Le « Biomimétisme »

& La « Bio-Inspiration »,

Ou : la redécouverte de l’Application de la Recherche Fondamentale, des Génies Biologiques dans un contexte philosophique Perma-Cultural

Varin (2016, 2017) (English Version, French Version)

Qu’elle est l’origine du Biomimétisme et de la Bio-inspiration ?

« L’Essence Universelle de L’Homme : L’Homme Copieur Améliorateur Innovateur » Dr sébastien Varin

Lorsque l’on parle de Nature Humaine, nous parlons de l’Essence Universelle de l'Homme. Cela suppose qu'il existe un certain nombre de caractéristiques communes à tous les hommes sans restriction. Donc, c'est-à-dire qu'il existe une définition de l'Homme qui s'appliquerait à tous et à chacun d'entre eux sans restriction.

Or, lorsqu'on observe les hommes, nous observons une diversité fonctionnelle adapté aux environnements dans laquelle ils ont évolué et évoluent. Cela semble anéantir l'idée même d'une Nature Humaine. Et, cette capacité d’observation est issue elle-même de notre nature et diversité fonctionnelle, de notre environnement d’interaction, de notre nature biologique, de notre vécu, de nos connaissances et des enseignements que nous avons eu.

De ce fait, le problème est le suivant :

D’un côté nous parlons de Nature Humaine de l’autre d'Essence de l'Homme.

Aux yeux de l’homme philosophe ou non et de l’ensemble de ses connaissances, c’est-à-dire la perception qu’il a du monde à un temps-moment « T » et une coordonnée-endroit « E » :

Il semble que l’idée de définir L’Homme fût légitime principalement à l’époque de la classification du vivant jusqu’à la seconde moitié du XXème siècle et le soi encore aujourd’hui pour certain malgré :

1. l’avancé des connaissances scientifiques et une absence d’actualisations des connaissances multidisciplinaires de la part de nombreux philosophes et scientifiques,
2. que rien ne semble exister sans avoir de nature.

Mais, les différences observables entre les individus sont telles qu’ils semblent n’avoir rien en commun. Hors, ceci est expliqué de manières scientifiques. Il ne s’agit plus d’une boite noire.

(voir Génomes, Concept de Plasticité (Varin, 2009; Varin, 2016; Varin, 2017), Evolution)

Aristote distinguait l'homme des animaux de trois manières : par la vie sociale, par le langage et par la conception du Juste et de l'InJuste.

Les idées d’Aristotes ont été remises en cause et ont été démontrées comme fausses depuis de nombreuses années par les scientifiques.

Les domaines de recherche comme l'éthologie (l'étude du comportement animal), anthropologie, entomologie, biologie (génétique, physiologie, évolution), écologie fonctionnelle-écophysiologie, écologie, physique ont montré que les trois caractéristiques de l’homme définit par Aristote et certaines autres caractéristiques réputées propres à l'homme étaient en réalité partagées par : les mammifères notamment les primates, castors ; les insectes ; les oiseaux ; les végétaux ; les microorganismes.

Au fond, réduire l'homme à ses propriétés biologiques revient à apparenter l'homme aux animaux que l'on définit eux aussi par ces mêmes propriétés.

Or, c'est un lieu commun de dire que l'homme est un animal en tant qu’un corps biologique. Il est le fruit de l'évolution des espèces. Il se distingue des animaux par le simple fait qu’il se sent supérieur à ces êtres et se place en dehors de l’écosystème. Cette perception de « retrait » de l’homme face à son Environnent, introduit les idées :

• D’absences d'Humilité,
• Arrogance,

Hors, ce comportement est le fruit d’un conditionnement principalement culturel et sociétal qui peut être accentué par des caractères génétiques plus ou moins agressif lui-même issu d’une sélection naturelle fruit de l’histoire de l’homme sur un terrain génétique plutôt collaboratif et sociable.

Une différence qui distingue l’homme du reste des espèces vivantes !

Finalement, en quoi l’homme se distingue-t-il des Animaux ?

Si on parvient à différencier l'homme des animaux, il sera peut-être alors possible de dire quel est son Essence.

L’homme est un animal parmi les autres et se distingue par d’autres caractéristiques d’ordre comportemental.

Notamment :

« L’Homme est par nature un animal Copieur-Améliorateur-Innovateur à l’échelle planétaire. Il joue un grand rôle dans l’écosystème dans laquelle il évolue. » Sébastien Varin.

Qu’est-ce que le Bio mimétisme ?

Définition du Concept

Le biomimétisme, c’est l’art d’observer, de comprendre d’apprendre du vivant, et de s’en inspirer ou de l’imiter pour concevoir des produits, des procédés ou des systèmes humains innovants et compatibles avec la biosphère.

Biomimétisme Bio=Vie ; mimétismes= imiter

1. La nature comme modèle
2. La nature comme étalon
3. La nature comme maître

Le « biomimétisme » consiste à imiter les créations de la nature et à les adapter à nos besoins (AFNOR, 2012). Ce concept qui connaît un renouveau innovant a permis aux biologistes et ingénieurs de mettre en place de nouvelles possibilités technologiques en remettant au goût du jour les possibilités de la recherche fondamentale qui observe les mécanismes de la nature.

Remarque :

Dans ce contexte, l’AFNOR s'est prononcé de contribuer à la création de l'ISO TC 266. Elle envisage de créer un nouveau domaine de normalisation sur le biomimétisme. Ce nouveau domaine permettrait la mise en place :

1. d'une commission de normalisation française ;
2. et d'une délégation d'experts pour défendre les réflexions de la France lors de la réunion internationale du comité technique ISO.

Qu’elle est son contexte scientifique ?

Sur la Terre, voilà 3.8 milliards d’années que la vie se diversifie, évolue en suivant et contribuant aux changements de notre planète. Depuis les premiers bouillons primitifs avec les premières bactéries, les organismes vivants ont su développer des caractéristiques, des stratégies, des procédés divers et variés pour s’adapter aux conditions environnementales de la Terre.

On estime aujourd’hui à 10 millions le nombre d’espèces (hors bactéries) qui occupent aujourd’hui tous les milieux de la planète. L’espèce humaine est une espèce parmi celle-ci. Apparue qu’il y a 200.000 ans, elle est une très jeune.

C’est en s’inspirant d’eux que les techniciens-ingénieurs, biologistes, architectes, designers apprennent à travailler ensemble en utilisant la nature comme modèle et comme système de référence.

En effet, la nature est une extraordinaire « machine » qui produit à moindre coût énergétique et de matière des matériaux efficaces et non Polluants, des sources d’énergies et de l’information.

Qu’elle est son historicité ?

Cette méthode du « biomimétisme et de la Bioinspiration » est connue depuis fort longtemps dans la civilisation occidentale, orientale et asiatique. Ces préambules ont été décrits et formalisé pour la première fois dans le codex atlanticus de Léonard De Vinci où il présente également une méthode moderne de dessin technique. Volta utilisa également cette méthode de recherche fondamentale en s’inspirant de l’anguille électrique et principalement de sa structure anatomique pour l’invention de la pile électrique. Par la suite, ce procédé passa aux oubliettes jusqu’à un renouveau grâce la création de l’avion (A.V.I.O.N : Appareil Imitant un Oiseau Naturel) par Clément Ader, ou la Permaculture par Bill Mollison et bien d’autres chercheurs. La bio-inspiration et le Bio-mimétisme étudiés depuis de nombreuses années en génie biochimique, biologique et écologique connaissent un renouveau et un regain d’intérêt notamment grâce au livre de Benyus Janine (1997, 2002, 2011).

Depuis les années 1970, ce concept réhabilité semble vivre une véritable renaissance et parait une véritable opportunité pour le futur et pour différents domaines technologiques en manque d’idées et d’innovations.

Hors, le biomimétisme est un des fondements et objectifs parfois implicite de la recherche fondamentale qui directement valorisable en recherche appliquée. Il est souvent mis dans l’ombre lorsque certain chercheur affirme que la « Recherche Fondamental » est « uniquement une acquisition de connaissance de fonctionnement pour la connaissance ». Ce qui est très restrictif et faux. Et, va à l’encontre de l’avis de nombreux chercheurs de ce domaine.

Le « biomimétisme » décrit par Benyus Janine (1997, 2002, 2011) consiste à faire de la recherche appliquée autrement. Cette recherche doit s’inspirer du vivant pour tirer parti des solutions et inventions produites par la nature, ce qui n’est pas nouveau en soit tel que signalé plus haut.

Donc, en 1997, la naturaliste américaine Janine Benyus, redéfinie et conceptualise en partie cette démarche d’innovation en faisant appel à la copie et l’’inspiration se basant sur les « transfert et à l’adaptation des principes et stratégies élaborés par les organismes vivants et les écosystèmes ». Le but est de « produire des biens et des services innovants, de manière plus durable, afin de relever les défis de notre société et de rendre les sociétés humaines compatibles avec la biosphère ».

Cet auteur clarifie la méthode et les principes du biomimétisme permettant d’accélérer ces applications et multiplies les exemples internationaux en recherche fondamentale. Comme pour montrer qu’il s’agit d’une voie, une philosophie et un courant de pensée mondial très ancien qui ne demandé cas être divulgué au grand public. Plus que le concept et les méthodes de « biomimétisme », cet auteur met en évidence une nature fondamental de l’homme : l’homme copieur et améliorateur.

De nos jours, grâce à l’avènement des technologies du numérique associé sa forte puissance de calcul, il s’agit d’une pratique en forte croissance et à haut potentiel. Elle est au cœur des stratégies d’innovation de certaines entreprises car, elle semble au cœur d’une partie de la nouvelle révolution industrielle du XXIème siècle.

En effet, innover en étant à la fois économe en ressources humaines, en énergétiques, en information et en matières premières pérennes est désormais considéré comme la seule solution viable pour le développement économique de la nouvelle ère industrielle.

Qui sont les précurseurs ?

Quelques exemples de précurseurs technologiques :

Quelques exemples de précurseurs conceptuels et méthodologiques :

Quelques exemples antérieurs au XXè et XXI ème Siècles :

Qu’elles sont les Méthodes et pratiques contemporaines du « Bio-mimétisme et de la Bio-inspiration » ?

On regroupe sous le terme de « biomimétisme », tous les génies (toutes les ingénieries) & applications technologiques issues de recherches fondamentales inspirées du vivant. Deux courants de pensées coexistent actuellement.

1. Le courant de pensée le plus ancien :

Le bio-mimétisme proprement dit constitue en la réalisation de copie de systèmes, appareils ou méthodes issue du vivant.

La bio-inspiration correspond non pas en la réalisation de copier mais bien de s’inspirer des solutions inventées par la nature, et sélectionnées au cours de milliards d’années d’évolution.

Ces inspirations permettent de répondre aux problématiques que se pose notre société humaine.

2. Le courant de pensée le plus contemporain correspond à la définition de Janine Benyus :

Pour cette chercheuse, le « biomimétisme » désigne un processus d'innovation qui s'inspire du vivant pour tirer parti des solutions et inventions produites par la nature mais, il n’y a pas de distinction entre biomimétisme et bioinspiration (Benyus, 1997, 2002, 2011).

Qu’elles sont les coûts d’innovations & contraintes futures de la mise en place d’une philosophie industrielle du Bio-mimétisme ?

Le tout dans un contexte principalement écosystémique. Cette méthode permet la mise en place de technologie avec des coûts environnementaux, technologiques et énergétiques voir humain bien moindre que ceux proposés par d’autres types d’ingénieries.

Une grosse partie de ce courant de pensée et philosophie de vie est concrétisée généralement grâce au génie biologique & moléculaire et écologique moderne.

Le temps libéré, qui sera généré par la mise en place de ces technologies, entrainera de lourdes conséquences sur la civilisation actuelle. Ce temps générera du chômage de masse et devra être valorisable d’une nouvelle manière. L’homme devra trouver de nouvelles activités intellectuelles, technologiques et de travails comme ce fût le cas avec la robotique et l’informatique.

Un niveau transdisciplinaire

Comme nous l’avons vu, c'est un domaine qui n’est pas nouveau et qui émergent de la recherche. Elle inclue des sous-domaines tels que le génie biochimique et moléculaire jusqu’au NBIC, biologique et physiologique, écologique, robotique, la bionique et la bioassistance, l’anatomie, l'architecture « biomimétique ».

Cette forme de « génie technologie » ou « d'ingénierie » s'appuie sur des solutions sélectionnées par le vivant parmi de nombreuses autres depuis 4 milliards d'années au sein des écosystèmes, des services écosystémiques, efficace d'échelles moléculaire-atomique (nanométriques) aux échelles macroscopiques et écosystémiques issue de l’évolution mise en avant dans le Darwinisme.

La démarche biomimétique est essentiellement interdisciplinaire. Le point de départ est donné par la recherche fondamentale qui observe, analyse et modélise le vivant comme des discipline plus globale tel l’écologie fonctionnelle, l’écophysiologie, et des disciplines plus spécifiques tel la chimie-biochimie, biologie moléculaire, etc.

Les modèles biologiques les plus intéressants sont ensuite saisis par les sciences Technologiques qui les traduisent en concepts techniques. Cet aspect appliqué des sciences dans le respect de la nature et dans une philosophie écosystémique permet un transfert technologique raisonné. Ensuite, les entrepreneurs s’emparent et passent au développement industriel et les citoyens initient du transfert technologique Open Source.

Des potentialités immenses

Le milieu terrestre regorge d’écosystèmes et d’organismes qui peuvent être inspirants. Par exemple, les agro-écosystèmes, les écosystèmes marins. La biodiversité semble plus pauvre mais, les espèces sont plus spécialisées. Dans le cas des écosystèmes prairiaux ou marin, ces espèces pourraient receler les idées très intéressantes pour notre survies, notre développement.

Enjeux environnementaux

Face à la crise tant économique et écologique mondiale liée aux changements globaux, à la surexploitation des ressources naturelles et leurs mauvaises gestions, de nombreux chercheurs, architectes, industriels, prospectivistes et certains gouvernements estiment que le « biomimétisme » pourrait aussi être un vecteur de mutation de l’économie du tout « carbone » qui est polluante et consommatrice d'espaces vitales et naturelles, d'énergie et de ressources naturelles minérales (terres rares, métaux, sol).

Enjeux socio-économiques

La remise au goût du jour et la ré-exploitation de cette méthode permettra d’aller vers une « économie dite verte » ou plus verte voir plus pérenne. Cette permutation économique devra s’appuyer sur des technologies simples, propres, sûres et sobres, permettre une transition énergétique & technologique, et d’aller vers une transition écologique, social jusqu’à une transition sociétale & culturelle qui semble pour le moment être qu’un épiphénomène d’après les médias mais, qui n’en ai pas un dans les faits.

Les enjeux sont aussi économiques (un rapport américain évalue à 1000 milliards de dollars en 2025 ce que pourrait être le marché du biomimétisme (CGDD, 2012).

Qu’elle est son Ethique et qu’elles sont ses enjeux éthiques ?

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 termes 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.
• le biomimétisme n'est pas gage de soutenabilité. Comme le souligne le rapport du CGDD (2012), une "invention de la nature" isolée de son contexte peut perdre son intérêt écosystémique, voire être contre-productive, 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 ACV affinée.

Qu’elles sont ses Objectifs et Finalités ?

L’objectif historique était de donner aux sociétés une meilleure performance, compétition, pérennité et qualité de vie.

L’objectif actuel est de donner aux industriels les recettes dites « biologique ou vertes » pour produire autrement comme du béton, verre, colle, etc.

Ces objectifs tendent à répondre à ces 6 questions essentielles :

1. Comment allons-nous nous Nourrir ?
2. Comment produire de l’énergie ?
3. Comment produire des Matériaux ?
4. Comment se soigner ?
5. Comment gérer et stocker de la connaissance et des données ? Comment générer de "l’intelligence artificielle (AI)" ?
6. Où allons-nous ?

Nous remarquons que la recherche fondamentale essaye de répondre à ces mêmes questions génériques.

Qu’elle est la Démarche Contemporaine ?

La démarche contemporaine a été clarifiée par Janine Benyus (1997, 2002, 2011).

La démarche biomimétique s’effectue en 3 étapes :

1. Identification : Repérage d’une caractéristique du vivant présentant une propriété intéressante ou d’un problème scientifique, technologique, écologique à résoudre.
2. Compréhension : Etudes des mécanismes à l’œuvre et sélection de la meilleure solution naturelle.
3. Imitation : Reproduction et adaptation des techniques ou procédés utilisés dans le milieu naturel.

Donc, il s’agit de la redécouverte :

i) de la démarche de recherche fondamentale

ii) des applications de la recherche fondamentale.

iii) Des génies génétiques, biochimiques, physiologiques, biologiques, écologiques par les industrielles et la société actuelle.

Comment procède la nature ?

De nos jours, nos sociétés humaines puisent l’énergie et la matière premières de la nature en considérant un monde infini.

La société ne se soucier pas de savoir s’il y en aura encore demain et pour les générations futures. La société n’a pas de perspectives d’avenir, ni d’objectifs à long terme.

Ainsi, un nombre croissant d’endroits sur terre sont déjà vidés de leurs richesses naturelles.

Hors, le monde dans lequel nous vivons est fini et défini. Donc, il y a urgence à s’inspirer des écosystèmes naturels durables qui ont su et savent s’adapter aux environnements de la planète Terre en économisant leurs énergies, leurs ressources, leurs informations.

Les conditions du système Terre qui qui a accueilli la vie :

Les stratégies de la nature identifiées par Denyus (2002, 2011), elles sont autant de principes de durabilités : Les leçons du Vivant :

"La vie crée les conditions propices à la vie"

Qu’elle est la Méthode et Procédure ?

La méthode et la procédure qualité mise en place par Janine en 1997 et 2011 est fortement inspiré de la Permaculture au sens sociétale de « Perma-Culture », c’est-à-dire une Culture Humaine Pérenne par exemple la culture de symbioses industrielles, permaculture des années 1900, 1960, 1970, 1980, 1990. Associé à la redécouverts des génies génétiques, biochimiques, physiologiques, biologiques, écologiques par les industrielles et la société actuelle. Il s’agit de l’arrivée d’une nouvelle révolution Biologique et Physique.

Voici quelques exemples de Manuels avec les Procédures, Méthodes et techniques de qualité de Permaculture (Mollison, 1991, 1993 ; Mollison & Holmgren, 1986 ; Morrow, 2015) qui ont inspiré Janine Benyus :

Voici quelques exemples du Manuel avec les Procédure et Méthode de qualité de Benyus (1997, 2002, 2011) pour :

1. s’ouvrir l’esprit
2. initier un point de départ pour de nouvelles réflexions (une méthode issue de la recherche fondamentale)

(Ref : http://biomimicry.net/about/biomimicry/biomimicry-designlens/biomimicry-thinking/)

Référence :

AFNOR, 2012. Biomimétisme. (http://www.afnor.org/liste-des-actualites/actualites/2012/fevrier-2012/interesses-par-le-biomimetisme-defendez-vos-interets-au-sein-d-une-future-commission-de-normalisation-afnor)

CGDD, 2012. Étude sur la contribution du biomimétisme à la transition vers une économie verte en France : état des lieux, potentiel, leviers - Numéro 72 - Octobre 2012, 160p

Benyus JM, 1997. Biomimicry: Innovation Inspired by Nature. First Edition. William Morrow Paperbacks Editor, New York, 320pp.