Biomimétisme : et si la nature donnait la mesure ?

Le biomimétisme a le vent en poupe et suscite une innovation foisonnante. Durable et adaptable, la nature fait la leçon.

Le biomimétisme gravite autour d’une idée centrale : il s’agit avant tout de reconnaître que la Nature, ses organismes et ses écosystèmes, ont une longueur d’avance sur l’humanité dans la résolution de problèmes. « Nature knows best », comme le formule efficacement l’anglais. « Scrute la nature, c’est là qu’est ton futur », disait déjà Léonard de Vinci ! Le terme actuel – biomimétisme – date des années 80, mais trouve un écho plus large en 1997, avec l’ouvrage fondateur de Janine Benyus Biomimétisme: Quand la nature inspire des innovations durables. Depuis, la notion n’a cessé de faire des émules. En 2014, le Centre européen d’excellence en biomimétisme de Senlis (CEEBIOS) est créé. En 2017, Fortune et McKinsey en font une de leurs tendances majeures. En 2018, le salon Biomim’expo migre à Paris, fort d’un succès grandissant. Dans les années à venir, les projets de construction ambitieux sont amenés à se multiplier, à l’image du bâtiment Ecotone, prévu pour 2023 dans le cadre du Grand Paris. Pour autant, le concept de biomimétisme reste souvent utilisé de manière vague, comme un coup de baguette magique sur le monde de la construction. Pour les professionnels du secteur, le risque est d’en faire un mot clef bien marketé, mais parfois vidé de sa substance. Nous avons fait le tour de la tendance.

De la métaphore aux technologies

L’inspiration naturelle est loin d’être une nouveauté. En architecture, le Baroque ou l’Art nouveau revendiquent depuis plusieurs siècles déjà leurs filiations avec le vivant. Plus récemment, nombre d’ouvrages s’inscrivent dans cette tendance. Le Lotus Temple de New Delhi prend la forme d’une fleur, l’Helix Bridge de Singapour imite la structure de l’ADN, le stade olympique de Pékin est surnommé le nid d’oiseau… Souvent, il s’agit de bio-inspiration dont la dimension est avant tout esthétique, symbolique et métaphorique. Parfois, on parle d’architecture bionique qui « donne naissance à des nouvelles formes efficaces du point de vue fonctionnel et originales dans leur qualité esthétique, mais sans tenir compte des principes de la nature, ni nécessairement du développement durable ». Plus rarement, on parle véritablement de biomimétisme. Il serait donc le développement ultime de l’inspiration naturelle. Par définition multidisciplinaire, le biomimétisme s’attache aux règles plutôt qu’aux formes et cherche à reproduire les capacités d’adaptation spectaculaires du vivant. En outre, il implique de construire en synergie avec l’environnement, dans les mêmes logiques des écosystèmes qui régissent la nature.

Dans ce cadre très large, le biomimétisme recouvre plusieurs aspects. Selon l’étude Le biomimétisme : s’inspirer de la nature pour innover durablement, menée en 2015 par Patricia Ricard à l’initiative du CESE, on peut distinguer ce qui relève des formes, des procédés et des écosystèmes.

ArtScience

Biomimétisme formel : de l’esthétique aux matériaux ?

Les formes et les morphologies naturelles sont le fruit de millénaires d’adaptation. À ce titre, elles portent en elles de nombreux enseignements dont le monde de la construction s’inspire. À l’échelle du globe, les exemples les plus spectaculaires sont aujourd’hui devenus célèbres. Le Swiss Re Building à Londres, surnommé « le cornichon », s’inspire de la structure de la Corbeille de Vénus, un organisme marin très résistant. À Singapour, la salle de concert The Esplanade imite la peau du durian, un fruit tropical, afin de réduire la consommation d’énergie du bâtiment et le recours à l’éclairage artificiel. Toujours à Singapour, l’ArtScience Museum, prend la forme d’une fleur de lotus géante, pour ses qualités esthétiques, mais également pour récupérer facilement les eaux de pluie !

À l’échelle de la structure des matériaux, les mêmes procédés existent. On notera ainsi les propriétés acoustiques des toiles d’araignées, ou les promesses de légèreté et de résistance du « metallic wood ». Dans le même ordre d’idée, des chercheurs du MIT ont mis au point un procédé inverse : à partir de propriétés spécifiques recherchées, ils sont en mesure de déterminer les microstructures optimales…

Biomimétisme de procédés : le bâti vu par les termites, les algues et les arbres

Au-delà des formes, les comportements naturels offrent également de belles perspectives. Ici, architectes, chercheurs, et bâtisseurs tâchent d’analyser les processus et les fonctions du vivant afin de les reproduire. Exemple canonique d’un biomimétisme de procédé, le bâtiment EastGate, construit à Harare, la capitale du Zimbabwe, s’inspire du fonctionnement des termitières pour faciliter sa ventilation et la stabilité des températures intérieures. Il consommerait ainsi 35% d’énergie en moins, par rapport à un bâtiment climatisé classique. Le cabinet d’architectes X-TU fait quant à lui la promotion des bio-façades, contenant des cultures de microalgues, capables de réguler la température des bâtiments ou de capter le CO2, mais également de produire une précieuse biomasse. Dans le domaine des matériaux, des scientifiques tentent aujourd’hui de mettre au point un polymère thermo-régulé en s’inspirant du fonctionnement des feuilles… Une innovation arboricole que ne renierait pas Manal Rachdi, architecte fondateur du cabinet OXO, qui fait dans Batiactu un éloge appuyé de l’efficacité des arbres. « Ce sont des pièges à carbone, ils gèrent l’hygrométrie, ils stabilisent les sols ». L’architecte ajoute que l’arbre « récupère l’énergie solaire, la transforme, la redistribue, il est solidement ancré dans le sol mais il est évolutif ». Pas étonnant dans ce contexte qu’il se soit associé avec le japonais Sou Fujimoto pour donner vie à l’Arbre Blanc de Montpellier, un bâtiment biomimétique aux performances énergétiques remarquables.

Biomimétisme d’écosystème : la forêt comme avenir de la ville ?

Enfin, la dernière catégorie du biomimétisme concerne la relation des êtres vivants entre eux. Il s’agit ici de reproduire des échanges, des réseaux et des équilibres, souvent d’une grande complexité. Kalundborg au Danemark – né il y a plusieurs dizaines d’années mais toujours en évolution – reste l’exemple le plus emblématique de « symbiose industrielle ». Un fabricant de placoplâtre utilise les excès de gaz de la raffinerie pour chauffer le gypse. Les eaux de refroidissement de la même raffinerie profitent à l’usine de production électrique, etc. Dans l’ensemble, les différents acteurs industriels présents sur le site optimisent la gestion de leurs flux de déchets, d’eau ou d’énergie. Ce projet, né presque spontanément, trouve aujourd’hui des héritiers. L’analogie entre les centres urbains modernes et les écosystèmes naturels laisse imaginer l’émergence d’une « ville biomimétique ». Les projets de forêts verticales – à l’image du Bosco Verticale de Stefano Boeri à Milan – se multiplient et préfigurent peut-être l’avènement de villes plus connectées à leur environnement.

Bosco Verticale

La durabilité comme perspective

Si le biomimétisme dans la construction ouvre des perspectives technologiques passionnantes, la tendance peut également être comprise de manière plus philosophique. Il s’agit en effet d’un changement de perspective dans notre rapport au monde, jusque-là très centré sur l’extraction et l’exploitation des ressources. Dans ce contexte, le monde de l’entreprise progresse mais reste relativement timide. Le Biomimicry Launchpad, programme d’accélération dédié aux entreprises s’appuyant sur le biomimétisme, remettra à l’occasion du festival Circularity 2019 un prix de 100 000$ à une startup du secteur. Parmi les entreprises sélectionnées, EcoStp s’inspire des estomacs des vaches pour traiter les eaux usées, GenRail utilise l’énergie éolienne générée par les autoroutes pour produire de l’énergie, alors que Phalanx Insulation développe des panneaux d’isolation bio-inspirés. Si l’initiative est encourageante et les projets présentés passionnants, elle reste encore isolée et presque dérisoire au regard des enjeux. Entre évidence et frilosité, le biomimétisme cherche encore ses champions !