A l’heure de l’intelligence artificielle et des algorithmes dotés à la fois d’une grande capacité de calcul et permettant le stockage de grandes quantités de données pouvant être utilisées dans la prise de décisions stratégiques. La quête de performance informationnelle et de l’innovation reste un enjeu important dans le processus de recherche et davantage pour les organisations. La connaissance source d’innovation n’est alors plus considérée comme une ressource à optimiser mais comme une ressource à mobiliser tout au long du processus de production pour organiser la recherche et une prise de décision efficace. La connaissance va être créée pour intervenir au sein de l’organisation en interne par une meilleure organisation et à l’extérieur de celle-ci afin de comprendre, d’organiser et de contrôle l’incertitude liée à un environnement complexe. La prise en compte des différentes parties prenantes ainsi que la recherche informationnelle vont alors jouer un rôle essentiel dans la recherche de performance industrielle et organisationnelle afin d’optimiser les ressources nécessaires au fonctionnement de l’organisation.
L’arrivée du web et la transformation avec les NTIC ont facilité la transmission de connaissance aussi bien dans sa rapidité qui est immédiate que dans la diminution de son coût de transmission. L’intelligence artificielle nécessitant l’usage du Big Data et des réseaux sociaux afin de collecter le maximum d’informations brutes pour être utiles à la prise de décision a donné lieu à une nouvelle forme de compétitivité : la compétitivité informationnelle. Ce nouveau mode de collecte qui génère de grandes quantités de données ne permet pas à l’homme de les traiter de manière efficace et rapide. L’intelligence artificielle permet avec l’aide de programmes de deep learning et la mise en place de programmes algorithmiques de remplir seul le cycle de l’information : collecter, traiter, analyser et diffuser l’information au bon moment.
Cependant, les programmes algorithmiques sont mis en place par l’homme car l’intelligence artificielle ne possède pas les capacités de réflexion d’un humain ni son raisonnement. La sélection de l’information utile se faisant par algorithmes, l’intelligence artificielle va obéir aux ordres de l’homme qui aura intégré à celle-ci des méthodes de détection et de corrélations afin de capter le maximum d’informations pertinentes. Cependant, l’IA peut oublier de prendre en compte certains paramètres pourtant indispensables à une bonne remontée d’informations ou chercher à créer elle-même des corrélations artificielles afin de créer un résultat fictif se rapprochant vaguement de la réalité.
En parallèle avec l’IA, le biomimétisme s’appuie sur l’inspiration de ce qui entoure l’Homme : la nature et le vivant. Le biomimétisme cherche à s’inspirer ainsi de 3.8 milliards d’années d’évolution en copiant les formes, matériaux et procédés issus du vivant sans exploiter les ressources de la Terre. L’IA va être intégré à ce processus de recherche par sa capacité d’analyse servant ainsi d’appuie à l’innovation et à la recherche de nouvelles solutions plus durable et écologique pour la Terre.
A. L’origine du biomimétisme
Le biomimétisme s’inspire de l’économie de la connaissance qui a toujours existé par le fait de s’appuyer sur la transformation de connaissances acquises par l’homme afin de les développer, de les faire évoluer permettant ainsi d’acquérir de nouvelles connaissances. Le biomimétisme se veut interdisciplinaire : médecine, recherche, industrie, architecture, défense… Dont le but premier reste de mettre au point des procédés et organisations permettant le développement durable et soutenable de la société. Par la crise économique et écologique liée à la surexploitation des ressources naturelles, le biomimétisme est vu comme une voie de recours, vecteur de mutations s’appuyant sur une économie utilisant des ressources naturelles, tournée vers la transition écologique et sociale. La bio-inspiration cherche à « repenser le système de production » en le rendant moins polluant et plus respectueux de l’environnement.
Quelques précurseurs
Otto SCHMITT
Otto SCHMITT est un chercheur, professeur d’université, inventeur et ingénieur américain créateur de l’amplificateur différentiel[i] qui reprend les bases du circuit du fonctionnement du système nerveux et de l’état de fonctionnement de celui-ci après la propagation d’impulsions le long d’un réseau de fibres nerveuses. Issue de ces activités médicales, SCHMITT créé le terme de « biomimétisme » comme étant : « un nouveau domaine de recherche au sein de la bioingénierie médicale ». Il crée également l’indice « Santhosha » utilisé pour définir la qualité de vie à plusieurs niveaux.
Janine BENYUS
Également théorisé par l’américaine Janine BENYUS, scientifique, consultante en innovation, connue pour ses travaux en biomimétisme notamment avec son ouvrage : « Biomimicry : Innovation Inspired by Nature »[2] publié en 1997 et a cofondé « Biomimicry Guild » : une guilde du biomimétisme qui vise à s’inspirer du vivant en prenant exemple sur « 3.8 milliards d’années de technologie adaptative ». Théoricienne du biomimétisme, Janine BENYUS a contribué à vulgariser la notion de biomimétisme. Elle met ainsi en avant la capacité d’adaptation auquel ont dû faire face près de 30 millions d’espèces vivant dans le monde afin de créer des processus de production durables qui restent propices à toutes les formes de vie sans créer de déchets. BENYUS propose une définition du biomimétisme qui s’inspire de la nature en définissant l’énergie solaire comme principale source d’énergie et son utilisation mesurée. Elle met l’accent sur le recyclage et l’absence de déchets dans le cycle de la nature notamment à travers la coopération entre les espèces. Elle utilise la contrainte comme source de création de richesses.
Idriss Jamil ABERKANE
Idriss Jamil ABERKANE est titulaire d’un Master en « Approche interdisciplinaires du vivant » à l’Université de médecine Paris-Descartes et notamment d’un doctorat en sciences de gestion à l’Université Paris-Saclay et d’un doctorat en littérature générale et comparée à l’Université de Strasbourg. Il publie un essai en 2016 intitulé « Libérez votre cerveau ! », ouvrage de vulgarisation sur les neurosciences. ABERKANE vente le caractère inépuisable de la connaissance en mettant en avant le biomimétisme en déclarant au cours d’interview : « la nature est le plus grand gisement de connaissances sur Terre. C’est une bibliothèque qui a 4 milliards d’années de recherches et de développement donc il faut la lire plutôt que de la bruler ». Conférencier en biomimétisme et bio-inspiration, auteur du livre : « Âge de la connaissance » publié en 2018 chez Rober Laffont.
ABERKANE développe trois principes fondamentaux de l’économie de la connaissance qui sont en lien avec le biomimétisme.
- L’échange de connaissances n’est pas un échange à somme nul : l’échange ne privera pas la personne qui a transmis une connaissance de celle-ci contrairement à un échange monétaire.
- L’échange de connaissances n’est pas instantané
- Les combinaisons de savoirs ne sont pas linéaires mais permettent d’acquérir de nouvelles connaissances afin de créer une synergie des savoirs.
Dans son ouvrage : « L’Âge de la connaissance » paru en 2018, l’auteur fait une différence entre la connaissance qui est reproductible et l’information qui ne l’est pas. L’auteur insiste également sur la compréhension, plus importante que la connaissance car elle permet d’acquérir de l’expérience et d’améliorer sa connaissance dans un domaine. Il cherche à mettre en évidence le besoin de recherche et l’importance de la connaissance qui reste supérieure à l’information et à l’intelligence artificielle du fait que celle-ci peut se transmettre et n’est pas à somme nul mais exponentielle. ABERKANE développe dans son livre la notion de « Blue Economy » qui invite à s’inspirer du vivant pour organiser une société intégrant à la fois les notions d’économie circulaire et le biomimétisme. Elle n’a pas pour but de désindustrialiser mais de développer l’intelligence humaine et le modèle de production actuel en convergence avec la nature. La Blue Economy vise à produire « comme la nature » : sans émettre de déchets de manière circulaire si bien que la production d’un bien entraine des coûts de production négatifs par le recyclage des déchets lié à celle-ci.
L’auteur définit l’existence de déchets comme étant : « un problème, et un problème, c’est une ignorance, donc une absence de connaissance… » (P.451). Pour l’auteur, l’économie de l’attention et du temps est nécessaire dans le processus d’acquisition de connaissances afin de créer une synergie des savoirs : « La connaissance extraite d’une source est proportionnelle au produit de l’attention et du temps » (p. 151).
B. La recherche dans le Biomimétisme
1. Les principaux acteurs français et européens
Biomimicry Europa
Biomimicry Europa est une association à but non lucratif née en 2006 à Bruxelles qui a pour mission de promouvoir le biomimétisme. Le comité français de Biomimicry Europa est créé en 2010 à Paris en vue de promouvoir le biomimétisme en France. L’association vise à apporter une pluralité de point de vue et partage la même conviction par l’observation des systèmes vivants, source d’inspiration pour accélérer l’innovation. L’association a formé quatre groupes de travail : le groupe « pollinisateurs » qui mène des actions liées à l’éducation et à la sensibilisation de larges audiences (conférences, expositions, enseignements…). Le groupe « passereux » vise à communiquer sur le biomimétisme auprès de divers publics par la rédaction d’articles, animation de blogs…). Le groupe « champignons » qui fournit des services afin de développer le réseau de réflexion engagé lors des rencontres LIPS (Life Inspired Principles for Sustainability) afin d’analyser les bases de données biologiques et écologiques pour illustrer les principes du biomimétisme du vivant avec des exemples concrets. Le groupe « Humus » qui mène des actions en lien avec la recherche d’innovation autour du biomimétisme sur le terrain avec la mise en place de programme de plantation d’arbres par exemple.
Le Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis
En France, le centre de formation et de recherche CEEBIOS : Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis crée en 2014 est une association de recherche en biomimétisme intégré depuis 2015 au ministère de l’environnement dans le cadre de sa stratégie nationale de transition écologique. L’objectif du CEEBIOS est de cartographier l’ensemble des acteurs publics et privés du biomimétisme en France, de fédérer et coordonner les régions et collectivités françaises sous l’impulsion du Ministère de la Transition écologique et solidaire. Il est en charge d’animer les groupes d’innovation stratégique selon les domaines : habitat, matériaux, biomimétisme marin, gestion de l’information, la formation et la coordination interrégionale.
Le Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis accompagne l’innovation par la mise en place de formations à travers un recensement des cursus diplômants disponibles en Europe, la fédération nationale des acteurs de l’enseignement dans différents groupes de travail et l’expérimentation d’une plateforme nationale de dépôts de projets étudiants. Le CEEBIOS a réalisé en 2017 une cartographie des différents cursus en bio-inspiration à l’échelle européenne.[3]
Une organisation par groupes de travail
Le CEEBIOS s’organise autour de six groupes de travail afin d’orienter les réflexions et recherches en biomimétisme et bio-inspiration autour de secteurs d’activités et de domaines particuliers.
Le groupe d’innovation stratégique « Habitat bio-inspiré » donne accès à des documents supports, opportunités et cas d’études de l’habitat bio-inspiré, des journées de conférences et la création d’un réseau d’adhérents industriels réunis autour des enjeux de l’habitat bio-inspirés qui facilite l’émergence de projets de recherche.
Le groupe d’innovation stratégique « Matériaux bio-inspirés » donne accès comme le groupe « habitat bio-inspiré » à des documents supports couvrant l’exploration du vivant et servant à identifier des technologies autour des enjeux des matériaux bio-inspirés facilitant l’émergence de projets de recherche. L’objectif à court terme est d’accompagner l’appropriation de la démarche biomimétique et d’identifier les sujets à explorer et de contribuer à la structuration de la filière par la mise en place de normes et de label « matériaux bio-inspirés » permettant ainsi une meilleure communication.
Le groupe « Gestion de l’information » a vocation à rassembler et faire réfléchir l’ensemble des organismes et personnes étudiants les systèmes d’informations et de communication du vivant. L’objectif recherché est d’identifier de nouvelles sources d’innovations bio-inspirées à exploiter pour contribuer à une économie plus soutenable.
Le groupe « Formation » tend à fédérer des acteurs de l’enseignement autour d’un groupe de travail. Le CEEBIOS a cartographié l’ensemble des formations sur le biomimétisme et la bio-inspiration.
Le groupe de « coordination interrégionale » guidé par le Ministère de l’Environnement, de l’énergie et de la mer[4] depuis 2017 encourage la mission de coordination interrégionale dont l’objectif est d’accompagner les régions à identifier les opportunités du biomimétisme selon les compétences territoriales industrielles et académiques. Les objectifs de ce groupe de travail sont d’informer sur le biomimétisme comme levier d’innovation au niveau national et international : il vise à préciser les spécificités régionales : orientations politiques de recherche et d’innovation, la structuration d’un réseau de l’innovation, la priorité en faveur de l’écologie et le partage de retour d’expérience des régions engagées dans une démarche de biomimétisme. Le CEEBIOS est en charge de coconstruire une feuille de route pour le développement et la recherche bio-inspiré sur le territoire national.
Le groupe « Biomimétisme marin » regroupe les innovations inspirées des ressources marines et de la nature. Il vise à mieux comprendre les services écosystémiques de l’océan. La région Nouvelle-Aquitaine avec le CEEBIOS a créé un pôle d’excellence dédié au biomimétisme marin implanté à Biarritz en partenariat avec la Communité d’Agglomération Pays-Basque.
La région Nouvelle Aquitaine, pôle d’excellence du biomimétisme
La Région Nouvelle-Aquitaine souhaite mettre en place des formations au sein de ses Universités afin de soutenir le développement de la bio-inspiration et du biomimétisme. La région a également lancée des groupes de travail concernant l’habitat-bâtiment, la chimie-matériaux et la croissance bleu ou Blue Economy : mode de production inspirer de la nature prenant en compte la réutilisation des déchets issue de la production de biens. La région souhaite ainsi à terme obtenir à la fois un effet de structure qui correspond aux impacts liés aux économies réalisées dans les achats d’énergies et matières première par l’adoption d’une démarche biomimétique et un effet de volume par l’accroissement du chiffre d’affaires issue du développement de nouveaux biens et services issus de la biomimétique.
En lien avec le CEEBIOS, l’étude VertigoLab publié en 2018 vise à créer un pôle d’excellence et de compétences dédié au biomimétisme marin regroupant ainsi différents acteurs.
- Les laboratoires de Biarritz qui s’inspirent d’une algue rouge : la Gélidium Sesquipedale pour élaborer une formule entrant dans la composition de crème solaire certifiée bio afin de réduire l’impact écologique que celle-ci ont sur l’environnement marin notamment des coraux et ressources halieutique.
- La biotech industrielle Fermentalg de Bordeaux en lien avec la ville de Paris et le groupe Suez réalise un programme de recherche écologique sur la capture de CO2 dans l’air par le biais de microalgues, végétaux photosynthétiques permettant de récolter le CO2 d’une centaine d’arbres.
- Le secteur agricole présente un intérêt pour une pratique durable par le développement de laboratoires ouvert mais aussi de recherche sur l’appauvrissement des sols, la lutte contre les parasites et ravageurs de culture, le changement climatiques et la pollution des sols.
2. Les domaines et découvertes importantes
Le système de fixation crochets et boucles textile
George De Mestral, fondateur de l’entreprise Velcro Compagnies est le célèbre inventeur du « Scratch » ou système de fixation crochets et boucle textile. Cette invention s’inspire du fruit de bardane accroché aux poils de son chien qu’il essaie alors d’enlever après être parti chasser en forêt. MESTRAL a alors observé le fruit au microscope et constaté que celui-ci possédait des épines qui se terminaient par des crochets déformables. Cette découverte lui donna l’idée de créer un type de fermeture rapide semblable aux épines de bardane.
La combinaison sportive de natation LZR Racer[5]
En 2008, Speedo commercialise la LZR Racer, combinaison de nataion avec laquelle tomberont 79 records du monde sur cette même année. Il aura fallu 3 ans, une coopération entre les ingénieurs de Speedo et de la Nasa, de plusieurs universités américaines et des experts dans la dynamique des fluides ainsi que 400 corps d’athlètes d’élite scannés pour élaborer un moule de la combinaison s’inspirant de la peau de requin. Cette invention aura nécessité le dépôt de 16 brevets pour créer une combinaison qui s’inspire du dessin de la peau de requin. Elle se caractérise par l’existence de rugosités présente chez le requin qui vont créer des micro-turbulences qui vont permettre au nageur une meilleure aspiration dans leurs coulées et diminuer la trainée de 5% selon le créateur Speedo. La combinaison formée de polyuréthane résiste au chlore et possède des coutures soudées par ultrasons réduisant la trainée de 6% liée aux frictions de la peau. Jugée trop efficace, elle sera interdite par la FINA (Fédération Internationale de Natation) en 2010.
Le pneu à la structure alvéolaire
Recherchant un pneu increvable, la structure alvéolaire du pneu n’a pas besoin d’air sous pression pour être utilisé. Le pneu possède une bande de caoutchoucs qui repose sur une structure alvéolaire en plastique permettant d’absorber les chocs et d’être anti-crevaison. Le pneu se veut résistant et faire le moins de bruit possible et diminuant la chaleur générée lors du roulement. L’usage qui en est fait reste l’usage militaire cependant, cette structure peut provoquer un déséquilibre et causer des vibrations lors d’un roulage à haute vitesse.
Le Eastgate Building au Zimbabwe
Inspiré d’une termitière, le centre commercial serait à 90% moins énergivore et régulerait sa température par le même procédé qu’une termitière. En effet, celle-ci subissent de grands changements de températures, chaudes le jour, les trous du bas de la pyramide sont débouchés à la base de la pyramide pour y faire entrer l’air chaud contrairement à la nuit où il fait plus froid et où les termites ferment les trous dans le nid permettant d’emmagasiner de la chaleur à l’intérieur de la termitière.
Conclusion
Le biomimétisme vise à s’inspirer du plus grand centre de recherche et de développement du monde à savoir la nature forte de plus de 3.5 milliards d’années d’évolution et d’adaptation. Le biomimétisme est le fait d’innover en s’inspirant du vivant et de la nature : économe en énergie et fonctionnant en circuit court, la nature recycle tout et ne produit donc pas de déchets. Il vise à imiter les comportements des espèces, copier le fonctionnement des écosystèmes et les procédés en adéquation avec une perspective de développement durable. La nature est une source infinie d’innovations durable et écologique pour la société. Le biomimétisme prend en compte le domaine de l’énergie, la santé, la gestion des déchets, l’habitat, les transports… L’IA va ainsi venir en complément du biomimétisme afin de collecter, analyser et traité de grandes quantités d’informations permettant de rechercher de nouveaux procédés d’innovations présent dans la nature afin de les développer et de les reproduire pour l’Homme.
Par Jacques Fauché, promotion 2019-2020 du M2 IESCI
Webographie et Bibliographie
Site internet du Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis
https://ceebios.com/site-ordener/
Évaluation du potentiel de développement de la biomimétique en région Nouvelle-Aquitaine 2018. VertigoLab, Économie & environnement
http://vertigolab.eu/wp-content/uploads/2018/01/Rapport-biomim%C3%A9tisme-en-NA_VF.pdf
« La Nouvelle-Aquitaine une région bio-inspirée, cartographie des acteurs et évaluation des retombées socio-économiques » avril 2018
https://issuu.com/conseilregional/docs/dossier_aquitaine_compil_impression
« L’océan source d’inspiration et d’innovation », site de la région Nouvelle-Aquitaine. Le 18 mars 2017
https://www.nouvelle-aquitaine.fr/toutes-actualites/ocean-source-inspiration-innovation.html
« L’Âge de la connaissance ». Idriss Jamil ABERKANE publié en 2018 édition
« Biomimétisme : les 10 inventions les plus impressionnantes inspirées de la nature, publié par Marc- Alexandre PIETTE le 20 novembre 2013 sur le site Affaire de gars
[1 L’amplificateur différentiel est utilisé pour enregistrer et mesurer les influx nerveux : activité électrochimique transmise à la suite d’une stimulation d’un récepteur sensoriel qui se propage le long du nerf sensible et remonte jusqu’au cerveau puis se redirige vers les organes effecteurs de cette stimulation.
[2 Traduit en 2011 sous le titre de « Biomimétisme : Quand la nature inspire des innovations durables », édition : Rue de l’échiquier.
[3 Cartographie des cursus universitaire en bio-inspiration à l’échelle européenne.
http://ceebios.com/wp-content/uploads/2017/11/Synth%C3%A8se-des-formations-en-Europe-V2.pdf
[4 Le Ministère de la Transition Écologique et Solidaire et le CEEBIOS ont publié un état des lieux sur le biomimétisme en France en juillet 2018
https://drive.google.com/file/d/1mEmytyfRGtBAOG6UW5LUSyvz6VCFqovs/view
[5 « Natation : le triomphe de la peau de requin ». Publié par Paul MOLGA. Les Échos, le 13 août 2008 https://www.lesechos.fr/2008/08/natation-le-triomphe-de-la-peau-de-requin-495564
