Esquisses, vol. 28, no 3, automne 2017

BiomimétismeS’inspirer de la nature

Organisation géométrique de l’Aloe polyphylla

Chauffer un bâtiment quand il fait froid et le climatiser quand il fait chaud ne sont pas les solutions les plus optimales du point de vue durable. Observer la nature permet de faire mieux, comme nous l’enseigne le biomimétisme.

Andréane Girard, responsable, Communication et stratégies marketing, au CFDD

À Harare, au Zimbabwe, le centre commercial Eastgate, inauguré en 1996, consomme 90 % moins d’énergie qu’un bâtiment moyen grâce à un système de ventilation qui imite celui d’une termitière. Son architecte, Mick Pearce, a également collaboré avec la Ville de Melbourne et la firme DesignInc pour concevoir l’immeuble de bureaux Council House 2, achevé en 2006, dont l’enveloppe réagit à la chaleur comme le font les pétales d’une fleur.

Ces deux bâtiments font appel au biomimétisme, qui se définit comme l’art d’appliquer aux choses le génie des espèces vivantes. Cette approche est à l’origine de quelques inventions : le Velcro, par exemple, a été inspiré par le fruit de la fleur de bardane, qui s’agrippe par ses poils. Les tissus hydrophobes, eux, s’inspirent de la feuille de lotus, sur laquelle l’eau peut perler.

Des systèmes perfectionnés

Au fil de l’évolution, les êtres vivants ont atteint un haut degré de sophistication, explique Stéphane Boucher, ingénieur, conseiller en innovation et formateur chez Biomimetech. « Seules les espèces championnes ont survécu, et la plupart y sont parvenues grâce à des stratégies adaptatives de survie efficientes et très évoluées. »

Le biomimétisme est une discipline émergente, ajoute-t-il. « Actuellement, seulement 10 % de ce qu’on crée est basé sur l’observation de la nature. » Or, celle-ci pourrait offrir des solutions pour contrer les problèmes environnementaux liés à l’activité humaine. « Sachant que le bâtiment, de sa conception à sa démolition, est la cause de 38 % des émissions de gaz à effet de serre au Canada1, un changement de modèle qui permettrait une meilleure efficacité énergétique ne serait que bénéfique. »

Les certifications LEED apparues dans les dernières années sont un premier pas dans la bonne direction, note Stéphane Boucher. Mais si on vise un bâtiment régénératif, c’est-à-dire qui redonne à la nature ce qu’il lui a fait perdre, il reste beaucoup de chemin à parcourir. Et les principes de la vie peuvent grandement nous servir dans l’élaboration d’un bâtiment qui fait partie d’un tout plutôt que de constituer une finalité en soi.

Michel Grimard, architecte associé chez ADN Architecte, estime que l’observation de la nature devrait guider nos réflexions : « Actuellement, on conçoit contre l’environnement au lieu de s’y adapter. Le climat change, mais on bâtit toujours avec le même type d’enveloppes qui nécessite plusieurs couches de matériaux – le revêtement, l’isolant, la structure, etc. –, alors qu’on pourrait trouver un matériau pour les remplacer. La nature est complexe dans son organisation, mais optimale dans son économie de moyens et, surtout, très efficace pour permettre la survie des espèces. »

Si l’évolution technologique des dernières décennies a fini par éloigner l’humain de la nature, ce dernier peut-il maintenant recourir à la technologie pour s’en rapprocher ? « Tout à fait, dit Stéphane Boucher. On connaît suffisamment la nature pour s’en inspirer et, avec la technologie, on peut étudier les structures et les processus du monde vivant de façon très poussée pour réutiliser ses modèles. » 

Projet s’inspirant des caractéristiques structurales du bambou, soumis au concours du China World Trade Center, Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM)

Trouver l’espèce championne

Aux États-Unis et en Europe, quelques architectes, comme Michael Pawlyn, Jerry Tate et Nicolas Vernoux-Thélot, recourent au biomimétisme. Au Québec, ce n’est pas encore le cas. « On s’imagine que, pour faire une conception biomimétique, on doit multiplier le budget par dix. En fait, les coûts supplémentaires sont moins élevés qu’on le croit, puisque la nature a déjà fait la recherche et le développement pour nous », soutient Stéphane Boucher. On peut d’ailleurs trouver beaucoup d’information à cet effet dans des bases de données en ligne, comme AskNature.

La méthodologie du biomimétisme est rigoureuse : d’abord, il faut bien cerner le besoin, la fonction et le contexte. Ensuite, il s’agit de trouver une espèce qui vit dans un contexte semblable et qui utilise la fonction correspondante. Une fois l’espèce championne déterminée, il faut comprendre son fonctionnement, c’est-à-dire son mécanisme biologique. Par la suite, on procède au transfert technologique, qui permet d’appliquer le principe au problème en cause.

Dans l’univers du biomimétisme, la transdisciplinarité est importante. Les projets qui s’en réclament ont donc avantage à recourir au processus de conception intégrée afin de faire intervenir des biologistes ou d’autres spécialistes.

Certes, toute cette démarche nécessite du temps de conception en sus, mais l’exercice est rentable à long terme, croit Michel Grimard, à plus forte raison si on tient compte du cycle de vie du projet.

L’essayer, c’est l’adopter

L’architecte se dit confiant quant à l’avenir du biomimétisme : « Le mouvement actuel est propice à un changement de paradigme. Des préoccupations écologiques bien réelles font surface, et on se doit d’avoir une certaine humilité qui nous permettra d’admettre que d’autres espèces ont des choses à nous apprendre. »

Comment faire entrer le biomimétisme dans les mœurs au Québec ? «  Il suffit de réaliser un ou deux exemples probants, et les gens vont prendre le pas. Personne ne peut être contre une solution plus efficiente et plus durable. On a besoin d’être bousculé au Québec. Le bâtiment durable, c’est plus que des matériaux performants. » 

1. Zimmerman, A. 2006. Guide sur le processus de conception intégrée, Société canadienne d’hypothèques et de logement. p. 18.

 

Pour aller plus loin

Le Centre de formation en développement durable offre cet automne une activité de formation en ligne de sept heures sur le biomimétisme. Cette dernière aborde les grands principes et la méthodologie propres à cette science, et fournit des exemples d’applications concrètes issues de différents domaines, dont celui du bâtiment durable.