Shu Yang trouve l’inspiration pour ses idées révolutionnaires en observant la nature

Partout où se posent les yeux de Shu Yang, elle trouve des idées. Parfois, la nature est source d’inspiration, d’autres fois, un problème pousse Shu Yang à chercher des solutions qui existent déjà dans le monde naturel. En tentant de construire un « cocon pour immeuble » qui pourrait refléter la lumière du soleil et récolter les eaux de pluie pour chauffer et refroidir les bâtiments de manière passive. Pour les volets perforés des fenêtres, Shu Yang s’est inspirée des vortex de tornades. Les rainures de la peau des éléphants d’Afrique l’ont aidée à imaginer une nouvelle sorte de revêtement pour réguler les températures des habitations dans les régions sujettes à des canicules dangereuses. La scientifique a également développé un adhésif suffisamment résistant pour faire tenir des étagères à des murs et qui reste assez poreux pour être retiré après réhumidification de la colle. C’est grâce aux secrétions des escargots qu’elle a pu perfectionner ce modèle.

Shu Yang est une scientifique des matériaux à l’université de Pennsylvanie. Elle se tourne vers le monde naturel pour résoudre les problèmes de l’humanité. La scientifique s’était une fois dit que les entreprises pharmaceutiques s'inspiraient de la nature pour développer des médicaments et de vaccins, elle s’est alors demandé si elle ne pourrait pas faire de même en ingénierie. Shu Yang pratique ce qu'on appelle le biomimétisme, l’étude organique des structures naturelles et leur réadaptation pour inspirer de nouvelles solutions aux besoins humains, souvent plus respectueuses de l’environnement.

En Chine, durant son enfance, la famille de Shu Yang n’avait pas beaucoup d’argent et c’est par nécessité, pour son divertissement, qu’elle s’est tournée vers l’extérieur. « Il n’y avait pas grand-chose d’autre à faire à part explorer la nature », se rappelle Shu Yang. Son père était professeur d’anglais et sa mère enseignante d’éducation sportive. « C’est pour cela que je suis également une sprinteuse », plaisante Shu Yang, en référence à son train prolifique de recherche.

Bien que de nombreux scientifiques n’aiment pas parler du développement de leurs théories ou de leurs travaux qui ne sont pas encore publiés, Shu Yang ne fait pas étalage de mystère. « J’ai des tonnes d’idées », dit-elle. Son ouverture durant son processus de développement lui permet également de collaborer avec des personnes provenant d’autres domaines d’expertise. Elle travaille ainsi avec des biologistes, des scientifiques des matériaux et des ingénieurs textiles.

Une fois encore, c’est son environnement qui lui fournit cette aide. « Penn [University] est un vrai creuset », explique Shu Yang. « Tout se trouve à cinq ou dix minutes de marche. Le département médical, d’arts et métier, de design, de médecine dentaire. » Elle doit son amour de la géométrie à Randall Kamien, un collègue du département de physique, qui lui a appris qu’une même géométrie pouvait avoir différentes formes suivant les matériaux et l’échelle utilisés, et qu’un matériau pouvait devenir ultra-souple et extensible, simplement en y pratiquant des coupes. 

En travaillant avec des architectes, elle a développé ces formes géométriques pour des applications réelles, comme pour l’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments, mais à une plus grande échelle et avec des matériaux à moindre coût. À présent, Shu Yang travaille avec des chirurgiens en pédiatrie pour ajuster l’adhésif qu’elle a développé et en faire une alternative plus douce et plus facile pour les sutures ou l’application de la colle forte.

« Je ne pense pas être une personne super intelligente mais je rassemble des personnes intelligentes », explique-t-elle. « Et chaque nouvelle idée, après un an ou deux, devient une vieille idée. » 

En attendant, Shu Yang peut se vouer à son prochain projet, tandis que ses partenaires se servent de leur travail commun pour adapter le fruit de leurs efforts d’une manière qu’elle n’aurait jamais imaginé. Lors d’une récente collaboration avec le département de l’énergie du gouvernement américain, elle a inventé un béton imprimé en 3D. Cette technique réduit de façon significative l’impact environnemental lié à la production de ciment et de béton, qui est responsable d'environ 8 % des émissions de dioxyde de carbone de l’humanité. Le béton de Shu Yang est fabriqué à partir d’un squelette en silicium qui absorbe le dioxyde de carbone au cours de la vie du matériau. « C’est vraiment une merveilleuse option », confie Shu Yang dans un sourire. Une structure organique naturelle avec une force et une porosité similaires ? Les ruches des abeilles.