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Biomimétisme

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Depuis plus de 3,6 milliards d’années, le monde du vivant a su démontrer qu’il était un gigantesque laboratoire de R&D capable de grandes innovations, et une source d’inspiration majeure pour les industriels. On appelle biomimétisme le processus d’innovation qui consiste à prendre la nature comme modèle. L’équipe d’Alcimed s’y intéresse avec passion et accompagne ses clients dans leurs innovations inspirées du monde du vivant.

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    Les enjeux liés au biomimétisme et aux technologies biomimétiques

    Ce domaine, encore émergent, se développe dans l’industrie, dans le médical ou encore dans la bioéconomie. Il peut s’appliquer aux Matériaux (multifonctionnalité, autoréparation,…), à l’Énergie (énergies renouvelables, absorption du CO2 dans une stratégie de neutralité carbone,…), à la Gestion de l’Information ou encore par exemple à la Chimie (chimie verte).

    Des enjeux clés marquent le développement du biomimétisme aujourd’hui car il nécessite des supports méthodologiques adaptés. Parmi ces enjeux, il y a :

    Les innovations actuelles inspirées du vivant se concentrent en majorité sur une vingtaine d’espèces. Par exemple, beaucoup d’intérêt a été porté sur la peau du requin dont les rainures microscopiques lui confèrent d’excellentes propriétés aérodynamiques, ou sur les ailes des cigognes dont les extrémités ont inspiré les « winglets » que l’on voit au bout des ailes des avions de ligne. Mais il existe entre 10 et 40 millions d’espèces sur terre ! Un des enjeux pour le biomimétisme aujourd’hui est donc d’investir et de développer la recherche de modèles biologiques pour faire ressortir des concepts du monde du vivant applicables au monde industriel de demain, afin de développer de nouvelles technologies biomimétiques.

    Comment identifier de nouvelles sources d’inspiration ? Quelle approche mettre en place pour s’inspirer de la nature dans les processus de R&D ? Comment anticiper l’impact des évolutions environnementales sur les procédés de biomimétisme ?

    Pour innover à partir de la nature, il est primordial d’adopter une approche pluridisciplinaire et donc de réunir différents experts (biologistes, physiciens, ingénieurs…) pour étudier une thématique précise (matériaux, chimie, énergie…) via une méthodologie spécifique. Cette approche permet de regrouper les idées autrement isolées de chaque discipline afin de trouver une solution finale, optimisée et globale.

    Comment favoriser les échanges multidisciplinaires ? Quelles méthodologies adopter selon les cas ?

    Un groupe d’étude multidisciplinaire nécessite de trouver une méthodologie et un biais pour échanger et optimiser l’apport de chaque acteur. Il faut parvenir à trouver un langage commun. Cet enjeu nécessite la présence d’acteurs pouvant jouer ce rôle d’intermédiaire aux différents corps de métier.

    Comment animer un groupe d’étude multidisciplinaire ? Quelle approche interne mettre en place selon les disciplines et la taille du groupe ?

    Le développement du biomimétisme passera par de nombreuses études qui pourraient avoir un impact significatif sur les avancées dans ce domaine. Il est crucial de partager et d’avoir accès à toutes les informations dont l’on dispose actuellement pour optimiser et développer ce travail.

    Comment mettre en place une veille sur les avancées réalisées dans le domaine ? Quels outils et processus permettent d’identifier ou de partager des informations sur cette thématique ?

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      Comment nous vous accompagnons dans vos projets liés au biomimétisme et aux technologies biomimétiques

      L’impact du biomimétisme sur l’industrie jouera un rôle clé sur le développement du monde de demain, où innovations et monde du vivant sont amenés à évoluer en synergie. Les équipes d’Alcimed, qui ont acquis une expérience et une culture du monde industriel en accompagnant tous types d’acteurs depuis plus de 25 ans, s’intéressent avec passion à ce sujet émergent.

      À titre d’exemple :

      1. Notre équipe du secteur Chimie-Matériaux a étudié les sujets suivants :
        • Les matériaux intelligents auto-durcissants inspirés du concombre de mer,
        • Les matériaux intelligents adhésifs inspirés de mollusques,
        • Les matériaux intelligents auto-réparants en milieu humide, inspirés des dents de calamar.
      2. Notre équipe Énergie, Environnement et Mobilité quant à elle a récemment imaginé trois axes d’innovation bio-inspirées basés sur :
        • Les stratégies d’hibernation des mammifères pour le stockage de l’énergie et la gestion de la consommation en électricité,
        • L’auto-organisation et la gestion du trafic dans les groupes de mammifères, colonies d’insectes ou bancs de poissons pour les systèmes de conduite autonome,
        • Les symbioses observées dans le vivant pour organiser des zones industrielles optimisées énergétiquement, telles que les déchets d’un acteur deviennent la matière première d’un autre, que la chaleur résiduelle des effluents de l’un soit utilisée par un voisin, que le CO2 émis par l’un soit capté et utilisé par un autre…

      Cette expertise de l’industrie et de la science du vivant permet aujourd’hui à Alcimed d’accompagner ses clients à la découverte et au développement du biomimétisme, via différents types de projets : benchmark technologique des innovations bio-inspirées d’un domaine, identification de partenaires potentiels pour développer un projet autour du biomimétisme, étude de réceptivité à une technologie biomimétique, analyse de publications/de brevets techniques sur le biomimétisme, développement d’une stratégie d’innovation par le biomimétisme, etc.

      Exemples de projets récents menés pour nos clients dans le domaine du biomimétisme

      • Identification de nouvelles sources d’inspiration basées sur le biomimétisme pour un acteur de l’aéronautique, du spatial et de la défense

        Un de nos clients dans le domaine de l’aéronautique, du spatial et de la défense, souhaitait fédérer ses équipes de R&D autour du sujet du biomimétisme et générer de nouvelles pistes d’exploration via ce domaine. Pour cela, notre équipe a suivi une démarche en quatre étapes :

        1. nous avons tout d’abord défini des fonctionnalités clés sur lesquelles l’approche biomimétique pourrait avoir un apport dans le contexte de notre client, pour ensuite,
        2. identifier des cas d’études biomimétiques inspirants sur ces fonctionnalités, avant d’organiser un workshop de créativité pour faire émerger des idées et pistes de réflexion sur le biomimétisme et enfin
        3. analyser et prioriser l’ensemble des idées générées afin de sélectionner les plus pertinentes et plus prometteuses.

        Notre projet a permis à notre client d’enrichir sa feuille de route R&D avec de nombreuses nouvelles idées !

      • Identification de nouvelles solutions de produits inspirées de la nature pour un acteur de la chimie de spécialité

        Le but du notre client, acteur leader en chimie de spécialité, était de trouver de nouvelles solutions de produits activables avec de faibles énergies, par exemple avec la chaleur corporelle, la lumière du jour ou l’humidité ambiante.

        Alcimed s’est plongé dans l’étude de nouveaux matériaux capables de s’adapter à leur environnement extérieur à partir de stimuli de faible intensité, et a choisi de s’orienter vers la nature, meilleur exemple de systèmes basse énergie. Parmi les solutions identifiées inspirées de la nature, notons par exemple les matériaux autodurcissants (inspirés du concombre de mer), les adhésifs photo-curables (inspirés de certains mollusques) ou les matériaux autoréparants (inspirés des dents de calamar).

        Notre étude a permis de remonter aux molécules et structures associées, pour enfin chercher des acteurs académiques et industriels développant ces technologies.

      • Animation d’ateliers de créativité sur le biomimétisme avec les équipes de recherche et développement d’un acteur de la mobilité

        Notre équipe a accompagné un acteur leader de la mobilité souhaitant réfléchir et mieux appréhender l’impact potentiel du biomimétisme sur leur activité. Dans ce projet, nous avons animé des ateliers de créativité avec les équipes R&D de notre client, avec pour thème principal : « Comment le biomimétisme peut-il impacter notre métier ? ».

        L’objectif de ces sessions était d’identifier de nouvelles manières d’obtenir des fonctionnalités recherchées en s’inspirant de la nature, par exemple pour des matériaux autonettoyants, des solutions anti-rayures ou des performances mécaniques améliorées. Cet exercice a permis à notre client d’identifier plusieurs nouvelles pistes de recherche à explorer avec ses équipes.

      • Création d’une filière d’impression 3D pour modéliser des innovations inspirées de la nature

        Nous avons accompagné un consortium d’acteurs dans la création d’une filière industrielle permettant la réalisation de structures bioinspirées dans les domaines de l’aéronautique, de l’automobile, du bâtiment ou de l’énergie.

        Pour ce faire, notre équipe a réalisé un benchmark de modèles existants de filière « biomimétisme/impression 3D » dans plusieurs pays afin d’identifier les pratiques mises en place par les acteurs et d’identifier comment les technologies d’impression 3D ont pu jouer un rôle de véritables accélérateurs, permettant de réaliser à l’échelle prototype les modélisations issues de la nature, avant de les basculer demain à l’échelle industrielle.

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        Pour aller plus loin

        Créée en 1993, Alcimed est une société de conseil en innovation et développement de nouveaux marchés spécialisée dans les secteurs innovants : sciences de la vie (santé, biotechnologie, agroalimentaire), énergie, environnement, mobilité, chimie, matériaux, cosmétiques, aéronautique, spatial et défense.

        Notre vocation ? Aider les décideurs privés et publics à explorer et développer leurs terres inconnues : les nouvelles technologies, les nouvelles offres, les nouveaux enjeux géographiques, les futurs possibles et les nouvelles manières d’innover.

        Répartie dans nos 8 bureaux dans le monde (en France, en Europe, à Singapour et aux Etats-Unis), notre équipe est composée de 220 explorateurs de haut niveau, multiculturels et passionnés, ayant une double culture scientifique/technologique et business.

        Notre rêve ? Être 1000, pour dessiner toujours plus avec nos clients le monde de demain.

        Le biomimétisme est un processus qui permet d’innover en s’inspirant des performances et des modes de fonctionnement du monde du vivant. Il se base sur l’étude des solutions durables inventées par la nature pour créer de nouveaux produits, services, procédés, technologies, modèles d’organisation et systèmes productifs performants. C’est ce qu’on appelle des innovations bio-inspirées.

        Ce processus s’inscrit très souvent dans une volonté de réunir les activités industrielles et le développement économique avec la préservation de l’environnement, des ressources et de la biodiversité. Il unit innovation et responsabilité sociétale des entreprises.

        Le biomimétisme concerne toutes les échelles : microscopique, macroscopique ou écosystémique. Par exemple, on peut s’inspirer de l’ADN d’un être vivant, de sa forme ou de sa manière de vivre.