tpe-biomim

7/23/2019 tpe-biomim

1/46

TPE 2011- LeBiomimtisme

MOHR DURDEZ Thophile SHAYNE Imran

1

Srie: ScientifqueMatires: Physique et SVT


2/46

En quoi le biomimtisme tablit-il un lien entrela nature et lIndustriel?

ous nous intresserons !"us !articu"irement au# interactions

sur$aces%inter$aces&Pour r!on're ( cette !ro)"matique nous a""ons !ren're !our e#em!"e: "e"otus et son re*+tement hy'ro!ho)e et "e m,a!tre et ses )osses&

Pro)"matique

2


3/46

& Le Biomimtisme

1& ntro'uction2& .istoire/& La 'marche )iomimtique& ue"ques e#em!"es& Po"ymrisation et uti"isation 'e "a $orme3& Pourquoi "e *i*ant arri*e-t-i" ( $aire !"us (

!artir 'e moins4

& L5e6et Lotus1& m!ortance 'u !hnomne !our "5+tre *i*ant2& La tension su!erfcie""e/& La 'ou)"e structure& La ,outte: hy'ro!hi"ie et hy'ro!ho)ie

& E#em!"es 'e sur$aces 'e contacts3& 7ti"isations in'ustrie""es8& E#!rience !ersonne""e

& Le M,a!tre1& L5histoire 'e "a 'cou*erte2& otion 'e !ortance/& Le 'crocha,e& Le r9"e 'es )osses& L5im!ortance 'u !hnomne !our "+tre *i*ant

P"an

V& ;nne#es1& Son'a,e sur "e )iomimtisme


4/46

Le terme biomimtismeA)iomimicry en an,"ais !ro*ient 'e )io A*ieet 'e mimesis Aimiter& ?ette science *ise ( co!ier "es $ormes et "es!roc's 'u *i*ant !our "es retranscrire 'ans "e mon'e in'ustrie"& 7ne#em!"e 'a!!"ication )ien connu: "5imitation 'e "5oiseau !ar "homme!our construire "e !remier a*ion& Ce nom)reuses inno*ations ont tconDues ,r>ce au )iomimtisme: "une 'es !"us !o!u"aire est "e Ve"croA1FGH ins!ir 'e "a Bar'ane& Ces tu'es e6ectues rcemment sur'es animau#H 'es !"antes et 'es insectes "eurs ont 'cou*ert 'es!ro!rits !hysiques hors 'u commun& nno*er ,r>ce au )iomimtismeest un moyen 'e recrer un "ien entre "es acti*its in'ustrie""es et "e*i*ant&

Le biomimtisme est une 'marche consistant ( re!ro'uire

artifcie""ement 'es !ro!rits essentie""es 'un ou !"usieurs systmes)io"o,iques&

& Le Biomimtisme


5/46

L5*o"ution a au f" 'u tem!s caus 'es chan,ements mta)o"iques!our une mei""eure a'a!tation 'es +tres *i*ants ( "eurs 'i6rentsmi"ieu# 'e *ie& Sur terreH sur mer ou 'ans "airH "a nature a su trou*er'es so"utions ( )eaucou! 'e !ro)"mes& ;*ec ses /HG mi""iar's'annes '5e#!rience 'ans "e '*e"o!!ement 'ura)"eH e""e nous o6re

un !otentie" norme& Chez tous les tres vivants chaque aspectde leur constitution (interne ou externe) a une raison d'tre. "accom!"it une $onction !articu"ire sou*ent essentie""e ( "eur )ien +tre&7ne 'es "eDons !rinci!a"e est '5uti"iser "a $orme et "5a,encement 'eses!ces chimiques 'un !ro'uit !our en am"iorer "es !ro!rits& Le*i*ant a e6ecti*ement russi ( trou*er 'es so"utions en mo'ifantseu"ement sa structure&

&1 ntro'uction

5


6/46

Ce!uis "on,tem!s "a nature estH au# yeu# 'es in*enteursH une source'5ins!iration& La science 'e "5aronautique est "a !remire science

consi're comme I )iomimtique J&Cans "es ""ustrations 'es KMachines Vo"antes ra"ises !ar "e ,ran'Leonard de VinciH ce"ui-ci a su e#!"oiter "e ,nie 'e "a nature&

IVa !ren're tes "eDons 'ans "a natureH cest "( quest notre futurJnous a!!ren'-t-i"&

Le

*isionnaire 'u Vme sic"e o)ser*ait "es oiseau# afn '5in*enter&Mais "e ,nie 'e Vinci n5a !as t reconnu "ors 'e son !oque et ne seraruti"is que 00 ans a!rs&

uatre cents ans !"us tar' naNt "e secon' ,ran' !ionnier 'e"5aronautiqueO "e $ranDais ?"ment ;'er A1G1-1F2& Le r+*e 'e cetin,nieur tait 'e *o"er comme "es oiseau#& Pour ce"a i" s5ins!ira'irectement 'e "a nature et non 'es )ases 'e "5aro'ynamique '(!oses&Le 'enier !ionnier est "5in,nieur a""eman' Qtto Li"ientha" A1GG-1GF3&" in*enta "e !remier a!!arei" *o"ant )as sur "5tu'e 'es oiseau#&

&2 .istoire

?e sont auour'5hui 'e nom)reu# chercheurs qui s5intressent au)iomimtisme& ?ette science a ')ut a*ec "5aronautique mais est'e*enue )eaucou! !"us ,"o)a"e 'e!uis "e mi"ieu 'u me sic"e&anine

!en"us (the biomimicr" institute)H Cayna Baumeister Asocit)iomimicry Rui"'H n,o


7/46

Le )iomimtisme est une science !"us com!"e#e que "on !ourraitcroireH comme 'irait M& n,o


8/46

Ce!uis /HG mi""iar' '5annesH "es animau#H "es !"antes et "es micro-or,anismes Xu*rent sans cesse ( ima,iner et crer 'es so"utions "eur!ermettant 'e sur*i*re& Tout ce qui nous entoure auour'5hui !oss'e'onc "e secret 'e "a sur*ie& P"us notre mon'e $onctionnera comme "emon'e nature"H !"us nous !ourrons assurer sa 'ura)i"it 'ans tous "es'omaines&

?ertains or,anismesH comme "e nauti"e Aci-'essousH nont !as chan,'e $orme et 'e com!ortement 'e!uis 'es mi""ions 'annesH'montrant que "eur $orme est !ar$aitement a'a!te ( "a *ieH sansmutation ncessaire& La nature est un innieur talentueux quisait $ormer 'es or,anismes 'a!!arence sim!"eH consommant unminimum 'ner,ie et trs !eu !o""uants& Tout "e contraire 'e ce que"homme a !u $aire au cours 'u sic"e 'ernier&

& ue"ques e#em!"es

8


9/46

?ertains !neus nei,es sins!irent 'es 'oi,ts 'u ,ecZo 'ont "a

structure constitue un a'hsi$ trs e[cace et auto-nettoyant ce qui"eur 'onne une mei""eure a'hrence ( 'es sur$aces ,"issantes& Les'oi,ts'es,ecZos sont recou*erts'e !oi"s microsco!iques quiH,r>ceau# forces de Van der aals* constituent un e#traor'inairea'hsi$ inusa)"e et touours !ro!re&Les in,nieurstra*ai""entsur una'hsi$ qui !ourrait +tre uti"is sur 'es Post-it ou 'es !ansements quirsistent ( "5eauH ou m+me 'ans "e ca're 'e "a nano-chirur,ie&

&&aLes !attes 'u ,ecZo

9


10/46

Teiin \i)ers s5ins!ire 'es !a!i""ons Mor!ho !our !ro'uire 'es f)res sansco"orant ni !i,ment& La cou"eur est cre ( !artir 'es *ariations '5!aisseur et

'e structure 'es f)res& En e6etH "es cou"eurs que nous *oyons sur "es ai"es 'es!a!i""ons sont 'ues au# eu# 'e "umire 'ans "es structures 'e ces cai""esH!"ut9t qu5( "a !rsence 'e !i,ments&Les cai""es 'e "eurs ai"es sont $aites 'e !"usieurs couches 'e !rotines quir$ractent "a "umire 'e 'i6rentes $aDonsH !"us )esoin 'Yuti"iser 'e teinture&&&?e !hnomne ( t a!!"iqu sur )eaucou! 'e !ro'uits notamment sur ce)ateau 'e "a marque ]a""y&

&&)Le !a!i""on mor!ho

10


11/46

La soie 'es arainesest ( "a $ois !"us so"i'e et !"us sou!"e que "e

^e*"ar Af)re synthtique ( "a $ois sou!"e et trs rsistante& Sastructure microsco!ique "ui con$re ces !ro!rits&Ce !"usH e""e est !ro'uite ( tem!rature am)iante a*ec 'esmatriau# or,aniques communs non-to#iques&En e6et ,r>ce ( 'es chercheurs amricains e""e est !ro'uite !ar'es *ers ( soie trans,niques&

AEntre!rise 'e !ro'uction 'e soie

'_arai,ne artifcie""e&

&&c La toi"e '_arai,ne

11


12/46

La !eau 'es requins est cou*erte 'e 'enticu"es cutansH o` "eausen,ou6re ( tra*ers 'es microrainures sans que ce"a ne ,+ne "a na,e

'u requin& E""es !ermettent m+me 'e ,nrer 'e minuscu"estour)i""ons qui attirent "eau !rs 'u cor!s 'e "anima" et 'e r'uire"e6et 'e rsistance&Le !hnomne est connu sous "e nom '+e,et -iblet& " ( ta!!"iqu !ar "Yentre!rise S!ee'o sur 'es com)inaisons mais,a"ement comme re*+tement anti-)actrien !our 'es h9!itau#&

&&' La !eau 'u


13/46

;u a!onH un TRVH "e ShinZansenH re"ie QsaZa et .aZataH en tra*ersant 'enom)reu# tunne"s& Qr "Yair est com!rim 'ans "es tunne"s et "a rsistance

au,mente& " !araissait im!ossi)"e 'e rentrer ( !"eine *itesse A/00Zm%h'ans "es tunne"s sans causer 'e ',>ts& Les in,nieurs se sont a"orstourns *ers "e martin-!+cheur qui arri*e ( chan,er 'e mi"ieu et 'e'ensit "orsquYi" !"on,e 'ans "Yeau& "s ont imit "a $orme 'e sa t+te !ourra"iser "a t+te 'u ShinZansen&


14/46

&&$ Le !a!i""on 'e nuit Lors 'es annes 1F30H 'es chercheurs ont o)ser*s que "es yeu#

'es !a!i""ons 'e nuit rbchissent consi'ra)"ement moins "a "umire,r>ce ( "a structure 'e "eurs yeu# qui a)sor)e "es rayons "umineu#&?et anima" a '*e"o!! cette !ro!rit afn 'e !asser ina!erDu!en'ant "a nuit&

La 'cou*erte est en cours 'a!!"ication !our "es !anneau#!hoto*o"taquesH en e6et "es !anneau# que nous uti"isonsactue""ement !er'ent "eur e[cacit car i"s rbchissent tro! "a"umire& L5a!!"ication 'e "a microstructure 'es yeu# 'es !a!i""ons!ermettrait une r'uction 'u rbchissement 'e "a "umire 'e 0&

14


15/46

&&, Le 'ia)"e !ineu# Le 'ia)"e !ineu# est un "ar' qui *it 'ans "e 'sert austra"ien&

?e!en'antH i" n5a ni )esoin 'e )oire en se !enchantH ni )esoin 'e

trou*er 'es sources '5eau& Le "ar' a !our ce"a '*e"o!! une!ro!rit qui "ui est !ro!re: i" !eut acheminer "5eau 'u so" 'e ses !ie's( sa )ouche !ar ca!i""aritsH ,r>ces ( ses cai""es& ?e"a "ui !ermet 'es5a)reu*er ( !artir '5un so" sec&

?5est actue""ement "e )io"o,iste ;n're@ ParZer qui tra*ai""e aucontrety!a,e 'e cette !ro!rit& " en*isa,e '5uti"iser cette

e#traor'inaire caractristique !our sau*er "es !o!u"ations en manque'5eau 'ans "es mi"ieu# ari'es&

L5eauH est et a touours t essentie""e ( "a sur*ie 'e "5homme et est'e !"us en !"us con*oite&

15


16/46

LhommeH ( '$aut '5uti"iser "a $ormeH a eu recours ( "a cration 'enou*eau# !o"ymres Amacromo"cu"es % matriau# qui sont !ar$oisnuisi)"es ( "a nature et "on,s ( "a 'sint,ration&En $aitH "5.omme na !as cherch ( mo'e"er ces !ro'uits !our uti"iser "a$ormeH ( "a !"ace i" a cr artifcie""ement 'e nou*eau# !o"ymres !ar$ois!o""uants& La nature uti"ise !o"ymres Aensem)"e 'e macromo"cu"es 'em+me nature chimique $ormant un systme& ?Yest ( 'ire un assem)"a,e

'e ,ran'es mo"cu"es& a"ors que " homme en $ait usa,e 'en*iron /0&

La !o"ymres uti"iss !ar "a nature !our !ou*oir crer toute "a *ie surterre sont :

Po"ysacchari'es: ce""u"ose A)oisH !a!ierH f)res *,ta"esH ami'onHamy"oseH etc

Li,nine Protines: "aineH soieH co""a,neH etc& ?aoutchouc nature" Po"yhy'ro#ya"Zanoates

& Po"ymrisation et uti"isation 'e "

16


17/46

&3 Pourquoi "e *i*ant arri*e-t-i" ($aire !"us ( !artir 'e moins4

" se remet constamment en question ,r>ce ( "5*o"ution *ia "as"ection nature""e& En e6etH tous "es or,anismes s5a'a!tent ( "euren*ironnement: "es mutations qui "eurs sont )nfques ren'entcertains in'i*i'us '5une m+me es!ce !"us rsistants que 'Yautres& Qu in*ersement 'ans "e cas '5une mutation !atho"o,ique&

" se r,nre et s5assem)"e seu" et n5a 'onc !as )esoin 'Y+trer!ar !ar "5e#trieur&

" o!re m+me ( "5che""e microsco!ique ce qui "ui !ermet 'e $aire!"us 'ans un moin're *o"ume et 'onc 'e ,>cher moins 'e matire&

" uti"ise "a $orme comme 'it et e#!"iqu !rc'emment&

17


18/46

Le Lotus

Le "otus est une !"ante ';sie *i*ant 'ans "es marca,es& ?ette !"anteest consi're comme un sym)o"e 'e !uretH et !ar "es )ou''histescomme "e sym)o"e 'e "eur Cieu& Bien queH rsi'ant 'ans un mi"ieu)oueu#H e""e reste touours immacu"& ;ucune !articu"e 'e sa"et nesaccroche ( e""eH ces 'ernires sont ',a,es ( chaque a*erse&

Pourquoi une ,outte 'eau ressem)"e-t-e""e ( une !er"e quan' e""e est!ose sur une $eui""e 'e "otusH a"ors que""e sta"erait sur 'u *erre 4

L5e6et Lotus est connu en ;sie 'e!uis !"us 'e 2000 ansH mais ce nestquau ')ut 'es annes 80 a*ec "intro'uction 'u microsco!e"ectronique que "e6et "otus a t tu'i& Le !remier ( a*oir e6ectu

'es recherches !ousses est "e )otaniste a""eman' ]i"he"m Barth"ott&

L5e6et "otus re!ose sur "e !rinci!e sui*ant:La com)inaison entre "a couche cireuse sur "5!i'erme 'e "a !"ante et "astructure nanomtrique ru,ueuse 'e "a !"ante&

& L5e6et Lotus

18


19/46

19


20/46

La $eui""e 'e "otus constitue "e#em!"e "e !"us !o!u"aire 'e "a su!er-hy'ro!ho)ieH mais 'es com!ortements simi"aires sont o)ser*a)"es sur!"us 'e 200 !"antes et animau#H comme en Euro!e certaines $eui""es 'ennu!harH 'e ca!ucine ou 'e ,inZ,o )i"o)a&

Pour "a !"anteH "a si,nifcation )io"o,ique 'e cet e6et auto-nettoyantrsi'e en "a protection contre une co"onisation !ar 'es micro-or,anismes et 'es a,ents !atho,nes te"s 'es ,ermes comme "escham!i,nons ou encore "a !ro"i$ration '5a",ues&" en *a 'e m+me !our "es animau# comme "es !a!i""onsH "es "i)e""u"es etautres insectes qui n5arri*ent !as ( nettoyer toutes "es !arties 'e "eur

cor!s ( "5ai'e seu"e 'e "eurs !attes&7ne autre action !ositi*e 'e "5auto-nettoya,e est 'e !r*enir "asa"issure qui !ourrait em!+cher "a !ntration 'e "a "umireH et a*ece""e "a !hotosynthse& E""e !ourrait aussi o)struer "es stomates Aorifce!i'ermique 'es *,tau# !ermettant 'es chan,es ,aeu# a*ec"e#trieur mettant ainsi "eur *ie en 'an,er&

&1 m!ortance 'u !hnomne!our

"+tre *i*ant

20


21/46

21


22/46

;*ant 'e !ar"er 'e "5e6et "otusH i" est im!ortant 'e connaNtre "asi,nifcation 'e Itension su!erfcie""e J aussi a!!e"e Iner,ie inter$acia"eJ& ?5est ,r>ce ( e""e qu5une ,outte '5eau ne s5ta"era amaistota"ement sur un su!!ort&

L.2Q est une mo"cu"e !o"aireH et !oss'e 'onc une char,e !artie""e&

Ce ce $aitH "es mo"cu"es 'Yeau *oisines sattirent entre e""esH on !ar"e'e $orce intermo"cu"aire& La sur$ace 'e "a ,outte 'eau est Iten'ueJ!arce que "es mo"cu"es "a constituant sont 'iri,es *ers "intrieur'e "a ,outte et sattirent& Le *o"ume 'e "a ,outte est ainsi r'uit etatteint son minimum&

7n autre $acteur contri)uant ( "a $orme s!hrique 'une ,outte estque 'ans un mi"ieu ,aeu# e""e est soumise ( une ",re com!ression'ue ( "a !ression qui r,ne&

La $orme 'e "a sur$ace rsu"te 'onc 'e l'quilibre entre "a !ression'u ,aH "attraction !ar "intrieur 'u "iqui'eH et "e !oi's si "on est en

!rsence 'e !esanteur&

&2 La tension su!erfcie""e

Liquide 6ensionsupercielle en "

(7.m89)

eau 8/&10-/

thano" 22&10-/

hui"e*,ta"e

/2&10-/

mercure G0&10-/

ther 18&10-/

22


23/46

Le6et "otus re!ose en $ait essentiellement sur "a structure su!erfcie""e 'e

"a !"ante&En e6etH "e !hnomne est 'Ya)or' !hysique: La sur$ace 'u "otus !oss'eune ,omtrie nanomtrique ru,ueuse& L!i'erme est com!os 'e !a!i""eshautes 'e 10 ( 20 microns et "oi,nes "es unes 'es autres 'en*iron 10 a 1microns& ?e sont en $ait 'es cristau# 'e cires $orms *ia "es !ores 'u "otus&Qn !eut !ar"er 'Ye6et $aZir& ?omme quan' un $aZir se !ose sur 'es c"ousHune ,outte 'eau se !ose sur "es !a!i""es&

Leau re!ose 'onc sur une sur$ace 'e so"i'e et 'air& Ces !oches 'air sontainsi !i,es 'ans "a structure et la surface de contact avec le solideainsi que les frottements sont moindres& 7ne ,outte ne !eut s5ta"er carson a:nit avec l;air est tr%s faible. ?e qui e#!"ique qu5une ,outtes5ta"e moins sur un "otus que sur un autre su!!ort entirement so"i'e et!"an& ?ette nanoru,osit 'onne au Lotus son caractre su!er hy'ro!ho)eH

cest ( 'ire que "an,"e 'e contact 'e "a ,outte est 'e !"us 'e F0d&

&/ La 'ou)"e structure

23


24/46

24


25/46

7ne ,outte !ose sur un "otusce ( "a 'ou)"e structure A( "a $ois !hysique et chimique 'e "a sur$ace 'u"otus "es ,outtes 'eau ont une sur$ace 'e contact a""ant usqu( 180d cest ('ire quen*iron seu"ement 0H3 'e "aire 'e "a ,outte est en contact a*ec "a'ou)"e structure Aaircire& L5a'hrence entre "a sur$ace 'e "a $eui""e et "a,outte '5eau est a"ors si faibleH que "5eau !eut ,"isser et s5,outter en!er"ant& Les !articu"es 'e sa"etsH qui e""es aussi ont une a'hrence moin're

sur "e "otusH sont a"ors 'taches 'e "a $eui""e et e#!u"ses& ?eci 'onne auLotus sa !ro!rit auto8netto"ante.

& La ,outte: hy'ro!hi"ie ethy'ro!ho)ie

25


26/46

& E#em!"es 'e sur$aces 'e contactsPour mieu# i""ustrer ce qu5est "a sur$ace 'e contact '5un "iqui'e nous a*ons!ris 'es !hotos 'u mercureH 'e "5eauH 'e "5thano" et 'e "5hui"e *,ta"e !our!ou*oir "es com!arer ALes rsu"tats $ournis ne sont !as fa)"es ( 100 !arceque nous ne sa*ons !as si "es su!!orts uti"iss ont une inbuence sur"5ta"ement 'u "iqui'e:

-L5ta"ement !resque tota"e 'e "5thano" s5e#!"ique !ar sa $ai)"e tensionsu!erfcie""e et aussi !eut +tre !arce que "e su!!ort attire "a mo"cu"e ?2.3Q:sa sur$ace 'e contact est minime *oire nu""e& ?5est !our cette raison que nousa*ons 'ci' que ca ne *a"ait !as "a !eine 'e "e schmatiser&

- ?omme !rc'emment *oquH on 'it que "5eau !ose sur un "otusI ressem)"e J au mercure :Sur cette !hoto nous !ou*ons *oir que "a sur$ace 'e contact 'u mercure est'5en*iron 1/d Anous *ous ra!!e"ons qu5une ,outte !ose sur un "otus a unesur$ace 'e contact '5en*iron 180d &

-La ,outte '5eau !rsente un an,"e 'e contact '5en*iron 3d a*ec "e su!!ort&- La ,outte '5hui"e *,ta"e a un an,"e 'e contact '5en*iron 2d a*ec "esu!!ort &

AmercureAeau

Ahui"e*,ta"e

Liquide 6ensionsupercielle en "(7.m89)

eau 8/&10-/

thano" 22&10-/

hui"e*,ta"e /2&10-/

mercure G0&10-/

ther 18&10-/

26


27/46

Cans "e cas '5auto-nettoya,e !ar 'es sur$aces microsco!iques etnanosco!iques su!erhy'ro!ho)esH i" s5a,it '5un !hnomne !urementchimico-!hysique que "5on !eut a!!"iquer 'e $aDon )iomimtique ( 'essur$aces techniques&

Le !remier !ro'uit commercia" a t en 1FFF "a !einture auto-nettoyante!our $aDa'es ALotusan& Entre-tem!s i" e#iste a*ec ce seu" !ro'uiten*iron 0 000 )>timents 'e !ar "e mon'e qui ont t en'uits 'e

Kre*+tements-Lotus&Les *erres auto-nettoyants issus 'u !rinci!e 'u "otus 'e "a socit \erroRm). constituent un autre 'omaine '5uti"isation: i"s ont t insta""s'ans "es ca!teurs o!tiques situs au# !a,e 'es autoroutes a""eman'es&La Socit EVQ^ ;R aH quant ( e""eH '*e"o!! 'es !rototy!es 'e"aques et 'e matires !"astiques&7ne entre!rise te#ti"e ita"ienne a a!!"iqu "e !rinci!e 'e "5e6et "otus ('es tissus& LYe6et "otus a!!"iqu au *estimentaire contri)ueracertainement ( une *rita)"e r*o"ution&

&3 7ti"isations in'ustrie""es

27


28/46

28


29/46

&8 E#!rience!ersonne""e

29


30/46

La )a"eine ( )ossesH aussia!!e"e m,a!treH est unmammi$re ctac 'e ,ran'etai""e A1/-1m 'e "on, et !seen moyenne 2 tonnes&

Ma",r ce que "on !ourrait croireH "abaleine = bosses*est un ctace#tr+mement a,i"e& Les )osses situes sur

"eurs na,eoires !ectora"es !ermettent au#)a"eines '*iter "es risques 'e 'crocha,e"ors 'es *ira,esH en $aci"itant "cou"ement 'e "eau&

Si ces caractristiques ins!irent 'e!uis"on,tem!s "es in,nieurs en aronautiqueH cesont rcemment "es conce!teurs 'oliennesqui sy intressent&

& Le M,a!tre

30


31/46

En 200H un )io"o,iste amricain s!cia"is 'ans "es 'ynamiques 'e"ocomotionH

\ranZ \ishH $aisait ses courses 'ans un ma,asin quan' i" remarqua unef,urine 'e )a"eine (

)osses& Son o)ser*ation "e sur!ris:

?est !ara'o#a"e& " y a 'es )osses sur "a*ant 'e ses na,eoires&orma"ement cest touours un)or' '5attaque 'roit&Atra'uit " a ra,i 'e te""e $aDon !arce i" a com!ar "es

na,eoires ( tous "esautres schmas 'e na,eoires qui "ui taient connus&;!rs cette o)ser*ationH i" a $a""u ana"yser cette caractristique 'ans "es

yeu# 'un initi au

)iomimtisme: tout a une raison d'tre dans la nature* rien estsuper>u& Cr&\ish !ensait que

"es tu)ercu"es 'e*aient 'une manire ou 'une autre 'onner un a*anta,ehy'ro'ynamique au

masto'onte&

En e6etH ses recherches ont confrmes son hy!othse& ;!rs un test surune

&1 L5histoire 'e "a 'cou*erte

31


32/46

7n cor!s !"ac 'ans un cou"ement '5air ou 'eau su)it une $orcearo'ynamique ou hy'ro'ynamique& Pour "5ana"yseH on 'com!osecette $orce en une com!osante se"on "a 'irection 'u *ent ou courantre"ati$H "a traineH et une com!osante !er!en'icu"aire : "a !ortance&

Pour une ai"e ou une na,eoireH "a !ortance est 'iri,e 'u )as *ers "ehaut&Pour e#!"iquer "e !hnomneH i" $aut !ren're en com!te "a *iscosit 'e"5air Aou 'e "5eau a*ec un a*ion !our e#em!"e&

En contournant "a !artie su!rieure 'e "5ai"eH ( haute *itesseH "5airentraNne a*ec "ui 'es tonnes '5air situ au-'essus 'e "ui ce qui crune $orte '!ression au 'essus 'es ai"es& C_autre !art i" y a une $orte

!ression sous "ai"e 'ue ( "5inc"inaison 'e ce""e-ci !ar ra!!ort aumou*ement. La forte pression en8dessous et la sous8pressionau8dessus de l$aile induisent la portance et 'onc "a monte 'e"a*ion& La !ortance '!en' 'e "5inc"inaison 'e "5ai"e !ar ra!!ort aumou*ement& P"us "5an,"e '5attaque est im!ortantH !"us "a !ortance est$orte et "e cor!s monte& L5eau et "5air ont "es m+mes !rinci!es 'e'ynamique et "a )a"eine ( )osses su)it "e m+me !hnomne&

&2 otion 'e Portance

32


33/46

ous sa*ons que "es!i"otes au,mentent "an,"e'attaque 'u !rof" 'ai"e afn'accroNtre "a !ortanceO mais's que "ai"e atteint son an,"ecritiqueH "air qui !asse au 'essus'e "ai"e se I'tacheJ 'e""e et "ai"eI'crocheJ i" nYy a !"us 'e !ortance&

?l s;av%re que la naeoire du mapt%re

est beaucoup plus performante.Sur!rise ,nra"e: "an,"e critique 'attaqueest )ien !"us "e* que !ar e#em!"e !our"ai"eron entirement "isse 'un 'au!hin: /1dau "ieu 'es 13 d !our "5ai"eron 'u 'au!hinp

&/ Le 'crocha,e

Tur)u"ences

33


34/46

Rr>ce ( ses )osses les >ux d;eau sont rediris de part et d;autres

des bosses& Ce ce $ait l;eaune se 'croche !as 'e "a na,eoire!uisque""e est canalise par les bossesou !"ut9t !ar "es creu# entre"es )osses et n;est ainsi pas brutalement dvie.?e"a cre 'estour)i""ons au ni*eau 'estu)ercu"esH mais "es bu# 'air re'e*iennent"aminaires A!ara"""es entre eu# au )or' 'e $uite&La !ortance sen retrou*e accrue'e G &

& Le r9"e 'es )osses

34


35/46

Les )osses situes sur "e)or' '5attaque 'e "eursna,eoires !ectora"es !ermettentau# )a"eines '*iter "es risques'e 'crocha,e "ors 'es *ira,esHen $aci"itant "cou"ement et"accrocha,e 'e "eau&

?es )osses sont essentie""es !our"a chasse car "e m,a!tre !i,e 'es

!oissons 'ans un f"et 'e )u""esH encercles serrs& Les )a"eines maitrisentainsi "art 'u *ira,e ai,u ma",r "eur tai""eim!ortante et !eu*ent !"us $aci"ementattra!!er "eurs !roies&Ce !"usH ces tu)ercu"esH qui sont en $ait 'es $o""icu"es !i"eu#H ouent aussi un

r9"e 'e !rotectioncontre "e $roi' car ce sont 'e )ons iso"ants thermiquesH ce qui *ite 'es $uites

& L5im!ortance 'u!hnomne !our "_+tre *i*ant

35


36/46

&3 7ti"isation in'ustrie""e

La socit cana'ienne]ha"e!o@er cre en200 a "a)or 'es !a"es

'o"iennes ca"ques sur "esna,eoires 'es )a"eines ( )osses&

?e !roc' a!!orte un ren'ementner,tique 'e 20 : Ces tests e6ectusPar "nstitut 'e "5ner,ie o"iennemontrent que "es tur)ines 'o"iennes

'otes 'e !a"es crantes ont un ain enproduction nertique de @03.?est un!ro,rs norme si "on consi're quaccroNtre"e ren'ement 'e !"us 'e 2 est un e#!"oit&Ce !"usH "o"ienne )iomimtique ,a,ne $ortementen sta)i"it et sa*re moins )ruyanteH

rsistant ainsi mieu# au# tem!+tes&36


37/46

Son'a,e sur "e )iomimtismeous a*ons e6ectu un son'a,e sur "e )iomimtisme en a""eman' et en

$ranDais en;""ema,ne ACsse"'or$ et en \rance ABreta,ne& Le )ut 'e ce son'a,e est 'e

sa*oir si "e)iomimtisme est un !hnomne connu et )ien *u au# yeu# 'e "a !o!u"ation&

ous a*ons!os "es questions sui*antes ( 200 !ersonnes que nous a*ons '!arta, en

tranches'_>,es: 1-2 Acat,orie nd1 % 23- Acat,oried2 % 3-30 Acat,orie nd/ %

31 ou !"usAcat,orie nd:

1& Est ce que *ous connaisse "e terme "e )iomimtisme4 % ^ennen Sie 'enBe,ri6

BiomimetiZ4

2& Si ouiH e#!"ique % ]enn aH erZ"vren sie @orum es sich han'e"t/& ?onnaisse *ous "e !rinci!e se"on "eque" on sins!ire 'e "a nature !our

crer 'e nou*e""es inno*ations techniques4 % ^ennen Sie 'as Prini! in 'em man

sich *on 'er

atur ins!iriertH um neue technische nno*ationnen u Zoni!ieren4& Maintenant que *ous sa*e ce quest "e )iomimtismeH aurie *ous 37


38/46


39/46


40/46

< su tats et nter!r tat ons:question

F8a /a

C votre avis* l'inspiration de la nature peut8elle faire pro(resser la science&

oui

non

La quasi-tota"it 'es !ersonnes interro,es croit que "anature !eut enrichir "e sa*oir 'e "Yhomme en ce quiconcerne "a science& ?e"a nous montre que '5a!rs "es!ersonnes interro,es "5homme 'e*rait 'ans "e $uturH'5a*anta,e sYins!irer 'e "a nature& ous !rcisons que!armi "es / ne se trou*aient aucune !ersonne 'e "acat,orie '5>,e 1 A1-2H ce qui nous montre que "anou*e""e ,nration a 'e "5es!oir 'ans "a nature&

40


41/46

su a s e n er!r a ons:e#em!"es cits

//

20

20G

G

/

/

Le6et "otus

La re!ro'uction 'e "a toi"e'arai,ne

Les ai"es 'a*ions ins!irs 'es ai"es'oiseau#

Le *e"cro ins!ir 'e "a )ar'ane

"es 'rones ins!irs 'e "a "i)e""u"e

Les sonars ins!irs 'es 'au!hins et'es chau*es-souris

La $orme 'u train ins!ire 'u martin!+cheur

Les *+tements 'e na,eurs ins!irs'e "a !eau 'u requin

;!rs a*oir interro, "es !ersonnes sur 'es e#em!"es nous a*ons 'ci' 'e $aire un'ia,ramme afn 'e mettre en *i'ence "a !o!u"arit 'es e#em!"es&?ommenDons !ar 'ire que !armi "es nom)reu# inno*ations conDues ,r>ce au)iomimtisme seu"ement G ont t cites&Qn o)ser*e que "5e6et "otusH que nous a*ons traitH est "5e#em!"e "e !"us !o!u"airea*ec 1%/ 'es citations Anous *ous ra!!e"ons que c5est "a 'cou*erte 'e "5e6et "otusHa!rs "a )ar'aneH qui a en,en'r "e ')ut '5un intr+t !our "e )iomimtisme&" nous !araissait *i'entH a*ant '5a*oir commenc "e son'a,eH que "es ai"es '5a*ion'onc "5aro'ynamique 'es oiseau#H aurait t "e !"us cit& Qr i" arri*e en 'eu#ime!"ace a*ecH tonnementH "a toi"e '5arai,ne&;ussiH i" est sur!renant que "5e6et


42/46

su"tats et inter!r tations: !ar tranche'5>,es

/1

/3

21

12

Dxemples cits par tranche dE4e

1-2

23-

3-30

31 ou!"us

L5intr+t '5a*oir '!arta, "es !ersonnes interro,es en

c"asse '5>,e est 'e montrer "a !o!u"arit 'e ce !hnomneche "es 'i6rentes ,nrations& ous !ou*ons constaterque "es eunes sont !"us in$orms sur "5actua"it et sur "essciences nou*e""es que "es !ersonnes !"us >,es 'e ans&

42


43/46

onc us on u son a,e a*ec aquestion 3

F0

3

votre avis* devrait8on plus investir dans le domaine du !iomimtisme &

oui

Pe ne sais!as

non

Pour "es rsu"tats 'e cette question nous a*ons !"usieurs inter!rtations :

- Seu"es certaines !ersonnes !ensent au cot associ ( "a !ro'uction 'er!"iques )iomimtiques qui est en e6et "e* car e""es 'eman'ent une!ro$on'e rbe#ion 'es chercheurs et "a mise au !oint 'e techniques nou*e""es&Ce !"us "e contret"pae s$av%re parfois complexe et coFteux: Les,ran'es entre!rises ne *oient !as touours un !roft 'ans "e )io-mimtisme&Les !ersonnes qui ne sa*aient !as ou qui taient contre ont toutes *oqu ce!ro)"me 'e cot& Les r!onses taient sou*ent : I ca '!en' com)ien JH Ii"

$aut *oir si c5est renta)"e J& E""es ont aussi 'it qui" y a*ait '( asse 'e'omaine 'ans "esque"s i" $a""ait in*estir !"us&

43


44/46

2&nter*ie@ Atra'uit 'e " a""eman'ous a*ons ra"is une inter*ie@ 'e M& .orst BecZ chercheur en tant ques!cia"iste 'e "a )ionique et 'u )iomimtisme che .enZe" :

-ue re!rsente "a nature !our "5in'ustrie" '5auour'5hui4KCe nos ours "5homme ou*re "es yeu# sur "a ature !our en a!!ren're "esconce!ts et "es re!orter 'ans "a techno"o,ie-Et 'ans *otre entre!rise4KM+me 'ans "a co""eH i" est trs intressant 'e *oir ce que $ait "a nature: "esmou"es sYaccrochent au# roches sous "YeauH "Yarai,ne attra!e 'Yautres

insectes a*ec sa toi"e co""ante et "a "ar*e !hry,ane construit 'es maisonssous "Yeau ( !artir 'e sa)"e et '5autres matriau# 'e construction&&&

-ue !ou*e-*ous nous 'ire sur "5e6et "otus4KL5e6et Lotus ( 'Ya)or' t tu'i et 'crit en !ro$on'eur !ar "e !ro$esseur

Barth"ott qui

a "es 'roits 'Ya!!e""ation !our "5e6et "otus& Yai eu "e !"aisir 'e *isiter i" y aque"ques annes "e !ro$esseur Barth"ott ( Bonn ( ce suet& " !oss'e 'es ima,es

"ectroniques $ascinantes 'e "a structure micro-ru,ueuse 'u "otus& e trou*e ce"a

!articu"irement intressant comme "e "otus arri*e ( construire ces structures

microsco!iques ( !artir 'e

- Le $ait '5+tre *ue en tant qu5entre!rise )iomimtiqueH a t-i" un im!act sur*otre ima,e et *os *entes4K ;ttentionH qu5i" n5y ait !as 'e ma"enten'usp Le )iomimtisme c5est

re!orter 'es conce!ts nature"s 'ans "Yin'ustrie mais ca ne *eut !as 'irencessairement quYon uti"ise !our ce"a 'es !ro'uits et ressourcesnature"s& ?o!ier "a nature nYa rien a *oir a*ec "a $aDon 'ont e""e estre!ro'uite& Qn nYuti"isera !as o)"i,atoirement 'es matires !remires'ura)"es& Mais cYest *rai que "e $ait 'e sYins!irer 'e "a nature am"iorenotre ima,e au!rs 'e nos c"ients& K

- Est-ce que "es !ri# 'e *entes com!ensent "es cots 'e !ro'uction 'e!ro'uits )iomimtiques4 Est-ce renta)"e4K Le )iomimtisme ,nre un mei""eure ima,eH ce!en'ant cYest *rai que"es !ro'uits 'oi*ent +tre accessi)"es !our "es c"ients& ?e sont eu#fna"ement qui 'ci'ent sYi"s !eu*ent en tirer 'es )nfces et nous f#onsun !ri# 'e *ente& 7n !ro'uit qui nYest !as achet nYest en suite !"us!ro'uit& K

- Est-i" intressant en tant que chercheur 'e tra*ai""er 'ans "e 'omaine 'u)iomimtisme4

KQuiH ce"a nous a!!orte *i'emment aussi que"que chose nous chercheurset em!"oys& Qn a !"us en*ie 'e tra*ai""er !our un entre!rise qui a uneima,e !ositi*e que !our un entre!rise qui a une mau*aise ima,e ou qui estcom!romise 'ans 'es scan'a"es& ?Yest ,a"ement e#tr+mement intressant'You*rir "es yeu# sur "a nature et 'Yen a!!ren're que"que choseH nouscherchonons crer une co""e qui serait aussi e[cace que ce""e 'es mou"es etautres coqui""a,es& ?e!en'ant e""e 'oit +tre sim!"e ( uti"iser et !as trs

chre&K 44


45/46

V& ?onc"usionCe nos ours "ors 'e "a !ro'uction '5un )ien que"conqueH "5homme $ait en moyenne 123

de 4chis

et seulement 53 de produit ni. ?5est !our ce"a que "5in'ustrie" 'oit ten're *ers 'es

so"utionsmoins !o""uantes et !"us 'ura)"es& L5.omme ( touours cherch ( proresser et "a

ature "ui!ermet auour'5hui se"on nous 'e r*o"utionner ses acquis et '5a*ancer sur une *oie !"usconomique en ner,ie 'onc !"us coloique&

Le )iomimtisme c5est aussi a'mettre qu5i" y a plus intellient et pluse:cace que "5homme: Le vivant&7ne so"ution *i*ante c5est une so"ution qui s5a'a!te ( ses )esoins et qui serenouvelleconstamment& ous !ensons !our ce"a qu5i" est ncessaire 'e'onner !"us '5im!ortance ( ce 'omaine et '5acce!ter que "a nature noussur!asse&

W nos yeu#H "e )iomimtisme est un moyen i'a" 'e recrer un "ien entre "anature et "5in'ustrie" !uisqu5i" !ro!ose 'es so"utions non seu"ement renta)"es

mais aussi moins !o""uantes et *oraces en ner,ie& ?5est e#actement ce querecherche "5in'ustrieH 'es inno*ations co"o,iques 'e qua"it !our unec"ient"e qui as!ire 'e !"us en !"us ( 'es !ro'uits en harmonie a*ec "a nature&" $aut sa*oir que "e )iomimtisme ne trou*e !as seu"ement une uti"isation'ans notre *ie quoti'ienne mais aussi !our 'es ,ran'es institutions te""es que"a ;S;&

En outreH "e )iomimtisme est trs rcent et n5a !as '*oi" tous sesinnom)ra)"es secrets&" est tem!s que "5on ouvre les "eux sur le nie qu'est la 7ature&L5homme n5a amais *ou"u a'mettre que""e a trou* une so"ution ( un ,ran'nom)re 'e !ro)"mes com!"e#es ,r>ce ( /HG mi""iar's '5annes '5a'a!tation&Le )iomimtisme nous ou*re 'e nou*e""es !ers!ecti*es en r*o"utionnantnotre $aDon 'e !enser& En e6et "es so"utions qu5i" nous o6re *ont ( "5encontre'e "5o!inion et 'e "5intuition commune& La nature nous a!!ren' notammentque "e "isse est moins aro'ynamique et hy'ro'ynamique que "e ru,ueu# et

que "es "iqui'es a'hrent moins au ru,ueu# qu5au "isse&

45


46/46

http

tpe-biomim

Documents

Transcript of tpe-biomim