A chaque fois que vous rencontrez un problème, observez la nature. Celle-ci a peut-être déjà eu les mêmes difficultés, et si c’est le cas, elle a sûrement trouvé une solution il y a quelques milliers d’années. Voilà la devise du biomimétisme, une démarche qui entend réconcilier progrès et respect de l’environnement. Théorisée en 1998 par la scientifique américaine Janine Benyus, cette démarche a séduit scientifiques et entrepreneurs et en inspirera sans doute bien d’autres ! Découvrez 5 innovations inspirées par les insectes !
5 innovations inspirées par les insectes
Qu’est-ce que biomimétisme ?
Le biomimétisme consiste à faire de la recherche autrement : s’inspirer du vivant pour tirer parti des solutions et inventions produites par la nature. La nature reste en effet le seul « ingénieur » capable de créer des multitudes de cycles de production sans consommer d’énergies fossiles, ni produire de déchets. La nature est un peu un « ingénieur original » qui puise sa créativité dans les contraintes et s’adapte toujours à son environnement. Mère Nature n’a jamais déposé de brevets, toutes ses idées sont « opensource ». Pourquoi ne pas observer et copier ? C’est ce qu’on appelle le biomimétisme.
Les cafards, des insectes qui inspirent !
Cambridge découvre que la puissance des pinces de cafard pourrait servir dans le cadre d’un usage chirurgical
Les cafards démultiplient la puissance de leurs mandibules par une combinaison sophistiquée de contractions des fibres musculaires qui leur permet de briser des matériaux durs comme le bois. Challenge particulièrement intéressant lorsqu’on sait que le cafard doit concentrer ces mandibules au niveau de la tête et sur un petit corps. La possibilité d’obtenir autant de force en si peu d’espace est c’est ce qui a intéressé Tom Weihmann, un entomologiste de l’Université de Cambridge au Royaume Uni. Il a découvert que comme l’espace des mandibules est limité sur un cafard les muscles y sont donc disposés en biais pour prendre moins de place lors des contractions.
Ainsi les cafards peuvent obtenir une pression équivalente à 50 fois leur poids soit en comparaison, une puissance cinq fois supérieure à la mâchoire humaine.
Ces observations sont utiles en micro-ingénierie quand il s’agit de produire de forte tension dans un petit espace en utilisant des micro-moteurs électriques qui doivent être attachés à l’intérieur de la structure.
Avec la miniaturisation croissante, de tels mécanismes sont aussi de plus en plus importants comme par exemple pour des micro-sondes insérées dans des artères ou des micro-instruments chirurgicaux, expliquent les chercheurs.
Voir aussi Pourquoi les insectes sont-ils petits ?
L’université de Californie travaille sur un robot-cafard
Des chercheurs de l’université de Californie ont conçu le robot VelociRoAch en s’inspirant des trois paires de pattes du cafard. Capable de parcourir 27 fois la longueur de son corps par seconde (contre 50 fois pour le vrai cafard), ce robot devrait aider à retrouver plus rapidement la trace de victimes dans des éboulis causés par des tremblements de terre.
VelociRoACH. D. Haldane, UC Berkeley (DR)
De l’essaim d’abeilles aux robots-abeille
Un nuage de centaines de petites abeilles métalliques et indépendantes survolant un champ pour l’ensemencer. Non, il ne s’agit pas d’un film fiction. Des chercheurs de l’université d’Harvard sont bien parvenus à créer des robots-abeilles.
Découvrez la vidéo ci-dessous :
Reproduire le comportement collaboratif d’un essaim d’abeille
Le but de cette innovation n’est pas seulement d’imiter le vol des insectes : les chercheurs comptent aussi reproduire le comportement collaboratif d’un essaim d’abeille. Ils souhaitent les équiper de capteurs et de caméras pour permettre à chaque robot-abeille de collecter des données. Les informations pourront être transmises entre abeilles ou directement à la « ruche » (le poste de commande des machines).
Une innovation qui pourra aider aux repérages des zones difficiles
Cette innovation permettra d’effectuer des repérages dans des zones difficiles d’accès ou irradiées mais aussi surveiller des cultures et les ensemencer ou encore mesurer l’évolution du climat dans des espaces restreints. Bravo l’abeille !
Les termites, des insectes futurs architectes ?
Les termites sont des insectes capables de détruire des habitations mais ils sont aussi de redoutables architectes ! Effectivement, les termitières ont une température quasiment uniforme, même lorsque le thermomètre extérieur alterne entre canicule et nuit froide.
L’habitation des termites inspire un architecte au Zimbabwe
Cette capacité a inspiré un architecte Mick Pearce à Harare, la capitale du Zimbabwe. La ville connaît d’importants changements de température quotidien : l’architecte a donc étudié pendant plusieurs années le fonctionnement des termitières et s’en est inspiré pour construire l’Eastgate building. L’Eastgate building est un immense immeuble qui surplombe Harare. Bâti en 1996, c’est la première construction de cette taille qui s’inspire entièrement d’une invention de Dame nature.
Le fonctionnement du bâtiment
Plutôt que de chauffer puis de climatiser le bâtiment, l’architecte a voulu faire de cette particularité climatique un avantage. S’inspirant des termitières, il a mis en place un système de climatisation passive : le bâtiment, qui a une grande capacité thermique, absorbe la chaleur tout au long de la journée. De nombreuses ouvertures permettent en même temps à l’air d’entrer par le bas du bâtiment, tandis que de grandes cheminées permettent d’évacuer l’air chaud qui remonte par convection. Cette installation créé un courant d’air naturel.
Le mécanisme est accéléré plusieurs fois par jour en activant des ventilateurs. La nuit, l’air extérieur est plus froid qu’à l’intérieur du bâtiment, les murs diffusent alors peu à peu la chaleur qu’ils ont emmagasinée la journée. Le tout ralentit le refroidissement du bâtiment. Une partie de l’air frais qui s’engouffre est également stocké dans les dalles du bâtiment pour ralentir le réchauffement le lendemain. L’immeuble consomme ainsi 90% d’énergie de moins que la moyenne !
Des aiguilles médicales inspirées par un insecte…le moustique !
La piqûre est à la fois l’une des choses les plus utiles et les plus détestées au monde. Bien que nuisible, une autre piqûre reste elle le plus souvent indolore : celle d’un insecte, le moustique. Deux sociétés japonaises (Terumo Corporation et Okano industrial corporation) ont décidé de copier la trompe du moustique pour réaliser des aiguilles médicales.
L’aiguille est de forme conique, comme peut l’être la trompe du moustique – jusqu’ici les aiguilles médicales étaient cylindriques. Ils sont parvenus également à rétrécir la taille des aiguilles. Les seringues Nanopass33 sont aujourd’hui vendues à plusieurs millions d’exemplaires dans le monde.
Des yeux de mouche pour aider les aveugles
Comment font les mouches pour voler à une vitesse de plusieurs mètres par seconde en évitant les obstacles ? Depuis leur apparition sur Terre, il y a 400 millions d’années, ces insectes ont mis au point une technique visuelle aussi efficace qu’économe ! Leur fameux œil sphérique est doté de 5000 facettes correspondant à autant de pixels sur une image numérique. Si l’on compare ces facettes à l’œil humain qui en compte 20 millions, comment font les mouches pour voler à cette vitesse avec aussi peu d’informations ? C’est la question que s’est posée Nicolas Franceschini, directeur de recherche CNRS à l‘Institut des sciences du mouvement de l’université de la Méditerranée Aix Marseille.
L’oeil de mouche, un oeil à la pointe de la technologie
L’équipe a découvert que chez la mouche les objets à très grande distance défilent à une vitesse angulaire faible, alors que les objets proches défilent avec une vitesse très élevée. Ils comptent s’inspirer de l’œil de la mouche pour fabriquer des yeux artificiels pesant 1,7 gramme, de 700 facettes. Une telle “caméra” miniaturisée dotée d’une analyse de mouvement inspirée par celle du cerveau des mouches pourrait bouleverser l’assistance aux personnes aveugles. Reste à réaliser l’interface entre les signaux captés et les handicapés visuels.
Un système d’assistance aux déficients visuels moins invasif
Les chercheurs évoquent pour réaliser l’interface entre les signaux captés et les handicapés une transformation en vibrations permettant, par exemple, de les alerter sur l’approche d’un obstacle. On pense aux radars installés sur les automobiles pour faciliter les manœuvres de parking. Dans ce cas, l’appareil émet des sons de plus en plus rapprochés lorsque la distance diminue. On peut donc espérer que cette caméra permettra de mettre au point des systèmes d’assistance moins invasifs que les rétines artificielles ou les implants dans le cerveau.
Article mis à jour le 13/11/2015
