Même si le terme « biomimétisme » reste peu connu, celui-ci n'est pas récent. En effet depuis toujours, l’Homme cherche à imiter la nature sans lui donner le titre de science mais plutôt pour servir leurs intérêts dans la résolution des difficultés quotidiennes.
Voici quelques exemples au travers de l’histoire :
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Icare :
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Se sentant trop attaché au sol, l’homme de l'antiquité a surement voulu le survoler. En effet s’il s’est lancé dans la conquête des airs c’est grâce à cette captivante liberté de vol. L'apprentissage se fait en s'inspirant de la nature, qui forcément excelle dans ce domaine. De nos jours tout le monde envie la faculté des oiseaux ! Des scientifiques se sont alors mis à faire des recherches et à observer ce qui amènera à l'invention de l'avion et à la naissance de l'aérodynamique pour la science.
Leonard de Vinci s'est plutôt lancé dans l'invention d'une machine volante imitée d'une aile de papillon qu'il nomma ornithoptère. Il en donna une définition très simple :"L'oiseau est un instrument qui fonctionne selon les lois mathématiques et l'homme n'a qu'à mettre au point une machine susceptible de reproduire chacun de ses mouvements". Mais il fut confronté à des difficultés techniques liées aux matériaux qui avaient un poids trop élevé, ainsi qu'a des difficultés d'énergie. Il met donc toutes ses inspirations de la nature sur papier afin que des nouveaux chercheurs puissent s'en servir pour l'avenir du biomimétisme.
Un leitmotiv permanent pour lui se résumait ainsi : "va prendre tes leçons dans la nature, c'est là qu'est notre futur ». Cette splendide phrase semble utopiste mais pourtant 500 ans après, l'idée semble pouvoir enfin prendre corps dans nos modes de pensé ainsi que dans notre quotidien.
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Le papier :
Au début du 18 e siècle le grand savant François Réaumur observa les guêpes et remarqua que la matière de leurs nids ressemblait à du papier. Il se mit à faire des recherches sur ce « papier » pour savoir de quel matériau il s’agissait. Un jour, il aperçut une guêpe en train de débiter de ses mandibules le châssis de sa fenêtre en bois ; il comprit alors que c'est en mâchant ce bois qu'elles construisent leurs nids de papier. Il s'est donc inspirer de cette méthode. Et de nos jours, le bois reste encore la matière principale pour fabriquer du papier ainsi que du carton.
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La tour Eiffel :
La tour Eiffel, prodige d'ingénierie, est un exemple universel mais insoupçonné du biomimétisme. Effectivement, en 1889, Gustave Eiffel et ses collaborateurs se sont inspirés pour son architecture, de la structure intérieure d'un fémur humain.
L'origine de cette méthode créatrice et innovatrice remonte à 40 ans avant que la Tour Eiffel ne soit construite.
1.2 Biomimétisme dans l'histoire
L’ingénieur suisse étant très curieux observa au microscope ce fruit possédant des propriétés fixations jusqu'à alors inconnues et découvrit les minuscules crochets qui permettent à la bardane d'adhérer au tissu. Puis il décida d'imiter artificiellement la structure de ce fruit.
Après huit ans de recherche, il aboutit à sa reproduction synthétique en déposant le brevet en 1948 de la bande auto-agrippante qu'il baptise : « le velcro » (comme les premières syllabes du mot "velours " et du mot "crochet").
Chaque crochet exerce une force considérable, par conséquent : pour retenir une personne de 80kg il faut 13 cm² de velcro.
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Ce matériau polyvalent et pratique a réussi à trouver une grande utilité dans le domaine vestimentaire et aérospatial. A Munich l'université technologique a réalisé un exploit : sur une bande de 0,2mm d'épaisseur, les crochets permettaient d'atteindre une résistance de 35 tonnes par mètre carré ! Le scratch n'a donc toujours pas fini de s’étendre. Cette découverte est aujourd’hui omniprésente dans notre quotidien.
Au début des années 1850, Hermann Von Meyer spécialiste en anatomie, s’intéressait à la partie du fémur qui s'insère dans l'articulation de la hanche ; l'os le plus léger et le plus résistant du corps humain. Il réalisa alors que l'intérieur du fémur est capable de contenir un poids d'environ une tonne en position verticale. Celui-ci est composé d'un grillage de minuscules saillies osseuses appelées traboules.
Pour revenir à notre exemple, tout comme dans le fémur, les courbes métalliques de la Tour Eiffel forment un treillage fait de barres et d'attaches. La tour utilise alors moins de matière, et la modélisation du bâtiment est très flexible et solide. Cette structure inébranlable et ventilée permet donc à la Tour de pouvoir tenir debout face aux effets du vent qui peuvent la déstabiliser. L’architecte comprit alors que la constitution de l'os était parfaite pour diminuer les réactions de la pression, et de la charge en termes de poids.
En effets, le Biomimétisme s’inspire donc aussi de l'être humain.
Otto lilienthal :
Otto Lilienthal, a aussi joué un rôle primordial dans le biomimétisme. Il fut aussi un des plus grand novateur d'une petite machine à vapeur cylindrique destinée à l'artisanat et à la construction d'un jeu en bois très répandu jusqu'à aujourd'hui .
Il fut très rapidement exalté par la question du vol humain. Après qu'il soit devenu ingénieur, il édita en 1889 un ouvrage fondamental pour l'avenir de l'aviation. Lilienthal s'était alors préoccupé de plus près des vols des oiseaux. Il fut l'un des premiers à établir l'importance de la voussure de l'aile. Après avoir étudié longuement le vol des cigognes, il créa les premiers appareillages de vol qui étaient réussis pour les vols de glissement. Ses engins étaient le fruit de très nombreuses estimations et calculs.
Les œuvres et les expériences réalisés par Lilienthal eurent des conséquences capitales sur ses contemporains, notamment sur Chanute et sur les frères Wright. Lilienthal n'est pas que l'un des patriarches de l'aviation, c'est sans doute le créateur du pilotage. C'est le premier homme à avoir conduit en vol grâce à ses recherches sur les cigognes.
Clément Ader :
En 1890, Clément Ader disait : "Le vol des oiseaux et des insectes m'a toujours préoccupé " J'avais essayé tous les genres d'ailes d'oiseaux, de chauves-souris et d'insectes, disposées en ailes battantes, ou ailes fixes avec hélice …"
Dans le mythe d'Icare on retrouve cette inspiration : il était prisonnier du labyrinthe du roi Minos en compagnie de son père “dédale”. Pour s'évader ils s'inspirèrent des ailes d'oiseaux en utilisant leurs plumes certaines coller avec de la cire. Ce projet échoua finalement mais Depuis toujours l'homme veut imiter la nature à l'image d’Icare.
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Vinci :
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Leonard de Vinci, premier vrai chercheur en biomimétisme de la renaissance a tenté tout au long de sa vie de construire des machines à voler en s’inspirant des oiseaux, sans succès. Il laissa quand même derrière lui énormément d'idée inspirées de la nature qui participeront au développement du biomimétisme moderne.
Son invention a été le premier avion à rester suspendu dans les airs plus de 5 secondes, ce qui est suffisant pour lancer un homme dans sa conquête de l'air. L’Eole produite imite très bien le mouvement de la chauve-souris. Ses ailes sont cousues sur un squelette et sa membrane est conçue en toile de soie très fine et très souple ce qui amène à une reproduction conforme des muscles et des tendons de l'animal.
Le velcro :
En 1941, Georges de Mestral, revenant d'une partie de chasse s’aperçu que des fruits de bardanes s’étaient accroché à son pantalon, ainsi qu’à la fourrure de son chien.
