Catalogue Api H27

Karim EL KIRAT

• Sandrine MORANDAT

• Claude SARDE

• Marie-Christine HOBATHO

• Charles LENAY

Cette API propose une initiation intensive et pratique à la démarche biomimétique appliquée à l’ingénierie. Plongez au coeur de la bioinspiration, où la nature inspire des solutions innovantes, durables et performantes.

À partir d’un défi de conception (proposé par les étudiants), les étudiants apprendront à analyser un besoin, identifier les fonctions recherchées, interroger les stratégies du vivant, analyser des mécanismes biologiques, en abstraire les principes et les transférer vers des concepts techniques. Alternant séminaires illustrés et ateliers collaboratifs, la semaine est organisée autour d’un projet fil rouge proposé et conduit par équipes interdisciplinaires de quatre étudiants. Chaque équipe présentera un concept bio-inspiré argumenté, accompagné d’une proposition de méthode permettant d’en tester les performances et d’en discuter les limites.

Tous les domaines d’ingénierie sont concernés, l’innovation biomimétique existe dans tous les secteurs d’activité industrielle et technologique.

Cette nouvelle compétence de biomiméticien permettra aux personnes formées de mobiliser l’approche biomimétique dans leur futur métier d’ingénieur pour résoudre un problème technologique.

Modalité : #Stage

Format : #Enseignant #Chercheur

Complément : #Cours

Ingénierie — conception biomimétique, bio-inspiration et innovation.

• TC et GX (étudiants de tronc commun et de branches de l’UTC, toutes spécialités d’ingénierie)

• Aucun prérequis (notamment aucun prérequis en biologie n’est exigé).

• Constitution, dans la mesure du possible, de groupes interdisciplinaires.

TR/1-1 - Formuler et résoudre des problèmes à forte complexité à l'aide d'un raisonnement analytique

TR/1-2 - Effectuer des activités de recherches suivant une démarche scientifique

TR/1-3 - Adopter un raisonnement systémique

TR/2-1 - Travailler en équipe, de la constitution d'équipe à la direction

TR/2-2 - Communiquer efficacement à l'oral comme à l'écrit, sur objectifs, en respectant la parole d'autrui

Objectif de l’Api : Acquérir et mettre en œuvre une démarche structurée de conception biomimétique afin de développer une réponse argumentée à un problème d’ingénierie à partir de stratégies identifiées dans le vivant.

Objectifs spécifiques : À l’issue de la semaine, les étudiants sauront :

• distinguer biomimétisme, bio-inspiration et imitation formelle ;

• analyser un défi technique en fonctions et contraintes ;

• formuler des questions biologiques (« Comment le vivant fait pour… ? ») ;

• rechercher et documenter des modèles biologiques ;

• analyser les liens structure–mécanisme–fonction ;

• abstraire des principes de conception ; générer et comparer des concepts ;

• proposer une maquette ou représentation du concept et un protocole de test fondé sur des indicateurs mesurables ;

• discuter la pertinence, les limites et les enjeux environnementaux de la solution.

Objectifs transversaux :

• Travail collaboratif et interdisciplinaire ;

• recherche bibliographique et esprit critique ;

• créativité et argumentation ;

• communication scientifique orale et écrite ;

• gestion de projet et autonomie.

Organisation : 5 jours, de 9 h à 12 h et de 14 h à 18 h.

• Chaque jour : séminaire 9 h–10 h, atelier 10 h–12 h ; séminaire 14 h–15 h, atelier 15 h–18 h.

• Une heure de travail personnel quotidienne complète les 7 h en présentiel.

• Les ateliers alimentent un projet fil rouge par groupes de quatre (10 groupes au maximum).

9 h–10 h : Séminaire 1 — Biomimétisme : définitions, exemples, opportunités et limites en ingénierie.

10 h–12 h : Atelier 1 — Analyse critique d’exemples bio-inspirés ; identifier problème, modèle vivant et principe exploité. Livrable : grille d’analyse.

14 h–15 h : Séminaire 2 — Les démarches « Biology to Design » et « Challenge to Biology » ; étapes d’un projet biomimétique.

15 h–18 h : Atelier 2 — Mini-défi guidé de traduction d’une stratégie biologique en piste technique ; constitution des équipes et présentation des défis fil rouge. Livrable : fiche de mini-défi.

9 h–10 h : Séminaire 3 — Analyse du besoin, contraintes, fonctions et carte fonctionnelle.

10 h–12 h : Atelier 3 — Choix et cadrage du défi ; décomposition fonctionnelle. Livrable : fiche défi et carte fonctionnelle.

14 h–15 h : Séminaire 4 — Reformulation des fonctions en questions biologiques ; recherche par fonctions et taxonomies.

15 h–18 h : Atelier 4 — Formulation de 3 à 5 questions « Comment le vivant… ? » et préparation d’une stratégie de recherche. Livrable : questions priorisées et mots-clés.

9 h–10 h : Séminaire 5 — Stratégies biologiques : formes, structures, matériaux, surfaces et processus ; qualité des sources.

10 h–12 h : Atelier 5 — Recherche documentaire de modèles biologiques ; sélection argumentée. Livrable : tableau comparatif de modèles et références.

14 h–15 h : Séminaire 6 — Analyse structure–fonction–mécanisme ; distinguer observation, hypothèse et mécanisme établi.

15 h–18 h : Atelier 6 — Étude approfondie de modèles retenus, schémas mécanistiques et analyse des conditions de fonctionnement. Livrable : fiches biologiques sourcées.

9 h–10 h : Séminaire 7 — Abstraction des stratégies biologiques en principes de conception.

10 h–12 h : Atelier 7 — Formalisation de principes indépendants du modèle biologique. Livrable : fiches d’abstraction.

14 h–15 h : Séminaire 8 — Idéation, transfert technologique, contraintes et sélection multicritère.

15 h–18 h : Atelier 8 — Génération de plusieurs concepts, comparaison et choix motivé. Livrable : esquisses et matrice de décision.

9 h–10 h : Séminaire 9 — Preuve de concept, prototypage, indicateurs de performance et protocoles de validation.

10 h–12 h : Atelier 9 — Représentation ou maquette simple du concept ; élaboration d’un protocole de test réaliste et sourcé. Livrable : schéma/maquette et plan de validation.

14 h–15 h : Séminaire 10 — Évaluer le caractère biomimétique, les performances, la faisabilité et les limites d’une solution ; préparer un argumentaire.

15 h–18 h : Atelier 10 — Finalisation et présentations des 10 équipes (9 min d’exposé et 3 min de questions par équipe, soit 120 min au total) ; échanges et bilan. Livrable : support final et dossier de synthèse.

Évaluation continue répartie comme suit :

• (1) dossier de projet collectif et livrables successifs, 70 % — cadrage fonctionnel, recherche biologique sourcée, analyse mécanistique, abstraction, transfert, pertinence du concept et protocole de test ;

• (2) présentation finale et réponses aux questions, 20 % ;

• (3) contribution individuelle aux ateliers, 10 %.

Les critères et les modalités de validation détaillés seront communiqués dès le premier jour. Une réalisation matérielle fonctionnelle n’est pas exigée ; la démarche et la justification scientifique priment.

H27

25/01-29/01

40

PG

2

Travail demandé pendant l'Api : 40 h par étudiant : 35 h de présence (7 h/jour × 5 jours) et 5 h de travail personnel (1 h/jour × 5 jours).

Travail demandé avant l'Api : Aucun

Travail demandé après l'Api : Aucun