Alors que la biodiversité se dégrade, les solutions de la nature sont perdues à jamais

La conférence des Nations Unies sur la biodiversité, COP15, doit se terminer le 19 décembre. Ce week-end, nous examinons certaines des façons dont l’humanité dépend de la biodiversité pour un écosystème mondial sain et prospère.

Lorsqu’une espèce disparaît, elle emporte avec elle tous les attributs physiques, chimiques, biologiques et comportementaux qui ont été sélectionnés pour cette espèce, après avoir été testés et re-testés dans d’innombrables expériences évolutives sur plusieurs milliers, voire des millions, d’années d’évolution.

Ceux-ci incluent des conceptions pour le chauffage, le refroidissement et la ventilation; pour être capable de se déplacer le plus efficacement et le plus efficacement dans l’eau ou dans l’air ; pour produire et stocker de l’énergie; pour fabriquer les matériaux les plus solides, les plus légers, les plus biodégradables et les plus recyclables ; et pour beaucoup, beaucoup d’autres fonctions essentielles à la vie.

La valeur de la nature ne se limite pas aux applications humaines, mais la perte de la nature et de la biodiversité représente également des pertes majeures pour le potentiel humain.

Voici quelques exemples de la façon dont la nature a inspiré des solutions d’ingénierie.

Chemin de la libellule

Inspiré par l’efficacité énergétique des ailes de libellule, en particulier à des vitesses de vent faibles, le professeur Akira Obata, anciennement de l’Université japonaise Nippon Bunri, a conçu des pales ondulées pour des micro-éoliennes qui tournent et produisent de l’électricité, à des vitesses de vent aussi basses que 3 km/h.

La plupart des éoliennes fonctionnent mal lorsque les vitesses sont inférieures à 10 km/h ; certains ne tourneront pas du tout. En abaissant les exigences minimales en matière de vitesse du vent, ces micro-éoliennes peuvent exploiter l’énergie éolienne dans des endroits facilement accessibles comme les toits et les balcons, et n’ont pas besoin de tours coûteuses pour capter les vents à plus grande vitesse trouvés à des altitudes plus élevées.

En étudiant et en comprenant l’aérodynamique du vol des libellules, Obata a pu fabriquer des micro-éoliennes peu coûteuses, légères, stables et efficaces qui peuvent être utilisées dans des sites hors réseau dans les pays en développement.

Qu’y a-t-il de plus noir que le noir ?

Certains papillons, oiseaux et araignées ont développé une coloration super noire obtenue par une variété de mécanismes complexes de piégeage de la lumière qui pourraient conduire à de nouvelles conceptions écoénergétiques pour la collecte solaire.

Les micro et nano-structures des surfaces déterminent fortement leurs propriétés d’absorption ou de réflexion de la lumière. Comprendre non seulement la composition des pigments impliqués, mais aussi la structure fine et la physique de ces surfaces, peut être utile pour concevoir des systèmes plus économes en énergie pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments, et des capteurs d’énergie solaire plus productifs.

« Brouillard se prélassant »

Deux espèces de coléoptères récoltent activement l’eau du brouillard avec une séquence de comportements appelés « lézarder dans le brouillard ». Tard dans la nuit, avant le brouillard qui roule la nuit dans les sections côtières du désert du Namib, les coléoptères émergent du sable et grimpent sur les dunes pour se placer sur le chemin du brouillard.

Inclinant leur corps vers l’avant tout en faisant face au brouillard, ils récoltent l’humidité sur leur dos, constitué d’ailes antérieures durcies appelées élytres qui recouvrent et protègent leurs ailes postérieures, utilisées pour voler.

Les petites gouttelettes d’eau dans le brouillard s’y rassemblent, fusionnent pour former de plus grosses gouttelettes qui, par la force de gravité, coulent le long des surfaces lisses hydrophobes (c’est-à-dire hydrofuges) jusqu’à la bouche des coléoptères.

Étant donné que l’OMS estime que la moitié de la population mondiale vivra dans des environnements soumis à un stress hydrique d’ici 2025, la chimie et la structure spécifiques des surfaces hydrophobes trouvées chez les coléoptères du Namib ont suscité un énorme intérêt scientifique pour leurs applications humaines potentielles.

Oiseaux et combustibles fossiles

Les oiseaux planeurs et planeurs sont les maîtres de l’efficacité aérodynamique et leur conception en plumes de bout d’aile a inspiré les ingénieurs à ajouter de petites «ailettes» tournées vers le haut qui réduisent la traînée causée par les tourbillons aux extrémités des ailes d’avion.

En copiant cette conception de bout d’aile, les compagnies aériennes commerciales ont économisé 10 milliards de gallons de carburant, réduisant leurs émissions de CO2 de 105 millions de tonnes par an.

Pour séquestrer cette quantité de carbone, il faudrait planter environ 16 millions d’hectares d’arbres chaque année – une superficie plus grande que le territoire de la Norvège ou du Japon.

L’extinction n’est pas gagnée d’avance

Le gaspillage de l’extinction est peut-être mieux mis en évidence par la quasi-extinction de la baleine à bosse.

La chasse excessive a presque anéanti ces créatures gigantesques, parmi les plus grandes à avoir jamais vécu sur la planète, et la population de baleines à bosse est tombée à seulement 5 000 en 1966.

Les organisations de conservation et les scientifiques ont provoqué un énorme tollé public et politique et les baleines à bosse ont rebondi à environ 80 000 aujourd’hui. La baleine à bosse, de façon unique, a des « tubercules » bosselés sur le devant de ses nageoires qui permettent à ces géants de manœuvrer avec une agilité extraordinaire.

Les tubercules confèrent aux baleines un avantage hydrodynamique – ils minimisent la traînée, améliorent leur capacité à rester en mouvement et, ce qui est essentiel lorsqu’ils attaquent des proies, leur permettent de tourner à des angles plus aigus. Entre autres applications, ceux-ci ont inspiré les ingénieurs à fabriquer certaines des pales de ventilateurs industriels et des éoliennes les plus efficaces. Si les baleines à bosse avaient disparu, nous n’aurions peut-être jamais pu nous prévaloir de la conception du tubercule.

Les organismes extraordinaires présentés ci-dessus, ainsi que les conceptions techniques durables qu’ils ont inspirées, présentent un argument convaincant pour expliquer pourquoi nous devons préserver la biodiversité.

Les organismes qui créent les systèmes de soutien rendent possible toute vie sur Terre, y compris la vie humaine : des millions d’espèces sont en danger, mais la perte d’une seule espèce peut avoir d’énormes conséquences négatives pour l’humanité.

L’histoire est basée sur le Programme des Nations Unies pour le développement (PNUD) reportage photo, L’ingénierie durable dépend de la biodiversité. Le livret complet, « How Sustainable Engineering Solutions Depend on Biodiversity » par Eric Chivian MD, Gael McGill Ph.D., et Jeannie Park, est disponible ici.