Biomimétisme, l intelligence du vivant

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1 Observatoire du Management Alternatif Alternative Management Observatory Compte-rendu Biomimétisme, l intelligence du vivant Gautier Chapelle Co-fondateur et président de Biomimicry Europe Séminaire Roland Vaxelaire 1 er Février 2010 Majeure Alternative Management HEC Paris Année universitaire Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

2 Biomimétisme, l intelligence du vivant La Majeure Alternative Management, spécialité de dernière année du programme Grande Ecole d HEC Paris, organise conjointement avec Roland Vaxelaire, Directeur Qualité, Responsabilité et Risques du Groupe Carrefour, un ensemble de séminaires destinés à donner la parole sur la question du management alternatif à des acteurs jouant un rôle majeur dans le monde de l économie. Ces séminaires font l objet d un compte-rendu intégral, revu et corrigé par l invité avant publication. Ils sont organisés sur le campus d HEC Paris et ont lieu en présence des étudiants de la Majeure Alternative Management et du Master Spécialisé Management du Développement Durable et de leurs responsables. Résumé : Le biomimétisme c'est «l'imitation du vivant pour des applications humaines». À cette large mais réductrice définition, Gauthier Chapelle, et le mouvement «Biomimicry» dans lequel il s'inscrit, ajoute : «l'innovation pour la durabilité inspirée par la nature». À travers quelques exemples d'innovations et de projets, dont la potentialité révolutionnaire va croissante au fur et à mesure que l'on dépasse les questions de forme et de matière pour s'élever au niveau des écosystèmes, Gauthier Chapelle défend l'idée selon laquelle le vivant, et ses quelques 3,8 milliards d'années d'expérience de l'évolution, peut nous fournir quelques clés pour assurer notre pérennité, si toutefois nous prenons la peine de l'interroger. Mots-clés : Biomimétisme, vivant, nature, ingénierie, design, développement durable, innovation, entreprise Bio-mimesis: the Intelligence of Living Beings The Major Alternative Management, a final year specialized track in the Grande Ecole of HEC Paris, organizes jointly with Roland Vaxelaire, Director of Quality, Responsibility and Risk in Groupe Carrefour, a series of workshops where major business actors are given an opportunity to express their views on alternative management. These workshops are recorded in full and the minutes are edited by the guest speaker concerned prior to its publication. They take place in HEC campus in the presence of the students and directors of the Major Alternative Management and the Specialised Master in Sustainable Development. Abstract: Bio-mimesis is the imitation of the living for human applications. To this broad but reductive definition Gauthier Chapelle and his bio-mimicry movement adds the slogan: sustainable innovation inspired by nature. Using examples of innovative projects, the revolutionary potential of which increases as we surpass questions about form and materials and face ones about ecosystems, Gauthier Chapelle defends the idea that living beings and their 3.8 billion years of experience through evolution can offer us keys to ensure our survival if we take the time to examine them. Keywords: Bio-mimesis, nature, engineering, design, sustainable development, innovations, enterprise. Charte Ethique de l'observatoire du Management Alternatif Les documents de l'observatoire du Management Alternatif sont publiés sous licence Creative Commons pour promouvoir l'égalité de partage des ressources intellectuelles et le libre accès aux connaissances. L'exactitude, la fiabilité et la validité des renseignements ou opinions diffusés par l'observatoire du Management Alternatif relèvent de la responsabilité exclusive de leurs auteurs. Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

3 Table des matières Présentation de l'invité :...4 Introduction...4 Qu est ce que le biomimétisme?...6 Les trois niveaux du biomimétisme...18 Questions des étudiants...36 Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

4 Présentation de l'invité : Gauthier Chapelle se définit comme naturaliste, biologiste-entrepreneur, «antarcticien», et surtout père. Il a réalisé qu'il était nécessaire aux hommes de sortir du paradigme dans lequel ils se trouvent pour espérer assurer la pérennité de leur espèce. Sa rencontre avec la biomimétisme a été une révélation pour lui puisque des solutions apparaissaient enfin envisageables. Il tente depuis de porter ce message à travers son association : Biomimicry Europa, mais aussi de travailler à la conception de ces solutions, en mettant ses connaissances scientifiques au service de l'innovation, en collaboration avec d'autres biologistes, des ingénieurs et des entreprises, au sein du bureau d'étude qu'il a co-fondé il y a deux ans : Greenloop. Introduction «Bonjour tout le monde, je voudrais d'abord dire que, pour moi, c'est toujours une expérience très enrichissante d'être hors de mes zones et pour moi, ici, c'est être hors de mes zones car je suis biologiste, comme Roland l a indiqué. Une petite remarque d abord par rapport au titre, pour que le vivant ne soit pas perçu comme quelque chose à l'extérieur de nous. Nous faisons partie du vivant, et donc l'intelligence du vivant, c'est celle du vivant tout entier. Je vais commencer, comme l'avait demandé Roland, par vous faire un tableau rapide de comment j'en suis arrivé là pour que vous sachiez «d où je parle» comme je dis souvent. Au départ, quand j'avais 10 ans, je suis devenu naturaliste c'est-à-dire que j'ai commencé à regarder les oiseaux et les grenouilles ; c'est vraiment mon intérêt de départ qui m'a amené ensuite à la biologie. J'ai d'abord fait de l'agronomie et j ai eu l énorme chance de pouvoir faire mon mémoire en Antarctique, j'y ai travaillé sur les crustacés. J ai fait quatre expéditions là-bas et cela m'a vraiment bouleversé, cela m'a changé et même choqué. J'ai eu notamment une journée vraiment très particulière en découvrant toutes nos crasses sur les plages de l'antarctique après y avoir vécu pendant deux mois pendant lesquels je m'étais dit que, là au moins, nous étions dans un paradis préservé. Et de me rendre compte que même celui-là Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

5 n était pas préservé, cela m'a beaucoup secoué. Je me suis dit, quand j aurai fini ma thèse en biologie, je passe à la sensibilisation. On a beaucoup de chercheurs, on en a sans doute assez, mais pas assez qui communiquent sur ce qu ils font et sur leurs besoins. Ça a été l étape suivante : j ai été engagé à la Fondation Polaire Internationale, qui est une fondation qui a été créée en Belgique dans l idée de faire découvrir le développement durable via les sciences polaires, donc d utiliser la fascination des pôles comme porte d entrée vers les problématiques de développement durable et en particulier des changements climatiques. Et là j ai pour ainsi dire mangé de la littérature «changement climatiques» pendant deux trois ans, ce qui n était pas ma formation en tant que biologiste, et puis je l ai transmis, aussi bien sur des contenus pédagogiques, dans des écoles, sur des sites web etc. Et là je me suis rendu compte assez vite du décalage que nous avions entre d une part notre connaissance, de par les médias sur les changements climatiques, sur leur importance, et d autre part, tout le spectre de solutions qui nous était proposé, qui paraissait dérisoire par rapport à l étendue du problème, c était genre «changez vos ampoules et fermez le robinet quand vous vous brossez les dents et tout ira bien». On sentait bien que ça ne suffisait pas, qu il fallait aller plus loin, et sur ces entrefaites j ai eu la chance de pouvoir suivre un séminaire au Schumacher College, qui est un collège en Angleterre qui dépend de l université de Plymouth et qui offre un diplôme d un an : Holistic Science, orienté très fortement sur les trois «S» comme ils disent : le Sol, la Spiritualité et la Science. C est un mélange un petit peu bizarre pour une faculté universitaire, mais qui fonctionne maintenant depuis une dizaine d années, qui encadre environ 25 étudiants par an, et invite des intervenants du monde entier, dont un certain nombre d écrivains, j en ai vu d ailleurs qui se trouvaient sur votre liste de lecture. Moi j ai suis allé écouter Natural Capitalisme et en fait quand on va suivre un séminaire sur une semaine, il y a toujours deux intervenants ; les étudiants viennent pour l un des deux et découvrent l autre. C est ce qui s est passé pour moi, j ai découvert Janine Benyus qui a lancé le mouvement du biomimétisme, et pour moi ça a été une révélation parce que cela m a permis de ramener la biologie pour laquelle j avais une passion sans faille et de me rendre compte que la biologie pouvait être au service de ces fameuses solutions qu on cherchait et sans doute de façon beaucoup plus radicale que ce que j avais pu voir jusque là. Ça m a décidé à sortir de la fondation polaire, on a d abord décidé de fonder une association européenne pour la promotion du concept avec quelques amis, et puis un an après on a fondé une entreprise qui est un bureau d étude et qui amène le biomimétisme en entreprise d où le fait que je me présente comme «biologiste entrepreneur». Mais c est tout neuf, le bureau d étude a deux ans et l association en a trois. Donc ce dont je vais vous parler, c est surtout le biomimétisme Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

6 qui s est fait à l extérieur de nous et aussi nos premières expériences en tant que jeune équipe. Et enfin dernier point pour me présenter c est que je suis aussi papa, j ai deux petits garçons et ça fait partie vraiment des choses qui me font lever le matin, mon carburant, qui me relient au vivant de la façon la plus triviale possible. Qu est ce que le biomimétisme? Voilà pour mon itinéraire personnel, je démarre tout de suite sur le cœur de cette intervention qui est le biomimétisme mais dans un sens un peu plus précis que d habitude. Le biomimétisme c est tout ce qui est «imiter le vivant pour des applications humaines». Imiter ou s inspirer, dans tous les cas, le biomimétisme est un concept qui existe depuis maintenant longtemps et qui nous a permis de faire évoluer l avion, (qui n est cependant pas là en lien direct avec la durabilité). L intérêt de la démarche de Janine Benyus qui est une naturaliste américaine, c est d avoir formalisé il y a maintenant 13 ans dans un bouquin qui n a toujours pas été traduit en français et qui est vraiment le bouquin fondateur du mouvement : Biomimicry (1997), que non seulement on peut imiter le vivant mais surtout qu on peut s appuyer sur une des propriétés fondamentales du vivant, à savoir qu il est compatible avec la planète, pour aller chercher les solutions de durabilité dans le vivant. C'est-à-dire mettre le vivant dans la boîte à outils de ce qu il nous faut faire pour redevenir compatible avec la planète, avec la biosphère. Et donc le titre n est pas complet, elle le définit d ailleurs maintenant comme ceci en conférence (elle intervient dans les conférences TED que vous connaissez sans doute, sur Internet, sinon il faut aller voir, c est sur plein de sujets différents, toujours à la pointe avec des orateurs assez brillants et elle y est déjà passée deux fois, c est téléchargeable, ça dure 20 minutes) : innovation pour la durabilité inspirée par la nature. Ça c est vraiment la définition stricte non pas de biomimétisme mais de Biomimicry, qui est le sous-ensemble dont je vais discuter aujourd hui.. Alors pour vous dire vraiment jusqu où ce biomimétisme peut nous projeter en termes d activité humaine je vous soumets ceci, qui est extrait d un bouquin de Francis Hallé, un grand botaniste qui travaille sur les canopées des forêts tropicales et qui a imaginé ce cahier Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

7 des charges pour un architecte, en imaginant justement la réaction de l architecte au fur et à mesure qu il découvrirait ces lignes : Cahier des charges pour un architecte mètres de hauteur 2. Surface au sol ronde, diamètre de 2 mètres mètres supérieurs, avec surface souple, découpée et bien fixée 4. d une surface de 15 hectares 5. de panneaux solaires, assurant aussi la régulation de l humidité 6. peints en vert, et biodégradables 7. Fondations de 3 mètres de profondeur 8. Sur sol meuble et très humide (3m d eau par an) 9. Matériau gratuit, prélevé sur place de façon invisible 10. S auto-assemble 11. Peut s auto-réparer en quelques mois 12. Capable de se reproduire tout seul 13. Tolérant (voire accueillant) avec les organismes vivants 14. Le plan complet dans une boîte de moins d un gramme (d après Hallé,2005 un peu poussé!) On voit qu à partir de la 4 ème, de la 5 ème ligne : «sur une surface de 15 hectares», ça commence à devenir un petit peu tangent pour un architecte classique et il va normalement jeter l éponge rapidement, et pourtant c est quelque chose qui existe depuis fort longtemps dans le vivant, je suppose que vous avez compris : l arbre. L arbre fait tout ça, un arbre de 100 m de haut, ça se construit avec toutes les caractéristiques qui ont été décrites dans le cahier des charges et ça nous permet de voir les progrès que nous avons encore à faire parce qu on n est pas encore tout à fait aussi doués pour faire des bâtiments. Voyez toutes les fonctions qui sont prises là-dedans, à partir de là on peut commencer à regarder les arbres autrement. Ce n est pas juste du mobilier urbain qu on coupe quand ça gêne, il a aussi des tas de principes fondamentaux sur l organisation de la Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

8 matière, la résistance des matériaux, la gestion des flux, la multifonctionnalité etc.. Tout cela peut s apprendre dans un arbre, et c est juste un arbre. Avant de vous donner des exemples concrets du biomimétisme, je voudrais remettre ça vraiment en contexte, l arbre c était un peu la porte d entrée dans ce concept du vivant, il s agit de nous replacer aussi dans ce contexte. Les conditions du vivant Le vivant s est développé dans ce que les biomiméticiens ont appelé les conditions du système qui a accueilli la vie. On n est pas encore dans les principes de fonctionnement de la vie mais les principes auxquels la vie a du s adapter et qui sont assez simples ; le premier, c est la notion d environnement en équilibre dynamique, dans le sens où, par définition l environnement terrestre n est pas stable. Il n est pas stable parce que l orbite de la terre n est pas complètement stable, parce que l activité solaire elle-même n est pas constante et on ignore souvent que le soleil actuellement est à peu près 25% plus puissant que ce qu il était au moment de l apparition de la vie sur terre il y a à peu près 4 milliards d années. Et donc le vivant s est développé dans un système où les conditions sont changeantes en permanence, et une fois que le vivant lui-même interfère en plus avec son environnement, là les changements deviennent permanents ; donc la stabilité, le vivant lui-même ne connaît pas et c est tant mieux, c est que qui lui a permis de développer des capacités d adaptation. Cette notion de stabilité c est important parce que nous avons tendance à considérer notre environnement comme stable et par être dérangé par le manque de stabilité. Une deuxième condition très importante, c est : limite et finitude. C est la tarte à la crème entre une vision traditionnelle de l économie et une vision plus moderne. Il faut rappeler quand même que la terre est un système fini et ça on ne peut rien y faire, et je ne veux pas rentrer dans ce débat-là maintenant mais on ne peut pas faire de la croissance matérielle infinie avec des ressources finies. Après il y a d autres modèles de croissance infinis mais en tout cas pas matériels. Et enfin, troisième condition, une planète basée sur l eau. C est un constat : la vie sur notre planète s est développée dans un environnement aqueux, y compris sur terre. Nous, nous en portons dans nos cellules, nous avons notre «aquarium» d eau de mer sur nous en permanence, comme vous le savez, l eau et la vie sont complètement indissociables. Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

9 Au passage, pour vous montrer, la bille bleue que vous voyez [ci-dessous] ça représente le volume de l eau liquide par rapport au volume de la planète. Cela vous montre que l eau n est pas en quantité infinie et qu il n est pas impensable qu on l ait polluée ou surexploitée dans des proportions qui mettent notre survie en danger. Un étudiant : C est de l eau potable dont vous parlez? Gauthier Chapelle : Non, c est toute l eau, océan compris. Un océan ça fait au plus profond 10 km et le diamètre de la terre c est beaucoup plus que ça Voilà les conditions du vivant. Maintenant rappelons que le vivant est présent sur terre depuis 3,8 milliards d années ; ça fait donc 3,8 milliards d années que le vivant se débrouille pour ne pas surexploiter la planète, comme nous le savons tous nous sommes le pinacle de l évolution et l espèce la plus intelligente, il est probable qu on devrait pouvoir faire de même et inventer un système qui ne surexploite pas la planète d autant qu il y a un petit peu d expérience accumulée derrière. Ce sont, je dirais, les prémisses du biomimétisme. Les familles du vivant Ça c était dans le temps, mais on peut regarder aussi dans quelle famille on s insert puisque là aussi c est véritablement une famille. Ici vous avez de façon très simplifiée l arbre généalogique du vivant : Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

10 A la base pour mémoire vous avez les bactéries, bactéries qui, dans notre imaginaire collectif, sont souvent associées aux maladies. Pourtant celles qui provoquent des maladies sont complètement minoritaires. Les bactéries sont sur Terre depuis 3,8 milliards d année et elles sont toujours là, partout, et non seulement elles sont toujours là, mais elles sont très importantes pour le maintien de la vie sur terre. Tout ce qui est la qualité des eaux, de l air, des sols est maintenu par une activité bactérienne incessante, y compris la composition de l atmosphère, les bactéries sont un très gros acteur de ce jeu-là. Au-dessus des bactéries vous avez les eucaryotes. Si vous vous souvenez, ce sont les premières cellules à noyau équipé d un matériel génétique très semblable dans son fonctionnement aux nôtres. Ce sont des unicellulaires si vous voulez, mais qui sont bien différents des bactéries. De même, les protozoaires, encore une fois, on se dit qu est-ce qu on en fait? Tous ceux qui ont mangé de la viande de mouton ou de bœuf ce midi ont pu le faire grâce à des protozoaires, c est un des rôles de protozoaires, ce sont eux aussi qui assurent la digestion de la cellulose chez les termites, et sans termites pour digérer la cellulose, les forêts, les forêts tropicales en tous les cas, seraient des vastes tapis de feuilles mortes jusqu au plafond. Cela fait partie aussi des grands cycles du vivant dont on a besoin collectivement. Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

11 Les champignons, même chose. Les champignons pour nous ça nous parait vraiment assez accessoire en tant qu aliment ; et en tant qu aliment ça l est effectivement, mais ce qu il faut savoir c est que les champignons sont en symbiose avec 80% des plantes et assurent leur efficacité. Les racines d un arbre en fait ce n est que la grosse tuyauterie. La vraie récolte de l eau et des nutriments est assurée par les champignons qui transmettent ensuite aux racines de l arbre. Donc sans les champignons, les végétaux n auraient pas l efficacité qu ils ont. Bien entendu, les plantes, les végétaux, sont à la base de notre chaîne alimentaire, je vous rappelle qu on ne se nourrit pas encore que de pillules, on est toujours tributaires de la santé des plantes. Et enfin, les animaux. (Sachant que nous, nous sommes un animal parmi d autres. Un animal un peu spécial bien sûr, on pourrait en rediscuter, mais un animal quand même). Et donc tout ce système est un vaste système qui fonctionne en interconnexion, et pour rappel aussi, pour l instant, on ne sait pas faire sans. On a essayé, c est la fameuse expérience Biosphère 2, on a essayé de construire une biosphère sous une énorme serre dans le Texas, en prévision de voyages dans l espace, mais on n a pas su maintenir la composition de l atmosphère intacte malgré toutes les plantes, les bactéries... On reste pour l instant viscéralement dépendant de la Biospère 1 comme eux l ont appelée qui est notre Terre. Un autre concept que j ai découvert avec le biomimétisme et qui est vraiment intéressant par rapport à notre place dans tout ça, c est cette question du naturel versus artificiel. Quand on parle de ça dans le langage courant, on en a une lecture assez simple, artificiel en gros c est ce que nous produisons nous, et naturel c est ce que produisent les autres espèces ; et pourtant on parle aussi de parle aussi de produits naturels chez nous. Donc on voit que la limite n est pas si nette que cela. Ce que proposent les biomiméticiens c est d aller plus loin dans ce raisonnement en disant : «mais dans le fond, tout est naturel». Par définition nos produits artificiels sont naturels aussi. Quel est leur raisonnement? Ils partent d un constat très simple, c est qu il y a d autres espèces animales qui produisent des objets : un cas très simple à comprendre par exemple avec un oiseau qui fabrique son nid. La fameuse sélection naturelle darwinienne s exerce sur le corps d un animal mais elle va s exercer aussi sur les objets qu il produit. Dans la mesure où un oiseau qui fait mal son nid aura moins de descendants voire pas de descendants du tout ; ou bien qui fait un nid toxique, ou un nid très cher en énergie, qui va nécessiter des matériaux qui finiront par s épuiser etc. Et si on extrapole on peut se dire que tous nos objets sont des objets naturels fabriqués par une espèce vivante naturelle simplement Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

12 que ces objets vont eux aussi passer au tri de l évolution. Simplement, je prends le point de vue du biologiste, je regarde cela à très long terme. Et par définition, tous les recours à des matériaux ou à des modes d organisation qui ne sont pas durables parce qu ils reposent sur des ressources limitées, parce qu ils sont trop chers en énergie, parce qu ils sont toxiques etc. eh bien ne dureront pas, et les populations qui s y accrochent désespérément auront des problèmes, auront intérêt à «shifter» vers des modes d organisation plus durables. D où la question que ça soulève : la durabilité imposée, c est-à-dire imposée par la sélection naturelle, ou choisie? A nous maintenant en tant qu espèce consciente accumulant des savoirs, forte du dispositif de production de savoirs et d échange de savoirs, de choisir la durabilité, de ne pas attendre qu elle nous rattrape, que l évolution fasse le tri à notre place. A nous, de nousmêmes, de réfléchir à ce qui est compatible avec le vivant, ce qui ne l est pas, et comment accélérer les choses vu l ampleur des crises qui s annoncent. Les crises Alors justement, ces crises qui s annoncent je vais en refaire le tour très très vite, uniquement avec des points de vue alternatifs et des points de vue de biologiste. Rapidement, parce que ça fait partie du contexte dans lequel nous avons lancé notre mouvement du biomimétisme. Tout d abord les changements climatiques, je vais pas vous refaire un cours, simplement je voulais vous montrer ce graphique-ci, qui est sort un peu de l ordinaire même s il vient de la même source, du Groupement Intergouvernemental d Etude du Climat : Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

13 D habitude on regarde les choses jusqu à 2100, c est une échelle qui nous concerne encore plus ou moins, au moins par nos enfants interposés. Ici, ce que propose ce graphique, c est de regarder à beaucoup plus long terme. Regardez ici [désignant le graphique], on est au-delà de l an Ce graphique montre deux choses : d abord, l inertie du système. Imaginons qu à partir de 2050 on arrive à faire baisser nos émissions de CO². Ce n est pas très très bien parti mais imaginons qu on y arrive. La réponse du système c est que la concentration de CO² dans l atmosphère ne va commencer à baisser qu environ 300 ans après. C est du au fait que les océans en absorbent la moitié et les océans comme vous le savez, ça tourne en courants profonds ; le cycle océanique est d à peu près 1000 ans. Donc jusqu à présent il séquestre à fond, à peu près 50% de ce qu on émet, et une fois qu on va, nous, émettre moins, quand les eaux vont revenir à la surface chargées de CO² elles vont s équilibrer avec l atmosphère et vont continuer à cracher. Pour l instant ça nous protège, mais à terme ça veut dire que l effet va durer beaucoup plus longtemps. Derrière, l augmentation de température c est encore pire parce que l océan, en termes d augmentation de la température, stocke 80% de la chaleur, et donc il lui faudra beaucoup Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

14 plus de temps pour s équilibrer. Une fois que la température de l atmosphère va redescendre, lui va continuer à recracher les calories qu il aura emmagasinées pendant longtemps. Enfin, la montée des eaux, je ne vais pas aller dans le détail mais si comme cela semble être le cas le Groenland a entamé sa fonte et le continent Antarctique aussi on risque d avoir une montée des eaux qui va durer des millénaires parce qu on sait historiquement ou plutôt préhistoriquement que ces calottes glacières, passé un certain stade, quand elles ont commencé à fondre, vous pouvez faire tout ce que vous voulez elles vont aller au bout. Alors heureusement ça prend du temps parce que c est un gros paquet de glace, mais elles vont au bout de la fonte. Un étudiant : Ce scénario, il a quelle probabilité? G.C. : En fait, comme vous le remarquez, sur ce scénario il n y a pas d unités, donc on ne sait pas s avancer sur les unités ; ce qu on sait c est que aux concentrations de CO² actuelles dans l air Si vous remontez dans l histoire à 350 ppm, normalement il n y a pas de glace sur Terre. Donc si on se maintient à 350 ppm trop longtemps, normalement c est physique et mathématique, on va vers la fonte des glaces généralisée, ce qui veut dire, sur plusieurs milliers d années, récupérer 70 mètres de hauteur sur nos côtes. Ce qui en soi n est pas insurmontable. C est embêtant par contre parce qu il y a la moitié de la population qui vit à moins de 150 kilomètres de côtes, mais ce n est pas insurmontable. Ce n est pas un scénario de vie ou de mort, c est simplement un changement rapide qui va nous poser pas mal de problèmes. Justement, les deux conclusions que l on tire : l inertie j en ai parlé, l autre conclusion, pour moi, et pour beaucoup d autres, c est qu on est rentré dedans, donc la question n est pas de savoir si ça va arriver, c est de savoir si ça va arriver à des seuils plus ou moins graves, c'est-à-dire qu on est ici à 350 ppm, si on s arrête à 550 ou à 1000, toutes ces courbes vont être décalées vers le haut, donc tous ces effets d inertie vont être encore augmentés. Mais le temps des changements, pour moi on est rentré dedans, et la stabilité, je vous parlais de stabilité tout à l heure, pour moi, c est terminé. Nous avons vu les derniers moments de stabilité. Vient se surimposer à cela, à la fois la cause des changements climatiques et un autre problème qui s ajoute, qui est la fin du pétrole. Je ne vais pas faire long non plus, je vais vous Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

15 donner un point de vue vraiment de biologiste, à savoir que les biologistes ne regardent pas une échelle de temps comme celle-ci : J ai laissé volontairement les points d interrogation volontairement parce que personne ne sais exactement mais de toute façon on sait qu on est là quelque part et qu on arrive à la moitié, en biologie on va regarder ça de plus loin. Ça c est le point de vue d un historien, ça commence au début de l histoire. Vous voyez que ça commence à mettre en cause la rationalité de l exploitation du pétrole. Et puis si on regarde cela vraiment en tant que biologiste : Là j ai vraiment grossi le trait au milieu, sinon on ne le verrait pas. C est donc un substance qui a mis quand même des millions d années à s accumuler et qu on est en train en gros d utiliser en 500 ans. Non seulement on l utilise vite, mais en plus on fait quelque chose que le vivant nous a appris qu il était toujours dangereux de faire, c est qu on est devenus hyper spécialisés par rapport à ça. Faites le tour de ce qu il y a autour de nous dans la pièce, tout à été produit en partie ou tout à fait avec du pétrole. Produit ou transporté jusqu ici. Y compris nous, puisque dans notre alimentation, l alimentation dominante dans nos pays c est l alimentation industrielle, c est l agriculture industrielle et l agriculture met du pétrole ou du gaz naturel du début à la fin : elle en met dans les engrais, dans la mécanisation, dans les pesticides, ensuite dans toute la transformation, les emballages, le transport pour l emmener chez nous etc. On est devenus complètement «shootés» au pétrole. Et une espèce spécialisée, une fois que la ressource disparaît Ça on le voit dans les extinctions d espèces naturelles, il vaut mieux être une espèce opportuniste qui a ses œufs dans plusieurs paniers différents. Donc l après-pétrole fait partie de nos questions au sein du biomimétisme. Un autre exemple rapide, là je vous laisse juste lire ces chiffres qui sont des chiffres qui viennent quand même du US Geological Survey, qui sont des chiffres sérieux mais susceptibles d évoluer parce qu ils sont aux prix du marché, au taux d utilisation actuel et à la quantité de ressources connues : Il nous reste 12 années de terbium 15 années de palladium 17 années d or et de zinc Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

16 22 années de plomb 31 années de cuivre 79 années de fer Données: US Geological Survey Je voulais en pointer au moins un : le terbium, qui est un matériau dont vous n avez probablement aucune idée de ce qu on en fait et moi non plus jusqu à ce que je découvre cette liste. Le terbium, c est une des matières premières des piles à combustibles, piles à combustibles qui font partie des solutions innovantes qui vont régler le problème énergétique, mais manque de pot, ça se base sur un matériau dont il reste 12 années d exploitation. Un étudiant : Et il sert à quoi dans la pile à combustible? G.C. : Cela fait partie des catalyseurs. Cela ne veut pas dire que la pile à combustible est à jeter, cela veut dire qu il faut faire des piles à combustibles sans Terbium. J y reviendrai tout à l heure par rapport à l utilisation du tableau de Mendeleïev par le vivant. Et enfin la dernière crise, c est la crise de la biodiversité. Comme biologiste je pouvais difficilement vous l épargner. Pour rappel, ce sont les chiffres d une étude qui a déjà 5 ou 6 ans, on parle d un tiers des espèces terrestres, par opposition aux espèces marines qui sont a priori moins sensibles, et moins connues du reste, devrait disparaître d ici Et alors là la grande question par rapport à la biodiversité c est : combien d espèce en tant que maille de la toile du vivant peut on perdre avant que la toile ne s effondre? Et ça, honnêtement, personne ne le sait aujourd hui, mais c est une expérience un peu dangereuse à tenter. Par ailleurs, ce qu il faut savoir aussi c est que 9/10 ème des espèces restent encore à décrire, et il ne s agit pas juste des petites espèces insignifiantes cachées au fin fond d un endroit où il y a 25 représentants. Je vous donne juste un exemple : il y a moins de 10 ans qu on a découvert une bactérie photosynthétique, une algue bleue plus précisément, dans les océans, qui représente 10% de la photosynthèse, autrement dit 10% de la production d oxygène en volume des océans. Cette espèce-là était encore inconnue il y a 10 ans. Donc on ne sait pas encore ce qu on a en stock, on n a pas fini de découvrir, sachant en plus que les descripteurs d espèces sont eux aussi une espèce en voie de disparition. C est un job dont la profession est tout à fait déconsidérée, ça commence à revenir mais il y a même aujourd hui des tas de groupes qu on dit «orphelins», c est-à-dire des groupes d espèces dont on n a plus aucun spécialiste. Les Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

17 spécialistes sont à la retraite voire décédés, et donc il y a des groupes qu on ne sait même plus identifier. On n a pas grand-chose sur ordinateur, et on ne sait pas les identifier. Il y a enfin une liste qui est en train de se constituer sur Internet, mais pour l instant il n y a pas un endroit sur Terre où on a les deux millions d espèces décrites (donc que dire des non décrites évidemment). La liste est seulement en train de mettre peu à peu tout ensemble. Les experts sont tout autour de nous, et leur secteur de R&D en durabilité a 3,8 milliards d années d avance sur le nôtre Voilà, c était une introduction un peu longue pour arriver maintenant dans le vif du sujet, encore une autre formulation sur le biomimétisme, qui est simplement le constat que les experts en durabilité sont tout autour de nous et que on peut vraiment regarder les 3,8 milliards d années d archives dont on dispose comme étant le résultat de R&D, on peut le regarder comme ça, et c est en le regardant comme ça qu on s ouvre des tas de perspectives intéressantes. La façon de travailler des biomiméticiens est assez simple, elle part de l idée de regarder le monde vivant en tant que modèle et de partir chaque fois d une problématique voire d une fonction, et de se dire : «moi, mon problème, c est ça, est-ce que quelqu un dans la nature a eu le même problème? Et si oui, comment l a-t-il solutionné et cette solution est-elle transposable, soit directement, soit dans ses principes, pour m aider à résoudre mon problème?» Ce raisonnement-là, pour vous poser tout à fait dans l objectif que nous nous sommes fixé, vise ni plus ni moins qu une économie à terme basée complètement sur les énergies de flux. Je vous ai montré sur le graphique des combustibles fossiles, les limites de l exercice quand on s appuie uniquement sur des ressources finies, bien entendu le vivant s appuie depuis 3 milliards d années sur l énergie solaire, et y a pas de raison qu on ne puisse pas faire pareil. Je précise que l énergie solaire c est au sens large, l éolien, c est de l énergie solaire aussi puisque ce sont des mouvements, l hydroélectrique aussi puisque c est l évaporation qui a conduit l eau là où elle est, etc. Une deuxième caractéristique serait une économie non plus émettrice de CO² mais fixatrice de carbone. Là, je dis fixatrice : en gros la biosphère est neutre en carbone depuis longtemps, mais comme on vient d en mettre trop dans l atmosphère, on a intérêt à en refixer, à faire redescendre carrément le niveau, ce qui n était pas imaginé tout à l heure [dans le graphique qui a été présenté]. Tout à l heure on imaginait un niveau d émission beaucoup plus bas, ici on parle carrément d émission positive, c'est-à- Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

18 dire de fixer plus qu on en émet. Et enfin, compatible avec la biosphère, ça c est de façon générale, de façon systémique : ça s adresse aussi à la question de la toxicité, sur laquelle je reviendrai tout à l heure. Les trois niveaux du biomimétisme La forme Le biomimétisme ça peut s appliquer à différents niveaux, de complexité croissante, avec des effets croissants. Le premier niveau, c est celui de la forme. Donc on va s inspirer de la forme des plantes, des animaux, des champignons, de tous les organismes vivants. Je vous donne deux exemples parce que pour moi la forme ce n est pas la partie la plus intéressante du biomimétisme. Un à l échelle macro, qui est ce système de production d électricité développé en Australie, encore au stade de prototype mais qui va vraiment sortir d une année à l autre. Il s agit en fait de produire de l électricité avec les courants marins, mais au lieu de s appuyer sur des turbines, ils se sont appuyés sur une forme qui a quand même plusieurs centaines de millions d années de perfectionnement derrière elle, qui est la queue du requin et qui permet d avoir une bien plus grande efficacité. C est un système qui devrait être testé d ici un an ou deux à l Ile de la Réunion. Normalement en tout cas il y a un an on en parlait, ça faisait partie des premières entreprises qui voulaient l essayer. Vous avez le nom de l entreprise qui a fait cette proposition parmi d autres si vous voulez aller voir sur leur website : Biopower. Toujours sur la forme mais cette fois à une toute autre échelle, à l échelle de la nano forme, vraiment microscopique, une autre application qui concerne les énergies renouvelables et plus précisément les panneaux solaires. Ca a été découvert par un biologiste qui travaillait sur des mouches fossiles conservées dans de l ambre et qui en les regardant est tombé sur une espèce de mouche fossile qui avait un œil extrêmement sombre, et lui qui avait l habitude, ça l a frappé. Donc il a regardé de plus près et il s est aperçu qu il y avait une structure moléculaire anti-réflexion qui permettait à un maximum de lumière de descendre vers les capteurs de lumière de l œil et à un minimum de lumière d être réfléchie vers l extérieur. Et en fait c est uniquement une question de forme, de stries, qui joue sur les longueurs d onde de la lumière et qui a pu être utilisée sur les panneaux solaires. Vous voyez un panneau solaire classique, et Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

19 vous voyez qu il y a un reflet, et qui dit reflet dit de la lumière perdue. On a donc développé un film plastique qu on colle sur les panneaux solaires et qui permet à 10% de lumière supplémentaire d être capté et d être transformée en électricité, ce qui est un gain très appréciable dans les conversions énergétiques. Tout cela basé sur une mouche fossile qui a disparu depuis 30 millions d années, donc vous voyez qu on peut même s appuyer sur des technologies, entre guillemets, qui ont été développées il y a bien longtemps. Une étudiante : J ai une question. Déjà, je précise que je n y connais rien du tout. Mais est-ce que avec ces histoires de panneau solaire il n y a pas un problème de raréfaction des matériaux pour les construire? G.C. : Oui, tout à fait. Enfin, raréfaction je ne dirais pas mais il y a un problème énergétique parce que c est très cher à synthétiser, effectivement, et ça montre les limites de la technologie actuelle mais je vais y revenir. C est une très bonne question, parce qu effectivement on ne peut pas mettre des panneaux solaires en silicium partout. Les matériaux Alors justement je quitte la forme pour venir à la question des matériaux. Ça me parait beaucoup plus intéressant, beaucoup plus prometteur en termes d impact environnemental mais c est souvent aussi beaucoup plus complexe, parce que fabriquer des matériaux ce n est pas simple, et je vais commencer justement avec cette question : y a-t-il des panneaux solaires dans la salle? La salle : Non. G.C. : A priori il n y en a pas, alors j en ai pris un avec moi. Parce que d habitude on pense à ça [désignant l écran sur lequel figurent des panneaux solaires classiques] mais ça [brandissant une feuille], c est aussi un panneau solaire. Les feuilles ce sont des panneaux solaires, dans le sens où la photosynthèse, si vous vous rappelez de vos cours (manque de pot, quand on nous l a expliqué, on n a pas fait la comparaison avec des panneaux solaires), en gros ça transforme de la lumière en électricité, des photons en électrons, et ensuite la feuille continue le boulot, le transforme en énergie chimique, et en feuille, strictement. Mais la première étape est exactement la même. Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

20 Or ce n'est pas basé sur de la technologie silicium, c'est basé sur de la technologie carbone qui est beaucoup moins chère en énergie. Le carbone en plus est abondant (il se fait que le silicium aussi est abondant) mais en tout cas le carbone est extrêmement abondant : c'est un des quatre briques fondamentales du vivant. Il y a en ce moment toute une série de laboratoires qui travaillent dans le monde entier sur le photovoltaïque de quatrième génération, basé sur des molécules de carbones. C'est pratiquement sur le marché, c'est l'affaire d'un an ou deux avant que ce soit sur le marché, avec le problème évidemment de toute inertie industrielle : il ne suffit pas que ce soit sur le marché pour que ce soit présent partout, vous voyez l'éolien et le solaire classique qui sont déjà des technologies qui se répandent beaucoup plus rapidement par rapport à d'autres et qui ne représentent pourtant encore que quelques pour cent de la production d'électricité mondiale. Mais ceci dit cela fait partie de certaines applications que peuvent apporter le biomimétisme. Si l on va un peu plus loin dans cette question des matériaux, ce qui est incroyable c'est que même en ce qui concerne le silicium, on peut aussi faire mieux. Je mets ça d'abord dans un des principes généraux qui découle de notre découverte que les combustibles fossiles étaient une énergie facile à utiliser, super concentrée, et très abondante dans un premier temps et qui nous a fait développer la plupart de nos procédés industriels de fabrication de matériaux en les basant sur une, deux ou trois de ces caractéristiques à savoir : haute température, haute pression, et solvants pas très sympathiques, généralement toxiques, qui tant qu'ils restent des solvants industriels, ne devraient pas poser de problème mais évidemment il y a des fuites, il y a des résidus etc. Or le vivant par définition ne peut utiliser aucune de ces trois caractéristiques : il ne peut pas travailler à 2000 degrés, ce n'est pas compatible avec le vivant et en plus ça coûte cher, il ne peut pas travailler non plus à des centaines d'atmosphères, même raison, de toute façon ça ne marche pas, à part quelques organismes dans le fond des océans mais ça ne monte pas aussi haut que ce qu'on emploie dans nos process industriels, et puis c'est de nouveau très cher en énergie; enfin, les solvants, par définition dans le vivant, toute la chimie se fait dans deux grands types de solvants : l'eau, j'en ai déjà parlé, ça c'est évidemment compatible avec le vivant, et des graisses, mais des graisses, pas n'importe lesquelles, des graisses non toxiques. L'exemple que je prends ici, concerne justement le silicium, le verre. Si je prends une fibre de verre classique, il se trouve qu'il y au moins trois groupes dans le vivant qui ont des squelettes de verre. Alors il y a deux groupes qui sont de faible utilité pour les fibres optiques puisqu'elles sont microscopiques, ce sont des algues microscopiques qui fabriquent leur squelette en verre : les diatomées et les radiolaires mais on a un troisième groupe qui est en train de servir d'inspiration dans certains laboratoires pour Gautier Chapelle «Biomimétisme, l intelligence du vivant» - 1 er Février

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