Bienvenue dans notre dernier post concernant les innovations techniques inspirées du monde marin. Nous avons décidé de vous montrer les créations les moins connues, mais que nous avons jugé bon de vous faire découvrir.
Le dauphin, les concombres de mer, la coquille Saint-Jacques, la crevette-mante, ou encore le poisson-coffre sont à l'origine de plusieurs innovations techniques.
Les concepteurs qui travaillent chez Mercedes se sont inspirés du poisson-coffre qui vit dans les coraux des eaux tropicales, est un très bon modèle pour l’élaboration d’un véhicule à la structure légère et à l’aérodynamisme stupéfiant. Le poisson-coffre est un petit poisson tropical d’environ 45 cm de long, de la famille des Ostracidés. Il se déplace très rapidement et est capable de parcourir 6 fois la longueur de son corps en une seconde. Il doit cela, non seulement à sa force et à son squelette ultra léger mais également à sa forme cubique insolite. Ce poisson possède un aérodynamisme de 0,06. Mercedes a réalisé un prototype en soufflerie et les ingénieurs ont remarqué qu’il y avait une pénétration dans l’air bien meilleure que les voitures compactes. La voiture compte parmi les automobiles les plus aérodynamiques de sa catégorie de taille (4,24 mètres de long, 1,82 mètre de large, 1,59 mètre de haut ) grâce à son exceptionnel coefficient Cx de 0,19. la consommation moyenne de ce prototype s’élève à 4,3 l/100 km, et peut descendre jusqu’à 2,8 l à 90 km/h. Soit une baisse de 20 % de la consommation et de 80 % des émissions d’oxyde d’azote (NOx) par rapport à une berline compacte équivalente. Malheureusement, malgré toutes ces capacités, le véhicule ne sera pas industrialisé.
La crevette mante est un petit crustacé de l'ordre des stomatopodes. Cette crevette possède des pattes ravisseuses qui ont une puissance de frappe similaire à une balle de 22 long rifle soit 102 km/s. Elle peut briser des carapaces de crabes et des coquilles (voir cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=i-ahuZEvWH8). Elle peut aussi casser les parois d'un aquarium blindé et sa vitesse produit un flash dégageant une chaleur équivalente à celle mesurée à la surface du soleil soit 22 000 Kelvin. Quand la crevette frappe avec ses "marteaux", cela forme une bulle d'air explosive permettant cette vitesse extrême, un phénomène appelé super-cavitation. Les Russes, grâce à ce phénomène, ont produit un modèle de torpille pouvant filer à 370 km/h (contre 150 km/h pour une torpille traditionnelle) : le Chkval. De plus, les yeux bioniques de la crevette qui possèdent 16 types de cônes (contre 3 pour un humain) ont inspiré une caméra qui détecte les cellules cancéreuses dans les biopsies.
La coquille Saint-Jacques a inspiré des tôles ondulées grâce à sa structure légère et résistante. C'est Robert Le Ricolais dans les années 60, ingénieur et architecte français, qui a étudié la structure de cette coquille. Il a remarqué que la coquille avait deux types d'ondulations. Tout d'abord, une ondulation nettement visible ; ce sont les côtes emblématiques de l'animal. De plus, à ces premières ondulations s'ajoutent des rainures plus fines dans les côtes de la coquille. Avec la croissance vers l'extérieur de la coquille, de nouvelles rainures se développent, perpendiculaires aux ondulations. Robert Le Ricolais a ainsi appliqué cette structure aux bâtiments en créant la tôle ondulée. Cette tôle est 7 fois plus résistante qu'une tôle ordinaire. La tôle ondulée est superposée en plusieurs couches perpendiculaires de façon à augmenter la portée du matériau. En s'inspirant de ses découvertes, se sont développées les structures légères, encore utilisées aujourd'hui. La double rétine de la coquille Saint-Jacques a inspiré des détecteurs de présence déclenchant par exemple l'éclairage des rues.
Le concombre de mer, aussi appelé holothurie ou bêche de mer, est un animal en forme de cylindre qui peut atteindre 25 centimètres de long. L'une de ses extrémités porte sa bouche, entourée d'une couronne de petits tentacules. On trouve des concombres de mer depuis la zone littorale jusqu'aux grandes profondeurs dans tous les océans et mers du monde. À 4 000 mètres de profondeur, ils constituent ainsi la moitié des êtres vivants. Le concombre, au corps normalement élastique, peut aussi se durcir quasi instantanément. Sa peau, dans laquelle se trouvent des fibrilles de calcite, devient très résistante. Il semble qu'il y ait des interactions complexes entre des fibres de collagène et le reste du tégument sous l'action de molécules libérées par le système nerveux de l'animal. Des scientifiques américains se sont inspirés de cette caractéristique pour la médecine de demain. Ils ont mélangé des nanofibres de cellulose, d'ailleurs issues d'un autre animal marin, le tunicier, à un mélange de copolymères caoutchouteux. Le matériau obtenu est rigide. Lorsqu'on l'«arrose» avec un solvant, il devient souple. Lorsque le solvant s'évapore, le matériau redevient dur. Des implants appelés microélectrodes pourraient être créés. Ils seraient rigides au moment de leur implantation, ce qui faciliterait leur manipulation, puis deviendraient flexibles pour mieux se «fondre» dans leur environnement. Le matériau pourrait entre-autres s'assouplir dans le cerveau et soigner des maladies cérébrales. Mais tout cela n'est encore qu'expérimental.
La vitesse du dauphin est enviée. En effet, le dauphin se déplace à une vitesse dépassant les 45 km/h. Certains ingénieurs se sont demandés s'ils pouvaient se servir du dauphin pour augmenter la vitesse des nageurs professionnels ou alors des bateaux. Nous savons que c'est grâce à sa nageoire caudale que le dauphin peut se propulser et donc augmenter sa vitesse. De ce fait, la mono-palme, inventée dans les années 1960, permet aux nageurs d'utiliser la stratégie du dauphin.
De plus, Bas Goris a décidé de s'inspirer du mouvement de ces nageoires pour créer le système révolutionnaire de propulsion O-foil. Son système de propulsion se compose d'une large aile motrice, d'un système de transmission hybride et de manœuvre adapté. Cette aile effectue un mouvement de haut en bas pour générer une poussée dans l'eau. Pourquoi le système O-foil est-il révolutionnaire ? Patrick Heuts, co-fondateur de O-foil, explique : « À la différence d'un système à hélice propulsive standard, le nôtre présente une surface de propulsion qui s'étend à toute la largeur du navire. La propulsion qui en résulte est donc bien plus forte. Ainsi, lorsqu'on l'associe aux toutes dernières technologies de transmission, notre système de propulsion réduit jusqu'à 50 % la consommation de carburant. » Mais ce n'est pas l'unique raison, le système de propulsion O-foil limite également la pollution sonore. Le dauphin peut émettre des sons très aigus qui se heurtent aux obstacles qui sont devant lui et lui reviennent. C'est ainsi qu'il les évite et repère les autres animaux marins. Ce système qui se nomme le SONAR prend naissance dans le melon (bosse au niveau de la tête). Ce dernier émet et reçoit les ultrasons. Grâce au SONAR, le dauphin peut visualiser l'image de ce qui se trouve en face de lui et même savoir, si c'est un poisson par exemple et s'il est mort ou non. Le Sonar est son troisième œil. Le seul autre animal connu capable d'émettre des ultrasons est la chauve-souris. La société allemande Evologics s'en est inspirée pour mettre au point des capteurs surveillant l'arrivée de prochains séismes. Ce système est appelé Sweep Spread Carrier.
Revenons sur le requin pour parler de la combinaison de plongée appelée "Speedo". Ces combinaisons sont constituées de Polyuréthane. La molécule de Polyuréthane est composée de plusieurs molécules d’Uréthane, c’est donc un polymère (molécule formée de plusieurs macromolécules, de nature identique). Le Polyuréthane est une très grande molécule qui possède donc une masse molaire élevée, celle-ci est de 441,61 g /mol. Le Polyuréthane est utilisé dans différents domaines tels que la natation mais aussi la colle, la peinture ou la mousse, de par ses propriétés de flottaison et d’élasticité.
De plus, le Polyuréthane est hydrophobe (du grec hydro=eau, phobos=peur), ce qui signifie qu’il est insoluble dans l’eau. Un composé hydrophobe ne peut pas créer de liaison hydrogène avec les molécules d’eau. Il est apolaire, il ne peut pas faire d’interaction électromagnétique avec l’eau. La solubilité d’un composé dans un solvant dépend des interactions qu’il y a entre ces deux-là. Le Polyuréthane est plutôt soluble dans les solvants organiques comme l’Acétone et les Hydrocarbures. Il est donc utilisé en natation, car il repousse l’eau au lieu de l’absorber. Ces combinaisons réduisent de 4 à 8℅ la force de résistance de l’eau. Seulement, par la suite, ces combinaisons ont été interdites.
