Le biomimétisme marin, un moteur de l’économie bleue.

Le biomimétisme marin, un moteur de l’économie bleue.

Alors que la surface des océans représente plus de 70% de la surface du globe, moins de 10% du relief des fonds marins au delà de 200 mètres de profondeur est connu aujourd’hui. Environ 1600 nouvelles espèces marines sont découvertes chaque année, dont des organismes microscopiques. Le champs d’exploration de la biodiversité marine est encore très important. Le regain d’intérêt pour le biomimétisme marin concerne toutes les industries. Effet de mode ou utilité véritable ?

On estime qu’environ 10% des espèces vivantes sur la Terre ont été décrites par l’homme. Sur 1,5 millions d’espèces connues sur Terre, 280.000 sont des espèces marines.  La majorité d’entre elles vivent sur le plateau continental, le long du littoral, à moins de 200 m de profondeur. La biodiversité marine regroupe des organismes de taille macroscopique de plusieurs mètres à quelques dizaines de nanomètres pour les virus marins. La biodiversité marine constitue un réservoir important pour l’identification et l’extraction de molécules pour la pharmacie et la cosmétique. A lui seul, le phytoplancton marin contribue pour la moitié de la production primaire mondiale, et fournit 99% de la matière organique disponible.

La faune marine regroupe  :

– Les invertébrés marins : spongiaires, cnidaires, vers, mollusques, crustacés.

– Les vertébrés marins : poissons, reptiles, oiseaux de mer et mammifères marins.

– Le zooplancton (procaryotes et eucaryotes).

La France abrite 10% de la biodiversité mondiale dont au moins 50% des mammifères marins, 20% des coraux et des méduses, 25% des oiseaux, 20% des poissons marins et d’eau douce, 10% des mammifères terrestres et 7% des insectes connus.

« La mer est un espace de connaissances ou plutôt d’ignorance. Nous avons besoin de la recherche fondamentale. Parce que le biomimétisme montre que nous avons beaucoup à apprendre de la mer ». Discours d’Edouard Philippe. Assises de l’Economie de la Mer. 21 Novembre 2017.

Menaces sur biodiversité marine.
60% de la population humaine vit à moins de 100 km des côtes. Dans les cinquante dernières années, la surpêche a été la principale cause du déclin des espèces (Source : 2005 Millenium Ecosystem Assessment). Au début du XXIeme siècle, la FAO estime que 75% des stocks de poissons marins exploités dans le monde sont exploités à leur capacité maximale (50%), soit surexploités (25%).

Spécificités du milieu océanique.
Les spécificités du milieu océanique ont exigé des évolutions des organismes marins pour y survivre et s’adapter à ses contraintes.

Illustrations :
L’oxygène et les aliments sont dissous dans l’eau. Les organismes ont développé des systèmes de respiration permettant d’extraire l’oxygène de l’eau.
Les courants et les turbulences imposent des contraintes hydrodynamiques aux organismes pour survivre. C’est notamment le cas des algues qui disposent de structures flexibles capables de se déformer dans les courants pour réduire la trainée.
Les modes de déplacement des organismes marins se sont dotés de structures souples capables d’onduler et de se déformer : battements, ondulation des anguilles, oscillation des nageoires,…
Les écailles servent d’armure au poisson, mais facilite également l’hydrodynamie notamment grâce au tégument transparent et lisse qui la recouvre. Leur disposition permet de limiter la trainé de l’animal lors de la nage.
Le milieu marin est salé, ce qui oblige les organismes à lutter contre la corrosion par le sel.

Le biomimétisme c’est s’inspirer des caractéristiques du vivant pour développer des innovations.
Le biomimétisme représente  la convergence des contraintes entre monde biologique et monde industriel.
La biodiversité marine a ainsi permis des découvertes majeures qui ont été à l’origine de 13 prix Nobel de médecine. Quelques exemples :

– la découverte de la phagocytose chez l’étoile de mer en 1908,

– le choc anaphylactique à partir de venin de méduse sur des chiens en 1913,

– La fécondation d’un ovocyte par un spermatozoïde unique chez l’oursin, en 1931.

– Le mécanisme de la transmission de l’influx nerveux à partir de l’étude de l’axone du calamar en 1963,

– Les bases moléculaires de la mémoire grâce à une limace de mer (2000),

– Le développement de traitement anti-cancéreux à partir de l’étoile de mer (2001).

Enfin 25.000 molécules extraites de la biodiversité marine ont été utilisés par l’industrie pharmacologique et cosmétique.

L’observation du vivant et des 5 principales fonctions biologiques – respirer, se nourrir, se déplacer, s’ancrer, communiquer et se protéger – permettent d’imaginer des développements industriels variés.
Le rapprochement entre les besoins fonctionnels de l’industrie et les fonctions biologiques du vivant apporte une créativité qui peut générer des innovations majeures : capter l’oxygène, se protéger, filtrer les nutriments, se déformer, bio-adhésifs mécaniques, colles biologiques, camouflage, matériaux composites…

Le biomimétisme marin concerne à la fois les approches d’innovation inspiré de la biodiversité marine, ainsi que les opportunités de développement de technologies bio-inspirées pour les secteurs de l’économie de la mer.

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