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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 1253
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 12 Avril 2024
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Egalement dans ce numéro
TIC
Pearcode veut stocker tout un data center dans un 1 gramme d’ADN
Avenir
Un robot qui perçoit la souplesse d'un objet
Verdie, le robot jardinier polyvalent
Matière
Un canon électromagnétique pour envoyer des charges en orbite à moindre coût
Un photocatalyseur exploite la lumière infrarouge pour produire de l’hydrogène solaire
Vivant
Baisse historique de la mortalité infantile dans le monde
Le vaccin ADN origami DoriVac ouvre la voie à une immunothérapie personnalisée contre le cancer
La stimulation cérébrale non invasive peut modifier un mécanisme cérébral spécifique lié au comportement humain
GlycoSHIELD, le logiciel qui révolutionne le développement de médicaments
Un composé du brocoli efficace pour prévenir les AVC
L'exercice régulier tardif a un impact bénéfique sur l'ADN et les télomères
Une nouvelle thérapie anticancéreuse expérimentée à Genève
Détecter le manque de sommeil par une prise de sang
Recherche
La technologie IronLev promet de mettre les trains magnétiques sur des rails classiques...
Le réacteur sans carénage de Safran promet une rupture technologique pour l'aviation
Edito
Le stockage massif de l’énergie devient enfin un enjeu de société



En 2023, selon le rapport ember-climat (Voir EMBER), la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d’électricité a atteint 39 %. Cette part devrait atteindre 60 % en 2040 et au moins 80 % en 2050, pour ramener les émissions mondiales de CO2 de 40 à 20 gigatonnes par an, niveau considéré comme absorbable par les sols, les forêts et les océans et compatible avec une limitation de l’augmentation des températures de l’ordre de deux degrés. Mais cette décarbonation massive, à marche forcée, de la production électrique suppose de multiplier par dix d’ici 2050 la production solaire et éolienne d’électricité. Or ces deux sources considérables d’énergie sont et resteront par nature intermittentes et non entièrement prévisibles, ce qui suppose le déploiement de nouveaux moyens très importants et variés de stockage massif de l’énergie, afin d’être en mesure d’emmagasiner efficacement les pics de production éolienne et solaire, de lisser les importantes fluctuations des réseaux de distribution et d’ajuster en permanence l’offre et la demande d’énergie.

Dans cette perspective, BloombergNEF estime que les capacités de stockage d’électricité mondiale pourraient être multipliées par 30 d’ici 2030, pour atteindre 1877 GWh d’ici fin 2030. En France, EDF estime qu’il est possible de couvrir jusqu’en 2035 les besoins en flexibilité du système électrique français en combinant les trois principaux moyens que sont les Stations de Pompage Turbinage (STEP), la gestion intelligente des réseaux et le renforcement des interconnexions avec nos voisins pour nous aider à lisser les besoins. Le problème est que, selon les sources de production d’énergies renouvelables, les besoins de flexibilités sont différents. Les batteries électro-chimiques, Lithium-Ion principalement, ne peuvent être utilisées plus de six heures par jour car, au-delà, leur coût serait alors prohibitif. Les 6 STEP dont dispose la France représentent une puissance cumulée d’environ 5 GW, lesquelles restituent 6 TWh/an. Dans un rapport de 2013 pour la Commission européenne, Marcos Gimerno-Gutierrez et ses collègues ont estimé que le potentiel réalisable en termes de capacité de stockage en France était de l’ordre de 5 TWh, c’est-à-dire équivalent au projet du lac Onslow en Nouvelle-Zélande. Pourtant, la loi de programmation de l’énergie ne prévoit que peu de nouvelles STEP, avec des nouvelles capacités de stockage de seulement 1,5 GW d’ici 2035. Ce qui reste insuffisant par rapport aux besoins croissants que va générer la part prépondérante des énergies renouvelables dans notre mix énergétique à partir de 2030.

C’est dans ce contexte que la Nouvelle-Zélande a lancé le projet "New Zealand Battery Project", sous l’égide du Ministry of Business, Innovation and Employment (MBIE). Compte tenu de sa géographie, ce pays compte principalement développer le pompage-turbinage. Il s’agit du principal outil de stockage massif d’énergie dans le monde qui consiste en une installation reliant deux bassins d’eau situés à deux altitudes différentes et connectées par un tunnel où se trouvent des turbines réversibles. Lorsque l’on veut fournir de l’électricité au réseau, les turbines laissent passer l’eau du bassin supérieur vers le bassin inférieur, générant ainsi de l’électricité comme dans une installation hydroélectrique classique. Lorsque de l’électricité est disponible en surplus sur le réseau, ces turbines fonctionnent inversement en mode pompe, et remontent l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur. A nouveau rempli, ce bassin supérieur pourra alors générer de l’électricité plus tard.

Pour installer une gigantesque STEP, la Nouvelle Zélande a retenu le site du lac Onslow, situé dans l’Île du Sud, dans la région d’Otago, à proximité de la ville de Roxburgh. Ce site exceptionnel devrait permettre de disposer à terme de 5 TWh de capacité de stockage, l’équivalent de la capacité totale de stockage de la France. Ce projet pharaonique devrait être achevé vers 2040, pour un coût prévu d’environ 9 milliards d’euros. Si le prix de cet investissement public peut sembler élevé, il est en fait rentable car ce type d’installation, entretenu et modernisé, peut produire de l’électricité pendant des siècles pour un coût unitaire absolument imbattable, de l’ordre de deux centimes d’euros du kWh, soit cent fois moins que le coût unitaire actuel des batteries géantes, comme celle du projet de Manattee en Floride.

Une étude de l’Université Nationale Australienne (ANU) a réalisé un atlas en ligne de tous les sites potentiels où implanter des Step. Leurs estimations se basent sur un algorithme capable de les identifier en fonction de l'altitude, du climat, de la topographie, du volume du réservoir d'eau requis, ou encore de la taille du barrage à construire. Ils ont ensuite calculé le stockage possible pour chacun. Au total, 530.000 sites ont été trouvés, totalisant 22.000 TWh, soit un cinquième de la consommation énergétique mondiale pour une année entière. Selon ce travail, il suffirait d’environ 5000 nouvelles STEP, soit à peine 1 % des meilleurs 530.000 sites, pour couvrir et assurer la stabilité de distribution d'une production électrique mondiale essentiellement issue des différentes énergies renouvelables.

Cette étude est à rapprocher d’une autre recherche dirigée par le chercheur Mark Jacobson, de Stanford, qui montre à nouveau, après une autre étude de 2015, que 145 pays pourraient couvrir la totalité de leurs besoins en énergie grâce aux énergies éolienne, hydraulique et solaire ainsi qu’au stockage massif et diversifié de l’énergie. D’après cette étude, dans tous les pays analysés, le faible coût de l’énergie produite pourrait permettre d’amortir en seulement six ans les 60 000 milliards d’euros d’investissements nécessaires à cette transition énergétique mondiale car le nouveau système électrique utilisant uniquement des énergies renouvelables pourrait générer des économies annuelles de 11 000 milliards à l'échelle mondiale. De manière remarquable, ce travail montre également que la combinaison intelligente "Win, Water, Sun" (WWS), c’est-à-dire éolien-hydraulique-solaire pourrait en outre réduire de plus de la moitié, 56,4 %, la consommation d’énergie finale et de 92 % les coûts sociaux annuels liés à l’énergie (de 80,5 à 6,4 milliards d’euros par an). Ce concept de production éolien-hydraulique-solaire réduit en effet sensiblement l’écart entre besoins de production et énergie finale consommée (Voir Royal Society of Chemistry).

Si les STEP connaissent, en raison de leur coût de stockage imbattable, un nouveau souffle au niveau mondial, d’autres modes de stockage massif de l’énergie sont en train d’émerger et de se développer rapidement, en s’appuyant sur de récentes ruptures technologiques. En Suisse, dans les Alpes tessinoises, un projet innovant vise par exemple à stocker de l'électricité pour toute une ville dans un tunnel désaffecté. Des chercheurs de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) ont mis au point un système qui permet de stocker l'énergie renouvelable excédentaire en comprimant de l'air à l'intérieur de cette galerie longue de 120 mètres Une fois comprimé, cet air atteint 550 degrés Celsius avant d'être refroidi et la chaleur est stockée dans un échangeur. Pour récupérer l'énergie, il suffit d’inverser le flux et d’extraire l’air de la caverne afin qu’il actionne une turbine qui produit de l'électricité.

Selon le Dr Giw Zanganeh, docteur en génie mécanique de l'EPFZ, « Le potentiel de cette technologie est énorme et il n'y a pas de limite technique dans la taille d'une installation ; les critères sont plutôt économiques. Une centrale comme celle-ci pourrait alimenter en électricité la ville de Lugano durant 12 à 24 heures ». Ce système de stockage de chaleur atteint une efficacité de 70 %, bien supérieure aux autres accumulateurs à air comprimé construits dans le monde et, surtout, le coût du stockage par KWh devrait être de 25 % inférieur à celui des installations de pompage-turbinage, considérées jusqu’à présent comme les plus rentables.

En matière de stockage d’énergie, un autre pays fait feu de tout bois, la Finlande. Ce pays a décidé de réutiliser l’ancienne mine de cuivre et de zinc de Pyhäjärvi pour y implanter son premier système de stockage gravitaire. Le système retenu est celui de la société écossaise Gravitricity. Ce concept consiste à mettre en place un système de masses suspendues à l’aide de treuils dans le puits auxiliaire de la mine, d’une profondeur de 530 mètres. Quand la production électrique est excédentaire, les poids seront hissés dans le puits auxiliaire à l’aide de ces treuils. Dans la situation inverse, en cas de besoin en électricité, il suffit de laisser descendre les poids, ce qui permet de générer jusqu’à deux MW d’l’électricité. Les avantages de ce mode de stockage sont multiples. Il permet de produire instantanément, pour un faible coût, de l’énergie. Il nécessite en outre peu d’entretien car il suffit de remplacer périodiquement les câbles pour qu’il puisse fonctionner pendant des décennies. L’Institut international d’analyses des systèmes appliqués estime que cette réaffectation des mines désaffectées, comme moyen de stockage d’énergie, possède un énorme potentiel de stockage d’énergie à faible coût.

Par sa situation géographique, son climat et son économie, la Finlande est devenue un pays pionnier en matière de solutions innovantes de stockage d’énergie issue de l’éolien et du solaire, énergies par nature intermittents. La société Polar Night Energy expérimente depuis 2022 un dispositif à base de sable pour conserver sous forme de chaleur l’excédent d'énergie produite. La batterie géante au sable qui devrait être construite sera capable de restituer 100 mégawattheure (MWh), une puissance suffisante pour alimenter la ville de Pornainen, située à 50 kilomètres d'Helsinki, pendant une semaine. Cette batterie est constituée d’une cuve en acier qui contient 500 tonnes de sable, une matière première dont le coût de production est bien moindre que celui du cobalt ou le lithium. Selon ses concepteurs, ce système pourrait conserver l’énergie sous forme de chaleur pendant plusieurs mois. Le système est simple et utilise un processus appelé chauffage résistif, par lequel la chaleur est obtenue par la friction créée grâce au passage d’un courant électrique à travers un matériau. L'air chaud est ensuite diffusé dans le conteneur via un échangeur de chaleur. Le sable peut stocker la chaleur à environ 500°C pendant plusieurs mois. Cette chaleur peut être restituée à la demande et va alors réchauffer l'eau du réseau de chauffage urbain.

Aux Etats-Unis, la construction de la plus grande batterie au monde, commencé en 2021, dans le désert de Mojave, en Californie (États-Unis), vient de s’achever et l’opérateur du projet Edwards & Sandborn (E&S) a mis en service cette installation hors normes qui occupe une superficie de 2 000 hectares de panneaux solaires photovoltaïques et de batteries et compte 1,9 million de modules solaires, complétés par 120 000 batteries, pour une capacité totale de stockage gigantesque de 3 287 MWh. Cette installation unique au monde peut alimenter l’équivalent de 238 000 foyers américains. Elle permet une réduction annuelle de 320 000 tonnes d’émissions de dioxyde de CO2.

En Chine, la société suisse Energy Vault vient de mettre en service la première batterie géante gravitaire. Celle-ci fait la taille d’un immeuble de 40 étages et permet de conserver pendant plusieurs heures l’électricité produite par un parc éolien grâce à la force de la gravité. Ce système est couplé avec le parc éolien voisin, et permet de stocker massivement et à faible coût l’énergie excédentaire produite par les éoliennes situées à proximité. Lorsque les éoliennes sont en excédent de production, le surplus d’électricité actionne des grues qui hissent des blocs de béton, accumulant de l’énergie cinétique. Il suffit, en cas de demande d’énergie, de faire retomber ces blocs pour produire par gravité d’électricité. Dans un contexte de développement considérable de l’éolien, la Chine a jugé judicieux d’intégrer ce nouveau mode de stockage simple et peu onéreux dans son système énergétique. Ce système gravitaire permet également de mieux lisser les fluctuations du réseau électrique.

La société Antory energy mise pour sa part sur ses batteries thermiques, constituées de blocs de roches de graphite portées à très haute température. Ce système, de la taille d’une petite maison, est fait de blocs de roches chauffés à une température d'environ 1 600°C, grâce à des panneaux solaires. En cas de besoin, il est possible d'utiliser cette chaleur directement ou de produire de l'électricité via la génération de vapeur. Antora Energy dédie son outil aux grands sites industriels, comme les aciéries ou les cimenteries, qui ont besoin d’une grande puissance d’énergie en permanence.

Mais à côté de ces nouveaux et prometteurs outils de stockage massif de l’énergie, un autre processus, quoiqu’encore naissant, pourrait bien venir changer la donne en matière de stockage et de distribution de l’énergie : le microstockage de l’énergie dans les batteries des véhicules électriques ou les batteries domestiques. Appelé Vehicle-to-Grid (V2G) ou Vehicle to Home (V2H) le principe de ce mode de stockage est simple : les batteries qui équipent nos voitures électriques et qui équiperont demain nos habitations sont appelées à devenir autant de microstations énergétiques bidirectionnelles, qui peuvent non seulement être rechargées, mais également renvoyer et redistribuer l’électricité stockée, dans les véhicules ou les habitations, vers le réseau. Grâce à ce concept en plein essor, fortement soutenu et encouragé par les grands constructeurs automobiles, nous devrions assister à la montée en puissance inexorable d’un moyen de stockage d’électricité aux capacités gigantesques, capable de réguler et lisser à grande échelle les fluctuations importantes des réseaux qui seront majoritairement alimentés par des énergies renouvelables d’ici une vingtaine d’années. A cet égard, plusieurs études ont montré qu’à partir d’un taux de seulement 12 % de connexion sur le réseau, les batteries de voitures électriques auront un impact important sans doute dès 2030 en matière de capacités mondiales de stockage d’énergie à court terme.

Selon les calculs du chercheur Chengjian Xu, de l'université de Leyde aux Pays-Bas, si l’on admet les dernières hypothèses revues à la hausse, tablant sur plus de 200 millions de voitures électriques dans le monde en 2030, les batteries de ces véhicules pourraient offrir une capacité allant jusqu’à 62 térawatts d'ici 2050, soit plus que les besoins en stockage estimés par l'Agence internationale pour les énergies renouvelables. Précisons que ces prévisions intègrent la réutilisation des batteries usagées, qui à partir de 30 % de perte d'autonomie sont considérées comme insuffisantes pour les voitures. Selon le Pr Xu, « L'utilisation des voitures électriques pour stocker l'électricité va probablement faire baisser rapidement la demande globale en stockage d'énergie dès 2030, ce qui créera une spirale vertueuse qui augmentera à son tour la flexibilité du réseau électrique et l'intégration des énergies renouvelables ».

On le voit, la forte montée en puissance et la synergie entre ces nouveaux moyens de stockage de masse et le microstockage à grande échelle sur batteries va permettre d’accélérer la transition énergétique mondiale en facilitant considérablement l’intégration des énergie renouvelable dans le mix énergétique mondial, en réduisant les coûts de production de l’énergie et en améliorant l’efficacité globale de nos systèmes énergétiques, c’est-à-dire en augmentant la quantité d’énergie finale disponible, par rapport à la production brute d’énergie. Il faut enfin souligner avec force que la puissance publique, tant au niveau local que national, aura un rôle-clé à jouer en matière de recherche et d’innovation mais aussi de financement et d’incitation au développement de cette transition énergétique sans précédent. L’Etat et les collectivités locales devront notamment repenser complètement les politiques d’aménagement du territoire, de transports, d’urbanisme et de logement, de manière à les réorienter en fonction de ces nouveaux objectifs énergétiques et climatiques impérieux dont dépend l’avenir de l’humanité…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com


TIC
Information et Communication
Pearcode veut stocker tout un data center dans un 1 gramme d’ADN
Mardi, 09/04/2024 - 06:40

Face à l’explosion du volume des données, il faut inventer de nouveaux dispositifs de stockage. C’est ce que fait Pearcode. La start-up sophipolitaine, qui a remporté le concours i-lab 2023, utilise en effet pour l’ADN synthétique comme support, une technologie innovante à la durée de vie illimitée, plus économique et bien plus écologique qu’un data center.

 Après des études en Grèce, son pays natal, Melpomeni Dimopoulou rejoint l’Université Nice Côte d’Azur en 2016 pour s’intéresser de près à la biologie computationnelle et à la biomédecine. S’ensuit une thèse au laboratoire d’Informatique, signaux et systèmes de Sophia Antipolis (I3S) sous la direction de Marc Antonini, directeur de recherche CNRS, auteur de 13 brevets et cofondateur la start-up Cintoo. Ensemble, ils créent Pearcode, société par activité simplifiée (SASU) au capital de 16 000 euros, une start-up dédiée au stockage de données sur ADN.

2,5 quintillions d’octets sont générés chaque jour dans le monde, soit l’équivalent de 10 000 milliards de photos prises par des smartphones. Mais comment stocker toutes ces données ? Les data centers ne suffiront pas. Pearcode propose d’utiliser l’ADN synthétique. « Ce n’est pas de la science-fiction, cela existe déjà », explique Melpomeni Dimopoulou. « On crée en laboratoire une molécule d’ADN. Comme il ne contient pas de gènes, il ne peut pas produire de vie. Pour autant, c’est du vrai ADN. On peut imaginer stocker des téraoctets de données dans un gramme d’ADN. Une autre de ses caractéristiques est sa durée de vie, quasi illimitée, alors qu’actuellement, elle ne dépasse pas cinq à dix ans. Il faut toujours remplacer les disques durs ou les bandes magnétiques. N’ayant pas besoin d’accès au réseau, il est aussi tout à fait fiable. Enfin, il est beaucoup plus écologique qu’un data center, grand consommateur d’énergie ».

D’autant que 80 % des données numériques sont dites “froides”, à l’image d’archives, de documents légaux ou de copies de sauvegarde, rarement consultées donc, mais qui doivent être conservées. Un data center dans le creux de la main, la promesse est séduisante. En novembre 2021, la Déclaration des droits de l’Homme et du citoyen de 1789 ainsi que la Déclaration des droits de la Femme et de la citoyenne rédigée par Olympe de Gouges en 1791 ont été stockées sur de l’ADN, dans deux minuscules capsules métalliques gardées aux Archives Nationales.

 « Il nous faut aussi démystifier ce sujet encore très méconnu, prouver qu’il ne faut pas avoir peur. L’ADN est l’avenir du stockage de données. Si nous adressons d’abord le marché des données à forte valeur ajoutée, nous voulons aller beaucoup plus loin et le proposer pour du stockage massif et pour des données chaudes ». Pearcode espère mettre sur le marché son outil de stockage de données sur ADN à l'horizon 2030.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Le Journal des Entreprises

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Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Un robot qui perçoit la souplesse d'un objet
Mardi, 09/04/2024 - 06:20

Juger de la maturité d’un fruit, procéder à un examen médical ou tenir la main d’un être cher : la perception de la souplesse joue un rôle essentiel dans de nombreuses actions et interactions. Mais comprendre cette perception et la reproduire est une tâche complexe, car elle implique de nombreux processus sensoriels et cognitifs.

Des scientifiques en robotique ont essayé de relever ce défi à l’aide de dispositifs haptiques (étude du toucher), mais les tentatives précédentes n’ont pas fait la distinction entre deux éléments principaux de la perception de la souplesse : les signaux cutanés (ce que l'on ressent du bout du doigt) et les signaux kinesthésiques (la force exercée sur l’articulation du doigt).

« Si vous appuyez sur une guimauve avec le bout de votre doigt, vous pouvez facilement ressentir qu’elle est molle. Mais si vous posez un biscuit dur sur cette guimauve et que vous appuyez à nouveau dessus, vous pouvez toujours dire que la guimauve molle se trouve en dessous, même si le bout de votre doigt touche une surface dure », explique Mustafa Mete, doctorant au Laboratoire de robotique reconfigurable (RRL) de la Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur de l’EPFL. « Nous avons voulu savoir si nous pouvions créer une plate-forme robotique capable de faire la même chose ».

Avec SORI (Softness Rendering Interface), le Laboratoire RRL, dirigé par Jamie Paik, y est parvenu. En découplant les signaux cutanés et kinesthésiques, SORI reproduit fidèlement la sensation de souplesse d’un ensemble de matières réelles, comblant ainsi une lacune dans le domaine de la robotique et permettant de nombreuses applications où cette perception est essentielle, de l’exploration des fonds marins à la chirurgie assistée par robot. Cette recherche a été publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).

Mustafa Mete explique que des études neuroscientifiques et psychologiques montrent que les signaux cutanés sont principalement basés sur la quantité de peau en contact avec une surface, qui est souvent liée en partie à la déformation de l’objet. Autrement dit, une surface qui enveloppe une plus grande partie de l’extrémité de votre doigt sera perçue comme plus molle. Mais la taille et la fermeté du bout des doigts variant considérablement d’un individu à l’autre, un doigt peut être davantage en contact avec une surface donnée qu’un autre.

« On s’est aperçu que la perception de la souplesse varie selon les personnes, en raison de la différence de forme de nos doigts. Ainsi, pour notre étude, nous avons d’abord dû créer des paramètres pour les géométries d’un bout de doigt et de sa surface de contact afin d’estimer les signaux de souplesse pour ce bout de doigt », précise Mustafa Mete. Les scientifiques ont ensuite extrait les paramètres de souplesse d’un ensemble de matières différentes et ont cartographié les deux ensembles de paramètres sur le dispositif SORI.

SORI est équipé d’articulations origamis motorisées qui peuvent être modulées pour devenir plus rigides ou plus souples. Les articulations sont surmontées d’une membrane de silicone alvéolaire. Un flux d’air gonfle la membrane à des degrés variés pour envelopper le bout d’un doigt placé en son centre. Grâce à ce nouveau découplage des fonctions kinesthésiques et cutanées, SORI a réussi à recréer la perception de la souplesse d’un ensemble de matières, dont la viande de bœuf, le saumon et la guimauve, au cours de plusieurs expériences menées auprès de deux personnes volontaires.

La médecine est donc l’un des principaux domaines d’application potentiels de cette technologie, par exemple pour former les étudiants en médecine à la détection des tumeurs cancéreuses, ou pour fournir un feedback sensoriel important aux chirurgiens qui utilisent des robots pour effectuer des opérations chirurgicales.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Le Matin

Verdie, le robot jardinier polyvalent
Mardi, 09/04/2024 - 06:10

La robotique prend ses aises et ce, aussi bien dans le domaine professionnel que dans celui du grand public. En plus des robots aspirateurs et autres systèmes visant à simplifier les corvées ménagères, des robots d’assistance se développent pour des tâches aussi variées que l’accueil, l’accompagnement des personnes âgées ou encore la surveillance des animaux de compagnie. À l’extérieur de la maison, les robots tondeuses commencent à se démocratiser, à l’image du modèle WORX Landroid M500.

Cependant, un dispositif encore plus étonnant a été dévoilé par l’entreprise américaine Electric Sheep Robotics. Il se nomme Verdie et se présente comme le jardinier du futur. Oubliez le design des robots tondeuses traditionnels, son apparence rappelle davantage celle du sympathique Wall-E, le robot compacteur issu de l’univers créatif des studios Pixar.

Soutenu par une intelligence artificielle, Verdie se déplace sur deux roues et peut réaliser diverses tâches d’entretien grâce aux outils électriques qui sont à sa disposition. Il est ainsi capable de souffler des feuilles, couper des bordures, débroussailler, pulvériser du désherbant et tondre le gazon. À vrai dire, son bras peut même accueillir une lame de tronçonneuse ou un sécateur afin de tailler des branches.

Pour accomplir ces tâches, le robot doit se mouvoir efficacement, éviter les obstacles et, de manière plus générale, comprendre l’environnement qui l’entoure. Electric Sheep Robotics l’a donc équipé d’un modèle d’IA générative développé en interne, ainsi que de la plate-forme Nvidia Jetson, conçue spécialement pour les machines autonomes. Cela signifie qu’il peut non seulement se déplacer, mais aussi apprendre et progresser grâce à l’expérience qu’il emmagasine au quotidien. L’entreprise indique au passage que Verdie n’est pas un simple prototype ou une vue de l’esprit, « il sera déployé sur les sites de nos clients tout au long de l’année 2024 ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNET

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Matière
Matière et Energie
Un canon électromagnétique pour envoyer des charges en orbite à moindre coût
Jeudi, 11/04/2024 - 06:20

Voila un projet que n'aurait pas désavoué Jules Verne : des chercheurs et ingénieurs chinois mènent des tests pour révolutionner la manière d'envoyer des navettes dans l'espace. Au lieu d'avoir recours à des lanceurs à décollage vertical, ces ingénieurs de la société chinoise des sciences et de l'industrie aérospatiales (Casic) misent sur une rampe de lancement électromagnétique.

L'idée serait de placer des engins de 50 tonnes et plus longs que des Boeing 747 (environ 75 mètres) sur une piste de plusieurs kilomètres. Les véhicules atteindraient alors une vitesse supersonique de Mach 1.6 (soit 1,6 fois plus rapide que la vitesse du son, près de 2 000 km/h). Le tout moteur coupé. Ce n'est qu'une fois la fusée désolidarisée de la piste que les réacteurs prendraient le relais.

Des rails électromagnétiques sont déjà utilisés dans le domaine du ferroviaire. C'est notamment grâce à leurs frottements quasi inexistants que des records de vitesse de train ont été établis à 623 km/h, comme le rapportait France Info début février. Théoriquement, les forces magnétiques permettraient d'atteindre plus de 2 900 km/h. Si l'option a longtemps été envisagée par les acteurs de l'industrie spatiale tels que la Nasa, tous l'avait rapidement abandonnée. Sauf que la Casic y croit. Le responsable du département électromagnétique de l'entreprise, Li Shaowei, estime d'ailleurs que cette solution « s'est imposée comme une technologie d'avant-garde stratégique », auprès de la revue académique Acta Aeronautica.

À tel point qu'une piste – présentée comme un canon électromagnétique – de deux kilomètres a vu le jour dans la province de Shanxi à Datong, à l'ouest de Pékin. La voie permet d'ores et déjà d'atteindre une vitesse de près de 1 000 km/h. Mais l'objectif est de pouvoir propulser des objets à plus de 5 000 km/h, en l'étendant dans les années à venir.

Les tests en cours pourraient bouleverser l'industrie. Notamment en réduisant drastiquement les coûts pour se rendre dans l'espace. Grâce à la force électromagnétique, la prise de vitesse initiale diminuerait fortement le besoin en carburant. Des scientifiques ont évalué le prix d'un lancement par cette technique à 60 dollars par kilogramme. Soit 50 fois moins cher qu'un envoi par SpaceX, la société d'Elon Musk qui a déjà grandement fait baisser la facture au cours des dernières années.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

SCMP

Un photocatalyseur exploite la lumière infrarouge pour produire de l’hydrogène solaire
Mercredi, 10/04/2024 - 06:20

La lumière solaire, avec son spectre allant de l’ultraviolet au visible et jusqu’à l’infrarouge, recèle un potentiel énergétique considérable. Toutefois, la majorité de cette énergie, notamment celle véhiculée par les longueurs d’onde proches de l’infrarouge (NIR), reste largement sous-exploitée en raison de l’absence de matériaux photosensibles adaptés. Les chercheurs ont relevé ce défi en développant un photocatalyseur innovant Au@Cu7S4 yolk@shell, sensible à la fois aux longueurs d’onde visibles et NIR.

Les nanostructures de Au et Cu7S4 présentent une caractéristique optique particulière, la résonance plasmonique de surface localisée (LSPR), qui peut être ajustée pour absorber un large spectre de longueurs d’onde, du visible au NIR. Cette propriété a été exploitée pour améliorer significativement les capacités photocatalytiques des nanocristaux Au@Cu7S4, grâce à leurs structures nano yolk@shell.

« L’espace confiné à l’intérieur de la coquille creuse a amélioré la cinétique de diffusion moléculaire, augmentant ainsi les interactions entre les espèces réactives. De plus, la mobilité des particules de jaune a joué un rôle crucial dans l’établissement d’un environnement réactionnel homogène, car elles étaient capables d’agiter efficacement la solution réactionnelle », explique le Docteur Chen. Grâce à ces mécanismes, le photocatalyseur a atteint un rendement quantique de pointe de 9,4 % dans la gamme visible (500 nm) et un rendement quantique record de 7,3 % dans la gamme NIR (2200 nm) pour la production d’hydrogène, sans nécessiter de co-catalyseurs pour améliorer les réactions de production d’hydrogène.

Cette étude présente une plate-forme photocatalytique durable pour la génération de carburant solaire, dotée de capacités de production d’hydrogène remarquables et sensible à un large spectre de lumière. Elle met en lumière le potentiel d’exploitation des propriétés LSPR de l’Au et du Cu7S4 pour la capture efficace de l’énergie NIR jusqu’alors inexploitée. « Nous sommes optimistes que nos découvertes encourageront des recherches supplémentaires sur l’ajustement des propriétés LSPR de semi-conducteurs auto-dopés non stœchiométriques, dans le but de créer des photocatalyseurs réactifs sur un large spectre pour diverses applications solaires », concluent le Docteur Hsu et le Docteur Chang.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Baisse historique de la mortalité infantile dans le monde
Jeudi, 11/04/2024 - 06:30

Le nombre d’enfants morts avant l’âge de cinq ans a diminué de 51 % depuis 2000 et est passé pour la première fois sous la barre des 5 millions de décès. En 2022, 4,9 millions d’enfants de moins de cinq ans sont morts dans le monde, soit un enfant toutes les six secondes. Difficile en soit de se réjouir de ces chiffres morbides, publiés récemment par l’Unicef. Ils constituent pourtant un progrès important pour l’humanité, car c’est la première fois que le nombre d’enfants décédés avant l’âge de cinq ans passe sous la barre des 5 millions. Selon l’agence des Nations Unies pour l’enfance, la mortalité infantile a ainsi diminué de 51 % depuis 2000 et de 62 % depuis 1990.

« Derrière ces chiffres, il y a des histoires de sages-femmes et de personnels de santé qualifiés qui aident les mères à accoucher en tout sécurité, qui vaccinent et protègent les enfants contre des maladies mortelles » s’est félicitée la patronne de l’Unicef Catherine Russel dans un communiqué commentant le rapport. Certains pays en voie de développement comme le Malawi, le Rwanda, la République Démocratique du Congo, le Cambodge ou la Mongolie, ont connu les progrès les plus notables, avec une chute de la mortalité infantile de plus de 75 % depuis l’an 2000. La mortalité avant l’âge de 5 ans a ainsi diminué de 53 % en Afrique subsaharienne et de 62 % en Asie du Sud.

Parmi les 4,9 millions d’enfants morts avant l’âge de cinq ans, près de la moitié (2,3 millions) sont décédés avant l’âge d’un mois. Depuis 2000, ce sont 162 millions d’enfants de moins de cinq ans (l’équivalent de la population du Bengladesh précise l’Unicef) qui sont morts dans le monde, dont 72 millions avant l’âge d’un mois. Les statistiques de l’Unicef font état, comme on pouvait s’y attendre, d’une forte disparité de mortalité selon les régions. Ainsi, plus de 80 % des enfants qui meurent avant l’âge de cinq ans vivent en Afrique sub-saharienne et en Asie du Sud. L’Afrique sub-saharienne compte à elle seule pour 57 % des décès avant l’âge de cinq ans, alors qu’elle ne recense que 30 % des naissances sur la planète. Un enfant né au Tchad ou en Somalie a ainsi un risque 80 fois plus élevé de décéder avant l’âge de cinq ans qu’un enfant né au Japon ou en Suède. « Le lieu où un enfant naît ne devait pas conditionner qu’il vive ou qu’il meure » a plaidé le directeur général de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) Thedros Ghebreyesus.

Parmi les principales causes de mortalité chez les enfants de moins de cinq ans, on retrouve notamment la prématurité (18 % des décès), les infections respiratoires (14 %), le paludisme (9 %) et la diarrhée (9 %). Des causes de mort pour la plupart "évitables" soulignent les auteurs du rapport qui, tout en se réjouissant de la baisse de la mortalité infantile dans le monde, soulignent que des efforts restent à faire. La baisse de la mortalité infantile a ainsi ralenti entre 2015 et 2022 par rapport à la période 2000-2015.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

OMS

Le vaccin ADN origami DoriVac ouvre la voie à une immunothérapie personnalisée contre le cancer
Jeudi, 11/04/2024 - 06:10

Les vaccins thérapeutiques contre le cancer sont une forme d’immunothérapie en devenir qui pourrait non seulement détruire les cellules cancéreuses chez les patients, mais aussi empêcher le cancer de revenir et de se propager. Plusieurs vaccins thérapeutiques contre le cancer sont étudiés dans le cadre d’essais cliniques mais, malgré leur promesse, ils ne sont pas encore utilisés systématiquement par les oncologues cliniques pour traiter leurs patients.

L'ingrédient central des vaccins thérapeutiques contre le cancer est constitué d'antigènes, qui sont produits de préférence ou nouvellement produits (néoantigènes) par les cellules tumorales et permettent au système immunitaire d'un patient de rechercher et de détruire les cellules cancéreuses. Dans la plupart des cas, ces antigènes ne peuvent pas agir seuls et ont besoin de l’aide de molécules adjuvantes qui déclenchent un signal d’alarme général dans les cellules immunitaires appelées cellules présentatrices d’antigènes (APC). Les APC internalisent à la fois les molécules d’antigène et d’adjuvant et présentent les antigènes à différents types de cellules T. Ces cellules T lancent alors une attaque immédiate contre la tumeur ou préservent une mémoire plus durable de la tumeur pour une défense future.

L'efficacité d'un vaccin contre le cancer dépend du niveau et de la durée de "l'alarme" que ses adjuvants peuvent déclencher dans les APC. Auparavant, les chercheurs ont découvert que l'administration simultanée de molécules d'adjuvant et d'antigène aux APC à l'aide de nanostructures telles que l'origami d'ADN pouvait augmenter l'activation de l'APC. Cependant, aucune de ces approches n’a systématiquement étudié comment le nombre et la disposition à l’échelle nanométrique des molécules adjuvantes affectent l’immunité dirigée contre la tumeur en aval.

Aujourd'hui, une équipe de recherche du Wyss Institute de l'Université Harvard, du Dana-Farber Cancer Institute (DFCI), de la Harvard Medical School (HMS) et du Korea Institute of Science and Technology (KIST), a créé une plate-forme d'origami à ADN appelée DoriVac, dont le noyau le composant est une nanostructure en forme de bloc carré à auto-assemblage. Sur une face du bloc carré, un nombre défini de molécules d'adjuvant peuvent être attachées selon des motifs nanoprécis et hautement réglables, tandis que la face opposée peut se lier aux antigènes tumoraux. L'étude a révélé que les molécules d'un adjuvant connu sous le nom de CpG, espacées d'exactement 3,5 nanomètres les unes des autres, entraînaient la stimulation la plus bénéfique des APC, induisant un profil hautement souhaitable de cellules T, y compris celles qui tuent les cellules cancéreuses (cellules T cytotoxiques). Ceux qui provoquent une inflammation bénéfique (cellules T polarisées Th-1) et ceux qui assurent une mémoire immunitaire à long terme de la tumeur (cellules T mémoire). Les vaccins DoriVac ont permis aux souris porteuses de tumeurs de mieux contrôler la croissance des tumeurs et de survivre beaucoup plus longtemps que les souris témoins. Il est important de noter que les effets de DoriVac ont également été en synergie avec ceux des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires, qui constituent une immunothérapie très efficace et déjà largement utilisée en clinique.

« La technologie du vaccin origami ADN de DoriVac fusionne différentes capacités nanotechnologiques que nous avons développées au fil des années avec une connaissance toujours plus approfondie des processus immunitaires supprimant le cancer », a déclaré William Shih, Ph.D., membre du corps professoral du Wyss Core, qui a dirigé l'équipe du Wyss Institute avec le premier auteur Yang (Claire) Zeng, MD, Ph.D. « Nous envisageons qu'à l'avenir, les antigènes identifiés chez les patients atteints de différents types de tumeurs pourraient être rapidement chargés sur des origami d'ADN préfabriqués et contenant des adjuvants pour permettre des vaccins anticancéreux personnalisés très efficaces qui peuvent être associés à des inhibiteurs de points de contrôle approuvés par la FDA dans des thérapies combinées ».

Shih est également professeur au département de biologie du cancer du HMS et du DFCI et, comme certains autres auteurs, membre du centre interinstitutionnel "Immuno-ingénierie pour améliorer l'immunothérapie" (i3) financé par le NIH et basé au Wyss. L'adjuvant CpG est un brin synthétique d'ADN composé de motifs nucléotidiques CpG répétés qui imitent le matériel génétique d'agents pathogènes bactériens et viraux envahissant les cellules immunitaires. Comme leurs homologues naturels, les adjuvants CpG se lient à un "récepteur de danger" appelé TLR9 dans les cellules immunitaires, ce qui induit à son tour une réponse immunitaire inflammatoire (innée) qui fonctionne de concert avec la réponse immunitaire (adaptative) induite par l'antigène.

« Nous savions grâce à des travaux antérieurs que pour déclencher de fortes réponses inflammatoires, les récepteurs TLR9 devaient se dimériser et s'agréger en complexes multimériques se liant à plusieurs molécules CpG. Les distances à l'échelle nanométrique entre les domaines de liaison CpG dans les assemblages TLR9 efficaces révélées par l'analyse structurelle tombaient directement dans la gamme de ce que nous avons supposé que nous pourrions refléter avec des structures d'origami d'ADN présentant des molécules CpG précisément espacées », a expliqué Zeng, qui était instructeur en médecine au moment de l'étude et est maintenant scientifique principal au DFCI et à la Harvard Medical School (HMS). En plus de Shih, Zeng a également été encadré sur le projet par les auteurs principaux Ju Hee Ryu, Ph.D., chercheur principal au KIST, et David Mooney, Ph.D., membre fondateur du corps professoral de Wyss, qui est également professeur à Harvard. John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et l'un des chercheurs principaux du centre i3.

Zeng et l'équipe ont fabriqué des vaccins DoriVac dans lesquels différents nombres de brins CpG étaient espacés de 2,5, 3,5, 5 ou 7 nanomètres les uns des autres sur une face du bloc carré, et un antigène modèle était attaché à la face opposée. Ils ont protégé leurs structures contre la dégradation dans le corps en utilisant une méthode de modification chimique que le groupe de Shih avait développée plus tôt. Lorsqu’ils sont internalisés par différents types d’APC, y compris les cellules dendritiques (DC), qui orchestrent les réponses des lymphocytes T dirigées vers la tumeur, les vaccins DoriVac ont amélioré l’absorption des antigènes par rapport aux contrôles constitués de molécules d’antigènes libres. Un espacement CpG de 3,5 nanomètres a produit les réponses les plus fortes et les plus bénéfiques dans les APC et a largement surpassé un vaccin témoin contenant uniquement des molécules CpG libres. « Nous étions ravis de constater que le vaccin DoriVac induisait préférentiellement un état d'activation immunitaire qui soutient l'immunité anti-tumorale, ce que les chercheurs souhaitent généralement voir dans un bon vaccin », a déclaré Zeng.

Outre l’espacement, le nombre de molécules CpG dans les vaccins DoriVac était également important. L’équipe a testé des vaccins contenant entre 12 et 63 molécules CpG espacées de manière optimale et a constaté que 18 molécules CpG fournissaient la meilleure activation de l’APC. Cela signifie que leur approche peut également contribuer à limiter le dosage des molécules CpG et ainsi minimiser les effets secondaires toxiques couramment observés avec les adjuvants.

Surtout, ces in vitro tendances sont traduites en in vivo modèles de tumeurs de souris. Lorsqu’ils sont injectés à titre prophylactique sous la peau de souris, les vaccins DoriVac s’accumulent dans les ganglions lymphatiques les plus proches où ils stimulent les CD. Un vaccin chargé d’un antigène du mélanome a empêché la croissance de cellules de mélanome agressives injectées ultérieurement. Alors que tous les animaux témoins avaient succombé au cancer au jour 42 de l’expérience, les animaux protégés par DoriVac étaient tous vivants. Les vaccins DoriVac ont également inhibé la croissance tumorale chez les souris chez lesquelles la formation de tumeurs de mélanome était déjà en cours, avec un espacement de 3,5 nanomètres de 18 molécules CpG fournissant à nouveau des effets maximaux sur les cellules DC et T, et la plus forte réduction de la croissance tumorale.

Ensuite, l'équipe a demandé si les vaccins DoriVac pourraient également stimuler les réponses immunitaires produites par de petits "néoantigènes" apparaissant dans les tumeurs du mélanome. Les néoantigènes sont des cibles idéales car ils sont exclusivement fabriqués par les cellules tumorales. Cependant, ils ne sont souvent pas eux-mêmes très immunogènes, ce qui fait des adjuvants très efficaces un composant important des vaccins néoantigéniques. Un vaccin DoriVac personnalisé avec quatre néoantigènes a permis aux chercheurs de supprimer de manière significative la croissance de la tumeur chez les souris produisant les néoantigènes.

Enfin, les chercheurs ont demandé si DoriVac pouvait créer une synergie avec la thérapie par points de contrôle immunitaire, qui réactive les cellules T inhibées dans les tumeurs. Chez la souris, les deux thérapies combinées ont entraîné une régression totale des tumeurs du mélanome et ont empêché leur croissance lorsque les animaux ont été à nouveau exposés aux mêmes cellules tumorales quatre mois plus tard. Les animaux avaient construit une mémoire immunitaire de la tumeur. L’équipe a obtenu une efficacité de vaccination similaire dans un modèle de lymphome murin.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Ma Clinique

La stimulation cérébrale non invasive peut modifier un mécanisme cérébral spécifique lié au comportement humain
Jeudi, 11/04/2024 - 06:00

La maladie d'Alzheimer évolue de manière très différente de ce que l'on pensait auparavant. Pour la première fois, des chercheurs de l'Université du Minnesota Twin Cities ont montré qu'une stimulation cérébrale non invasive peut modifier un mécanisme cérébral spécifique directement lié au comportement humain. Il s'agit d'une avancée majeure dans la découverte de nouvelles thérapies pour traiter les troubles cérébraux tels que la schizophrénie, la dépression, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson.

Les chercheurs ont utilisé ce qu’on appelle la "stimulation transcrânienne par courant alternatif" pour moduler l’activité cérébrale. Cette technique est également connue sous le nom de neuromodulation. En appliquant un petit courant électrique au cerveau, le moment où les cellules cérébrales sont actives est modifié. Cette modulation du timing neuronal est liée à la neuroplasticité, qui est un changement dans les connexions entre les cellules cérébrales nécessaires au comportement humain, à l'apprentissage et à la cognition.

« Des recherches antérieures ont montré que l’activité cérébrale était limitée dans le temps à la stimulation. Ce que nous avons découvert dans cette nouvelle étude, c’est que cette relation change lentement et que le cerveau s’adapte au fil du temps à mesure que nous ajoutons une stimulation externe. Cela a montré que l’activité cérébrale changeait d’une manière à laquelle nous ne nous attendions pas ».

Ce résultat est appelé "précession de phase neuronale". C’est à ce moment-là que l’activité cérébrale change progressivement au fil du temps en fonction d’un schéma répétitif, comme un événement externe ou, dans ce cas, une stimulation non invasive. Dans cette recherche, les trois méthodes étudiées (modèles informatiques, humains et animaux) ont montré que la stimulation externe pouvait modifier l’activité cérébrale au fil du temps. « Le timing de ce schéma répétitif a un impact direct sur les processus cérébraux, par exemple sur la façon dont nous naviguons dans l'espace, apprenons et mémorisons », a déclaré Opitz.

La découverte de cette nouvelle technique montre comment le cerveau s'adapte aux stimulations externes. Cette technique peut augmenter ou diminuer l’activité cérébrale, mais elle est plus puissante lorsqu’elle cible des fonctions cérébrales spécifiques qui affectent les comportements. De cette façon, la mémoire à long terme ainsi que l’apprentissage peuvent être améliorés. L’objectif à terme est d’utiliser cette technique dans le traitement des troubles psychiatriques et neurologiques. Opitz espère que cette découverte contribuera à améliorer les connaissances et la technologie dans les applications cliniques, ce qui pourrait conduire à des thérapies plus personnalisées pour la schizophrénie, la dépression, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EurekAlert

GlycoSHIELD, le logiciel qui révolutionne le développement de médicaments
Mercredi, 10/04/2024 - 06:10

Une équipe germano-polonaise a développé une technique innovante pour prédire rapidement la morphologie des enveloppes de sucre sur des protéines cliniquement pertinentes. Les protéines jouent un rôle essentiel dans la survie cellulaire et ont un impact significatif sur le développement et la progression des maladies. Pour comprendre leur fonction dans la santé et la maladie, les scientifiques étudient les configurations atomiques tridimensionnelles des protéines au moyen de techniques expérimentales et informatiques.

Plus de 75 pour cent des protéines présentes à la surface de nos cellules sont recouvertes de glycanes. Ces molécules ressemblant à du sucre forment des boucliers protecteurs très dynamiques autour des protéines. Cependant, la mobilité et la variabilité des sucres rendent difficile la détermination du comportement de ces boucliers ou de la manière dont ils influencent la liaison des molécules médicamenteuses.

Mateusz Sikora, chef de projet et directeur du Centre Dioscuri pour la modélisation des modifications post-traductionnelles, et son équipe de Cracovie et ses partenaires de l’Institut Max Planck de biophysique de Francfort-sur-le-Main, en Allemagne, ont relevé ce défi en utilisant des ordinateurs, en travaillant en collaboration avec scientifiques de l’Inserm à Paris, de l’Academia Sinica de Tapei et de l’Université de Brême. Leur nouvel algorithme puissant GlycoSHIELD permet une modélisation rapide mais réaliste des chaînes de sucre présentes à la surface des protéines. Réduisant les heures de calcul et donc la consommation d’énergie de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux outils de simulation conventionnels, GlycoSHIELD ouvre la voie vers une informatique verte.

Les boucliers protecteurs en glycanes influencent fortement la façon dont les protéines interagissent avec d’autres molécules telles que les médicaments thérapeutiques. Par exemple, la couche de sucre sur la protéine Spike du coronavirus cache le virus du système immunitaire en rendant difficile la reconnaissance du virus par les anticorps naturels ou induits par le vaccin. Les boucliers sucrés jouent donc un rôle important dans le développement de médicaments et de vaccins. La recherche pharmaceutique pourrait bénéficier d’une prévision systématique de leur morphologie et de leur dynamique. Mais jusqu’à présent, la prévision de la structure des couches de sucre à l’aide de simulations informatiques n’était possible qu’avec des connaissances spécialisées sur des superordinateurs spéciaux. Dans de nombreux cas, des milliers, voire des millions d’heures de calcul, ont été nécessaires.

Avec GlycoSHIELD, l’équipe de Sikora propose une alternative open source rapide et respectueuse de l’environnement. « Notre approche réduit les ressources, le temps de calcul et l’expertise technique nécessaire », explique Sikora. « N’importe qui peut désormais calculer la disposition et la dynamique des molécules de sucre sur les protéines sur son ordinateur personnel en quelques minutes, sans avoir besoin de connaissances spécialisées et d’ordinateurs hautes performances. De plus, cette nouvelle façon de faire des calculs est très économe en énergie. Le logiciel peut non seulement être utilisé dans la recherche, mais pourrait également être utile pour le développement de médicaments ou de vaccins, par exemple en immunothérapie contre le cancer.

Pour parvenir à une telle augmentation d’efficacité, ces chercheurs ont créé et analysé une bibliothèque de milliers de poses 3D les plus probables des formes les plus courantes de chaînes de sucre sur les protéines trouvées chez les humains et les micro-organismes. À l’aide de longues simulations et expériences, ils ont découvert que pour une prédiction fiable des boucliers glycanniques, il suffit que les sucres attachés n’entrent pas en collision avec les membranes ou des parties de la protéine.

L’algorithme est basé sur ces résultats. « Les utilisateurs de GlyoSHIELD n’ont qu’à préciser la protéine et les endroits où les sucres sont fixés. Notre logiciel les place ensuite sur la surface des protéines selon la disposition la plus probable », explique Sikora. « Nous pourrions reproduire avec précision les boucliers de sucre de la protéine Spike : ils ressemblent exactement à ce que nous voyons dans les expériences ! Avec GlycoSHIELD, il est désormais possible de compléter les structures protéiques nouvelles et existantes avec des informations sur les sucres ». Les scientifiques ont également utilisé GlycoSHIELD pour révéler la structure des sucres sur le récepteur GABAA, une cible importante pour les sédatifs et les anesthésiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

MPG

Un composé du brocoli efficace pour prévenir les AVC
Mercredi, 10/04/2024 - 06:00

Les légumes crucifères, notamment les brocolis, contiennent un composé appelé “sulforaphane”, qui a déjà montré d'intéressantes propriétés anticancéreuses. Selon une récente étude, ils ont des effets antiplaquettaires sélectifs et irréversibles et agissent en synergie avec les thérapies de recanalisation vasculaire sans augmenter les risques de saignement. Pour parvenir à cette conclusion, des chercheurs de l'université de Sydney (Australie) ont réalisé une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue ACS Central Science. Dans le cadre des travaux, l’équipe a analysé 23 substances phytochimiques électrophiles avec les plaquettes et a découvert que le sulforaphane pouvait diminuer la formation de caillots sanguins nocifs qui entraînent, dans certains cas, un accident vasculaire cérébral (AVC).

Après un accident vasculaire cérébral ischémique, un patient est traité avec de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA), un type de médicament qui détruit les caillots et ralentit la progression des lésions cérébrales. « Malheureusement, ce traitement n'est efficace que dans 20 % des cas », a expliqué Xuyu Liu, co-auteur des recherches. Cependant, lorsque le médicament est administré avec le composé dérivé du brocoli, son taux d’efficacité passait à 60 %.

D’après les scientifiques, cette substance ne provoquait aucun signe de saignement, ce qui est un effet secondaire courant associé aux anticoagulants testés dans le traitement des AVC. « Cela signifie que les ambulanciers pourraient traiter les patients victimes d'un accident vasculaire cérébral ischémique avec un médicament à base de brocoli ainsi qu'avec du tPA sur le chemin de l'hôpital ». Désormais, les auteurs vont mener des essais cliniques, avec la possibilité de disposer d'un nouveau traitement préventif et anticoagulant de l'accident vasculaire cérébral d'ici cinq ans.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ACS

L'exercice régulier tardif a un impact bénéfique sur l'ADN et les télomères
Mardi, 09/04/2024 - 06:50

Une étude réalisé par des chercheurs de l'Université de l'Utah et présentée à l'occasion du congrès annuel de la société américaine de physiologie montre que l'exercice aérobique régulier plus tard dans la vie prévient l'instabilité génomique caractérisée par des dommages à l'ADN et un dysfonctionnement des télomères. Ces nouvelles découvertes pourraient avoir un impact considérable sur notre compréhension des mécanismes par lesquels l’exercice aérobique améliore la santé vasculaire au niveau de la stabilité génomique. L’exercice physique en fin de vie était autrefois considéré comme inefficace. Cependant, des études existantes indiquent que l'exercice aérobique plus tard dans la vie réduit le risque de mortalité liée aux maladies cardiovasculaires. Pourtant, les facteurs spécifiques contribuant à cet effet n’ont pas été complètement compris.

Les chercheurs ont examiné si l'exercice régulier avec le vieillissement pouvait prévenir les dommages à l'ADN et le dysfonctionnement des télomères. Les télomères sont des capuchons protecteurs situés à l'extrémité des chromosomes. Dans cette étude, l’exercice s’est révélé particulièrement utile dans les cellules qui entrent en contact direct avec le flux sanguin (cellules endothéliales). Les avantages de l’exercice aérobique sont particulièrement visibles dans les régions aortiques qui sont moins sujettes à l’athérosclérose en raison d’un flux sanguin favorable.

Au cours de l'étude de quatre mois, 15 souris mâles ont eu accès à une roue volontaire. Les souris ont été réparties dans des groupes de course élevée, modérée et faible en fonction de leurs distances de course constantes. Les tissus aortiques exposés à différents modèles de flux sanguin ont été collectés pour évaluer les dommages à l'ADN et la fonction des télomères. Les résultats suggèrent qu’un niveau accru d’exercice plus tard dans la vie a un impact bénéfique sur les dommages à l’ADN et le dysfonctionnement des télomères.

De nombreux facteurs contribuent au vieillissement artériel. Le facteur déterminant parmi eux est les dommages à l’ADN. Bien que des études supplémentaires dans ce domaine soient nécessaires, les physiologistes espèrent que ces résultats jetteront les bases d’une amélioration de la santé humaine à l’avenir. « En révélant les réponses variées des régions aortiques connaissant différents types de flux sanguins et de types de cellules à l'exercice aérobique, cette recherche fournira une base solide sur une approche détaillée et personnalisée des interventions pour la santé cardiovasculaire », a déclaré Jisok Lim, PhD, chercheur postdoctoral à l'Université de l'Utah et auteur principal de l'étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Physiology

Une nouvelle thérapie anticancéreuse expérimentée à Genève
Mardi, 09/04/2024 - 06:30

Une équipe multidisciplinaire des HUG lance une étude sur une thérapie innovante par radioligands (RLT) pour guérir des cancers difficiles à traiter, tels que le glioblastome (un cancer qui se développe dans le cerveau ou la moelle épinière), les tumeurs de l’œsophage ou du pancréas à des stades avancées.

La RLT est une approche issue de la médecine nucléaire qui détruit une tumeur maligne par irradiation ciblée. Sa spécificité consiste à utiliser un élément radioactif inclus dans un composé chimique conçu pour se lier spécifiquement aux intégrines, des récepteurs surexprimés dans les tumeurs. Cette étude clinique de phase 1 évalue la sécurité et le dosage adapté du radioligand. Le recrutement des premiers patients et patientes est en cours pour évaluer cette nouvelle approche porteuse d’espoir dans la lutte contre le cancer. L’étude est consultable en suivant ce lien : https://www.etudes-cliniques-oncologie.ch/etudes/caaa604a12101.

Le glioblastome est le cancer cérébral le plus répandu chez l’adulte, il touche environ 5 personnes sur 100.000 chaque année. Il résulte de la croissance anormale de cellules du système nerveux central, appelées astrocytes, un type de cellule gliale. La durée médiane de survie est de 15 mois. Tout aussi dévastateurs, les cancers du pancréas et de l’œsophage représentent, à eux deux, 3000 cas en Suisse chaque année. Au stade avancé, la durée de vie est d’un an, attestant du nombre limité de solutions thérapeutiques existantes.

Les intégrines, des récepteurs de la matrice extracellulaire, participent à la migration, l’invasion, la prolifération et la survie des cellules. À ce titre, elles sont impliquées dans la formation et l’invasion des métastases de ces trois cancers particulièrement invasifs et pourraient constituer une cible idéale pour les traitements. « Ces pathologies sévères sont souvent associées à un pronostic sombre. Nous ouvrons une nouvelle voie et un espoir inédit avec ce nouveau radioligand qui cible les intégrines », explique la Professeure Valentina Garibotto, médecin-cheffe du Service de médecine nucléaire et imagerie moléculaire des HUG et partie prenante de l’étude clinique pour l’hôpital universitaire.

Les radioligands sont des produits radiopharmaceutiques actuellement utilisés par la médecine nucléaire pour diagnostiquer ou traiter des cancers tels que le cancer de la thyroïde, les tumeurs neuroendocrines (TNE) ou encore le cancer de la prostate. Un radioligand se compose de trois éléments : le ligand, l’isotope radioactif et l’élément de liaison. Le ligand est un composé chimique conçu pour se lier spécifiquement à des cibles, telles que les récepteurs surexprimés dans les tumeurs, ce qui permet à l’isotope médical d’être délivré au sein même de la tumeur, en épargnant les tissus avoisinants.

Il y a deux grands groupes d’isotopes en médecine nucléaire, les isotopes diagnostiques et les isotopes thérapeutiques. L’isotope diagnostique émet des positrons qui permettront d’obtenir des images PET et de vérifier la fixation de la molécule au niveau de la tumeur. L’isotope thérapeutique émet des particules à haute énergie qui endommagent l’ADN des cellules de la tumeur et entraînent leur mort.

L’utilisation du même ligand pour le diagnostic et la thérapie, nommée théranostique, permet aux cliniciens d’identifier à l’avance les patients qui vont répondre à la thérapie de manière personnalisée. « Les traitements ciblés de radiothérapie sont en général bien tolérés, car ils réduisent autant que possible les conséquences des substances toxiques et préservent les cellules saines », précise la Professeure Valentina Garibotto. La RLT et la théranostique ont déjà fait leurs preuves pour traiter le cancer de la thyroïde et ont démontré leur efficacité contre les tumeurs neuroendocrines et le cancer de la prostate, après une chimiothérapie et une hormonothérapie.

Des patients suivis par le Docteur Thibaud Kössler, médecin adjoint au Service d’oncologie des HUG et responsable de l’Unité des tumeurs digestives, et par le Professeur Denis Migliorini, responsable de l’Unité de neuro-oncologie des HUG, ont été adressés à la Professeure Valentina Garibotto et son équipe pour les premières administrations du composé. Le processus clinique, comprenant l’hospitalisation, les analyses biologiques et l’imagerie médicale, s’est parfaitement déroulé grâce à une excellente coordination de tous les services et professions impliqués au sein des HUG. Plusieurs autres molécules spécifiques pour d’autres cibles et indications sont aussi à l’étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

HUG

Détecter le manque de sommeil par une prise de sang
Mardi, 09/04/2024 - 06:00

Une technologie innovante réussit désormais à identifier une personne qui a été privée de sommeil pendant 24 heures. Ce test sanguin repose sur une combinaison de biomarqueurs présents dans le sang et permet d'identifier correctement, avec une probabilité de 99 %, un manque de sommeil important.

La motivation de cette recherche découle des inquiétudes concernant les conséquences du manque de sommeil qui s’amplifie dans de nombreux pays du monde (20 % des accidents de la route sont liés au manque de sommeil). « Les tests d'alcoolémie ont changé la donne en réduisant le nombre d'accidents de la route et les blessures graves et mortelles qui y sont associées... Il est possible d'en faire de même avec la fatigue », explique l’autrice de l’étude Clare Anderson, professeur à l'université de Birmingham.

Tous les participants à sa recherche étaient de jeunes adultes en bonne santé, recrutés parmi le grand public. Avant de participer à l’expérience, ils devaient avoir des horaires de sommeil réguliers et ne souffrir d'aucun trouble médical ou psychiatrique. Au cours de plusieurs expériences, certains ont été privés de sommeil pendant 24h, d’autres moins et d’autres pas du tout.

L'échantillon pour les expériences de privation de sommeil comprenait 23 participants au total, dont 12 participants (âge moyen de 25,6 ans, une femme) dans l'expérience 1, et 11 participants (âge moyen de 25,2 ans, quatre femmes) dans l'expérience 2. Un groupe de contrôle supplémentaire composé de 5 participants (tous des hommes, âgés en moyenne de 24 ans) a également été créé pour fournir une base de comparaison.

Des échantillons de sang ont été prélevés sur tous les membres de la cohorte à intervalles réguliers tout au long des périodes de sommeil et d’éveil. Ces échantillons ont été immédiatement traités pour en extraire le plasma. La chromatographie liquide-spectrométrie de masse non ciblée (LC-MS) a ensuite été utilisée pour identifier une large gamme de métabolites présents dans les échantillons.

Les chercheurs ont alors pu identifier un biomarqueur composé de seulement cinq métabolites qui permettait d’identifier si un individu était éveillé depuis plus de 24 heures ou non. Cette découverte pourrait améliorer la sécurité dans des situations où le manque de sommeil augmente considérablement le risque d'accidents et de blessures (conduite, chantiers, soins de santé, etc).

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

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Recherche
Recherche & Innovation, Technologies, Transports
La technologie IronLev promet de mettre les trains magnétiques sur des rails classiques...
Mercredi, 10/04/2024 - 06:40

En 2017, l' entreprise IronLev est née de la collaboration du studio d’innovation en ingénierie Girotto Brevetti et de la start-up Ales Tech dans le cadre du développement d’un système de suspension lors du concours Hyperloop de SpaceX. Son équipe d’ingénieurs a utilisé des forces magnétiques passives pour former un "coussin d’air" qui sépare physiquement le véhicule du rail. Ce nouveau système autonome serait capable de léviter sans aucune alimentation électrique externe. Cela serait possible grâce à une configuration spéciale d’aimants permanents. Contrairement à cela, les Maglevs traditionnels basés sur des électro-aimants ont besoin d’énormes quantités d’énergie pour fonctionner.

Cette société met en exergue les principaux avantages de ce nouveau concept. Selon elle, ce système de lévitation breveté n’entraîne aucun frottement, car ce dernier ne dépend pas de la vitesse. Il pourrait être appliqué aussi bien en rénovation qu’en construction nouvelle de systèmes de transport. La société affirme également que cette technologie peut supporter le poids de l’objet à une vitesse nulle. Ce qui signifie que le véhicule équipé peut léviter en permanence au-dessus des rails. Il est prêt à être déplacé immédiatement.

Ce système de lévitation permet de mettre en œuvre un contrôle dynamique, avec la possibilité d’intervenir en temps réel dès la moindre imperfection détectée sur la voie. L’entreprise IronLev a aussi précisé que sa solution est moins coûteuse et plus facile à déployer que les systèmes de transport à sustentation magnétique conventionnels. Celle-ci peut s’adapter aux rails déjà en service, évitant ainsi les grosses dépenses liées à la construction des voies de guidage dédiées. De plus, il n’est pas nécessaire d’électrifier les voies utilisées.

Dès son lancement en 2017, cette entreprise a conçu et testé en laboratoire un prototype de sa technologie de lévitation ferromagnétique passive en forme de U. Un an plus tard, elle a construit une plate-forme de chariot à base de ce système innovant pour accueillir un véhicule électrique Tesla de deux tonnes. Avec la voiture dessus, ce démonstrateur a pu être déplacé par une simple pression de la main. Ensuite, l’équipe s’est concentrée sur le développement de la solution de lévitation pour les Maglevs du futur. Récemment, elle a annoncé la réussite du premier essai de ce système révolutionnaire sur la ligne de chemin de fer Adria-Mestre, en Vénétie.

Cet essai a démontré qu’il était possible d’appliquer la lévitation magnétique sur des voies ferrées déjà en place. De plus, les mesures effectuées ont confirmé les caractéristiques uniques du démonstrateur, en l’occurrence, sa grande efficacité, l’absence de frottement et la réduction du bruit et des vibrations. Lors du test, le prototype pesant une tonne a lévité sur des patins magnétiques. Il s’est déplacé à une vitesse autoalimentée de 70 km/h grâce à des moteurs montés au niveau des patins. Pour le moment, l’entreprise n’a pas divulgué d’autres informations sur cette innovation. Lors de ses prochains travaux, elle prévoit de construire et de tester un véhicule complet d’environ vingt tonnes, qui pourrait atteindre une vitesse maximale de 200 km/h.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Neozone

Le réacteur sans carénage de Safran promet une rupture technologique pour l'aviation
Mercredi, 10/04/2024 - 06:30

L'innovation de rupture envisagée par Safran il y a plus de deux ans prend corps. Le motoriste français a débuté les premières campagnes d’essais en soufflerie dans le cadre de son programme de démonstrateur technologique CFM Rise, mené en tandem avec l’américain General Electric. Dévoilé en juin 2021, il vise à développer un moteur moins énergivore dont l’architecture promet de casser le paradigme aérodynamique établi dans le secteur depuis les débuts de l’aviation commerciale. Il pourrait devenir une pièce maîtresse pour les successeurs des Airbus A320neo et des Boeing 737 MAX à l’horizon 2035. À la clé ? Une réduction des émissions de CO2 de l’ordre de 20 %.

L’Open fan est un moteur non caréné, c’est-à-dire dépourvu des nacelles qui enveloppent habituellement les propulseurs. Ce qui, à l’instar d’un avion à hélices, laisse la soufflante "à l’air libre" permettant de diminuer la masse et la traînée. Elle est elle-même constituée de deux rangées de pales, dont l’une est en rotation et l’autre fixe mais capable de s’ajuster selon les besoins. Le diamètre de l’ensemble devrait atteindre 4 mètres, soit deux fois plus que les moteurs actuels des monocouloirs. Une taille qui pourrait, in fine, multiplier par cinq le taux de dilution (rapport entre les flux d’air chaud et froid NDLR), et donc le rendement de l’ensemble, par rapport aux systèmes propulsifs actuels.

Pour parvenir à mettre au point ce moteur, Safran met à contribution les souffleries de l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera), à Modane (Savoie), dans la vallée de la Maurienne. Le motoriste a testé pour l’heure un démonstrateur à l’échelle 1/5e. Si le groupe poursuit d’autres pistes, cet Open fan a de grandes chances de voir le jour, les turboréacteurs actuels ayant atteint leurs limites. Alors que le groupe mobilise une équipe de 1000 ingénieurs, l’investissement avoisine le milliard d’euros, dont quelques centaines de millions d’euros d’aides publiques.

Autre spécificité technique annoncée pour ce futur moteur : il pourra être alimenté en kérosène, en carburants d’aviation durable (CAD, ou SAF en anglais ndlr) ou bien encore en hydrogène. La consommation de CAD pourrait même réduire les émissions de CO2 jusqu’à 80 %, assure-t-on chez Safran. Par ailleurs, le motoriste mène en parallèle des travaux visant à développer une hybridation électrique pour ce système propulsif, afin de réduire la consommation de carburant durant certaines phases de vol. Safran prévoit de mettre en œuvre une palette de technologies de pointe, des aubes de soufflante en composite fibre de carbone en passant par des alliages métalliques résistants à très haute température, des composites à matrice céramique et une utilisation plus poussée de la fabrication additive. Et alors que les nuisances sonores des moteurs à hélices sont souvent mises en évidence, l’industriel assure que son système sera conforme aux futures normes plus restrictives qu’aujourd’hui. Le calendrier prévoit des essais au sol du démonstrateur à taille réel entre 2025 et 2026, puis en vol courant jusqu’en 2027 : le moteur sera monté sur le fuselage d’un A380 modifié pour l’occasion afin d’entreprendre les travaux d’intégration avec le fuselage du futur avion.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

L'Usine Nouvelle

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