est notamment le cas selon l'AFNOR pour les mots « bioinspiration », « biomimétique », « biomimétisme », « bionique », « biotechnologie », « bioingénierie » qui peuvent prêter à confusion, et on pourrait ajouter à cette liste le mot écomimétisme.
Un double projet de normalisation industrielle des notions de biomimétique et de biomimétisme a été lancé en 2011 (notamment poussée par l'Allemagne et portée par la France), par une présidée par Thibault Prévost avec pour mission de clarifier ces termes pour faciliter la communication entre les développeurs, concepteurs, utilisateurs, ingénieurs et techniciens, financeurs, etc. ( au travers de deux axes : .
En , l'AFNOR a accueilli deux jours de réunion du Secrétariat international sur la biomimétique, en défendant plusieurs propositions d’élaboration de normes sur le sujet. Deux projets de internationales concernant la biomimétique (et non le biomimétisme pour lequel un autre projet de norme est à l'étude depuis 2011projet de norme AFNOR : Biomimétisme -- Matériaux, structures et composants biomimétiques- ISO 18457 Internationale.) sous l'égide de l'ISOBiomimétique : prise de position des experts français dans l’élaboration des futures normes internationales , consulté 2016-07-03. ;
Pour Thibault Prévost, car . Deux projets de normes AFNOR ont été publiés en 2014, respectivement sur : la terminologie et les conceptsprojet Pr NF ISO 18458. ; les méthodes d'optimisationProjet Pr NF ISO 18459.. Selon l'AFNOR, cette norme doit familiariser les concepteurs avec la biomimétique comme outils efficaces permettant par exemple (selon le projet de norme) d' .
Ces deux projets en ont été présentés pour avis en 2014 par l'AFNOR (consultation publique close au 30/06/2014)AFNOR : Découvrez les deux premiers projets de norme sur la biomimétique et donnez votre avis jusqu’au 30 juin, consulté 2016-07-03..
L'expression « bioinspiration » n'est pas une traduction ni une adaptation française du terme biomimicry. (biomimétisme, expression proche mais inventé par des chercheurs nord américains (dont Janine Benyus). Bioinspiration et biomimétisme seraient donc deux termes et concepts ayant de nombreux points communs, sans être synonymes : la bioinspiration serait un terme plutôt global et généraliste désignant les démarches (y compris culturelles, musicales, esthétiques) qui s'inspirent du vivant ; le biomimétisme serait (pour l'AFNOR qui travaille encore à préciser sa définition) une méthode et une consistant à plus directement s'inspirer du vivant pour créer des systèmes artificiels, et des solutions techniques compatibles avec la biosphère (répondant donc mieux aux exigences du développement soutenable, sous forme de services, d'organisation, de produits, d'architecture, de structure, etc.) Cette notion englobe en Allemagne la biomécanique ; les techniques biomimétiques s'inspirent d'organismes vivants, de propriétés de leurs tissus, de leur génome, etc. Elles sont par exemple utilisées dans un grand nombre de domaines industriels, et semblent avoir un bel avenir dans les secteurs agricole, forestier, de la construction. l’écomimétisme s'appuie plus largement sur l'étude de fonctionnements écosystémiques permettant de reproduire les conditions et avantages de systèmes souvent écologiquement très efficients, par exemple et notamment en s'appuyant sur les services écosystémiquesUICN France (2014) Panorama des services écologiques fournis par les écosystèmes français – étude de cas : les écosystèmes marins et côtiers d’Aquitaine. Paris, France. ; en 1960, le mot « bionique » existait déjà, associé à des parties du corps humain actionnées par des moyens électroniques.
Enjeux Le biomimétisme pourrait aussi être un vecteur de mutation, d'une économie « carbonée » polluante et consommatrice d'espace, d'énergie et de ressources naturelles minérales vers une « économie verte » s'appuyant sur des techniques simples, propres, sûres et sobres, une transition énergétique, voire vers la transition écologique et sociale, en réponse aux crises économiques comme écologiques liées à la surexploitation des ressources naturelles.
Les enjeux sont aussi économiques (un rapport américain évalue à 1000 milliards de dollars en 2025 ce que pourrait être le marché du biomimétisme). La bioinspiration permet souvent de en le rendant plus efficace, moins coûteux et moins nuisant vis-à-vis de l'environnementLovins, L. H. (2008). Rethinking production. State of the World, 2008, 34., mais en France, le CESE estime qu'il est trop tôt et que l'on manque d'outils appropriés pour faire des évaluations économiques précises des bénéfices attendus.
Le biomimétisme est un processus neutre : il peut être source de progrès, mais pourrait aussi servir à produire de nouvelles armes militaires ou économiques, ou contribuer à de nouveaux gaspillages de ressources. Et quand les transferts se font vers l'industrie des nanotechnologies ou des biotechnologies, des risques nouveaux ou émergents en matière de santé environnementale et/ou pour les écosystèmes sont à prendre en compte. Des problèmes complexes d'éthique environnementale se posent, avec notamment : le partage des connaissances et des bénéfices face aux récentes possibilités de brevetage du vivant. Ce brevetage peut déposséder les populations autochtones et les détenteurs de savoirs traditionnels au profit de quelques grandes multinationales ; il peut aussi priver des populations pauvres des retours de certaines inventions s'inspirant de la nature, mais brevetées. la bionique n'est pas en soi gage de soutenabilité ou de paix dans le monde. Comme le souligne le rapport du CGDD (2012), une « invention de la nature » isolée de son contexte peut perdre son intérêt écosystémique, voire être contreproductive, surtout si elle n'est pas inscrite dans un processus « circulaire » où la matière n'est pas intégralement recyclée. Chaque invention dans ce domaine devrait faire l'objet d'une analyse du cycle de vie (ACV) affinée. En France le CESE propose que la notion de biomimétisme intègre systématiquement les principes et critères de la soutenabilité.
Racines historiques Dès la Préhistoire, les humains, en observant le monde vivant ont probablement trouvé de nombreuses réponses à des problèmes simples et complexes. La nature a en effet par le jeu de l'évolution et de la sélection naturelle résolu de nombreux problèmes de bioingénierie, tels que l'hydrophobicité (repoussée de l'eau), la résistance au vent, le stockage de l'énergie, la biosynthèse à froid et à pression ambiante, l'autoassemblage et la capture de l'énergie solaire grâce aux mécanismes produits et sélectionnés par l'évolution.
Un exemple souvent cité du biomimétisme est l'étude des oiseaux faite pour permettre aux humains de voler ou planer. Il n'a pas créé de machine volante, mais Leonardo da Vinci (1452-1519) observait l'anatomie et le vol des oiseaux, avec maintes notes et esquisses, qui ont inspiré ses machines volantes. Les frères Wright, pionniers du premier aéronef plus lourd que l'air en 1903, se sont inspirés des pigeons en vol. D'autres inventeurs, tel Clément Ader, ont fait de la chauve-souris leur modèle.
Otto Schmitt, qui aurait inventé le mot biomimétisme (en anglais : ) pour décrire le transfert des processus de la biologie vers la technologie a inventé la bascule de Schmitt en tentant d'imiter la transmission des signaux par les nerfs.
Le Conseil économique, social et environnemental (CESE) note en 2016 que la différence entre la simple imitation de la nature et le biomimétisme est l'exigence de soutenabilité et que Le biomimétismme : s'inspirer de la nature pour innover durablement, rapport du CESE, p. 6.. vignette|Ce lichen du genre Xanthoria (X. polycarpa probablement) survit en milieu très sec et à une exposition intense aux UV grâce à l'association entre l'algue unicellulaire et le champignon qui le constituent. Il est une source d'inspiration pour le biomimétisme. De plus, dans le cas présent, il pourra être transporté sur de grandes distances par la propagule de bardane qu'il a colonisée. Ce sont les crochets de cette bardane qui ont inspiré l’inventeur du Velcro.
Utilisation du biomimétisme Biomimétique des écosystèmes