Sujet prégnant tous secteurs confondus, le biomimétisme s’inspire du vivant pour construire et reconstruire nos idées reçues autant que nos villes. Appliqué à l’architecture, il répond à des enjeux de densification des villes, d’économie des ressources et de l’énergie. Pour Alain Renaudin, président de NewCorp Conseil et fondateur du salon Biomim’expo, le biomimétisme associé aux innovations technologiques permet désormais de construire un monde plus harmonieux et résilient.
Raconter la ville rêvée à travers le regard d’acteurs qui contribuent déjà à la réinventer, c’est l’objet de nos entretiens « Nature de Ville ». Réhabilitation, technologies, art, biodiversité, mixité : nous donnons la parole à ceux qui pensent ou conçoivent la ville.
Associé à l’initiative du CEEBIOS depuis l’origine et fondateur du salon Biomim’expo en 2016, Alain Renaudin pose un regard à la fois pragmatique et poétique sur le sujet. Diplômé en sciences économique et sociale, il a travaillé une quinzaine d’années à l’IFOP. Spécialisé dans l’accompagnement d’entreprises face aux grandes transitions, il s’est intéressé au biomimétisme en partant du développement durable. Un déclic survenu lors du sommet de Johannesburg de 2002, suite à la fameuse déclaration de Jacques Chirac : «Notre maison brûle et nous regardons ailleurs ». Il s’est interrogé sur l’impact que pourrait avoir le développement durable sur les citoyens, leur appréciation des acteurs politique et économique et leur vision du monde.
Pourquoi doit-on s’intéresser au biomimétisme aujourd’hui ?
Alain Renaudin. Depuis quelques années, nous ne parlons plus d’espérance de vie des hommes et des femmes mais d’espérance de vie et de survie de l’espèce humaine. Dans la nature, dès qu’une espèce devient hégémonique c’est l’écosystème entier qui est en danger. Le biomimétisme est une sorte de boite à outils du développement durable qu’il devient urgent d’utiliser. Cela consiste à prendre le vivant comme modèle de production économe, d‘organisation harmonieuse et de développement plus résilient. Un modèle ayant fait ses preuves depuis 3,8 milliards d’années face aux 150 mille années de vie de l’homo sapiens sapiens.
Face à ces enjeux, le biomimétisme permet de passer de la pédagogie du pourquoi à celle du comment, des problèmes aux solutions. Nous ne devons plus considérer le vivant comme un enjeu dont l’homme doit s’occuper mais comme des solutions au service de son avenir. Quand on vous aura expliqué qu’on peut sauver une vie grâce à l’arenicola marina, ce ver marin qui fait des serpentins dans le sable breton, je vous garantis que vous ne marcherez plus sur les plages de la même façon. En effet, son hémoglobine hyper oxygénée peut servir pour augmenter les chances de réussite d’une greffe d’organes ou la cicatrisation.
Le biomimétisme classe les innovations inspirées du vivant en 3 niveaux : formes, matériaux et procédés. Pouvez-vous nous en dire plus ?
Alain Renaudin. Je préfère parler de 3 échelles, du plus petit au plus grand.
- Nanoscopique : c’est l’observation de structures telles que les denticules cutanés de la peau de requin pour imaginer de nouveaux matériaux antibactériens.
Dans un autre registre, les ingénieurs se sont inspirés de l’aile de papillon morpho pour créer un bleu sans agent chimique ni pigment. L’aile est composée de quatre couches d’écailles de différentes tailles enchevêtrées de différentes façons. Sa couleur bleue n’est donc pas due à des pigments mais à une diffraction inégale de la lumière sur chaque couche.
- Macroscopique : c’est l’observation des modes de vie et d’évolution d’un organisme pour repenser un procédé ou un design.
La Japan Railway dont l’un des ingénieurs était passionné d’ornithologie, s’est inspiré du bec du martin pêcheur pour perfectionner le Shinkansen, le train le plus rapide du monde. En analysant les techniques de pêche de l’oiseau, ils ont résolu le problème d’à-coups aux entrées et sorties des tunnels engendrés par la pression de l’air en zone humide.
- Écosystémique : il s’agit de repenser nos modes organisationnels en interactions écosystémiques.
L’idée est par exemple d’observer les forêts à travers deux clefs de lecture que sont la diversité des espèces et les interactions entre elles. Au niveau des zones de mycorhize, c’est-à-dire quand le mycélium rencontre le réseau racinaire des arbres, l’un apporte l’eau et les nutriments et l’autre le sucre provenant de la photosynthèse des feuilles. Une allégorie bio-inspirée que l’on peut appliquer à un écosystème urbain ou à une organisation humaine dans une entreprise.
Comment le biomimétisme influence-t-il l’architecture ?
Alain Renaudin.
D’un point de vue Nanoscopique : face à des enjeux d’étalement urbain et de cannibalisation des espaces, les ingénieurs cherchent des solutions verticales pour répondre à la densification des villes. Cela nécessite de repenser les matériaux.
En tant que maçons, nous avons tendance à construire des murs avec une matière dense et homogène, pourtant l’idée est de les alléger. L’additive printing (impression 3D) permet désormais de fabriquer des matériaux alvéolaires – avec plus d’air que de matière – directement inspirés des os humains dont la densité de matière varie en fonction des points de force. Ainsi, la Tour D2 à la Défense et ses 171 m de hauteur est édifiée avec une économie de 30 % de matière par rapport à un gratte-ciel classique grâce à son exosquelette inspiré des structures osseuses.
D’un point de vue macroscopique : bon nombre d’architectes connaissent Mike Pearce pour son application des termitières à la climatisation dans un centre commercial au Zimbabwe. Les termites utilisent et abritent un champignon pour pré-digérer leurs aliments. Ce dernier ne supporte pas une chaleur supérieure à 20°C. Elles ont donc développé un système de cheminée de ventilation à clapets, pour créer des courants d’airs. Pearce a appliqué le même principe au bâtiment en le combinant à des murs végétalisés pour rafraîchir l’air de façon entièrement passive. Le principe a été récemment appliqué par Nicolas Vernoux-Thélot au Sénégal.
Dans un autre registre, le cabinet d’architectes Art & Build a expérimenté des systèmes d’ombrières, inspirées des pommes de pin, réagissant au taux d’ensoleillement et d’hygrométrie pour réguler la température d’un bâtiment de façon passive.
Des inventions incroyables quand on sait que la climatisation est la bombe énergétique de demain notamment en milieu urbain. Il n’est pas loin le temps où on utilisera plus d’énergie à refroidir les villes que pour se chauffer.
D’un point de vue écosystémique : Le Bullit Center de Seattle est typique d’une approche globale. A l’image d’un castor qui trouve les matériaux de son barrage dans son environnement proche, le bâtiment est construit en circuits courts pour s’approvisionner uniquement en local.
Existe-t-il des bâtiments qui s’autoréparent, à l’image du vivant ?
Alain Renaudin. Voilà une question que l’on pourrait extraire d’un récit de science-fiction, et pourtant… Il existe bien des bétons qui s’autoréparent grâce à des bactéries auto calcifiantes, inspirées par certains vers marins capables de créer une sorte de colle en milieu aqueux pour construire leur habitat.
L’entreprise Soletanche Bachy a ainsi développé un produit qui permet de compenser les fissures des digues. L’eau active des grains de sable auto agglomérant pré-injectés dans le matériau. L’infiltration devient donc la solution au problème.
Au-delà d’autoréparation, le biomimétisme a permis de rendre des matériaux plus pérennes. L’université McGill au Canada a mis au point un vitrage 200 fois plus résistant, inspiré des coquilles d’ormeaux semblables à un empilement de mini morceaux de nacres enchevêtrés. En cas de choc, le début de fissure est stoppé par l’enchevêtrement des couches.
A quoi ressemblerait une ville biomimétique ?
Alain Renaudin. Par pure spéculation, je dirais d’abord nourricière. Dans un écosystème résilient, la ville nourrirait ses habitants en circuit court, fermé et hyperconnecté. Du point de vue énergétique également, nous serions dans un système démultiplié, décentralisé et partagé. A l’image de notre écosystème forestier, chaque entité serait donc à la fois productrice d’énergie et en capacité de partager des ressources en énergies ou eau en interconnexion.
Ensuite, elle serait probablement tridimensionnelle. Aujourd’hui, même si certaines villes sont construites en gratte-ciels, ce sont des villes en 2D, dans lesquelles nous sommes obligés de redescendre pour circuler. Or, dans le vivant, les connexions se font souvent en volumes. Je pense notamment au travail de Claire Lesieur à l’ENS Lyon et à son allégorie sur la façon dont les molécules transitent dans les protéines, faisant écho à nos modes de transition en villes. L’une des clefs de différenciation de son analyse est que nos villes seraient bien plus fluides si elles étaient multidimensionnelles et si nous étions capables de transiter à tous les étages.
Du point de vue social enfin, cette ville ne serait pas une mosaïque de mini-ghettos dédiés à une fonction (commercial, résidence, bureaux) mais un écosystème entremêlé et riche en biodiversité sociale, culturelle et sectorielle.