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7 avril 2021

Biomimétisme : Repenser l’espace urbain en s’inspirant de la nature

Trouver l’inspiration dans la nature

Le biomimétisme consiste à s’inspirer des processus, propriétés, matières, formes et fonctions du vivant pour les transposer dans divers domaines de façons innovantes. 💡 

Des exemples innombrables 

Il y a plus de 35 ans, le biologiste Frank Fish s’interrogeait sur la forme des nageoires de baleines. Pourquoi ont-elles des tubercules ? Ne sont-elles pas censées augmenter la résistance de l’eau ? Avec l’aide de l’ingénieur spécialisé dans les éoliennes Philip Watts, il découvrit que ces tubercules permettaient non seulement de diminuer la résistance à l’eau mais aussi d’augmenter la portance de l’animal. Cette découverte offrit des perspectives intéressantes pour la biologie marine, la navigation maritime mais pas seulement ! En 2005 avec le réalisateur Stephen Dewar, ils créèrent WhalePower Corporation, pour commercialiser des pales d’éoliennes en forme de nageoires de baleines. Cette découverte pourrait être prochainement utilisée dans l’aéronautique où les ailes des avions sont encore conçues pour être les plus lisses possible.

WhalePower Corporation

Le train à grande vitesse japonais Shinkansen ou « le train martin pêcheur » tient sa forme du bec pointu de l’oiseau coloré. Lorsqu’un martin-pêcheur plonge dans l’eau pour attraper sa proie, la forme de son corps et de son bec lui permettent de faire très peu de remous. Cette adaptation a donné lieu à de spectaculaires résultats : nette amélioration de l’aérodynamisme et surtout, forte diminution du bruit. On estime que ce changement a permis une réduction de la consommation énergétique de 16% et une augmentation de la vitesse de 10%. 

Image par shortycolossus de Pixabay

Autre exemple, le fameux système de fixation velcro inspiré des fleurs de bardanes. Vous savez, ces petites plantes que vous retrouvez accrochées à vos vêtements ou dans les poils de votre chien après une promenade. Fruit de l’évolution, ce système particulièrement ingénieux permet à la plante de disséminer ses semences. L’extrémité de la fleur est composée de petits crochets qui s’accrochent dans les tissus à boucle et dans les poils. C’est à partir de cette découverte et, après 10 ans de recherches, que fut créé le système de fermeture Velcro, aussi appelé Scratch.

Image par NickyPe de Pixabay

L’architecture biomimétique  

Dans le domaine du bâtiment, nombreuses sont les problématiques qui ont trouvé leur solution en s’aspirant de la nature. Diminuer les coûts financiers et environnementaux, avoir une bonne gestion de l’eau, profiter de la lumière à tout instant de la journée, diminuer les îlots de chaleur… Tous ces objectifs peuvent être atteints en observant et en reproduisant des phénomènes naturels. Dans un monde qui cherche à se tourner vers le durable, le biomimétisme semble être la solution la plus logique.

L’arbre, l’habitat idéal ?

Les architectes sont nombreux à s’être inspirés des formes et caractéristiques de la végétation pour imaginer des constructions écologiques. Pour cause, les plantes sont présentes sur l’ensemble du globe et savent exploiter pleinement les ressources qui sont à leur disposition.

Il est vrai que l’arbre combine un ensemble de fonctions et de propriétés des plus intéressantes pour le milieu de la construction. C’est un véritable piège à carbone et un fabricant d’oxygène. Il agit en tant que filtre contre les particules fines et les polluants d’origine citadine et agricole. Les arbres purifient aussi l’eau grâce à leur système racinaire et rafraichissent l’atmosphère. Ce sont de véritables biotopes qui abritent bon nombres d’animaux, champignons, végétaux et micro-organismes. De plus, il est prouvé que les arbres ont des effets bienfaisants sur la santé et réduisent le stress.

Le projet Ecotone

Le projet Ecotone à Arcueil rassemble des architectes de renommée mondiale pour la construction du bâtiment biomimétique le plus important d’Europe. L’édifice de 80 000m2 accueillera en 2024 des bureaux, une crèche, des restaurants et commerces ainsi que des résidences pour les étudiants et les personnes âgées. Le bâtiment a été imaginé en forme de colline et sera composé d’importantes surfaces vitrées et de végétaux. Le projet se veut être la « transition de deux écosystèmes », la nature et le bâti, d’où il tire son nom. La structure sera entièrement en bois, alimentée par des éoliennes urbaines et des panneaux solaires. Il est prévu qu’elle récupère les eaux usées, et qu’elle soit reliée à un système de géothermie. Par ailleurs, Ecotone hébergera des entreprises qui ont une vision environnementale et solidaire.

L’architecte mondialement connu Antonio Gaudi, s’est lui aussi beaucoup inspiré des formes visibles dans la nature pour créer. Le monument emblématique de Barcelone, la Sagrada Familia a été édifié en copiant la forme des ramifications des arbres.  

Image par cleprovost de Pixabay

On peut aussi citer le temple du lotus qui, comme son nom l’indique, est en forme de lotus. La structure récupère et recycle les eaux de pluies. 

Image par harmeet9000 de Pixabay

Avoir chaud grâce aux manchots

En Russie, à Skolskovo, ce sont les manchots qui ont influencé la disposition des logements. Pour limiter la déperdition d’énergie, les manchots se regroupent et garde la chaleur grâce à leurs voisins. De la même façon, les habitations du complexe russe ont été regroupées en cercles par îlots ce qui a permis de gagner 5°C.

Photo par l’Agence d’architecture Béchu et Associés

Le Eastgate Center et sa climatisation façon termitière 

Au Zimbabwe, l’architecte Mike Pearce s’est inspiré des termites pour concevoir le système de climatisation de l’Eastgate Center. La structure économise 35% d’énergie par rapport aux autres constructions du pays. 

Les termitières ont un système de thermorégulation qui leur permet de conserver une température intérieure constante de 30°C, quelques soient les températures extérieures. En effet, les termites peuvent se développer dans des climats allant de -1°C à plus de 40°C. L’habitat des termites est constitué de nombreux conduits qui font circuler l’air dans toute la structure. La ventilation est ainsi ajustée par les termites qui élargissent ou en rétrécissent les conduits et les cheminées.

L’Eastgate reproduit cet ingénieux système, ce qui lui permet de s’auto refroidir.

Les matériaux ont une faible masse thermique. Ils peuvent amasser de la chaleur sans changer de température. La nuit, l’air frais est capturé dehors et véhiculé par des conduits à l’intérieur du building. Durant la journée, l’air chaud remonte pour être évacué à l’extérieur du bâtiment grâce à un système de cheminées. Même en période de grosse chaleur, la température intérieure de l’immeuble n’excède jamais les 27°C.

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