Bionique

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La bionique est la science qui recherche, chez les plantes et les animaux, des modèles en vue de réalisations techniques. Elle se base sur l'étude des systèmes biologiques (biomécanique en particulier) pour développer (par biomimétisme éventuellement) des systèmes non biologiques susceptibles d'avoir des applications technologiques.

Histoire[modifier | modifier le code]

En 1960, lors du premier congrès qui se tint à Dayton, dans l'Ohio, aux États-Unis, le nom de "Bionique" fut proposé par le major Jack E. Steele de l'U.S. Air Force pour nommer la science des systèmes qui ont un fonctionnement copié sur celui des systèmes naturels, ou qui présentent les caractéristiques spécifiques des systèmes naturels, ou encore qui leur sont analogues.

Principes fondamentaux[modifier | modifier le code]

La bionique étudie la vie avec l'objectif de comprendre les mécanismes de fonctionnement des organismes vivants et évolutifs afin de pouvoir les appliquer aux créations humaines.

Elle s'intéresse à toutes les capacités des cellules, organismes ou de certaines commutés ou symbioses permettant l'autonomie et l'adaptation évolutive, ou la capacité à trouver et utiliser des sources d'énergie. Une démarche bionique typique étudie un système naturel, interprète le principe puis le transpose dans une réalisation de type industriel. C'est en observant les fructifications de la bardane qui s'accrochaient à ses vêtements que Georges de Mestral eut l'idée de fabriquer le Velcro. Mais Léonard de Vinci faisait déjà de la bionique lorsqu'il s'inspirait du vol des chauve-souris Pipistrellus pipistrellus pour ses projets de machines volantes.
Les fonctions et mécanismes permettant le mouvement et la mobilité, autrement dit la locomotion, sont notamment étudiés ;

  • chez les animaux (animaux sociaux notamment, pour leurs capacités collaboratives) ; Les mécanismes de propulsion des poissons, grâce à leurs nageoires et leur queue, ont été observés puis utilisés pour l'amélioration des godilles. Le mode de propulsion aquatique par réaction, chez le Nautilus Pompilius, la seiche, le calmar, la méduse, la coquille Saint-Jacques ou la larve de libellule est équivalent à celui de la soucoupe plongeante du commandant Jacques-Yves Cousteau qui utilise deux tuyères opposées orientables, assurant à la fois la propulsion par réaction et l'orientation de la soucoupe.
  • chez les plantes ; Elles sont en effet capables de mouvements lents (le lierre qui escalade un arbre), moyennement rapides (ex : Drosera enserrant un insecte) ou très rapide (ex : expulsion brutale de graines). Les plantes sont aussi capables de très efficacement animer des flux internes (ex : circulation de la sève jusqu'à des dizaines de mètre de hauteur ou distance par capillarité, ou circulation de fluide cellulaire au moyen de cils vibratiles chez les characées ) sans système musculaire ni nerveux comparable à celui des animaux) [1] ;
  • chez les bactéries (certaines espèces font preuve de capacité organisationnelle) ;
  • chez d'autres organismes ; Par exemple les myxomycètes capables de produire des colonies mobiles où les individus ont des comportements coordonnés et forment un super-organisme.

Champs d'étude et d'application[modifier | modifier le code]

La bionique est devenue incontournable en différents domaines :

  • l'intelligence artificielle
  • la robotique (des robots nageurs à queue de poisson et des robots « insectes »)
  • les revêtements autonettoyants basés sur les études sur les feuilles de lotus
  • les revêtements hydro- ou aérodynamiques inspirés par la peau de requin
  • l'aéronautique aussi, dès ses débuts s'est inspirée de la nature : notamment avec le profil canard
  • la conception de nouveaux casques de protection bioniques adaptés à la structure interne de la tête humaine

La bionique est également applicable au remplacement de membre ou d'organe du corps humain par un appareil actif électriquement avec un fonctionnement efficace.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Patrick T. Martone, Michael Boller, Ingo Burgert, Jacques Dumais, Joan Edwards, Katharine Mach, Nick Rowe, Markus Rueggeberg, Robin Seidel, & Thomas Speck  ; Mechanics without Muscle: Biomechanical Inspiration from the Plant World ; Integr. Comp. Biol. (2010) 50(5): 888-907 fOn line : August 30, 2010 ; doi:10.1093/icb/icq122, consulté 2010/11/01 (résumé)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

  • Bionics Symposium - Living Prototypes - the key to new technology, 13–15 September 1960, Wadd Technical Report 60-600

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Agnès Guillot, Jean-Arcady Meyer La bionique. Quand la science imite la nature, coll. « UniverSciences »,‎ 2008
    Quand la science s'inspire de la nature
  • Yves Coineau, Biruta Kresling Les inventions de la nature et la bionique., coll. « Muséum National d'histoire Naturelle de Paris »,‎ 1987
    Au carrefour de la biologie et de la technique

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]