La SFIP invite le CEEBIOS pour une conférence sur le biomimétisme

A l’issue de son Assemblée Générale qui s’est tenue à Paris le 12 avril dernier, la SFIP (Société Française des Ingénieurs des Plastiques) a accueilli Laura Magro, chargée de mission au CEEBIOS (Centre Européen d’Excellence en Biomimétisme de Senlis), pour une conférence inspirée et inspirante sur le biomimétisme.

Je ne redéfinis pas la notion de biomimétisme, préférant vous renvoyer à mes précédents articles sur le sujet, sinon vous m’accuseriez de radoter !

Je reprends juste deux exemples assez connus de produits bio-inspirés. Commençons avec la bardane, dont les fruits sont munis de crochets destinés à faciliter la dispersion des graines en s’accrochant à tout ce qui passe près d’eux, notamment les poils de votre chien. C’est ce qu’a remarqué George de Mestral après une balade avec le sien et ce qui l’a amené à inventer le Velcro en 1941. Et si vous préférez la pêche à la randonnée, je vous propose le Shinkansen, le train à grande vitesse japonais, dont le « nez » est inspiré du bec du martin-pêcheur.

L’évolution du nombre de publications scientifiques sur le sujet montre que l’intérêt pour cette discipline explose littéralement depuis le début des années 2000. Pourquoi maintenant ? Parce que la progression des connaissances, notamment dans le domaine de la biologie, se combine à la nécessité actuelle de prendre en compte les impacts sociétaux et environnementaux de notre développement : il est urgent d’innover autrement et de faire preuve d’humilité face à l’extraordinaire complexité du vivant.

Comment mieux utiliser l’énergie solaire et réduire notre dépendance aux énergies fossiles ? Comment colorer sans pigment ni peinture ? Comment coller sans colle ? Comment fabriquer nos matériaux dans l’eau, à température et pression ambiantes ? Comment stocker la nourriture, purifier l’eau, utiliser l’intelligence collective… Autant de questions épineuses pour nous auxquelles la nature sait depuis longtemps trouver des réponses durables.

Lors de cette conférence, j’ai découvert que la France possède le plus grand espace maritime au monde, 10% de la biodiversité mondiale connue (grâce à l’Outre-mer) et conserve 75 millions de spécimens au Museum d’Histoire Naturelle de Paris. Alors au fond, peu importe au fond de savoir si c’est Voltaire ou Ben Parker (l’oncle de Peter Parker alias Spiderman) qui a dit qu’un grand pouvoir impliquait de grandes responsabilités : avec un pareil patrimoine naturel et scientifique, nous n’avons qu’à ouvrir les yeux et retrousser nos manches pour innover autrement et durablement. On dénombre d’ailleurs dans notre pays environ 175 équipes de recherche qui travaillent sur le biomimétisme et 100 entreprises qui s’inspirent de cette démarche.

Le CEEBIOS a pour vocation de fédérer ce réseau de compétences, de contribuer à la formation et d’accompagner des projets innovants : pour vous aider dans votre démarche de bioinspiration, contactez-le ! Quant au prochain événement de la SFIP, retrouvez-en le programme ici.

 

Photo : Vincent van Zalinge sur Unsplash

La tortue, reine de la glisse

Le ski idéal doit paraît-il allier rigidité pour accrocher la neige dans les courbes et souplesse pour être maniable en entrée et en sortie de virage. Or les skis actuels sont soit souples, pour les skieurs intermédiaires, soit rigides pour les experts. Pour réunir ces deux caractéristiques apparemment incompatibles, Véronique Michaud, du laboratoire de technologie des composites et polymères de l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), a eu l’idée de se baser sur la morphologie de la tortue alors qu’elle assistait à un séminaire sur les matériaux bio-inspirés.

«Les écailles de la tortue sont imbriquées entre elles, à l’image d’un puzzle et liées par un polymère» explique la chercheuse. « Lorsque les tortues respirent, les écailles s’écartent légèrement, et la surface est souple. Mais lorsqu’un choc survient, la carapace se bloque et se rigidifie. J’ai tout de suite pensé que l’on pourrait implémenter ces caractéristiques dans un ski. » Cette idée s’est concrétisée dans un partenariat entre l’EPFL et l’entreprise suisse Stöckli.

Pour reproduire ce phénomène, la solution la plus efficace consiste à placer à l’intérieur du ski une plaque d’aluminium dotée d’une fente en forme de serpent judicieusement placée à l’avant et à l’arrière. Lorsque le ski se plie dans un virage, les plaques de chaque côté de la fente s’imbriquent entre elles, et le ski se rigidifie, ce qui permet d’effectuer des virages précis et stables. A la sortie du virage, la fente dans la plaque s’écarte légèrement, le ski redevient souple, et il est possible de conduire le ski avec une grande finesse. «Ici, l’aluminium se comporte comme les écailles, et une couche spéciale en caoutchouc entre les couches représente le polymère de la carapace» précise Véronique Michaud.

Les skis équipés de cette solution baptisée « turtle shell » sont en vente depuis 2016, « aussi bien pour des skieurs moyens, qui cherchent à déclencher des virages sans trop d’efforts, que pour des skieurs aguerris, qui pourront en tirer le meilleur parti ».

Pour ma part et sur la base de ma seule première étoile, je m’en tiendrai aux raquettes et partirai à point.

 

Photo : Mauro Paillex sur Unsplash

Pour aller plus loin :

Des skis inspirés des écailles de tortue

Stoeckli turtle-shell technology

 

Le téléphone de Neo ou le sac de Deckard ?

Mercredi, c’est jour de sortie (au cinéma) :

Fans de MATRIX, sachez qu’en mai vous pourrez vous offrir le « NOKIA 8810 4G reloaded » : une réédition du téléphone célèbre pour son rôle dans la trilogie. Vous pourrez le choisir en noir, comme Neo. Ou en jaune, si vous aimez les bananes.

Vous préférez Blade Runner, son décor « urbain poisseux », ses myriades d’enseignes et de néons, sa pluie incessante et ses foules denses et oppressantes ? Le couturier belge Raf Simons a imaginé pour EASTPAK une série limitée de sacs à dos pour la saison printemps /été 2018 inspirée par « l’esthétique cyberpunk de Blade Runner » mêlée à des éléments de design industriel « dans l’espoir de fournir une interprétation alternative de la culture de rue asiatique », ouf !

Concrètement, comment traduit-on l’esthétique cyberpunk ? Tout simplement semble-t-il avec du PVC (polychlorure de vinyle) à moins de 2 € le kilo. Quand on aime (le cinéma) on ne compte pas : le sac, proposé à 200 livres sterling, est déjà épuisé : y aurait-il plus de réplicants qu’on ne l’imagine ?

Des voitures à croquer

Dans les années 30, Henry Ford avait demandé à ses bureaux d’études de plancher sur l’introduction de matériaux biosourcés (1) dans les voitures. C’est ainsi que fut présentée le 14 août 1941 la Hemp Body Car : la voiture à carrosserie en chanvre. Si le châssis et quelques renforts étaient encore métalliques, la carrosserie était à base de graines de chanvre et de soja, de fibres de sisal et de paille de blé !

Quatre mois plus tard, l’attaque de Pearl Harbor entraînait les Etats-Unis dans la seconde guerre mondiale, remisant la voiture au garage. Un garage dont elle ne ressortit pas après le conflit : le pétrole n’était pas cher, les polymères synthétiques en profitaient pour prendre leur envol…

Un peu moins de cent ans se sont écoulés et le contexte économique et environnemental a bien changé. Où en est FORD avec « la paille et le grain » ? Si l’on en croit un article de Plastics Technology, Henry Ford serait ravi de constater que ses équipes avancent sur le sujet.

Quelques exemples ? FORD a introduit en 2008 sur la Mustang des mousses à base d’huile de soja pour les sièges et les appuie-têtes. Depuis 2011, ces mousses sont utilisées sur tous les véhicules commercialisés en Amérique du Nord. La paille de blé remplace le talc comme renfort dans le plastique (du polypropylène ou PP) des habillages intérieurs avec à la clé un allègement de l’ordre de 10%. Le constructeur travaille avec un fabricant de ketchup sur la ré-utilisation de ses peaux de tomate ainsi qu’avec un producteur de tequila dont les fibres d’agave (après extraction du jus destiné à la distillation) pourraient également être à l’origine de nouveaux matériaux.

FORD étudie aussi de près les algues et même le pissenlit russe (Taraxacum kok-saghyz). Car le pissenlit est une source de latex, comme l’hévéa. Si, si, vous le saviez forcément : qui n’a pas cueilli au moins une fois un pissenlit pour souffler sur son aigrette et se poisser les doigts avec le suc s’écoulant de la tige coupée ? Ce suc, c’est du latex et du latex on fait tout simplement… des pneus.

 

(1) Un matériau « biosourcé » est fabriqué à partir de ressources renouvelables (maïs, lin, algues…) et non pas de ressources fossiles comme le pétrole et le charbon.

Jin, la chaise « 100% bio » : info ou intox ?

Qu’est-ce qu’un matériau composite ? C’est un matériau constitué d’au moins deux composants : une « matrice » qui assure la protection et la cohésion de la structure et un « renfort », qui assure la tenue mécanique. Ces deux matériaux ne se mélangent pas, mais leurs propriétés se complètent. Le béton armé par exemple est un composite béton/acier. L’aéronautique est gourmande de composites depuis ses débuts, l’automobile espère perdre un peu de poids grâce à eux (ce qui n’est pas gagné, pour diverses raisons dont nous reparlerons peut-être dans un autre article)… Mais l’un des inconvénients à mélanger ainsi des composants différents, c’est la difficulté en fin de vie à les séparer pour les recycler.

OFFECCT est un éditeur suédois de mobilier contemporain qui s’engage dans la création de meubles durables et a présenté en février dans le cadre de la « Stockholm Furniture Fair » une chaise du designer japonais Jin KURAMOTO revendiquée comme « 100% bio » (à droite sur la photo). La chaise est en effet constituée d’un renfort en fibres de lin et d’une matrice en PLA (ou acide polylactique), un polymère biodégradable issu de ressources renouvelables telles que la canne à sucre ou le maïs. L’association des fibres de lin et de la résine confère légèreté et résistance à cette chaise.

A priori, le mélange lin/PLA semble en effet intéressant du point de vue environnemental. Mais il ne suffit pas d’être « théoriquement » durable et recyclable, encore faut-il l’être concrètement et surtout économiquement : certains plastiques recyclables dans le principe ne sont en fait pas recyclés car il n’existe pas de filière de recyclage économiquement rentable. Dans le cas de la chaise JIN (du nom de son créateur), il est intéressant de noter à gauche sur la photo sa petite sœur jumelle en… fibres de carbone. S’il s’agit de « vraies » fibres de carbone, alors elles ne sont pas d’origine renouvelable et leur recyclage n’est à ce jour pas une réalité. Nous prendrait-on pour des bleus à vouloir ainsi tout peindre en vert ?

 

Photo : OFFECCT

Betterave n°1

Agronome de formation, Céline Corpel a repris en 2004 la ferme familiale à Amifontaine dans l’Aisne. Accompagnée par PUR Projet et un grand nom français de la cosmétique et des parfums, elle associe un projet d’agroforesterie à la culture de la betterave sucrière.

L’agroforesterie consiste à intégrer des arbres et des arbustes dans les systèmes agricoles de culture ou d’élevage pour améliorer la qualité de la production et la pérenniser. Les arbres restituent notamment de la matière organique via les feuilles qui tombent au sol et la décomposition des racines : 40 % de la biomasse d’un arbre retourne au sol chaque année. La création d’un micro-climat sur la parcelle protège également les cultures et les animaux des stress thermiques et hydriques. L’arbre pourrait permettre d’amortir les accidents climatiques, en partie responsables de la stagnation des rendements des céréales en Europe. Les racines améliorent l’infiltration du ruissellement, limitent l’évaporation du sol…

Cette démarche appliquée à la culture de la betterave sucrière a donc entre autres pour ambition une production d’alcool plus respectueuse de l’environnement.

En décembre 2016, plus de deux mille arbres ont ainsi été plantés : alisiers, aulnes, cerisiers, charmes, cormiers, cornouillers, érables, fusains, noisetiers, noyers, merisiers, poiriers, pruneliers, sureaux, tilleuls, troènes… L’ensemble de la plantation représente environ 7% de la surface de la parcelle, désormais hors culture. Mais le groupe cosmétique qui accompagne Céline Corpel est prêt à acheter plus cher un alcool produit de façon responsable.

On raconte souvent que, quand on lui demandait ce qu’elle portait pour dormir, Marilyn Monroe répondait « Chanel n°5 ». Vous pourriez bientôt répondre à cette même question « Betterave bio n°1 ».

Les coraux malades des plastiques

Vous vous rappelez des Animaux malades de la peste ? Jean de la Fontaine ne pouvait certainement pas imaginer qu’au 21ème siècle, les coraux seraient malades des plastiques ou plus exactement des usages que nous en faisons.

Entre 2011 et 2014,  Joleah Lamb de l’Université Cornell à New York et ses collègues ont étudié cent cinquante-neuf récifs dans la zone Asie Pacifique. Elle a ainsi fait une découverte étonnante : le risque de maladie passe de 4% pour un récif corallien exempt de déchets plastiques à 89% pour un récif contaminé par ces mêmes déchets.

Sacs, filets de pêche, couches, sachets de thé… ce ne seraient pas moins de 11,1 milliards d’objets en plastiques qui pollueraient cette région et serviraient de chevaux de Troie aux microbes et bactéries qui s’attaquent aux coraux.

C’est en Indonésie qu’on en trouve le plus et en Australie, laquelle a les normes environnementales les plus strictes, qu’on en trouve le moins.

Les auteurs rappellent que les coraux sont vitaux pour la pêche et la protection des côtes, d’où l’urgence de les protéger contre cette invasion.

Pour aller plus loin : Plastic waste associated with disease on coral reefs

Eco-plasturgie : osez les matériaux biosourcés ou recyclés

Parce que le remplacement des matériaux issus du pétrole demeure un énorme challenge, la SFIP, l’ISPA et l’IMT Lille Douai organisent en octobre un congrès intitulé « Eco-plasturgie : osez les matériaux biosourcés ou recyclés ».

L’objectif de ce congrès est de mieux comprendre d’où proviennent les biosourcés et recyclés, quelles sont leurs propriétés et leurs limites, ainsi que leurs applications.

Consultez l’appel à communications et envoyez-nous vos projets de contributions d’ici au 05 avril !

Recyclage : même les stations-service sont concernées !

Il y a cent ans, le développement de l’industrie automobile a révolutionné la vie quotidienne des pays développés. Le monde a subitement rétréci, il est devenu incroyablement facile d’aller plus loin plus vite et les stations-service ont poussé comme des champignons. « Mobilité » rimait avec « proximité » des sources de carburant.

Mais les chocs pétroliers sont passés par là. Si le pétrole n’est pas épuisé, le pétrole bon marché lui est en passe de l’être. Sans compter que sa combustion génère du dioxyde de carbone dont la concentration atmosphérique augmente, impactant le climat : qui peut encore le nier sans être malhonnête ou stupide (voire les deux) ?

Le cabinet d’architecture GENSLER et l’équipementier sportif REEBOK ont imaginé ensemble la reconversion des stations-service américaines. Dans leur projet commun, les « petrol stations » qu’ils considèrent condamnées à terme, sont recyclées en « fitness centers » : au final, il est bien toujours question de « fourniture d’énergie » !

Chez GENSLER, on reconnaît que le projet est encore très conceptuel mais on se déclare optimiste quant à sa capacité à devenir réalité. A suivre…

 

Pour aller plus loin :

Gensler and Reebok reimagine US gas stations as gyms

The Gym Of The Future is Closer Than You Think

Un béton bio-inspiré (un sujet qui ne manque pas de piquant)

Avant d’être un blog, Métamorphoses était une publication « papier ». Début 2012, j’y relatais qu’une équipe internationale de scientifiques avait proposé une interprétation de la structure des épines d’oursin ouvrant selon eux des perspectives pour la fabrication de bétons plus performants.

Les épines d’oursin sont en effet essentiellement constituées de carbonate de calcium. Si je vous dis « craie » vous voyez mieux de quoi il s’agit… En principe, ce matériau est très fragile. Marcher sur un oursin ne devrait donc pas être un problème : les épines devraient casser sous le pied de l’imprudent. Mais chacun sait, par expérience ou par instinct, que ce n’est pas le cas et qu’il vaut mieux faire un détour. Pourquoi les épines d’oursin ne sont-elles pas friables comme de la craie ?

L’équipe en question indiquait qu’à l’échelle nanométrique, ces épines sont en fait organisées comme un mur de « briques » reliées entre elles par un « mortier ». Briques et mortier sont également constitués de carbonate de calcium, mais organisé de deux façons différentes. Les briques sont de la calcite, une forme cristalline et cassante de ce minéral, tandis que le mortier est une forme amorphe présentant une certaine élasticité. Lorsqu’une force est appliquée sur la calcite, le bloc cristallin se fend. Mais l’énergie est transférée au mortier qui la dissipe, empêchant la casse.

Six ans plus tard, un « ciment inspiré de la structure cristalline de la calcite qui compose les épines d’oursins a été synthétisé par une équipe de scientifiques allemands« . L’article publié dans Materials Science rappelle que le béton, s’il présente une grande résistance à la compression, a l’inconvénient de manquer d’élasticité et de n’offrir qu’une faible résistance à la torsion. C’est pourquoi il est souvent renforcé avec des barres d’acier.

Pour améliorer ses propriétés, les scientifiques se sont inspiré des oursins. En organisant de façon très fine des zones minérales rigides et des zones polymères élastiques dans un ciment, ils ont obtenu un béton dont la résistance à la flexion serait quarante à cent fois supérieure à celle de bétons traditionnels.