Design biomimét(h)ique
S’inspirer du vivant dans une optique de durabilité
En 5 secondes, kézako ?
- Le concept de biomimétisme intègre une volonté d’innover durablement en s’inspirant de la Nature comme modèle, étalon et mentor
- Le designer y intervient en tant que médiateur interdisciplinaire et concepteur habitué aux problèmes complexes et contextualisés
- Face aux confusions de terminologies et à des pratiques non éco-responsables émerge un nouveau cadre éthique du biomimétisme
Biomimétique, biomimétisme, bioinspiration… ?
Définition du biomimétisme
Le terme “biomimétisme” — constitué de bio, la vie, et de mimesis, imiter — est utilisé pour la première fois sous son sens contemporain par Connie Lange Merrill en 1982 dans sa thèse, puis largement diffusé par Janine Benyus à travers son livre Biomimicry: innovation inspired by nature en 1997. Elle y définit ce concept :
“Le biomimétisme est une démarche d’innovation, qui fait appel au transfert et à l’adaptation des principes et stratégies élaborés par les organismes vivants et les écosystèmes afin de produire des biens et des services de manière durable, et rendre les sociétés humaines compatibles avec la biosphère”
Plutôt que d’être considérée comme une ressource, la Nature devient à la fois modèle, étalon et mentor. En tant qu’étalon, elle s’inscrit également comme garde-fou du comportement humain. Dans le même élan, Idriss Aberkane s’exprime ainsi : “la Nature est une bibliothèque : lisez-la au lieu de la brûler !”
Le concept de biomimétisme s’accompagne donc d’une notion de durabilité et d’un certain état d’esprit, à la fois respectueux de l’environnement et de l’altérité du non humain vivant et humble devant les “3.8 milliards d’années de recherche et développement” de la Nature. Le biomimétisme se décline alors sous ces trois principes :
- Imiter - Inspiration du vivant pour concevoir des solutions dans une optique de régénération des écosystèmes.
- Ethos - Philosophie consistant à comprendre le fonctionnement de la vie et à concevoir des solutions qui soutiennent et créent en permanence des conditions propices à la vie.
- (Re)Connecter - Prise de conscience de notre pleine appartenance à la Nature en y retrouvant notre place en tant que partie des systèmes interconnectés vivants.
À ne pas confondre avec…
La notion de durabilité distingue le biomimétisme des autres formes de bio-inspiration conceptualisées jusqu’ici.
On retrouve souvent des confusions sémantiques entre le biomimétisme et les trois termes suivants :
- Bio-inspiration - Approche créative basée sur l’observation des systèmes vivants, mais qui n’implique pas spécialement d’éthique ou de volonté de préserver l’environnement. → Ex : ailes d’avions d’après celles des oiseaux.
- Bionique — Discipline technique très liée à la robotique visant à reproduire, améliorer ou remplacer des fonctions biologiques par leurs équivalents électroniques et/ou mécaniques. → Ex : main bionique.
- Biomimétique - Coopération entre concepteurs et biologistes “dans le but de résoudre des problèmes pratiques par le biais de l’analyse fonctionnelle des systèmes biologiques, de leur abstraction en modèles ainsi que le transfert et l’application de ces modèles à la solution” (Graeff, 2020). Ce terme est utilisé pour la première fois par Otto Herbert Schmitt en 1950.
Le biomimétisme est très souvent confondu avec la biomimétique. En effet, les deux concepts sont très proches. Cependant, le biomimétisme “au sens fort” est le seul à intégrer une dimension philosophique et éthique proche de la “biophilie”. Néanmoins, certains pensent que les deux termes sont équivalents mais qu’il s’agit de deux courants de pensées ou postures pouvant être adoptées par les concepteurs en biomimétisme.
En 2015, la création de la norme internationale ISO-18458 entérine les différences entre ces termes et définit le biomimétisme comme :
“Une philosophie et approche conceptuelle interdisciplinaire prenant pour modèle la nature afin de relever les défis du développement durable (social, environnemental et économique).”
Plusieurs types de biomimétisme ?
On distingue généralement 3 niveaux du biomimétisme, en fonction de ce qui est imité dans le vivant :
- Formes et structures - Le niveau le plus connu mais aussi le moins efficace pour ce qui est de la recherche de durabilité. Gauthier Chapelle parle ainsi de « gains marginaux en durabilité ». (Par exemple, les pales d’éoliennes de WhalePower, inspirées des nageoires pectorales de la baleine à bosse).
- Matériaux et procédés - Un niveau moins connu que le précédent, mais avec un meilleur potentiel concernant l’économie d’énergie et de matériaux. Cependant, il est également plus complexe à comprendre et transposer. Pour G. Chapelle, il s’agit d’ “un des domaines d’évolution les plus prometteurs pour les prochaines décennies”.
- Fonctionnements et organisations - Plus rarement mentionné, ce niveau permet des applications plus organisationnelles et systémiques. Pour y parvenir, le fonctionnement du vivant est souvent analysé selon “les 16 principes du vivant” de M. B. Hoagland et B. Dodson (repris par J. Benyus). Ceux-ci sont, pour G. Chapelle, “à la fois un code de conduite des êtres vivants, un outil de diagnostic puissant par rapport à la durabilité de toute innovation et une inépuisable source de créativité”.
Ces trois niveaux d’inspiration en biomimétisme peuvent donc être considérés comme des paliers croissants d’exigence quant à la durabilité :
Certains, comme Emmanuel Delannoy, vont jusqu’à proposer un 4ème niveau, celui des dynamiques d’évolution et de coopération permettant aux organismes vivants et aux écosystèmes de s’adapter de manière créative aux changements qu’ils subissent. Ce palier est actuellement l’un des moins théorisés. En France, l’agence Pikaia recherche des solutions concrètes autour de cet axe.
Comment s’y prend-on ?
On retrouve plus de cinquante méthodologies différentes en conception biomimétique à ce jour. Cependant, la majorité d’entre elles sont développées par et pour des ingénieurs. De ce fait, les méthodologies actuelles n’intègrent que peu (ou pas) d’autres disciplines tels que la biologie ou le design.
Deux approches principales
Le biomimétisme réutilise les deux principales approches proposées en biomimétique :
- Orientée solution (“solution based”) - Partir d’une connaissance du vivant pour en chercher une application technique. Généralement, cette approche est celle du spécialiste et/ou du biologiste. Elle laisse une part importante à la sérendipité et à l’observation. Ces derniers points ouvrent cette méthodologie aux néophytes curieux et portant un certain regard sur le monde.
- Orientée problème (“problem driven”) - Partir d’un problème à résoudre et tenter de trouver une réponse adaptée à celui-ci dans la Nature. Il s’agit actuellement principalement d’une démarche utilisée par les ingénieurs, mais qui devrait fonctionner pour tout concepteur.
L’approche orientée problème
Concernant le deuxième type d’approche, on retrouve souvent les mêmes étapes de projet, synthétisées dans le schéma ci-dessous :
Dans ce processus itératif, la boucle de gauche représente les étapes de génération du problème, tandis que celle de droite se centre sur la solution. Les huit étapes se regroupent également selon deux catégories :
- En bleu, les transpositions de la technologie vers la biologie.
- En vert, les transpositions de la biologie vers la technologie.
Un article du Laboratoire Conception de Produits et Innovation (LCPI) propose un arbre de décision associé au modèle de processus biomimétique problem-driven unifié et à différents critères d’évaluation.
Quel design et designer en biomimétisme ?
Rôle et place du designer
Peu d’études se focalisent sur la place et le rôle des designers dans le biomimétisme, sans les confondre sous une appellation commune avec les ingénieurs, comme “concepteurs”. En France, on peut remarquer le mémoire de S. J. Da Silva ainsi que la thèse d’Anneline Letard sur ce sujet. Cette dernière y rappelle une distinction classique dans l’étude du design, selon trois angles :
“Celui du chercheur américain Herbert Simon, l’un des premiers à s’intéresser à la modélisation des activités de conception, en considérant le design comme un système complexe qui vise à résoudre un problème. Le second, celui de Donald Schön, qui analyse le design comme pratique réflexive [32]. Le dernier et troisième angle, proposée par Willemien Visser, considère le design comme construction de représentations.” — A. Letard
Selon elle, la troisième conception du design, proposée par Willemien Visser, offre au designer une approche systémique, adaptée aux problématiques complexes et écosystémiques du biomimétisme, et qui lui permet également de développer des compétences transdisciplinaires. La capacité de représentation du designer, que ce soit sous forme externe (prototype, dessin…) ou interne (idées, conceptualisation…), lui forme son regard si particulier sur le monde, qui vient compléter l’approche des biologistes et des ingénieurs. De plus, l’approche du designer basée sur la créativité peut servir de médiation entre deux domaines d’expertise (ingénierie et biologie) très éloignés l’un de l’autre. Enfin, les compétences en facilitation ainsi que l’habitude des processus itératif offrent au designer une aisance à cadrer ce type de démarche.
Les designers viennent donc renforcer l’appréhension de la complexité, apporter un autre regard et se faire médiateurs des métiers spécialisés qui doivent collaborer. Dans un projet réunissant des ingénieurs, “les designers n’ont pas à produire l’artefact produit, mais ses spécifications”.
Afin de démontrer ce dernier point, A. Letard réalise une expérimentation afin d’observer la différence entre des groupes d’ingénieurs comprenant des designers et d’autres sans designers. Les principaux résultats qu’elle obtient sont que les groupes avec des designers proposent statistiquement plus d’idées originales que les groupes sans designers, sans qu’il n’y ait pour autant de différence notable concernant le nombre de concepts et leur faisabilité.
Exemples de méthodologies de design biomimétique
Le Biomimicry Institute propose plusieurs méthodologies à la croisée entre design et biomimétisme. Parmi elles, la “Biomimicry Design Spiral”. Elle donne une vision d’ensemble des grandes étapes à suivre de manière itérative. Cependant, elle demeure très généraliste et “ne présente pas des outils spécifiques et détaillés qui pourraient faciliter le transfert des stratégies naturelles aux solutions de design” (Da Silva, 2021). De plus, on n’y retrouve pas d’outils d’analyse permettant d’évaluer la durabilité des solutions. Cette méthodologie demeure donc plutôt une source visuelle d’inspiration.
Le design thinking peut également servir de base à une démarche de biomimétisme en design, à condition de considérer la Nature comme une partie prenante intégrante du processus de conception. De cette façon, l’approche biomimétique est intégrée aux phases de définition, d’idéation et de test. S. J. Da Silva propose une intégration similaire avec la méthode du double diamant.
Pour la phase de test, les étudiants réalisant les challenges proposés par BioLearn sont invités à utiliser une matrice d’évaluation basée sur les 9 principes du vivant (repris des 16 décrits précédemment) :
Par ailleurs, l’Institut Biomimicry 3.8 propose une méthodologie similaire à celle du design de produit : la “Biomimicry DesignLens”. Cependant, comme dans le cas de la “Biomimicry Design Spiral”, les étapes y sont peu précisées, ce qui la rend difficilement applicable en elle-même.
Quelle(s) éthique(s) du biomimétisme ?
Confusions avec la biomimétique : naissance de deux courants en biomimétisme ?
Le biomimétisme — tel qu’il est présenté par J. Benyus puis normalisé en France — a pour vocation à tendre vers un idéal éco-responsable. Cependant cet aspect est parfois mis au second plan voire oublié par certains concepteurs, qui se retrouvent à faire de la “biomimétique” tout en parlant de “biomimétisme”. Au-delà de la bataille sémantique sous-jacente, on distingue alors souvent deux branches du “biomimétisme” (entendu au sens commun) :
- Renforcer la séparation Nature/Culture - Récupérer des fonctions biologiques observées dans la Nature pour les intégrer/reproduire dans des techniques humaines. On retrouve principalement dans ce courant l’utilisation des deux premiers niveaux de biomimétisme. Par ailleurs, cette voie pourrait engendrer du “biomimétisme zombi” (ex : des avions optimisés mais polluant toujours trop) ou encore une “seconde nature” artificielle (ex : remplacer les pollinisateurs menacés par des robots moins “fragiles”, en diminuant la biodiversité et sans résoudre le problème de disparition).
H. Dicks met ainsi en garde : “en autorisant un capital artificiel à remplir les mêmes fonctions que le capital naturel, le biomimétisme pourrait en théorie aider à soutenir un monde presque entièrement artificiel.”
- Dépasser la division Nature/Culture - Favoriser les hybridations, être en empathie et respecter les non humains vivants. Ainsi, le biomimétisme fonctionne justement de part le fait qu’il n’y a pas de différence entre ce que nous faisons et ce que font les autres organismes. Ce courant s’intéresse principalement au troisième niveau (voire au 4ème) de biomimétisme. Il tend vers l’idéal d’une civilisation “bio-synergique” ou une sorte de naturalisme.
Maintien du paradigme capitaliste ?
La définition proposée par J. Benyus semble pointer vers ce deuxième courant de pensée. Cependant, elle cherche également à concilier capitalisme et écologie politique. L’identification et l’isolation des fonctions biologiques des non humains observés “tend[ent] à valoriser et évaluer le vivant pour sa capacité à faire et pour les potentiels qu’il offre au capitalisme d’entreprise” (Kamili, 2019). Pour Elizabeth R. Johnson, il y a donc un risque de ne pas s’intéresser au vivant lui-même mais plutôt à ces capacités de “travail”, ou de production, ainsi qu’au “capital” (financier) que cette application peut apporter. Malgré le discours apporté par J. Benyus, ce type de biomimétisme semble donc renforcer l’extractivisme capitaliste, en produisant “de nouvelles ressources pour l’extraction à mesure que les potentialités du non humain sont réincarnées sous forme de marchandises fétichisées”.
I. Aberkane, lui, envisage un lien vertueux entre biomimétisme et économie, à condition de passer à une “économie de la connaissance”. Pour lui, il est nécessaire de pouvoir démontrer la rentabilité du biomimétisme afin de convaincre le financement de ce type de recherche dans le paradigme capitalisme actuel. Il explique que “si on exploite la nature comme une source de connaissance plutôt qu’une source de matière première, il n’y plus de conflit d’intérêt entre nature et croissance”. Selon lui, les connaissances tirées de la Nature sont plus fructueuses et durables que l’extraction de la matière dont elle proviennent :
- Les échanges de connaissance sont à somme positive
- Les combinaisons de connaissances ne sont pas linéaires (il y a toujours création d’une connaissance tier supplémentaire et imprévue)
Liens avec le non humain
Par ailleurs, l’anthropologue Michael Fisch considère que le biomimétisme proposé par J. Benyus est un “biomimétisme mainstream”, qui échoue à mettre en oeuvre le système éthique qu’il défend. Ce dernier décortique le non humain selon les “principes du vivant”, c’est-à-dire selon des catégories abstraites, qui renforcent la fracture entree humain et Nature. M. Fisch propose alors le cadre théorique du “biomimétisme néomatérialiste”.
Il donne comme exemple de ce dernier le “Silk Pavilion” de Neri Oxman, un dôme créé par des vers à soie installés sur une structure métallique et guidés par la gravité et des changements locaux de lumière ou de température. Selon M. Fisch, le “Silk Pavilion” brouille la frontière entre la technique humaine et la Nature. En effet, son concepteur s’inspire du vivant sans être dans une démarche pure de “mimésis”. Ainsi, N. Oxman s’extrait d’une comparaison possible entre l’“original” naturel et sa copie interprétée par l’Homme. Enfin, le projet du pavillon est conçu de façon à ce que les vers à soie puissent d’achever leur métamorphose complète. Le concepteur ne fait donc pas que les utiliser mais leur offre également un devenir.
Dans cette optique, certains chercheurs invitent à définir une nouvelle éthique du biomimétisme, pour que cette technique ne devienne pas la puissance destructrice de l’idéal qu’elle était censée promouvoir. Emmanuel Delannoy propose ainsi le terme de “biomiméthique” pour bien distinguer cette volonté.
“Nous sommes aujourd’hui à la croisée des chemins. Après vingt ans d’essor, le concept de biomimétisme risque d’être dilué, greenwashed, instrumentalisé pour s’acheter une bonne conscience sans réelle remise en question” — G. Chapelle
Conclusion / réflexions
Actuellement, le terme de “biomimétisme” est souvent compris sans la notion de durabilité qu’il était censé intégrer. Aujourd’hui on assiste d’ailleurs à un schisme entre des pratiques orientées productivité technique et d’autres prônant des valeurs éthiques fortes. Par ailleurs, cette discipline est appliquée ou non en couplage avec le paradigme capitalisme actuel. Les confusions autour de ce terme ainsi que la puissance de cette technique incitent les chercheurs pro-durabilité à concevoir un nouveau cadre éthique ou “biomiméthique”.
Quoi qu’il en soit, le biomimétisme est une approche transdisciplinaire qui explore les relations complexes entre les sciences techniques, du vivant et les sciences naturelles, dans une perspective systémique. De ce fait, le designer peut jouer un rôle de médiateur entre les différents métiers tout en apportant un nouveau regard et une appétence pour la solution de problèmes complexes et contextualisés.
Enfin, le biomimétisme fait partie des domaines pouvant amener à une conception éco-responsable qui sont les plus plébiscités en France depuis quelques années (bien que les formations et financements restent légers). Il s’agit donc peut-être d’un moyen plus “facile” que d’autres pour approcher ces questions en France en design ?
Aller plus loin
Pour s’entraîner
- Les modules du “manuel universel de biomiétisme” de BioLearn
- La “Biomimicry Challenge Toolbox” pour se tester en pratique avec InNature
Principales sources
- Da Silva, S. J.(2021). Le biomimétisme au-delà de l’inspiration formelle: recommandations aux designers de produits pour une intégration du biomimétisme dans le processus de développement de produits.
- Fayemi, P. E., Wanieck, K., Zollfrank, C., Maranzana, N., & Aoussat, A. (2017). Biomimetics: process, tools and practice. Bioinspiration & biomimetics, 12(1), 011002.
- Letard, A., Maranzana, N., Raskin, K., & Aoussat, A. (2018). Design et biomimetisme: quel rôle pour le designer ?. CONFERE, 18, 11.
Autres références de l’article
- Benyus, J. M. (1997). Biomimicry: Innovation inspired by nature (p. 320). New York: Morrow.
- Chapelle, G., Decoust, M., Schuiten, L., Van, E. P., Hulot, N., & Pelt, J.-M. (2020). Le vivant comme modèle: Pour un biomimétisme radical.
- Chayaamor-Heil, N., Guéna, F., & Hannachi-Belkadi, N. (2018). Biomimétisme en architecture. État, méthodes et outils. Les Cahiers de la recherche architecturale urbaine et paysagère, (1).
- Dernys, R. (2016, septembre 2). Le Biomimétisme par Idriss Aberkane. https://www.youtube.com/watch?v=znK640bHFs8
- Dicks, H. (2016). The philosophy of biomimicry. Philosophy & Technology, 29(3), 223–243.
- Fisch, M. (2017). The nature of biomimicry: Toward a novel technological culture. Science, Technology, & Human Values, 42(5), 795–821.
- Graeff, E. (2020). Innovation bio-inspirée: modélisation d’un processus interdisciplinaire de conception biomimétique outillé et intégration d’un nouvel acteur, le Biomiméticien (Doctoral dissertation, HESAM Université).
- Hoagland, M., Hauck, J., & Dodson, B. (2001). Exploring the way life works: The Science of biology. Sudhury: Jones and Bartlett.
- Kamili, L. (2019). Biomimétisme et bio-inspiration: nouvelles techniques, nouvelles éthiques ?. Techniques & Culture. Revue semestrielle d’anthropologie des techniques.
- Lange-Merrill, C. (1982). Biomimicry of the Dooxygen Active Site in the Cooper Proteins Hemocyanin and Cytocrhrome Oxidase (Doctoral dissertation, Doctoral Thesis).
- Letard, A., Graeff, E., Maranzana, N., Raskin, K., & Aoussat, A. (2020). How do designers impact the biomimetic concepts typology?. In DS 104: Proceedings of the 22nd International Conference on Engineering and Product Design Education (E&PDE 2020), VIA Design, VIA University in Herning, Denmark. 10th-11th September 2020.
- Morinière, A. (2009). Le biomimétisme pour un design durable. Mémoire de recherche au sein de l’ENSAD.
- Biomimétisme et biodiversité. (2020, février 18). Fondation pour la recherche sur la biodiversité. https://www.fondationbiodiversite.fr/biomimetisme-et-biodiversite/
- The Biomimicry Process. (s. d.). Biomimicry Toolbox. Consulté 30 mai 2021, à l’adresse https://toolbox.biomimicry.org/methods/process/
- https://ceebios.com/wp-content/uploads/2017/06/THESE_Design_Biomim%C3%A9tisme_Anneline_LETARD_CEEBIOS.pdf
- https://issuu.com/carolelillo/docs/lillo_m_moire_pfe_esa_compressed
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