Dimanche 12 décembre 2010 7 12 /12 /Déc /2010 13:15
- Publié dans : introduction

 

 

 

biomimetismecouverture.PNG

 

Bonjour, et bienvenue sur notre blog!

 

 

 Nous sommes en classe de 1ereS au lycée Emile Duclaux a Aurillac. Nous avons donc choisi pour thème de TPE (Travaux Personnels Encadrés) le biomimétisme. Ce blog a pour objectif de répondre a la problématique suivante: "Pourquoi l'homme copie-t-il la nature?"

 

 

Annonce du plan :

      -Intro: Le biomimétisme, qu’est-ce que c’est ?

 

      -I) une solution contre  le réchauffement climatique:

 

                                         Exemple 1: les termitieres

                                           Exemple 2: Les lucioles  (avec rédaction de l’expérience)

                                          

      -II) Médecine, santé, sécurité:

 

                                 Exemple 1: la toile d’araignée                                         

                                 Exemple 2:  le gecko                                    

                           

-III) Une amélioration pour la vie de tous les jours:                                   

 

                                   Exemple1 : Le Martin-pêcheur

                                   Exemple 2 : Le Lotus                 

 

  -IV) Conclusion

 

 

 

 

Bonne visite!

 

 

 

 

1)le biomimétisme, qu’est-ce que c’est ?

 

Le biomimétisme, c’est une discipline scientifique qui vise à imiter la nature, dans le but de résoudre des problèmes quotidiens. A première vue, cela ne nous dit rien, cependant, nous utilisons ces techniques usuellement. Effectivement, depuis la nuit des temps, l’homme copie la nature pour améliorer son mode de vie. Par exemple, l’homme a toujours cherché a voler. Pour cela, il s’est inspiré des ailes des oiseaux… Le biomimétisme, c’est ça!

A l’heure des recherches scientifiques, l’humanité a de plus en plus besoin de la nature, pour améliorer ses innovations. Car la nature ne fait jamais rien au hasard. Ce qui peut nous sembler le plus anodin peut avoir une grande utilité. C'est pour cela que les scientifiques s'intéressent de plus en plus a ce domaine encore mal exploré. C’est ce qui nous a donné envie d’approfondir ce sujet. Nous allons voir, dans ce TPE, que le biomimétisme permet de trouver une alternative au réchauffement climatique, de progresser dans le domaine de la santé, ou autre…

Le biomimétisme est considéré comme une science depuis quelques dizaines d'années seulement, et se déroule en trois étapes:

  • Regarder certains problèmes de la vie de tous les jours et se poser la question: « Que ferai la nature dans ce cas précis? »

  • Chercher certains êtres vivants qui sont confrontés par ce genre de problème

  • Les étudier, et appliquer les solutions que ces etres ont trouvées pour résoudre ces problèmes.

 


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Dimanche 12 décembre 2010 7 12 /12 /Déc /2010 13:42
- Publié dans : I) Pour combattre le réchauffement climatique

  I) Pour combattre le réchauffement climatique.

 

 

Dans le monde, 65% de la production d'électricité est thermique (charbon, pétrole, gaz...) et donc, pollue énormément. Nous allons voir par le biais d’exemples que le biomimétisme peut remédier à cette pollution...

 

 

diagramme-copie-1.png

diagramme en camembert représentant la production d'électricité en fonction du moyen utilisé.

 

 

 

Dans cette partie, nous allons développer 2 exemples:

 

 

   - Exemple 1: Les termitieres   

   - Exemple 2 : Les lucioles (avec rédaction de l'expérience)

 


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Dimanche 12 décembre 2010 7 12 /12 /Déc /2010 13:45
- Publié dans : I) Pour combattre le réchauffement climatique

 

Exemple 1: les termitières, pour fabriquer des bâtiments peu gourmands en énergie.

 

 termitiere

Termitière géante (3-4 mètres de haut) dans le parc du Kakadu, en Australie

 

 

 

On associe souvent les termites à la destruction de bâtiments plutôt qu’à leur conception. Pourtant, c'est grâce a elles qu'on a réussi a construire un bâtiment capable d'autoréguler sa température intérieur!

En effet, la plupart des termites vivent dans des zones très chaudes, ou la température peut dépasser les 40 ou les 50°C le jour, et être inférieur à 0°C la nuit. Cependant, les termites, dans leurs monticules de terre, arrivent, par un moyen de ventilation très efficace, a stagner la température interne de la termitière à environ 27°C! Les scientifiques ont étudiés ces termitières pour savoir comment ces insectes permettent de surpasser notre propre système de ventilation (sans climatisation électrique). 

  

Le secret de cette climatisation réside dans la haute cheminée centrale qui surplombe le nid. En effet, du fait de sa densité, l’air chaud est attiré vers le haut de la termitière et est évacué par cette cheminée. Ce phénomène entraine un courant d’air dans les parties basses du nid : l’air est aspirée par ces parties inférieures grâce a des petits trous situés tout autour du nid. Cet air circule sous terre où il est rafraîchi au contact de puits très profonds (de 15 à 20 m en général, parfois jusqu’à 70 m) que les ouvriers creusent pour atteindre les nappe phréatique. Cet air frais remonte dans la meule (qui est la centre de la termitière et le lieu de résidence des termites) de la termitière qu’il vient rafraichir, En chauffant, il est ensuite attiré par le haut de la termitière, et ainsi de suite.

Il faut savoir que cette thermorégulation des termites est indispensable pour la culture de champignons, qui ne peuvent pas vivre dans des conditions de températures trop extrêmes, et qui sont indispensables à la vie de la colonie.

il faut savoir que les termites peuvent réguler très précisément la température de la termitière en obstruant ou en perçant des trous au sol. Aussi, quand la nuit tombe, elles bouchent la totalité de ces trous, pour emmagasiner et garder la chaleur de la termitière.

 

termitiere 2

 

Schéma de la régulation de la température d'une termitiere.

 



 

Les humains ont essayés de plagier cette technique, en construisant au Zimbabwe un immeuble appelé l'Eastgate Building. Cette construction (construite par Mike Pearce), réalisa, pour la ventilation, un gain de productivité de 90%, un coût de production 10% plus bas, permet de faire 35% d’économie d'énergie (ce qui a permit une réduction de 20% des tarifs de locations) par rapport aux immeubles normaux. Cette construction est constituée d’un grand nombre de cheminée sur le toit (au nombre de 48, pour évacuer l’air), et d’une multitude de cavités en bas, pour faire rentrer l’air.



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Eastgate Building, au Zimbabwe, construit selon le modèle des termitières

 

 

Si ce type de construction se démocratisait, il permettrait de diminuer le besoin en énergies polluantes pour alimenter la ventilation des magasins par exemple, et donc de diminuer la pollution.


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Dimanche 12 décembre 2010 7 12 /12 /Déc /2010 14:04
- Publié dans : I) Pour combattre le réchauffement climatique

 

Exemple 2: les lucioles, pour créer de nouvelles ampoules plus efficaces, sans électricité

 

lucioleluciole2


 

 

Les lucioles sont de petits insectes volant (pour les mâles), qu'on voit parfois briller la nuit. Les scientifiques se sont penchés sur ces coléoptères, pour savoir comment ils sont capables de créer leur propre lumière, sans électricité. Il s'avère que ces petites bêtes possèdent une véritable usine dans leur abdomen. En effet, Cette production de lumière se fait sur une réaction, provoqué par un enzyme, la luciférase, agissant sur un substrat, appelé la luciférine, au contact du dioxygène. Simple au premier abord, cette bioluminescence est plus bien complexe. Un chercheur américain (W.D.McElroy ) observe que cette « lumière froide » nécessite deux autres éléments: l'ATP (Adénosine Triphosphate), et du magnésium. L'ATP est une molécule qui sert de catalyseur, pour accélérer la réaction entre la luciférase et la luciférine. Et le magnésium, Il sert tout simplement a faire fonctionner l'ATP en se liant avec elle. Des réactions d'autoréductions (qui est une réaction qui met en jeu un transfert d’électrons entre ses réactifs) s'engagent alors dans les cellules de l'insecte, mobilisant ainsi l'énergie chimique cellulaire. La luciférine va être excitée. Puis en se relâchant, celle-ci libère un photon (qui est la particule élémentaire médiatrice de l’interaction électromagnétique), responsable de la lumière émise par les lucioles!

 

Dans les ampoules traditionnelles, c'est l'électricité qui, en passant, produit de la chaleur dans le filament, pour exciter les atomes. Une grande partie de l'énergie de l'électricité est donc perdu sous forme de chaleur (90 a 97%), Alors que chez les lucioles (et autres animaux utilisant la bioluminescence), l'énergie chimique libérée par la réaction est transformée directement en une autre forme d'énergie, ici lumineuse, sans avoir à passer par un intermédiaire thermique. Chez ces animaux, 100% (ou presque) de l'énergie utilisée se retrouve sous forme de chaleur.

 

 

 

L’homme a trouvé une alternative a la bioluminescence des lucioles en utilisant la chimiluminescence, qui ; au lieu d'être une réaction faisant intervenir la luciferine et la luciférase, fait intervenir le luminol et le peroxyde d'hydrogène, pour créer un lumière bleutée.

Ce phénomène est en train d'être copié par des universitaires de Cambridge, pour créer des arbres bioluminescents qui pourraient éclairer nos rues… Qui sait, dans quelques années, des lampadaires éclaireront nos rues… 

En se démocratisant, ce phénomène permettrait de baisser considérablement (voir de faire disparaître) la part de l'éclairage dans la production d'électricité et donc de réduire la pollution

 

 

 

 

 

Nous avons réalisé une expérience pour créer de la lumière a partir d’une réaction chimique. Cependant, la luciférase est un composé très difficiles a obtenir, c’est pourquoi nous avons réalisé cette expérience avec du luminol, comme le font les poissons abyssaux, et non les lucioles.

 

  Pour voir l'experience, cliquez ici: Experience

 


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