Alors que la protection de l’environnement est au cœur de tous les débats, les décisions prises se concentrent surtout sur des restrictions simples et efficaces. Mais d’autres raisonnements existent, et parmi eux, le biomimétisme qui consiste en l’observation de la nature pour savoir ce qu’elle peut nous offrir.
Le premier espace que nous étudierons, la ville, n’est pas des moindres en ce qui concerne l’impact écologique. Des idées novatrices se trouvent alors peut-être dans la bio-inspiration. Pour tenter de répondre à cela il est possible de se demander, quelle sera la nouvelle architecture de la ville ? Comment vivre dans un milieu plus propre ? Comment l’activité humaine peut devenir responsable au sein de la ville ?
Oui mais, le biomimétisme c’est quoi ?
C’est une réflexion qui vise à se servir de la nature comme modèle pour innover et trouver de nouvelles solutions durables afin d’habiter la Terre d’une meilleure manière. A l’heure de la pollution globale et de l’épuisement des ressources, il est important de s’inscrire dans une logique de compréhension, d’analyse et d’inspiration vis-à-vis de l’environnement au lieu de l’exploiter aveuglément. En effet, la vie sur Terre a connu 3,8 milliards d’années d’expérimentations alors que les homo-sapiens n’y sont présents que depuis 200 000 ans. Il y a sur notre planète de véritables prouesses naturelles comme la création de matériaux résistants et la formation d’écosystèmes intelligents alors qu’il n’y a aucune production de déchet. Cette logique créatrice se situe à l’exact opposé de celle de l’homme qui consomme de manière non-durable.
C’est pour cela qu’en 1997, Janine Benyus, une naturaliste américaine, a défini et conceptualisé la notion de biomimétisme, avec pour paradigme de base que des organismes sur Terre ont déjà résolu des problèmes que l’homme connaît actuellement. L’objectif est alors d’analyser les créations de la nature pour comprendre où se trouvent les bons procédés pour ensuite les adapter à notre société.
Une ville qui devient centre de production énergétique, c’est possible ?
Actuellement, la population mondiale est urbaine à 50% et produit 80% des émissions de gaz à effet de serre, il est donc aisé de comprendre que l’impact énergétique des villes est une interrogation de tout premier ordre pour l’environnement. Des solutions commencent à voir le jour avec la montée en puissance du transport électrique, les règlementations thermiques et le soutien aux énergies renouvelables. Mais, la pensée biomimétiste va plus loin que cela en souhaitant que les villes innovent en s’inspirant de la nature et cela que ce soit par les formes (architecture), les processus de fabrication (captation énergétique) ou bien par la création d’écosystèmes.
Vers une production plus efficace
La première étape pour améliorer la production énergétique des villes serait de s’inspirer des processus naturels d’optimisation de l’énergie. L’exemple le plus connu est l’utilisation de la forme des nageoires de baleine à bosse pour améliorer la productivité des éoliennes.
En effet, des scientifiques ont observé à quel point cet animal de 40 tonnes se déplace avec rapidité et agilité dans l’eau, ils ont compris que son secret se trouvait dans ses nageoires latérales. Ces dernières ne sont pas régulières, elles forment de larges dents qui permettent au cétacé d’avoir un meilleur hydrodynamisme et donc de se déplacer plus facilement avec le moins de mouvement possible. Lorsque cette forme est adaptée aux éoliennes, celles-ci ont une meilleure pénétration dans l’air ce qui augmente le rendement de 20% et réduit les nuisances sonores. Ces avantages permettent une meilleure intégration au domaine urbain car moins d’éoliennes sont disposées pour un rendement équivalent.
Les panneaux solaires sont aussi amenés à être améliorés, à l’aide de l’observation de la nature. En ce qui concerne l’efficacité de cette technologie, elle pourrait progresser par l’observation des yeux de certaines mouches qui présentent une structure anti-réflexion ce qui permet une meilleure captation de l’énergie et augmente les performances des panneaux.
Mais, il est aussi envisageable de faire progresser cette technologie en s’inspirant de la disposition des feuilles de l’aulne. Ces dernières ne sont nullement placées aléatoirement, elles correspondent à un schéma précis qui fait que tout le feuillage puisse avoir une exposition au soleil. Ce placement améliore le rendement en photosynthèse, c’est-à-dire que l’arbre dispose d’un plus grand espace pour capter le CO2 et la lumière du soleil qui lui permet de se nourrir. C’est un processus très intéressant qui regroupe de nombreux chercheurs car maîtriser la photosynthèse permettrait de produire beaucoup d’énergie sans rejet de carbone dans l’atmosphère. Nous sommes alors à même de penser que les futures générations de panneaux solaires s’inspireront des plantes tant dans le placement que dans la forme. Il serait alors possible d’imaginer une ville où l’énergie solaire est captée facilement et où il n’y a pas de rejet de CO2.
La production énergétique intégrée à la ville
Et si les villes devenaient des écosystèmes indépendants organisés de manière optimale autour des contraintes environnementales ?
Au-delà de l’amélioration des énergies renouvelables, le biomimétisme souhaite refonder la ville de demain profondément. Il existe, par exemple, des recherches concernant les bâtiments pour que ces derniers ne consomment que très peu d’énergie.
L’Eastgate Building, construit en 1996 au Zimbabwe, est un des premiers exemples architecturaux inspiré de la nature. Celui-ci est réalisé sur le même modèle que les termitières pour que la chaleur à l’intérieur de l’immeuble reste autour de 22° ou 23° quelle que soit la température extérieure. En effet, les termitières sont situées dans des zones tropicales mais ne subissent pas les grandes fluctuations de température par un système de ventilation très élaboré. Le secret de cette climatisation réside dans de hautes cheminées centrales qui surplombent le nid. Elles permettent à l’air frais, qui est obtenu par courant d’air en profondeur, de traverser l’habitat et à l’air chaud d’être évacué par le haut. Ce phénomène permet la construction de bâtiments sans climatisation centrale et donc sans consommer d’énergie. C’est une méthode peu coûteuse, car sans entretien, et surtout sans impact négatif sur l’environnement.
La ville, un écosystème autosuffisant
Alors que la ville peut devenir plus propre en consommant moins d’énergie, la vision biomimétiste souhaite en faire un écosystème à part entière qui se marierait à la nature de manière à ne provoquer aucun impact environnemental. L’objectif serait alors de copier les procédés de construction, l’interaction entre les éléments et la création énergétique. En somme, il faudrait que la ville devienne un pôle autosuffisant intégré au monde naturel.
Vers un concept de ville nature
Les villes sont les premières victimes de l’accroissement démographique de ces 150 dernières années et sont maintenant confrontées à la gestion raisonnée de leurs énergies et ressources. Leur volonté serait d’imiter l’interaction qu’il existe dans des écosystèmes intelligents où les différents éléments s’inscrivent dans une logique de symbiose. La ville biomimétique ne peut être conçue comme un espace de constructions indépendantes les unes des autres mais doit être imaginée dans son ensemble, comme un écosystème urbain.
Il existe un exemple probant à New York de ce que pourrait être cet écosystème de demain : Bank of America possède un bâtiment qui filtre l’air pour qu’il soit rejeté hors de l’immeuble trois fois plus propre qu’à son entrée. Il est alors possible d’imaginer une ville qui n’est formée que de ce mode de construction pour permettre une réduction significative de la pollution de l’air. Tous les éléments participent alors à la viabilité globale du lieu.
Une ville en Inde, Lavasa, est pensée sur le modèle d’une forêt pour répondre aux contraintes du milieu naturel. En effet, dans les forêts tropicales, les arbres récoltent l’eau des moussons qui sera utilisée par tous les êtres vivants lors de sécheresses. De la même manière, les toits de la ville permettent la collecte d’eau de pluie des moussons pour qu’elle soit rejetée dans l’air sous forme de vapeur à la période sèche. De plus, les chaussées sont réalisées de manière à laisser passer l’eau dans le sol et les routes sont pensées de la même manière que les fourmilières pour résister aux pluies diluviennes.
Il est aussi important de trouver des solutions quant aux constructions au sein des villes. Les bâtiments en béton et acier sont responsables de 10% des émissions de carbone par leur processus de production, c’est donc un enjeu de taille pour réduire l’impact écologique. Des chercheurs de Cambridge voient le remède dans des matériaux à base d’os et de coquilles d’œufs artificiels. Ces éléments peuvent être facilement reproduits car ils ne sont constitués que de minéraux et de protéines. A contrario il existe une limite que les chercheurs doivent résoudre, il faut du collagène pour fabriquer ces matériaux et celui-ci est difficilement substituable. Les recherches se poursuivent, il est envisageable de voir ce nouveau procédé proposé rapidement aux professionnels du bâtiment.
L’activité humaine en adéquation avec la ville
Dans le cadre du biomimétisme, il faudrait que l’activité humaine s’inscrive dans un écosystème autonome où comme dans l’environnement les déchets des uns peuvent devenir la matière première des seconds. L’écologie industrielle a pour objectif d’optimiser les flux de matières entre les différentes parties prenantes. En effet dans la nature les déchets n’existent pas, il y a un fonctionnement circulaire entre les éléments pour que les organismes puissent fonctionner en interdépendance.
Il est aussi possible de reproduire des écosystèmes naturels adaptés à l’activité humaine. La Lyonnaise des Eaux a par exemple reproduit un écosystème de zone humide pour le traitement des eaux usées à la sortie de la station d’épuration. En mettant en œuvre différents processus environnementaux (phytoépuration, photo dégradation par le soleil, filtre à sable en fin de procédé), la qualité de l’eau traitée est alors sensiblement améliorée.
La bio-inspiration semble être un bon moyen d’envisager un avenir plus raisonné. Mais, la nature commence tout juste à s’inscrire dans la logique urbaniste. En effet, les villes doivent se développer vite pour répondre aux attentes d’une population de plus en plus urbaine. Pour des raisons de faciliter les méthodes qui ont fonctionné jusque-là ne sont pas remise en cause, et cela même si elles ne s’inscrivent pas dans une logique de développement durable. A contrario, le biomimétisme est un procédé coûteux qui va prendre du temps à se mettre en place car il faut tout d’abord que la recherche prenne la question en mains en réalisant des études variées d’architecture, de biologie, etc. En ce qui concerne les objets inspirés de l’environnement, il faudra une période longue de conception et de réalisation pour que ces derniers soient fonctionnels. Il est alors nécessaire que les chercheurs obtiennent des financements et qu’une communication s’instaure entre eux et les urbanistes pour que ces derniers soient en mesure de réfléchir autour de la logique biomimétiste. Les formations se doivent donc d’être multidisciplinaire avec des biologistes et des ingénieurs qui pourront penser et réaliser la ville de demain.