Le biomimétisme du dauphin
Toutes les
découvertes faites grâce aux dauphins, font l'objet de nombreuses
applications dans différents domaines.
La chercheuse américaine Janine Benyces a inventé un terme qui renvoie à l'idée d'imiter la nature : Le biomimétisme est né. Cette science consiste à observer et à étudier les mécanismes de la faune et de la flore afin de les transposer dans la vie des êtres humains pour répondre à leurs besoins.
La chercheuse américaine Janine Benyces a inventé un terme qui renvoie à l'idée d'imiter la nature : Le biomimétisme est né. Cette science consiste à observer et à étudier les mécanismes de la faune et de la flore afin de les transposer dans la vie des êtres humains pour répondre à leurs besoins.
Les avancées dues aux découvertes sur leurs nageoires
En
étudiant les nageoires des dauphins
(et des baleines), des biologistes et des ingénieurs des Etats-Unis
ont découvert que certaines de leurs caractéristiques permettraient
la conception d'innovantes pales pour les hélices d'éoliennes,
plus performantes et silencieuses.
Le Docteur Fish déclare: "Les
ingénieurs avaient, par le passé, essayé d’obtenir un
écoulement laminaire du vent sur une surface rigide simple et
lisse comme une aile d’avion. La leçon à tirer du biomimétisme
[est qu'il pourrait accomplir bien plus que] ce que l’ingénierie traditionnelle
pouvait accomplir. Il y a même des possibilités pour que, dans
l’avenir, cette technologie soit appliquée aux conceptions
aéronautiques telles que des pales d’hélicoptère."
Le dauphin est un nageur hors pair, puisqu’il se déplace jusqu'à 10 fois plus vite que les nageurs humains. Dans les années 1960 les chercheurs ont essayé d’augmenter les performances des nageurs grâce à une mono-palme, inspirée de la nageoire caudale du dauphin, qui lui permet une propulsion optimale et joue un rôle très important sur sa vitesse. |
Jusqu’alors nous n’avons pas trouvé un meilleur moyen de propulser un bateau que l’hélice, mais l’innovateur suédois Thomas Jemt, avec sa société Dolprop, espère pouvoir lancer un prototype fonctionnant sur le biomimétisme des dauphins. L’ailette, grande de 60 cm, est propulsée par un moteur électrique qui entraîne un mouvement de haut en bas.
Dans un bassin spécialement aménagé il essaye d'optimiser l'angle, le déplacement vertical et la vitesse, mais surtout de minimiser les mouvements branlants verticaux du bateau lorsque la nageoire bouge.
Cette dernière, qui devrait produire moins de cavitation (naissance et oscillation de bulles de gaz et de vapeur dans un liquide soumis à une dépression), serait alors plus efficace qu’une hélice.
Ce sont les mouvements de nage rapides et efficaces des dauphins qui ont inspiré le système de propulsion de M Goris. « J'étais plongé dans mes recherches depuis quelque temps déjà quand je suis arrivé à la conclusion suivante : il est probablement impossible de copier un dauphin dans son intégralité, mais je peux toujours essayer de reproduire le mouvement de sa nageoire caudale ». |
Les avancées dues aux découvertes sur leur peau
L'hydrodynamisme de la peau des dauphins est remarquable et ses effets sont connus depuis l'Antiquité.
En effet, Aristote en parlait déjà.
La peau du dauphin est spongieuse, elle doit 80 % de son épaisseur à l'eau qu'elle contient. Cela la rend élastique, et lui permet donc d'absorber les turbulences (système d'amortisseur viscoélastique), et d'augmenter sans le moindre effort sa vitesse de déplacement dans l'eau.
On a tenté de s’inspirer de la peau du dauphin pour améliorer la vitesse des sous-marins, mais sans succès, tant le principe est difficile à reproduire.
En effet, Aristote en parlait déjà.
La peau du dauphin est spongieuse, elle doit 80 % de son épaisseur à l'eau qu'elle contient. Cela la rend élastique, et lui permet donc d'absorber les turbulences (système d'amortisseur viscoélastique), et d'augmenter sans le moindre effort sa vitesse de déplacement dans l'eau.
On a tenté de s’inspirer de la peau du dauphin pour améliorer la vitesse des sous-marins, mais sans succès, tant le principe est difficile à reproduire.
Dans les années 1960, un revêtement anti-turbulent, le Laminflo, imitant l'épiderme du dauphin a été mis au point et breveté par Max O. Kramer, ingénieur allemand, spécialiste d’aérodynamique et travaillant aux Etats-Unis. Ce revêtement est appliqué avec succès aux coques des bateaux, des sous-marins et de certains avions, et a amélioré sensiblement leur vitesse. |
Des scientifiques ont également observé que des millions de capteurs étaient présents dans la peau du dauphin. Ainsi, grâce à de nombreuses recherches, l’homme a réussi à accroître considérablement la vitesse de natation des nageurs, grâce à des combinaisons qui s'en inspirent (même si de nos jours, la combinaison de la société Speedo, qui prend exemple sur la peau du requin, est la plus performante).
Les cellules adipeuses qui se trouvent sous la peau des dauphins forment un matériau très flexible et caoutchouteux. Chaque fois que l'animal se propulse grâce à sa nageoire caudale, la structure élastique de cette graisse est comprimée puis étirée. Cela lui permet d'augmenter sa vitesse d'au moins 20%.
Récemment, il a été découvert que cette couche est un ensemble de mailles fait de fibres de collagène structurées de façon complexe. Cependant, les scientifiques n'arrivent pas encore à synthétiser ce matériau qui, pourtant, serait source de nombreuses applications utiles.
Récemment, il a été découvert que cette couche est un ensemble de mailles fait de fibres de collagène structurées de façon complexe. Cependant, les scientifiques n'arrivent pas encore à synthétiser ce matériau qui, pourtant, serait source de nombreuses applications utiles.
Les avancées dues aux découvertes sur leur communication
Grace à l’étude du mode de communication des dauphins, des capteurs surveillant l'arrivée de prochains séismes sous-marins ont été mis au point par la société allemande Evologics. Ce système révolutionnaire baptisé « Sweep Spread Carrier », placés à plus de 6.000 mètres de profondeur, donnera l'alerte le plus rapidement possible en cas de tsunami.
Les applications du SONAR
Le
dauphin émet des sons. Lorsque ces ondes sonores percutent un
obstacle, elles reviennent vers l’animal.
Le mammifère est alors capable de tracer une image mentale de ce qui se trouve en face de lui et de visualiser très précisément ses proies potentielles.
La lumière ne pénétrant pas très bien dans l’eau et les ondes radio s’affaiblissant lorsque la distance augmente, l’émission des ondes acoustiques reste donc le seul moyen dont dispose l’homme afin de connaître les fonds marins.
De nos jours, l’instrument connu sous le nom de SONAR, ou de système d'écholocation, est utilisé par les navires et les sous-marins pour identifier les cibles et leur itinéraire. Le SONAR fonctionne quasiment de la même manière que celui utilisé par le dauphin.
Le mammifère est alors capable de tracer une image mentale de ce qui se trouve en face de lui et de visualiser très précisément ses proies potentielles.
La lumière ne pénétrant pas très bien dans l’eau et les ondes radio s’affaiblissant lorsque la distance augmente, l’émission des ondes acoustiques reste donc le seul moyen dont dispose l’homme afin de connaître les fonds marins.
De nos jours, l’instrument connu sous le nom de SONAR, ou de système d'écholocation, est utilisé par les navires et les sous-marins pour identifier les cibles et leur itinéraire. Le SONAR fonctionne quasiment de la même manière que celui utilisé par le dauphin.
Applications civiles et militaires :
Parmi les nombreux SONARs industriels conçus, nous voyons, notamment, l’apparition du SONAR à Balayage Latéral (SBL) et du Sondeur MultiFaisceaux (SMF).
Le SONAR à Balayage Latéral, élaboré au cours de la Seconde Guerre mondiale, permet de créer des images acoustiques des fonds marins. Il est tracté par le bateau et émet un signal sur une grande largeur.
La réflectivité du sol permettra de connaitre la morphologie et la nature des fonds marins.
La réflectivité du sol permettra de connaitre la morphologie et la nature des fonds marins.
Le sondeur multifaisceaux a été mis au point au cours des années 1970.
Il a pour but de mesurer la profondeur des eaux dans plusieurs directions à la fois. Suite à une pulsion électrique des composants placés sous la coque du bateau, en direction des profondeurs, des rayons seront réfléchis lors de leur contact avec le sol. Les signaux sont alors interprétés par un bathymètre permettant ainsi une reconstitution des fonds marins. |
Le sondeur multifaisceaux possède trois types de largeur :
L'évolution de la technologie et la connaissance que nous avons du SONAR permettent, à ce jour, d'obtenir des images de très bonnes qualités des fonds marins et de connaître leur nature
Les dauphins sont exploités par les Hommes, dans un but militaire, à
cause de leur SONAR perfectionné, notamment pour la protection de
navires et des ports, le repérage, ainsi que la récupération
d’objets, et surtout pour la détection des mines sous-marines.
Ces animaux sont indispensables à ce travail puisque la détection des mines est très difficile avec un SONAR industriel, qui repose sur le traitement d'images, alors que la détection des dauphins détermine la composition des matériaux constituants la cible (les cibles métalliques réfléchissent mieux les ondes que les autres).
Ces dauphins soldats n’iront plus risquer leur vie puisque dès 2017, des robots seront utilisés à leur place.
Ces animaux sont indispensables à ce travail puisque la détection des mines est très difficile avec un SONAR industriel, qui repose sur le traitement d'images, alors que la détection des dauphins détermine la composition des matériaux constituants la cible (les cibles métalliques réfléchissent mieux les ondes que les autres).
Ces dauphins soldats n’iront plus risquer leur vie puisque dès 2017, des robots seront utilisés à leur place.
Les dauphins ainsi que les animaux aquatiques utilisant le système d'écholocation sont mis en danger par cette activité
humaine sur les SONARs. En effet, la réception de ces signaux
acoustiques de forte puissance entraînent,
principalement, des ravages sur leur appareil auditif. De plus, cela provoque l'encombrement des fréquences et la désorganisation de leur environnement sonore qui conduisent à l'impossibilité de s'orienter, et donc à des échouages en masse.
Applications médicales (dans les accouchements humains) :
Depuis quelques années déjà, la possibilité qui est donné aux femmes d'accoucher dans l'eau se forge une place de plus en plus grande dans les mœurs humaines. C'est d'ailleurs lors d'un tel accouchement, qu'a été découverte par accident une nouvelle pratique peu commune dans laquelle interviennent les dauphins. Un jour, un russe nommé Igor Charkovsky étant spécialisé dans les accouchements dans l'eau, a emmené une femme au bord de la Mer Noire.
La future mère était allongée dans 70 centimètres d'eau environ, attendant sa délivrance. C'est alors qu'un groupe de trois dauphins s'est approché et a repoussé toute l'équipe afin de prendre le contrôle de la situation. Ces animaux ont effectué un massage au sonar, de haut en bas, sur le corps de la femme enceinte, qui mis au monde son enfant, sans peur ni douleur. Apparemment, ceci procurerait un bienfait considérable sur le corps humain et semblerait relaxer profondément la future mère lors de l'accouchement. Cependant, ces bienfaits ne sont pas prouvés scientifiquement ; seuls les ressentis des personnes ayant testé peuvent être pris en considération. Cette expérience extraordinaire pour tout le monde constitue désormais une nouvelle technique d'accouchement qui reste encore peu connue mais qui se répand peu à peu partout dans le monde.
Nous savons déjà que les dauphins sont attirés par les êtres humains. Cette attirance est d'autant plus marquée pour les femmes enceinte. En effet, généralement, les dauphins ont un ordre de préférence que nous avons pu établir lors de plongées en groupe avec les dauphins : tout d'abord, ils vont voir les enfants, puis les femmes, et enfin les hommes ; cependant, si une femme enceinte est présente, celle-ci attire toute leur attention.
Pour les dauphins, un bébé à naître est très important.
Ils ressentent l'état de la future mère et sont très excités.
La future mère était allongée dans 70 centimètres d'eau environ, attendant sa délivrance. C'est alors qu'un groupe de trois dauphins s'est approché et a repoussé toute l'équipe afin de prendre le contrôle de la situation. Ces animaux ont effectué un massage au sonar, de haut en bas, sur le corps de la femme enceinte, qui mis au monde son enfant, sans peur ni douleur. Apparemment, ceci procurerait un bienfait considérable sur le corps humain et semblerait relaxer profondément la future mère lors de l'accouchement. Cependant, ces bienfaits ne sont pas prouvés scientifiquement ; seuls les ressentis des personnes ayant testé peuvent être pris en considération. Cette expérience extraordinaire pour tout le monde constitue désormais une nouvelle technique d'accouchement qui reste encore peu connue mais qui se répand peu à peu partout dans le monde.
Nous savons déjà que les dauphins sont attirés par les êtres humains. Cette attirance est d'autant plus marquée pour les femmes enceinte. En effet, généralement, les dauphins ont un ordre de préférence que nous avons pu établir lors de plongées en groupe avec les dauphins : tout d'abord, ils vont voir les enfants, puis les femmes, et enfin les hommes ; cependant, si une femme enceinte est présente, celle-ci attire toute leur attention.
Pour les dauphins, un bébé à naître est très important.
Ils ressentent l'état de la future mère et sont très excités.
Les enfants nés sous l'eau et ayant en guise de sages-femmes des dauphins sont appelés homodolphinus. En effet, ils seraient à l'origine d'une nouvelle "espèce" car leurs capacités seraient plus développées que chez les enfants "ordinaires" : leur quotient intellectuel ne seraient pas inférieur à 150, et auraient un corps émotionnel très stable, ainsi qu'un corps physique plus que résistant. Nous prêtons donc au SONAR des dauphins des vertus médicales pour les êtres humains, qu'il reste à prouver scientifiquement. |
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L’échographie est pour l’homme ce qu’est l'écholocation pour le dauphin. On utilise pour ce faire un échographe, appareil muni d’une sonde qui émet et réceptionne des ultrasons, relié à un ordinateur. Cet appareil relève le délai entre l'émission et la réception des ultrasons, et en donne une image précise. Le premier échographe a été inventé par deux médecins en 1951. Il est utilisé de manière courante en médecine mais peut être employé en recherche ou encore dans l'industrie. |