CHAPITRE 6
CE QUE NOUS POUVONS APPRENDRE DES ANIMAUX

Chaque animal possède des particularités prodigieuses qui lui ont été données dès le départ. Certains profitent de leur idéale forme hydrodynamique qui leur permet de se mouvoir dans l'eau, d'autre utilisent des systèmes sensoriels remarquables. L'homme découvre la plupart de ces systèmes pour la première fois et commence à en comprendre le fonctionnement. Grâce à la biomimétique, les inventions inspirées de ces découvertes extraordinaires seront sans aucun doute abondamment utilisées dans le futur.

Surface de résistance et maillots de bains inspirés de la peau de requin

Au cours des compétitions olympiques, un centième de seconde peut faire la différence entre le vainqueur et le perdant. Parce que la force de résistance qui s'oppose à celui du corps du nageur en mouvement est considérable, de nombreux nageurs choisissent des maillots de bains spécialement conçus pour réduire cet effet de résistance. Ces maillots taillés sur mesure, couvrant la majeure partie du corps, sont fabriqués à partir d'un textile qui reproduit les propriétés de la peau de requin en superposant des couches de résine verticales.

Les canaux en forme de U sur la peau des requins génèrent de minuscules tourbillons qui attirent l’eau près du corps et réduisant ainsi l’effet de résistance exercée par celle-ci. La grande illustration ci-dessus représente une image de peau de requin au microscope. (“Fizik, Teknoloji ve Olimpiyatlar”, Bilim ve Teknik, 77) Aux Jeux Olympiques de Sydney, tous les nageurs détenteurs de la médaille d'or comme l'australien Ian Thorpe portaient des maillots ayant les mêmes propriétés que la peau de requin. Cette importante progression a entraîné la création d’une nouvelle branche. Des sociétés telles que Speedo, Nike et Adidas, des fabricants de maillots reconnus, ont embauché des experts dans le domaine de la biomécanique et de l'hydrodynamique.

Des études réalisées au microscope électronique ont révélé que des "denticules" recouvrent la surface de la peau de requin et produisent des remous verticaux ou des spirales aquatiques et maintiennent l'eau près du corps du requin et réduisent par la même occasion l'effet de résistance. Ce phénomène est connu sous le nom d’"Effet Riblet", et les recherches entreprises sur les requins ne cessent de se poursuivre au Langley Research Center de la NASA.

On produit des maillots de bains réalisés à partir de nouvelles fibres et de nouvelles techniques de couture afin de coller à la peau du nageur et de réduire l'effet de résistance au maximum. Les recherches ont montré que de tels vêtements peuvent réduire la force de résistance de 8% par rapport à un maillot de bain ordinaire.

Les Etats-Unis prennent la vipère comme modèle pour leur défense

Le docteur John Pearce, du département d'ingénierie informatique et électrique de l’Université du Texas, a étudié l'espèce des Crotalinés, de la famille des vipéridés.

Ses recherches ont porté sur les organes situés entre l'œil et la narine de ce serpent. A la surface de l'œil du serpent se trouve une minuscule membrane nerveuse appelée "fossette" que le serpent utilise pour localiser ses proies à sang chaud. Elle comprend un système sophistiqué sensible à la chaleur - si sensible en effet que le serpent peut repérer une souris à plusieurs mètres de distance dans l'obscurité la plus totale.

Les chercheurs ont affirmé lorsqu'ils ont découvert les secrets des méthodes de prédation et de destruction de ce vipéridé, que les systèmes utilisés par celui-ci pouvaient être adaptées afin de protéger le pays contre les missiles ennemis. Ils espèrent développer des concepts qui aideront les pilotes d'avion engagés dans des missions dangereuses à éviter les attaques ennemies. Le docteur Pearce a déclaré : "Les forces armées veulent voir si elles peuvent imiter les systèmes biologiques et obtenir un détecteur de missile plus performant."⁷²Mais jusqu'à présent, les études menées à cet effet ont prouvé qu'il était difficile d'égaler la sensibilité du serpent.

Nous essayons tout simplement de reproduire la sensibilité de l'organe du serpent. On peut mesurer les impulsions nerveuses, mais la véritable question est de savoir ce que signifient ces impulsions. Nous utilisons un modèle numérique pour nous indiquer que : telle quantité d'infrarouges a été repérée par l'organe, ce qui signifie qu’il y a telle quantité d'impulsions nerveuses.

La membrane du serpent est remplie de vaisseaux sanguins et de connexions nerveuses. Cette membrane est si sensible et les variations dans les réponses si précises et subtiles que vouloir repérer et étudier ces signaux s'est révélé être une tâche difficile. Pour comprendre le fonctionnement de cet organe, il est nécessaire de travailler avec des mesures et des photos microscopiques précises.

Comme le montre cet exemple, les créatures vivantes présentes dans la nature disposent d'une intelligence et d'une technologie exceptionnelle. Les chercheurs qui travaillent sur ces concepts naturels en les prenant pour modèles parviennent à réaliser leurs projets de façon plus rapide.

Les changements de couleurs des caméléons et des vêtements

La capacité remarquable qu'ont les caméléons de changer de couleurs pour s'adapter à leur environnement est à la fois fascinante et esthétique. Le caméléon peut se camoufler à une vitesse impressionnante.

Comme un expert, le caméléon utilise à la fois les cellules appelées chromatophores qui contiennent des pigments de couleurs jaunes et rouges, des couches qui renvoient la couleur bleue et blanche de la lumière et les cellules mélanophores qui contiennent les pigments de mélanine noirs et marrons qui permettent d'assombrir sa couleur.⁷⁴

La technologie utilisée pour qu'un vêtement change de couleur et la faculté du caméléon à modifier sa couleur peuvent sembler similaires au premier abord, mais elles sont différentes en réalité. Bien qu'on puisse changer la couleur des vêtements grâce à cette technologie, celle-ci n'est pas aussi performante que la capacité du caméléon à se camoufler et ainsi à se fondre dans son environnement en un instant.

Par exemple, un caméléon placé sous une lumière jaune virera rapidement au jaune. Le caméléon peut non seulement reproduire un seul coloris, mais également tout une nuance de couleurs. Le secret de ce phénomène réside dans le fait que les cellules qui contiennent les pigments, et qui se trouvent juste sous la peau, s'étirent ou au contraire se rétractent afin de s'adapter à leur environnement.

Allah a doté le caméléon d'un système qui lui permet de changer de couleur afin de se fondre dans son milieu environnant, un avantage considérablement utile. Cependant le reptile n'est pas conscient de cette extraordinaire faculté.

Les recherches menées actuellement à L'Institut de Technologie de Massachusetts, ont pour objectif de fabriquer des vêtements, sacs et chaussures capables de changer de couleurs de la même façon que le caméléon. Les chercheurs imaginent des vêtements fabriqués à partir de fibres récemment développées qui peuvent refléter toute la lumière qu'elles reçoivent, et qui sont équipés de minuscules batteries. Cette technologie permettra aux vêtements de pouvoir changer de couleurs et de formes en quelques secondes en appuyant sur un bouton.⁷⁵ Cependant ce système reste encore très coûteux. Le coût d'une veste pour homme capable de changer de couleurs est aujourd'hui de 10.000 dollars.

Que penseriez-vous si on vous montrait une veste et qu'on vous disait : "Cette veste peut changer de couleur. Cependant personne n'a conçu cette veste ni sa capacité à changer de couleur. C'est juste arrivé par hasard." Vous vous imagineriez que cette personne est probablement folle. Il est évident qu'un tailleur a conçu cette veste et que des ingénieurs ont crée sa capacité à changer de couleur.

Alors comment le caméléon parvient-il à réaliser ces modifications si phénoménales ? A-t-il conçu ce système et l'a-t-il installé à l'intérieur de son corps avant de pouvoir s'en servir ? Il serait évidemment irraisonné d'affirmer que le caméléon ait réalisé tout cela. Etant donné que même les être humains ne parviennent que difficilement à de tels résultats, comment un reptile pourrait-il installer un système capable de changer son apparence externe ? Affirmer qu'une telle faculté est venue par hasard est tout à fait insensé et irraisonné.

Aucun mécanisme naturel n'a le pouvoir de créer de telles particularités aussi exceptionnelles et d'en doter les créatures vivantes qui en ont besoin. Une force supérieure commande les atomes, les molécules et les cellules du corps des créatures et les agence à sa guise. Allah, Celui Qui a créé les caméléons, nous révèle la nature inégalée de Sa création grâce à de tels exemples. Comme il est mentionné dans le Coran, Allah est tout-puissant :

De vieilles structures optiques de plus de 515 millions d'années

Dans un article publié dans l'American Scientist, le célèbre magazine scientifique, Andrew R. Parker affirme que lui et ses collègues ont examiné une mouche momifiée conservée dans la résine d'ambre pendant 45 millions d'années. Il y avait une structure en forme de grille sur la surface incurvée des ommatidies de la mouche (organes visuels présents dans l’œil composé de la mouche). En analysant les propriétés réfléchissantes de cette structure, ils se rendirent compte que la composition de l'œil de la mouche avait des caractéristiques anti-réfléchissantes très performantes. L'hypothèse fut confirmée par les recherches qui suivirent.

Grâce à ces découvertes et à d'autres recherches entreprises, les scientifiques sont parvenus à augmenter l'efficacité des absorbeurs et des panneaux solaires utilisés pour fournir de l'énergie aux satellites. Le travail consiste à présent à réduire l'angle de réflexion des infrarouges (chaleur) et des autres ondes lumineuses en imitant la structure de l'œil de la mouche. Parfaitement adaptée aux surfaces des panneaux solaires, la structure de l'œil de mouche a permis d'éviter les dépenses normalement nécessaires pour s’assurer que ces panneaux soient toujours face au soleil.

Ce n’est que très récemment que les spécialistes en astronomie ont découvert et imité ce système, mais les mouches possèdent ces facultés depuis des millions d’années. Des agencements similaires ont récemment été découverts sur les Schistes de Burgess, vieux de 515 millions d'années. Offrant une vision très colorée et précise, cette structure montre combien cette création est remarquable. Mais cette évidence ne peut être comprise que par des croyants – ceux qui utilisent leur raison pour comprendre que tout ce qui existe est sous le contrôle d’Allah.

L’un des versets du Coran décrit comment de telles preuves sont insignifiantes au regard de ceux qui dénient l'existence d’Allah :

Stenocara : une véritable unité de captage d’eau

Dans le désert où peu de créatures vivantes parviennent à survivre, certaines espèces possèdent des caractéristiques étonnantes. L'une de ces espèces est le scarabée Stenocara qui vit dans le désert de Namib, en Afrique du Sud. Un rapport qui date du 1er novembre 2001 de l'édition Nature décrit comment ce scarabée récupère l'eau si vitale à sa survie.

Le système de captage d’eau du Stenocara dépend principalement d'une fonction spécifique située sur son dos dont la surface est couverte de minuscules aspérités. La surface entre chacune de ces aspérités est couverte de cire, bien que leur sommet ne soit pas recouvert de cire. Cela permet au scarabée de récupérer l’eau de manière bien plus efficace.

Le Stenocara extrait la vapeur d'eau contenue dans l'air, élément rare et précieux dans les milieux désertiques. Le plus remarquable est la façon dont le scarabée sépare l'eau de l'air dans le désert où les minuscules gouttes d'eau s'évaporent très rapidement à cause de la chaleur et du vent. Ces gouttelettes qui ne pèsent quasiment rien sont transportées par le vent parallèlement au sol. Le scarabée, comme s'il savait ce qui allait se passer, se penche en avant face au vent. Grâce à sa constitution singulière, des gouttelettes se forment sur les ailes et roulent le long de son dos avant d’atteindre sa bouche.⁷⁷

L'article qui concerne le Stenocara mentionne également : "Le mécanisme par lequel l'eau est extraite de l'air pour former de larges gouttelettes n'a jamais été expliqué jusqu'à nos jours, malgré tout le potentiel du biomimétisme."⁷⁸

En examinant la constitution du dos du scarabée au microscope, les scientifiques ont conclu que celui-ci représentait un modèle parfait pour la construction de tentes capables de récupérer l'eau de pluie, de revêtements pour bâtiments et de condensateurs d'eau. Des structures aussi complexes ne peuvent pas être apparues spontanément ou de manière naturelle. Il est également impossible qu'un minuscule scarabée ait pu "inventer" un système aussi remarquable. Le Stenocara est la preuve que notre Créateur est à l'origine de tout ce qui existe.

Le générateur de lumière efficace à 100% des lucioles

A partir de l'extrémité de leur abdomen, les lucioles produisent une lumière jaune-vert. Cette lumière est produite à partir de cellules contenant un produit chimique appelé luciférine qui réagit au contact de l'oxygène et d'une enzyme, la luciférase. La luciole peut décider d’allumer ou d’éteindre la lumière en variant la quantité d'air entrant dans ses cellules par l'intermédiaire de tubes respiratoires. Une ampoule standard utilisée dans un foyer produit 10% de lumière, les 90% d'énergie restante sont dépensés sous forme de chaleur. Chez la luciole, la totalité de l'énergie ou presque est produite sous forme de lumière, ce que les scientifiques cherchent à imiter.⁷⁹

Quelle force permet aux lucioles de fournir un tel degré de rendement ? Selon les partisans de l'évolution, la réponse réside dans les atomes, le hasard ou d'autres facteurs externes sans force propulsive ; aucun de ces exemples ne possède la faculté de produire une telle activité. L'art divin est infini et incomparable.

Dans de nombreux versets du Coran, Allah évoque le besoin qu'ont les gens de faire appel à la raison et de tirer des leçons de ce qu'Il a crée. Ainsi, la responsabilité de l'homme est de rendre hommage aux miracles d’Allah et de se tourner uniquement vers Lui.

Les locustes, une solution aux problèmes de circulation !

Les accidents de voitures causent des millions de morts chaque année. Dans leurs recherches de solutions pour remédier à ce problème, les scientifiques estiment que les locustes peuvent offrir une aide précieuse. Bien que les locustes se déplacent en essaim de plusieurs millions d'insectes, les recherches ont montré qu’ils n’entraient jamais en collision les uns avec les autres. Résoudre cette énigme ouvrirait de nouveaux horizons pour les scientifiques.

Les expériences menées ont démontré que les locustes envoyaient des signaux électriques aux créatures qui s’approchent d'eux afin de pouvoir les localiser, puis changeaient ensuite de direction en fonction de la réponse obtenue.⁸⁰ Ces créatures agissant selon les ordres d’Allah prouvent l'existence d'une puissance créatrice supérieure.

Les méthodes de vol des oiseaux comme modèle pour les trains à grande vitesse

Lorsque les ingénieurs et scientifiques japonais conçurent leur train électrique à grande vitesse 500-series, ils furent confrontés à un problème majeur : en observant les oiseaux sauvages à la recherche de la solution parfaite, ils ont rapidement découvert la structure qu'ils recherchaient et l’ont réalisée avec succès.

Le vol du hibou et le bruit des trains à grande vitesse

Pour les trains à grande vitesse inventés par les japonais, la sécurité est l'élément primordial. L’autre facteur important est la compatibilité avec les standards environnementaux japonais. Les réglementations japonaises en termes de nuisances sonores émises par les trains sont parmi les plus strictes au monde. En utilisant les technologies modernes, il n'est pas difficile d'aller plus vite, mais il n’est pas aisé d'éradiquer le bruit. D'après les réglementations de l'Agence Environnementale Japonaise, les nuisances sonores émises par un train ne doivent pas dépasser 75 décibels à 25 mètres de distance des chemins de fer dans un centre urbain. A un croisement en ville, lorsque les voitures redémarrent toutes en même temps au feu vert, elles génèrent un bruit qui atteint 80 décibels. Cela montre à quel point le train à grande vitesse Shinkansen doit être silencieux.

1. Plumes de hibou, 2. Dentelure, 3. Pantographe

Le bruit du train augmente à partir d'une certaine vitesse à cause du roulement de ses roues sur les rails. A partir de 200 Km/h (125m/h), cependant, le bruit initial devient un bruit aérodynamique à cause de ses mouvements à travers les airs.

Le bruit aérodynamique est crée par les pantographes, ou collecteurs, utilisés pour fournir l'électricité à partir des caténaires fixées au-dessus du toit du train. Les ingénieurs se rendant compte qu'ils ne pouvaient pas réduire le niveau de bruit au moyen de pantographes conventionnels ont concentré leurs recherches sur des animaux qui se déplacent à la fois rapidement et silencieusement.

De tous les oiseaux, les hiboux sont ceux qui produisent le moins de bruit en vol. Ils réussissent à faire cela grâce aux plumes situées sur leurs ailes. En outre, les ailes d'un hibou sont dotées de nombreuses petites plumes dentelées (dentelures) visibles à l'œil nu, ce qui n'est pas le cas chez les autres oiseaux. Ces dentelures génèrent de petits tourbillons d'air. Le bruit aérodynamique provient des tourbillons formés dans l'air. Le bruit augmente en fonction de la taille du tourbillon produit. Etant donné que les ailes des hiboux sont dotées de nombreuses plumes dentelées, elles créent des tourbillons relativement petits qui permettent aux hiboux d'effectuer des vols silencieux.

En menant des expériences avec des hiboux traversant un tunnel venté en volant, les ingénieurs et créateurs japonais ont été témoins de la constitution extraordinaire de ces oiseaux. Ils réussirent ensuite à réduire de façon efficace le bruit du train en utilisant des pantographes en forme d'ailes construits sur le principe des dentelures des plumes du hibou. Ainsi le système de pantographe développé par les japonais et inspiré par la nature est devenu par la suite l'un des plus fonctionnels.⁸¹

Le plongeon du martin-pêcheur et l’entrée d’un train à grande vitesse dans les tunnels

1. Train, 2. Approche, 3. Tunnel, 4. Onde comprimée, 5. Sortie, 6. Onde de pression

Les tunnels sur les lignes utilisées par les trains à grande vitesse constituent un autre problème à résoudre pour les ingénieurs. Lorsqu'un train à grande vitesse entre dans un tunnel, les ondes de pression atmosphérique montent et grandissent progressivement pour se transformer en ondes périodiques à l'approche de la sortie du tunnel. Arrivées à la sortie, les ondes font demi-tour. A la sortie du tunnel, une partie de la pression des ondes est relâchée parfois dans un bruit d'explosion.

Afin d'attraper sa proie, le martin-pêcheur plonge dans l'eau en passant d'un environnement avec une faible résistance, l'air, à un milieu qui offre une grande résistance, l'eau. Son bec lui facilite un tel plongeon et l'empêche également de se blesser. Mais le martin-pêcheur doit néanmoins visualiser sa proie avant de plonger dans l'eau. Allah a doté l'oiseau d'un mécanisme de protection des yeux sans que cela gène sa faculté à voir ou à saisir sa proie sous l'eau. Si on tient compte du fait que sous l'eau les objets apparaissent souvent décalés par rapport à l'endroit où ils se trouvent réellement, l'importance de cette faculté devient encore plus primordiale.

Etant donné que la pression des ondes représente environ un millième de la pression atmosphérique, elles sont considérées comme des ondes de micro-pression dans le tunnel et qui se forment comme le montre le diagramme.

On peut réduire le bruit désagréable qui en résulte en augmentant la largeur du tunnel, mais cette tâche s’avère souvent difficile et coûteuse.

Tout d'abord, les ingénieurs ont pensé avoir trouvé la solution en réduisant des sections transversales de trains et en construisant le nez du train en forme pointue et lisse. Ils exécutèrent leur plan sur un train expérimental mais ne parvinrent pas à éliminer les ondes de micro-pression engendrées.

En se demandant si une telle dynamique se produisait dans la nature, les créateurs et ingénieurs ont pensé au martin-pêcheur.

Afin de chasser sa proie, le martin-pêcheur plonge dans l'eau qui offre une plus grande résistance que l'air.

Celui-ci subit des changements de pression tel un train entrant dans un tunnel.

En conséquence un train qui circule à 300 km/h a besoin d'avoir l'avant semblable au bec du martin-pêcheur qui facilite la pénétration de l'oiseau dans l'eau.

Des études menées par l'Institut Japonais des Recherches Techniques sur les Chemins de Fer et par l’Université de Kyushu ont révélé que la forme idéale pour supprimer les ondes de micro-pression était un paraboloïde pivotant.

Une coupe transversale de la partie supérieure et inférieure du bec du martin-pêcheur se présente sous la forme suivante.⁸²

Le martin-pêcheur est un exemple de la manière dont les espèces vivantes sont créées avec exactement ce dont elles ont besoin pour survivre - et dont la structure peut servir de modèle aux hommes.

Les plumes de paons et les panneaux d'affichage "auto-changeants"

Dans les plumes du paon, la protéine kératine et le pigment brun que représente la mélanine, le seul pigment que contiennent ces plumes, permettent à la lumière de se refléter afin que nous puissions voir sa couleur. Les couleurs claires et obscures que nous voyons sur les plumes proviennent des couches orientées de kératine. Les nuances de couleurs extrêmement lumineuses des plumes de paon proviennent de cette particularité.

Une compagnie japonaise s'est inspirée de la nature pour développer des panneaux d'affichage réutilisables, dont la surface est modifiée sous l'effet des ultraviolets qui changent l'alignement des cristaux, éliminant ainsi certaines couleurs afin d'afficher le message voulu. Ces affichages peuvent être utilisés autant de fois que souhaité avec de nouvelles images. Ce qui évite les dépenses pour produire de nouveaux affichages ainsi que l'utilisation de peintures toxiques.⁸³

Une solution informatique grâce aux papillons

Nous utilisons si souvent les ordinateurs qui font partie intégrante de notre quotidien - à la maison, au travail et même en voiture. La technologie informatique se développe rapidement de jour en jour, et l'augmentation du niveau de vie nécessite que les ordinateurs s'adaptent à ce progrès. Les derniers modèles peuvent atteindre des vitesses d’exécutions impressionnantes, et des puces encore plus rapides permettent aux ordinateurs d'effectuer plus de tâches en moins de temps. Cependant, des puces plus rapides entraînent une plus grande consommation d'électricité, ce qui chauffe la puce en retour. Il est indispensable que la puce soit refroidie afin de l'empêcher de fondre. Les ventilateurs qui existent déjà ne sont plus suffisants pour refroidir les dernières générations de puces. Les créateurs qui cherchent à résoudre ce problème ont déclaré qu'ils avaient trouvé une solution en s’inspirant de la nature.

Les ailes des papillons sont conçues d’après une structure remarquable. Des recherches menées à l'Université de Tufts ont révélé que les ailes des papillons étaient dotées d'un système de refroidissement. Comparé au système de refroidissement des puces informatiques, celui du papillon est bien plus performant. Une équipe dirigée par Peter Wong, assistant professeur en génie mécanique, fut réunie par l’American National Science Foundation pour étudier comment les papillons irisés contrôlaient la chaleur.

Etant donné que les papillons sont des insectes à sang froid, ils doivent constamment réguler leur température corporelle. C'est un problème majeur, car la friction durant le vol entraîne une importante quantité de chaleur. Cette chaleur doit être immédiatement refroidie, autrement, le papillon ne survivrait pas. La solution est fournie par les millions de lamelles microscopiques, des films ultrafins, accrochés à leurs ailes. La chaleur générée est ainsi dispersée.⁸⁴

L'équipe estime que cette recherche sera utile pour les constructeurs de puces comme Intel et Motorola dans un proche avenir. Mais les papillons possèdent cette faculté depuis qu'ils sont apparus sur terre. Le fait que les ailes des papillons soient dotées d'un tel système nous démontre la sagesse et le pouvoir de notre Créateur. Ce pouvoir appartient à Allah, Qui domine et a la pouvoir sur tout.