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09/07/2019

Interview de Kalina Raskin, directrice générale du CEEBIOS, sur le biomimétisme

Sia Partners a rencontré Kalina Raskin, Directrice générale du Centre Européen d'Excellence en Biomimétisme de Senlis (CEEBIOS). Cet échange fut l’occasion d’en apprendre davantage sur ce qu’est le biomimétisme, son positionnement en France, son impact sur l’innovation et sa percée chez les grands industriels français.

Sia Partners : Alors qu'il est parfois associé à la quatrième révolution industrielle, pourriez-vous nous présenter le concept du biomimétisme et les enjeux qu'il représente aujourd'hui ?

Kalina Raskin : Le biomimétisme représente une opportunité inédite d’innovation responsable : s’inspirer du vivant et tirer parti des solutions et inventions qui y sont produites, éprouvées par 3.8 milliards d’années d’évolution. Cité en France dès 2007 dans un rapport de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, comme l’outil de la prochaine révolution industrielle, le biomimétisme associe innovation et responsabilité sociétale puisqu’il repose sur l’étude des systèmes naturels pour créer de nouveaux produits, services et modèles d’organisation durables. En prenant les systèmes biologiques comme modèle, le biomimétisme permet de réconcilier les activités industrielles et le développement économique avec la préservation de l’environnement, des ressources et de la biodiversité.

Sia Partners : Le biomimétisme pourrait répondre à divers enjeux techniques et ce, dans de nombreux secteurs. Quelles sont ses applications au secteur de l'énergie ? Pouvez-vous citer quelques exemples de réalisation ?

Kalina Raskin : Dans le secteur de l’énergie, le recours aux énergies renouvelables (solaire notamment), la séquestration du dioxyde de carbone atmosphérique et la mise en œuvre de sources d’énergie diversifiées et décentralisées correspondent bien aux stratégies adoptées par les systèmes vivants. Les systèmes biologiques favorisent toujours une approche minimaliste et une gestion optimisée de l’information pour limiter les coûts énergétiques et la consommation de ressources, et augmenter l’adaptabilité et la résilience. Toutes ces stratégies sont pertinentes et applicables dans notre monde actuel.

Les principales promesses de la bio-inspiration résident dans l’optimisation des procédés de photosynthèse artificielle. Nous pouvons citer par exemple les travaux menés en Europe par le consortium européen eSCALED. Regroupant 8 pays européens, les chercheurs tentent de développer un dispositif de feuille artificielle basé sur les principes de la photosynthèse. La photosynthèse utilise en effet l’énergie du soleil pour convertir le CO2 et l’H2O en molécules carbonées riches en énergie (la biomasse). Reproduire artificiellement ce processus extrêmement complexe permettrait de stocker l'énergie solaire sous forme de molécules appelées « carburants solaires ». Cette solution serait complétement disruptive pour l’industrie chimique ou la génération d’hydrogène pour la mobilité de demain. La feuille artificielle ouvrirait ainsi la voie aux dispositifs de stockage de l’énergie de demain tout en contribuant à la lutte contre le dérèglement climatique. Utilisant le CO2 comme source de matière première, la photosynthèse contribue également à diminuer l’accumulation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère et donc à lutter contre le changement climatique.

En Suisse, les travaux de Michael Gräetzel, chimiste à l’EPFL[1] ont abouti à la commercialisation de cellules photovoltaïques bio-inspirées. Les cellules de Grätzel sont constituées de deux fines plaques de verre, transparentes et conductrices. Elles sont en contact avec une mince couche d’oxyde de titane couvert d’un colorant de synthèse qui conduit les électrons. Exposés à la lumière, ces derniers sont éjectés du colorant et captés par l’oxyde de titane, ce mouvement amorce la production électrique. Ce qui s’opère dans cette cellule est très proche de ce qui s’opère dans la nature où les photons contenus dans la lumière excitent les électrons contenus dans le colorant vert de la plante, la chlorophylle.

L’entreprise française Eel Energy[2] travaille quant à elle à l’exploitation de l’énergie mécanique des courants aquatiques par voie bio-inspirée en développant des hydroliennes ondulantes. Ces hydroliennes de nouvelle génération sont inspirées de l'ondulation des anguilles. La membrane capte la pression du fluide et se déforme. Cette énergie de déformation est ensuite convertie en énergie électrique. Une technologie innovante qui contraste avec les hydroliennes classiques à turbines. Le premier prototype commercial vient d’être testé dans le bassin de l'IFREMER[3] à Boulogne-sur-Mer avec succès et un déploiement industriel est prévu à l’horizon 2020.

Sia Partners : De plus en plus d'acteurs de l'économie et de la recherche semblent vouloir s'inspirer de la nature pour développer les innovations de demain. Quels sont aujourd'hui les grands énergéticiens français qui investissent dans le biomimétisme ?

Kalina Raskin : Beaucoup de grands énergéticiens français tels que ENGIE, EDF, Total ou IFP Energies nouvelle, s’engagent dans le biomimétisme mais à l’heure actuelle aucune innovation provenant directement du biomimétisme n’est apparue. Des preuves de concept, technologiques comme financières, sont encore nécessaires dans le secteur énergétique. L’investissement dans le développement de ces technologies radicalement en rupture doit s’accroître et miser sur la collaboration étroite entre la recherche académique et privée.

Dans d’autres secteurs industriels, des grands groupes ont cependant investi de manière conséquente dans le biomimétisme et se démarquent très largement à l’heure actuelle. C’est l’exemple d’Airbus qui s’est inspiré des goélands dans le développement du modèle A350 XWB. Ces oiseaux possèdent des capteurs dans leur bec qui leurs permettent de sentir les rafales de vents et d’agir avec leurs ailes pour les compenser.

Airbus a appliqué le biomimétisme pour répondre à plusieurs enjeux techniques, parmi lesquels :

Le nez de l’Airbus A350 XWB contient des sondes capables de détecter les rafales de vent, inspiré du bec des goélands. En fonction de l’intensité de ces rafales, l’avion ajuste sa surface d’aile pour absorber les turbulences. Cette technologie a permis de réduire la consommation de carburants de carburants de 3,5 % soit une réduction annuelle de 700 tonnes de CO2 par avion,

  • les winglets, ces ailettes quasi verticales en extrémité de voilure  sont inspirées des rémiges, ces grandes plumes aux extrémités des ailes des grands oiseaux planeurs, notamment de l’aigle des steppes,
  • Le développement d’ailes déformables à l’instar de la déformation des membres de la plupart des animaux évoluant dans des fluides,
  • L’intégration de soie d’araignée artificielle, la fibre BioSteel® pour le renfort des matériaux composites.

La plateforme française automobile a inscrit le biomimétisme dans sa prospective. Renault automobile a en particulier travaillé sur l’opportunité du biomimétisme pour le développement du véhicule décarboné. L’entreprise a travaillé avec Véronique Billat, spécialiste des grands sportifs, pour transposer l’optimisation de l’utilisation des sucres et des graisses des marathoniens et l’optimisation de la motorisation hybride. Plus récemment, ils travaillent avec leur fournisseur Faurecia dans le développement de matériaux anti-salissures inspirés de la collembole.

Michelin avec son concept de pneu Vision , s’inspire d’alvéoles végétales et minérales. Un pneu imprimé en 3D, sans air, composé de matériaux recyclés biodégradables et recyclable en fin de vie. Cette structure alvéolaire permet d’obtenir un pneu ultra résistant et très léger.

Le biomimétisme est également intégré depuis plusieurs décennies dans d’autres secteurs tels que la cosmétique, la santé ainsi que les technologies de l’information et de la communication.

Sia Partners : Quelles sont, selon vous, les perspectives de développement du biomimétisme à l'échelle nationale ?

Kalina Raskin : La France a de remarquables atouts pour se positionner sur le biomimétisme. Avec plus de 200 équipes de recherche investies dans le domaine et un patrimoine biodiversité exceptionnel, elle a de quoi emboiter le pas à l’Allemagne pour devenir chef de file de la bio-inspiration comme voie de transition écologique.  Une mobilisation conséquente de l’ensemble des moteurs gouvernementaux et une accélération de l’appropriation de la démarche par les grands acteurs de l’industrie est aujourd’hui indispensable.

Le biomimétisme doit être un des outils pour réaliser la transition énergétique française. L’ensemble des innovations issues du biomimétisme déjà réalisées ne représente qu’une infime partie de ce que l’on peut faire en s’inspirant de la nature.

En savoir plus : Etat des lieux du biomimétisme en France, Juillet 2018, CEEBIOS.

Présentation de Kalina Raskin et du CEEBIOS

Ingénieur physico-chimiste diplômée de l’ESPCI-Paristech et Docteur en neurosciences de l’UPMC, Kalina a d’abord promu le biomimétisme pour l’innovation responsable au sein de l’agence Paris Région Entreprises, où elle a développé des outils d’aide à l’éco-conception par le biomimétisme. Elle contribue au développement de l’association Ceebios depuis 2013 et en a pris la direction générale début 2017. Elle est également conseillère éditoriale « biomimétisme » pour la revue Techniques de l’Ingénieur et suit les travaux de normalisation ISO sur le biomimétisme. Elle a participé au groupe d’experts « Nature-based solutions » à la Commission Européenne. Son ambition est de positionner la France en pionnier du développement du biomimétisme comme outil de la transition écologique, réconciliant biodiversité, innovation et économie.

 

Créé en 2014, le CEEBIOS répond aux recommandations émises pour la structuration et la mise en œuvre d’une feuille de route nationale du biomimétisme. Par son rôle de réseau, d’interface et d’accompagnement de projets de R&D innovants, le CEEBIOS vise à catalyser la richesse des compétences nationales du monde académique, de l’enseignement et de la R&D industrielle.

Sia Partners


[1] Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)

[3] Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (IFREMER)

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