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Edition du 08 Septembre 2017
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Edito
Algues et hydrates de méthane : un potentiel fabuleux venu de la mer
En cette rentrée, nous revenons sur deux promesses de ruptures technologiques, industrielles et économiques majeures que j'ai déjà souvent évoquées dans RT Flash mais qui prennent, à la lumière des avancées scientifiques et industrielles et des tensions géopolitiques récentes, un relief nouveau depuis quelques mois : l’exploitation alimentaire et énergétique des algues marines et la récupération des hydrates de méthanes sur les fonds marins.
Par leur richesse biochimique et leur extraordinaire variété (plusieurs centaines de milliers d’espèces différentes), les algues, qui contiennent une multitude de molécules intéressantes – minéraux, protéines, vitamines, acides gras – représentent un potentiel inépuisable et un marché fabuleux pour les industries agroalimentaires, chimiques et énergétiques.
Riche de ses façades maritimes, la France a entrepris, depuis plus d’un quart de siècle, de développer une véritable filière techno-industrielle consacrée à l’exploitation industrielle de cet « or bleu » que représentent les algues marines. La Bretagne accueille depuis 1982, un centre de recherche unique au monde, le CEVA - Centre d’études et de valorisation des algues - qui est entièrement consacré à l’étude et la valorisation des végétaux marins et soutient toute la chaîne de l’innovation, de la recherche fondamentale sur algues dans leur milieu jusqu’à la réalisation d'installations-pilotes industrielles.
C'est dans ce cadre que le projet Ulvans, lancé en 2012, a permis la mise en service, en 2013, de la bio-raffinerie d'algues à Plouénan, dans le Finistère. Ce projet, qui regroupe quatre entreprises autour d’Olmix group, permet à présent de traiter plusieurs tonnes d’algues vertes, brunes et rouges, à peine quelques heures après leur récolte. Grâce à une multitude de traitements mécaniques et biochimiques, cette unité-pilote parvient à séparer et à extraire plusieurs molécules à haute valeur ajoutée, comme des polysaccarides et différentes protéines qui peuvent être utilisées dans l’alimentation animale et l’industrie pharmaceutique et cosmétique.
Olmix a également développé un nouveau matériau composite remarquable, l’Amadéite, qui contient, entre autre, de l’argile et des fibres d’algues et présente des propriétés mécaniques et thermiques particulièrement recherchées dans de nombreux secteurs d’activités : bâtiment, plasturgie, automobile. Les algues sont également en trains de révolutionner l’industrie chimique avec la mise sur le marché, depuis 3 ans, d’une nouvelle famille de peinture à très grand pouvoir couvrant et à faible émission de COV nocifs (Composés Organiques Volatiles).
Dans le domaine des plastiques techniques, l’entreprise Algopack, propose depuis deux ans de nouveaux types de plastiques contenant une forte proportion d’algues et le projet Alguex, qui a démarré en avril dernier, devrait déboucher sur la production de nouvelles résines destinées aux emballages flexibles mais également aux plastiques rigides. Mais les algues sont également devenues une source d’inspiration et de recherche scientifique dans des domaines plus inattendus, comme l’électrochimie. Des chercheurs de Singapour ont ainsi reproduit la structure tridimensionnelle poreuse des diatomées pour mettre au point un nouveau type d’anodes composées de sphères de carbone dopées à l’azote et affichant des performances exceptionnelles.
La production mondiale d’algues a explosé depuis 25 ans, passant de 3 millions de tonnes en 1992 à plus 16 millions de tonnes en 2016 ; 75 % sont destinées à l'alimentation, la majorité (près de 63 %) étant produite par la Chine... On peut s’en étonner compte tenu de sa situation géoclimatique. Notre pays produit environ 72 000 tonnes d'algues, ce qui le situe au 10e rang mondial, mais il en consomme environ 180 000 tonnes par an pour satisfaire ses différents besoins industriels.
Mais il est également possible d’utiliser les remarquables propriétés biochimiques des algues pour intégrer dans les façades du bâti neuf de véritables centrales agro-énergétiques, sous forme de photobioréacteurs. Ces unités, d’une grande surface mais d’une très faible épaisseur (quelques centimètres seulement) peuvent non seulement réduire de moitié la consommation énergétique des bâtiments en réduisant les pertes thermiques, mais elles sont également capables de produire plusieurs familles de molécules très prisées par l’industrie alimentaire ou pharmaceutique, le tout en réduisant les émissions de CO2 intrinsèques des bâtiments ainsi équipés…
Un bâtiment de ce genre, conçu et réalisé par le groupement SymBIO2. devrait bientôt voir le jour dans le 13e arrondissement de Paris. Baptisé AlgoHouse, cet immeuble intègre des bioréacteurs photosynthétiques dans ses façades. Ceux-ci contiennent des microalgues spécialement sélectionnées parmi les centaines de milliers d’espèces existantes et capables de produire en quantité de nombreuses substances très recherchées par le secteur alimentaire et biopharmaceutique.
L’autre objectif de ce projet est encore plus futuriste et vise à valider la faisabilité d’une véritable bioagriculture urbaine verticale, en utilisant une partie de l’immense ressource que représentent les km2 de façades inexploitées des immeubles. Cette technologie de culture verticale offre en outre une capacité de production de microalgues nettement supérieure aux bassins ouverts généralement employés pour l’algoculture. Plusieurs de ces « Algofacades » sont déjà réalisées ou en projet, comme celle de 200 m², à Champs-sur-Marne, qui est intégrée dans le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB).
Mais les algues marines recèlent également une autre potentialité particulièrement prometteuse : elles peuvent être transformées en « algocarburants » performants et neutres sur le plan carbone. En 2015, Algenol une société américaine basée en Floride, a créé la surprise en démontrant qu’il était envisageable d’utiliser des algues hybrides pour produire l’éthanol à partir du CO2, de l’eau et de la lumière du soleil. L’innovation majeure mise au point par Algeol est un photobioréacteur flexible en film plastique qui permet de catalyser les réactions chimiques nécessaires à ce processus de transformation.
Depuis deux ans, Algeol s’est associée au groupe industriel indien Reliance Industries pour mettre en service la première plate-forme indienne utilisant cette technologie baptisée « direct-to-ethanol ». Un prototype de bioréacteur a été installé à proximité de la raffinerie de Reliance à Jamnagar. Grâce à l’usage de variétés d’algues génétiquement modifiées, cette installation est capable de recycler du CO2 émis par les installations industrielles pour le convertir en biocarburants (essence, gasoil ou kérosène). Et le rendement de conversion est impressionnant : une tonne de CO2 permet d’obtenir 545 litres de carburant… Enfin, cerise sur le gâteau, ce procédé remarquable fonctionne avec de l’eau salée et n’entame donc pas les précieuse réserves d’eau douce de l’Inde.
En 2016, un laboratoire américain, le PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) a pour sa part présenté une nouvelle méthode qui optimise la production de pétrole brut à partir d’algues, en réduisant le nombre de réactions chimiques. Le grand avantage de cette nouvelle technique est qu'elle permet, contrairement à la plupart des installations existantes, de traiter directement les algues humides. Fonctionnant en continu, ce procédé combine la liquéfaction hydrothermale et la gazéification catalytique hydrothermale.
On comprend mieux les immenses potentialités énergétiques des algues quand on sait qu’un kilo d’algues contient, selon les espèces (il en existe plus d’un million dont seules quelques centaines sont connues et étudiées), de 50 à 70 % d’acides gras. Résultat : un seul hectare d’algoculture permet d’obtenir, en moyenne plus de 40 000 litres d’huile, contre 6 000 litres au mieux pour l’huile de palme, considéré pourtant comme particulièrement productive. Selon les estimations les plus prudentes faites par différents organisme et laboratoires, il suffirait de 300 000 km2 au plus pour satisfaire, à partir de l’algoculture, à la totalité de la consommation actuelle de carburants.
Pour la France, 3 500 km2 d’algoculture (l’équivalent de la superficie du département du Rhône) permettrait de produire tout le carburant consommé au niveau national…Mais le principal avantage de ces algocarburants est qu’ils n’entrent pas en conflit avec les usages agricoles ou forestiers des surfaces terrestres. Quant au coût de production de ces algocarburants, il a déjà été divisé par dix depuis 10 ans, passant de 10 euros à un euro le litre et ces biocarburants issus de la mer pourraient, dès 2020, devenir compétitifs par rapport aux carburants classiques ou aux biocarburants terrestres, surtout dans l’hypothèse de plus en plus probable d’une taxe carbone mondiale sur les carburants fossiles.
Ce n’est pas par hasard si des pays comme le Japon et la Chine, obsédés par la question de leur approvisionnement énergétique, redoublent d’efforts pour devenir leaders mondiaux sur ce marché prometteur. Mais ces deux puissances asiatiques misent également sur une autre technologie qui relevait il y a encore quelques années de la science-fiction : la récupération et l’exploitation énergétiques à grande échelle des nodules d’hydrates de méthane qui tapissent en grande quantité les fonds océaniques.
Cette « glace qui brûle » est constituée de molécules de méthane piégées dans des molécules d'eau cristallisée sous l’effet de la pression et de la basse température qui règnent dans ces fonds marins. Mais son extraction est difficile, et surtout très coûteuse. Longtemps, on a cru qu’il faudrait de nombreuses décennies pour surmonter les sérieux défis techniques inhérents à la récupération en toute sécurité de ces nodules sous-marins gorgés d’énergie. Mais il y a quatre ans, en 2013, le Japon a créé la surprise en annonçant qu’il était parvenu, pour la première fois au monde, à récupérer sans encombre, au large de la Péninsule d’Atsumi, ces nodules d’hydrates de méthane, pourtant emprisonnés à plus de 300 mètres en sous-sol, sous 1000 mètres de profondeur…
Piqué au vif, la Chine, éternel rival du Japon, a alors intensifié ses efforts de recherche et, il y a quelques semaines, Pékin a annoncé une "avancée historique" suite à des forages réussis en mer de Chine méridionale. Selon les informations, très partielles, délivrées par Pékin, la Chine serait parvenue, en seulement un mois et demi, à extraire plus de 235 000 mètres cubes de ces hydrates de méthane depuis les eaux situées à environ 300 km au sud-est de la ville de Zhuhai, en Chine méridionale.
Mais pourquoi déployer tant d’efforts et de moyens pour aller récupérer ces nodules au fond des océans. Tout simplement parce qu’un seul mètre cube d'hydrate de méthane peut générer 164 mètres cubes de gaz méthane, selon le Département américain à l'Energie. De l’avis de nombreux experts, les réserves planétaires d’hydrates de méthane sont gigantesques, et représenteraient au moins deux fois la totalité des réserves d’énergies fossiles du globe (charbon, pétrole et gaz). Quant à la Chine, elle possèderait dans ses eaux territoriales de 80 à 100 milliards de tonnes de cet « or bleu », c’est-à-dire de quoi étancher pendant plus d’un siècle sa soif croissante d’énergie…
Pour le très réputé cabinet de conseil Boston Consulting Group, ces hydrates de méthane pourraient devenir une source d'énergie rentable vers 2030, mais tout dépendra de l’évolution des coûts de production des énergies fossiles et des énergies renouvelables et des contraintes réglementaires et financières qui seront décidées au niveau international. Il reste également à surmonter un obstacle majeur : démontrer qu’il est possible de récupérer de grande quantité de ce méthane océanique sans risques de fuites massives et incontrôlées dans l’atmosphère de ce puissant gaz à effet de serre.
On peut cependant considérer que, si des puissances aussi avisées que le Japon et la Chine déploient sur la durée autant de moyens pour parvenir à l’exploitation industrielle de ce méthane sous-marin, c’est qu’elles estiment qu’en dépit de tous ces obstacles, le jeu en vaut la chandelle et que le premier pays qui parviendra à récupérer cette manne énergétique immense augmentera considérablement sa puissance et son influence géopolitique en bouleversant la donne énergétique mondiale.
Dans une telle perspective, il est plus que souhaitable que notre pays et l’Europe prennent toute la mesure de ces enjeux technologiques, économiques et politiques et mettent en œuvre sans tarder de grands projets de recherche, associant étroitement les laboratoires publics et les entreprises, afin de rester dans cette compétition mondiale et d’être en mesure de maîtriser l’exploitation durable de ce potentiel phénoménal de ressources marines que représentent les algues et les hydrates de méthane.
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
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Selon l'Inserm, l’Institut national de la santé et de la recherche médicale, il faut en moyenne quinze ans « pour qu’une molécule d’intérêt thérapeutique devienne un “vrai médicament” ». De plus, produire un médicament coûte cher. Selon l’Office of Health Economics, en 2000, il fallait débourser environ 1,5 milliard de dollars en recherche et développement pour qu’un médicament contenant une nouvelle substance arrive sur le marché. Mais l'utilisation conjuguée de superordinateurs hexaflopiques, attendus pour 2020 et de l'intelligence artificielle, pourrait résoudre cette contrainte de temps, et d’argent.
GSK a signé un « accord de collaboration stratégique » avec Exscientia, une société écossaise qui utilise l’intelligence artificielle pour découvrir des médicaments. En clair, la multinationale souhaite profiter des superordinateurs d’Exscientia et de ses compétences en matière de deep learning pour trouver de nouveaux médicaments. Si celle-ci remplit ses objectifs, elle pourrait recevoir un chèque de 43 millions de dollars. GSK a en effet fixé dix objectifs ; dix « cibles » qu’il faut atteindre à l’aide de nouvelles molécules.
Le but, pour GSK, est de réduire le temps écoulé entre la découverte d’une nouvelle molécule et les phases de tests sur les humains. Andrew Hopkins, CEO d’Exscientia, se veut confiant. Il prétend que, grâce aux procédés développés par son entreprise, le temps passé pour trouver des traitements potentiels est réduit d’un quart. De même pour le coût.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
ADN
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Les ingénieurs de l’école UC San Diego’s Jacobs School of Engineering aux Etats-Unis ont réussi à mettre au point une puce à peine plus grosse qu’une mine de crayon qui présente la remarquable propriété de ne consommer quasiment aucune énergie.
En effet, les ingénieurs de l’université américaine ont réussi à recycler les micro pertes d’énergie pour alimenter le capteur. Il ne consomme au final que 113 picowatts soit 10 milliardièmes de watt !
C’est 623 fois moins que l’actuel détenteur du record. Cependant, le capteur est capable de mesurer des températures entre -20 et 40°C. Cette avancée va clairement révolutionner l’utilisation de tous nos appareils électroniques et notamment ceux portés comme les montres connectées, bracelets connectés, casques… Tous ces objets équipés de ces capteurs verraient leur autonomie décuplée.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Stuffi
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La vente de faux représente non seulement un fléau économique majeur (461 milliards de dollars par an selon l'OCDE, soit environ 1 % du produit mondial brut) mais également un drame humain : 120.000 personnes meurent chaque année en Afrique, juste à cause des faux médicaments anti-malaria, selon l'OMS.
Mais les choses pourraient bien changer avec la découverte d'une équipe de chercheurs de l'Université de Lancaster (GB). Baptisé Q-ID, ce code-barres quantique se veut en principe infalsifiable. Ces scientifiques ont trouvé un moyen de créer des "signatures" atomiques uniques. Cerise sur le gâteau : il suffit d'un simple smartphone (ou d'un capteur bon marché) pour vérifier cette signature et s'assurer que l'on n'a pas affaire à une contrefaçon.
Le système est minuscule, mille fois plus petit que l'épaisseur d'un cheveu. Il serait ainsi possible de l'intégrer à tout et n'importe quoi : vêtements, voitures bien sûr, mais aussi médicaments, billets de banque, objets connectés, etc. Les chercheurs envisagent même de l'intégrer directement à des aliments (mais n'ont pas encore réalisé de tests sanitaires).
Cette technologie, brevetée et qui pourrait être disponible pour le public d'ici moins d'un an, sera vendue par Quantum Base, une start-up créée par l'université. Si la création de ces codes-barres est bon marché, comme l'affirment les chercheurs, cette découverte pourrait même servir à bien d'autres choses.
Comment fonctionne cette technologie ? Tout se passe au niveau quantique, dans l'infiniment petit. Les chercheurs utilisent une technique appelée "confinement quantique". Pour faire simple, ils vont utiliser un ensemble d'atomes placés dans un ordre bien particulier (un réseau cristallin).
Cela force les électrons (les petites particules qui gravitent autour du noyau des atomes et dont le mouvement est à la base de l'électricité) à se déplacer d'une manière très précise. Mieux : à chaque fois qu'une structure de ce type est créée, ce confinement quantique est différent. Ainsi, chaque création possède une signature, avec un déplacement des électrons spécifique, unique.
Le problème, c'est qu'il est très difficile de repérer ce cheminement des électrons. Pour réussir ce tour de force, les chercheurs ont utilisé une caractéristique particulière des matériaux en 2D, à l'instar du célèbre graphène. Ce sont des structures entièrement plates, composées d'atomes.
Ils ont de très nombreuses propriétés étonnantes. Ici, celle qui nous intéresse, c'est leur capacité à réfléchir la lumière. Quand on éclaire une structure de ce type, cela excite les électrons qui se mettent à bouger. Puis ils finissent par se calmer. Mais en faisant cela, ils émettent à leur tour un signal lumineux lié à leur mouvement... justement limité par le confinement quantique. Il suffit donc de diriger une lumière particulière vers ce minuscule code-barres, puis de déchiffrer le signal lumineux émis en retour, unique et impossible à copier.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
HuffPost
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Avenir |
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Nanotechnologies et Robotique
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Un chercheur suisse, Alexandre Foucqueteau, s’est lancé dans l’élaboration d’une nouvelle application pour un petit robot multifonctionnel appelé « Cellulo ». Né il y a 2 ans à l’EPFL, le robot aide des enfants en déficience visuelle à se guider dans leur salle de classe.
À l’aide de la main, l’enfant fait glisser le petit robot sur la carte. Lorsque celui-ci butte sur les obstacles, qui représentent ceux bien réels de la classe comme les pupitres ou le bureau de l’enseignant, il les reconnaît. Cela paraît simple sur papier mais l’interaction avec une tablette qui reconnaisse les obstacles n’a pas été simple à résoudre.
Ce projet, le chercheur l’a mené en collaboration avec Agnieska Kolodziej, doctorante au Laboratoire Cognition, Langues, Langage, Ergonomie de Toulouse. Elle travaille sur la relation de distance chez les personnes aveugles et l’apprentissage du langage. « J’ai suivi pendant 5 mois des classes d’enfants malvoyants allant de 3 ans à 9 ans, des classes très hétérogènes et les outils d’apprentissages ne répondaient pas vraiment à leurs besoins. Cette collaboration avec l’EPFL nous a permis d’imaginer un projet ludique et interactif ». C’est ainsi qu’une nouvelle application pour le petit robot a pris forme.
Afin que les enfants puissent se représenter en 2D leur salle de classe et appréhender son mobilier, Alexandre Foucqueteau a dû modéliser la pièce et, entre autres, apprendre à Cellulo à indiquer clairement ce qui entrave le passage. « L’idée est que le robot stoppe, recule et vibre lorsqu’il touche quelque chose. L’enfant doit dire ce qu’il vient de heurter et s’il ne le sait pas, s’il est spatialement perdu, la tablette nomme l’obstacle, l’armoire à crayons ou le bureau du professeur ».
Cellulo a la particularité d’être solide et maniable, manipulable dans tous les sens sans risque de l’endommager car son mécanisme est magnétique. On peut le déplacer rapidement sans qu’il se casse. Cela permet aux enfants de découvrir les choses à leur rythme, d’aller se « cogner » virtuellement sur chaque armoire, chaque chaise ou table. L’institutrice peut aussi programmer le robot et lui faire suivre une trajectoire donnée.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
EPFL
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Romulo Camargo est un ancien soldat de l'armée américaine qui a combattu en Afghanistan. Gravement blessé au combat, il est aujourd’hui paralysé. Obligé de se déplacer en fauteuil roulant et incapable de se servir de ses membres, il s’est vu offrir par Toyota un robot destiné à faciliter son quotidien. Un premier pas dans la démocratisation des robots dans les foyers des personnes handicapées.
Baptisé Human Support Robot, ce petit compagnon robotique se déplace seul et peut, avec sa pince, attraper des objets et les amener à son nouveau propriétaire. Quand Romulo a besoin de quelque chose, que ce soit ouvrir une porte ou boire de l’eau, il lui suffit d’appuyer sur la tâche correspondante sur une tablette (il peut le faire grâce à un stick placé dans sa bouche).
Dès que le robot reçoit l’ordre, il se dirige vers l’objet correspondant sur lequel est fixé un QR code, ce qui permet au robot de le reconnaître. Il peut ensuite, si la fonction le permet, l’amener à son propriétaire et le placer à sa hauteur.
Les robots personnels en sont encore au stade expérimental et ont besoin de nombreux ajustements pour être produits à grande échelle. Le Human Support Robot a déjà été testé dans des hôpitaux mais il est encore limité par certaines contraintes techniques. La liste des tâches qu’il peut accomplir est assez courte et des balises QR sont nécessaires pour qu’il puisse identifier des objets et les repérer.
Néanmoins, ses capacités sont déjà très impressionnantes et montrent que la robotique peut avoir de nombreux usages au quotidien. Le fait qu’il soit entré dans la vie de Romulo Camargo est aussi une bonne chose car c’est la première fois qu’il est testé hors de son pays d’origine. Un environnement nouveau auquel le robot est confronté et qui donne de nouvelles pistes de réflexion pour les chercheurs.
Si au Japon, la robotique s’est déjà fait une place dans la vie quotidienne, elle n’est encore que peu présente dans les foyers nippons. Cependant, les industriels ont compris l’importance de cette aide notamment pour les personnes âgées ou handicapées et ils développent actuellement les futures « aides robotiques personnelles ».
Le marché devrait d’ailleurs connaître une progression de 40 % par an d’ici 2022 et représenter plus de 34 milliards de dollars. Mais au-delà des bénéfices que les robots personnels peuvent avoir, ils incarnent avant tout une véritable solution pour des millions de personnes à travers le monde qui retrouveront, grâce à ces robots, une autonomie.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Daily Geek Show
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Mardi, c’est jour de fermeture pour le musée du Louvre-Lens. Pourtant, quelques privilégiés s’offrent tout de même une visite. « Cela fait trois semaines que nous accueillons tous les mardis des écoles de Bretagne ». Ce mardi, des élèves de l’école Jean-Macé et les Glycines de Fourmies, dans l’Avesnois, ont rejoint leurs camarades bretons. Sans pour autant se rencontrer. Ce voyage express se fait sans jamais mettre un orteil au musée, à la vitesse de la 4G.
Leur visite est rendue possible par Uby, un robot, donné par Orange. « Ils sont nos mécènes depuis 2011 et depuis le début nous avons cet intérêt commun de découvrir comment on peut enrichir les expériences de visites grâce au numérique », explique Guilaine Legeay, chargée de projets multimédia pour le musée.
Après les guides multimédias ou encore les lunettes interactives et quelques autres dispositifs de réalité augmentée, le Louvre et l’entreprise continuent leur partenariat avec ce robot. Il y a un an, un autre robot avait arpenté 5 mois durant la Galerie du Temps. « Grâce à cette première expérience, le Louvre-Lens avait senti qu’il y avait quelque chose à faire de ce côté-là », poursuit Guilaine Legeay. Robotino, développé par un étudiant de Polytech Lille, avait néanmoins l’inconvénient d’être "sourd".
Quand le robot menait la visite dans le musée, un médiateur devait être « de l’autre côté » pour accompagner les visiteurs grâce aux images de la caméra. Avec Uby, sons et images voyagent, grâce à la 4G. Plus besoin pour le personnel du musée de se déplacer. « On pourrait être dans une classe au Japon et globalement, toucher la terre entière… »
Pour l’heure, les élèves sont dans l’Avesnois et le médiateur qui guide la visite est lui en chair et en os au Louvre-Lens. Uby, le nouveau venu au sein de l’équipe des médiateurs n’a pas encore de badge mais il s’est déjà fait une place.
Depuis sa classe, Sacha pilote le dispositif, l’écran monté sur un pied sillonne la Galerie du temps. Petit à petit, tous deux prennent confiance en eux et Uby navigue d’une toile à l’autre. Après la prise en main du robot et un test de pilotage, les élèves auront découvert cinq œuvres pour une visite d’une durée d’une heure dans les conditions du réel.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
La Voix du Nord
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Matière |
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Matière et Energie
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Les énergies renouvelables constituent un des piliers de la lutte contre le réchauffement climatique. Le marché du photovoltaïque connaît un fort taux de croissance mais l’implantation des centrales est soumise à des contraintes environnementales, leur implantation étant limitée à des zones non arables ou bien en intégrant une mixité des usages.
C’est pour répondre à l’enjeu de ces conflits d’usage des sols qu’est né le projet de recherche Sun’Agri. Initié en 2009 par un partenariat entre l’INRA et la société Sun‘R, ce projet vise à développer des systèmes agrivoltaïques, qui combinent production agricole et production d’électricité en simultané sur une même parcelle.
Les systèmes agrivoltaïques s’inspirent du principe des cultures étagées et de l’agroforesterie, où plusieurs espèces sont cultivées sur différents niveaux, créant ainsi une synergie entre elles.
Une première étape du projet, associant Sun’R et l’Inra, a permis d’évaluer la faisabilité de ce système sur un dispositif expérimental associant panneaux photovoltaïques fixes et différentes cultures. Les travaux ont démontré qu’il était possible, sous certaines conditions de culture et d’espacement de panneaux, de maintenir des rendements agricoles comparables à ceux des cultures en plein champ, et ce malgré une réduction du rayonnement disponible pour les plantes. Ces travaux ont aussi permis d’objectiver les limites d’un dispositif d’ombrage fixe.
S’appuyant sur ces résultats, une nouvelle étape du projet a vu le jour. Elle a permis de développer un système agrivoltaïque dynamique, avec des panneaux mobiles permettant de moduler l’ombre portée au niveau de la culture. La conception de ce système a nécessité la définition de solutions techniques innovantes à différents niveaux, et par conséquent a mobilisé de nouveaux partenaires : Optimum Tracker, Photowatt et le CEA pour la conception des modules photovoltaïques, Irstea pour traiter les aspects eau et irrigation.
Dans cette deuxième étape du projet, les chercheurs de l’Inra se sont mobilisés sur la dimension écophysiologique du système. En effet, le pilotage de l’ombrage et la définition d’algorithmes adaptés pour le contrôle de l’orientation des panneaux posent des questions nouvelles. La plupart des connaissances détaillées sur les modifications entraînées par des ombrages sur les plantes ont été acquises dans le cas d’ombrages fixes et continus ou sous l’effet de pics de rayonnement de courte durée tels que ceux observés dans les sous-bois.
Les travaux ont porté sur les réponses d’une culture annuelle aux modifications microclimatiques générées par la présence des panneaux mobiles à l’aide d’un dispositif expérimental sur trois saisons. Cela a permis de modéliser l’impact de l’orientation des panneaux sur la biomasse produite et d’optimiser le pilotage des panneaux en fonction des scénarios climatiques et des objectifs de production.
A l’issue de cette deuxième étape, le projet Sun’Agri aborde aujourd'hui sa phase finale, grâce au financement investissements d’avenir (PIA3). Il s’agit maintenant d’évaluer la faisabilité, à grande échelle et en conditions réelles, des effets de l’agrivoltaïsme dynamique sur différentes productions à haute valeur ajoutée (grandes cultures, maraichage, arboriculture, viticulture). Des sites expérimentaux et des démonstrateurs vont être mis en place en situation d’exploitation réelle pour aboutir à une phase de commercialisation de ces systèmes agrivoltaïques, dont la maturité est envisagée en 2022.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
INRA
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Vivant |
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Santé, Médecine et Sciences du Vivant
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On sait que l’hormone IGF-1 (pour insulin-like growth factor) est nécessaire au développement et agit aussi tout au long de la vie. Précédemment, l’équipe de Martin Holzenberger (Unité 938 Centre de recherche Saint-Antoine, Inserm/ UPMC) a montré l’implication de cette hormone dans la longévité et dans la maladie d’Alzheimer. L’équipe vient d’approfondir les recherches sur l’IGF-1 et la réponse des neurones face à cette neurodégénérescence.
Sécrétée au niveau du foie et stimulée par l’hormone de croissance, l’IGF-1 (pour insulin-like growth factor), est capable de stimuler la croissance et la maturation de l’os et d’autres organes, de réguler le métabolisme énergétique et de contrôler le vieillissement de l’organisme entier.
Dans de précédents travaux, l’équipe de M. Holzenberger avait démontré chez la souris, que lorsque l’on réduisait par mutation génétique le nombre de récepteurs IGF-1 présents sur les neurones, les taux d’IGF-1 dans le sang diminuaient et la durée de vie des souris augmentait.
Dans ces nouveaux travaux, Martin Holzenberger et Saba Aïd ont approfondi leur recherche sur l’IGF et la neurodégénérescence de type Alzheimer. Ces chercheurs ont d’abord montré qu’en inhibant les récepteurs IGF-1 au niveau des neurones de souris, leur cerveau présentait de manière beaucoup plus tardive les signes des lésions typiques de la maladie d’Alzheimer, notamment plaques amyloïdes et neuroinflammation.
On constate également une réduction des déficits cognitifs chez ces mêmes souris. De façon importante, cette équipe a montré que la suppression du récepteur aux IGF entraîne une cascade d’effets neuroprotecteurs qui vont bien dans le sens des résultats précédents sur l’allongement de la longévité.
Cette nouvelle étude révèle un système d’autodéfense des neurones lorsque ces derniers subissent une attaque toxique typique de la maladie d’Alzheimer. En effet, les familles de gènes activés dans les neurones Alzheimer et les neurones dépourvus de récepteur IGF-1 sont essentiellement les mêmes.
Ceci suggère que, dans les phases précoces de la maladie, un neurone qui fait face à une pathologie de type Alzheimer réussit à mettre en place par lui-même (on parle de réponse endogène) un processus d’autodéfense. Cette réponse endogène n’est cependant pas suffisante à long terme dans un cerveau Alzheimer, et une protection efficace contre la pathologie nécessite une suppression totale des récepteurs IGF-1 des neurones. Reste à découvrir à quel moment cette réponse neuronale cesse d’être efficace face à la maladie.
Ces résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes de la neurodégénérescence de type Alzheimer, maladie qui touche près d’un million de personnes en France. Ces travaux sont primordiaux et proposent un changement de paradigme concernant le rôle de l’hormone IGF-1 dans la progression des pathologies neurodégénératives liées à l’âge : c’est plutôt un blocage de la signalisation IGF à long terme et non pas sa stimulation qui améliorerait la fonction neuronale et la neuroprotection.
Ces travaux, bien qu'encore très fondamentaux, ouvrent une voie nouvelle et prometteuse pour mieux comprendre et combattre la maladie d'Alzheimer. Toutefois, les chercheurs soulignent qu’il y a encore beaucoup de chemin à parcourir. "Nous ne pouvons pas inhiber le récepteur de l’IGF-1 dans le corps entier car cette hormone est essentielle pour d’autres cellules. Par contre, cibler spécifiquement les neurones est une possibilité".
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Inserm
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Une équipe de recherche de l'Inserm, dirigée par le Professeur Nicolas Lévy, a identifié le mécanisme lié à l’accumulation de la progérine, protéine toxique produite au cours du vieillissement, et démontré le potentiel thérapeutique d’une nouvelle molécule – MG132 – pour traiter la progeria, un syndrome rare de vieillissement prématuré et accéléré.
La progeria de Hutchinson Gilford (HGPS) est une maladie génétique extrêmement rare et sévère qui provoque un vieillissement précoce et accéléré des enfants et entraîne leur mort prématurée. Cette maladie concerne 1 naissance sur 10 à 20 millions dans le monde.
Les chercheurs de l'Inserm ont mené une étude avec des cellules d'enfants progeria et du modèle de souris développées pour la progeria et d'autres maladies graves avec vieillissement accéléré.
Ils ont analysé comment la progérine s'accumule sans être dégradée et ils ont découvert une famille de molécules permettant non seulement une très forte diminution de sa production initiale mais aussi son élimination simultanée. « Ces 5 années de travail nous ont permis de découvrir le véritable mécanisme par lequel la progerine s'accumule sans pouvoir être dégradée, ainsi qu'une classe de molécules jusque-là inexploitées dont le potentiel thérapeutique semble majeur » a expliqué le Docteur Karim Harhouri, premier auteur de l'étude.
Ces résultats seront également analysés pour étudier les bénéfices de chaque molécule de la famille identifiée, dans le cadre de maladies génétiques rares, de certains cancers, comme au cours du vieillissement naturel. « Ces travaux s'inscrivent dans la droite ligne de nos recherches dans le domaine des maladies génétiques rares, visant toujours à traduire la connaissance de mécanismes fondamentaux en traitements aussi efficaces que possibles pour nos malades.
Ceci ne peut être obtenu que grâce à la convergence de talents, de métiers, d'expertises, afin de servir une ambition commune, celle de multiplier les traitements efficaces pour nos malades tout en réduisant le temps d'accès ; c'est vers cette philosophie d'une recherche intégrée aux problématiques de soin que nous devons tendre et nous la défendons avec la création de l'institut Genetics Institute for Patients Therapies Innovation and Science (GIPTIS) », explique pour sa part Nicolas Lévy, responsable de l'étude et porteur de l'Institut GIPTIS qui devrait ouvrir en 2020 à Marseille.
Au-delà de son utilisation pour combattre la progeria, cette molécule comme d'autres composés de la même famille, sont en cours d'évaluation pour le traitement d'autres maladies rares ou plus fréquentes et en particulier certains cancers.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Inserm
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Le cancer de la vessie est le cinquième cancer le plus fréquent en France, mais les méthodes utilisées pour sa détection précoce demeurent peu efficaces. Pour améliorer cette situation, VitaDX veut faire entrer l'analyse cytologique – l'observation des cellules présentes dans l'urine afin de détecter les cellules tumorales - dans l'ère du numérique et de l'intelligence artificielle.
La start-up, créée en 2015 à partir de travaux sur l'imagerie de fluorescence menés à l'Institut des sciences moléculaires d'Orsay, veut automatiser le diagnostic précoce du cancer de la vessie grâce à des algorithmes d'analyse d'images et d'apprentissage.
Elle valorise ainsi la nouvelle méthode d'imagerie biologique mise au point au laboratoire, qui détecte de manière plus efficace les cellules tumorales. Un brevet a été déposé en 2009 et VitaDX en détient une licence d'exploitation exclusive. Le but est de poursuivre le développement du logiciel de traitement d'image VisioCyt.
Une première version commerciale est annoncée pour le début de 2020. Elle sera proposée à des grands laboratoires d'analyses médicales. A terme, l'ambition de VitaDX est d'automatiser le diagnostic de nombreux types de cancer (poumons, estomac et thyroïde notamment).
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
PSUD
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On le sait, Lyon est l'un des pôles d'excellence mondiale dans le traitement du lymphome. Et cette compétence reconnue vient d'être à nouveau confirmée par une étude des Hospices Civils de Lyon portant sur les patients atteints de lymphomes B agressifs. Chez ces patients pour qui les traitements traditionnels avaient échoué, un nouveau traitement s'est révélé efficace.
Cette thérapie utilise les cellules immunitaires des patients eux-mêmes, qui sont prélevées puis modifiées. Un gène capable de déceler les cellules cancéreuses et de les tuer est introduit dans les cellules immunitaires du patient avant qu'elles ne soient réintroduites dans son organisme. Cette nouvelle approche thérapeutique permet d'offrir de nouveaux espoirs à certains patients atteints de leucémie ou de lymphomes, qui n'étaient plus réactifs aux traitements traditionnels.
Pour cette étude, 51 patients ont bénéficié de ce nouveau traitement. Les résultats montrent que plus de la moitié ont pu constater une nette régression de la tumeur. Et pour 37 % d'entre eux, la tumeur n'est plus détectée aux examens après trois mois de recul.
Ce traitement immunologique devrait être encore amélioré pour pallier les effets secondaires indésirables comme la fièvre, des chutes de tensions ou des troubles neurologiques. Mais Gilles Salles, professeur au CHU de Lyon, ne veut pas se limiter au traitment des cancers du sang et souhaite également expérimenter ce traitement d’ici deux à trois ans sur des « tumeurs solides » qui peuvent se développer dans n’importe quel tissu : peau, muqueuses, os, organes, et qui représentent 90 % des cancers humains.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
HCL
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Une étude réalisée dans les Facultés de Médecine de Pittsburgh et de Chicago a comparé la densité synaptique dans des échantillons de tissus cérébraux analysés post-mortem chez des schizophrènes et des sujets-témoins. Plus précisément, les auteurs ont analysé des neurones de la couche profonde du cortex auditif (neurones pyramidaux de la couche III).
Cette étude tend à confirmer l’hypothèse dite de « l’overpruning » (élagage excessif) proposée par I. Feinberg en 1982, selon laquelle une raréfaction des synapses à l’adolescence pourrait contribuer au déclenchement de la schizophrénie. Il convient cependant d’affiner cette hypothèse de Feinberg, dans la mesure où l’association épidémiologique observée ici se réfère plus particulièrement à un lien entre une perte sélective des petites épines dendritiques et un facteur de risque génétique de schizophrénie : « seules les plus petites épines dendritiques sont perdues dans la couche profonde III du cortex auditif primaire chez les sujets atteints de schizophrénie, tandis que les épines plus grandes sont conservées. »
On observe que les niveaux d’un peptide, associé au gène de risque pour la schizophrénie CACNB4 se révèlent « inversement corrélés avec la densité des épines plus petites, mais pas des plus grandes », chez les sujets atteints de cette maladie. Et conformément à cette observation, la sur-expression de ce gène CACNB4 dans des cultures neuronales in vitro entraîne une densité plus faible des épines dendritiques les plus petites.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
JIM
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Les probiotiques sont principalement connus pour leurs vertus gastro-intestinales, mais ils pourraient aussi avoir des effets antidépresseurs, selon une étude pilote présentée lors du Congrès international de la biologie psychiatrique.
Ce travail dirigé par Caroline Wallace et coll. (Queen's University, Kingston, Canada), a montré qu'une cure de probiotiques de 4 semaines seulement avait un effet antidépresseur intéressant chez des patients souffrant de symptômes dépressifs légers à modérés n'ayant jamais été traités auparavant. Les bénéfices du mélange de bactéries étaient maintenus à 8 semaines. « Ces données suggèrent que les probiotiques pourraient être efficaces sur les symptômes dépressifs comme l'humeur, l'anhédonie, et les troubles du sommeil », a commenté l'oratrice.
Dans cette étude, à un bras, réalisée en ouvert, 10 patients dépressifs (épisode dépressif en cours), sans traitement, ont reçu une supplémentation quotidienne en probiotique Probio'Stick de Lallemand Health Solutions (mélange des bactéries Lactobacillus helveticus R0052 et Bifidobacterium longum R0175; 3x109 UFC/j).
Les patients ont été évalués pour leurs symptômes dépressifs, notamment l'humeur, l'anhédonie et l'anxiété à l'entrée dans l'étude, à deux semaines, à un mois et à 2 mois. Les troubles du sommeil ont été évalués par un polysomnogramme réalisé en ambulatoire. Les marqueurs moléculaires de l'inflammation, le tryptophane et la sérotonine ont été mesurés à partir d'échantillons sanguins.
Pour les chercheurs, les bénéfices observés seraient médiés par l'interaction entre le microbiote intestinal et le système nerveux central. Les probiotiques agiraient notamment en réduisant l'inflammation et en augmentant le taux de sérotonine.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Medscape
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Le 29 juin 2017, l'opération réalisée par le Professeur Alim-Louis Benabib a fait l'objet d'une communication au WSSFN de Berlin, une rencontre internationale consacrée à la neurochirurgie. "Ce 21 juin, nous opérons un malade tétraplégique en installant deux implants dans son cerveau" explique le neurochirurgien et membre de l'Académie des Sciences, fondateur du centre de recherches biomédicales Clinatec, à Grenoble, lieu de l'opération.
Le but de cette intervention de haut vol est que le patient puisse, à partir de l'enregistrement de son activité cérébrale effectué grâce aux implants de type BCI (Brain computer interface), piloter un exosquelette et remarcher !
"Actuellement, ce malade est totalement dépendant" rappelait le professeur qui, depuis 1987, exactement trente ans, s'efforce, par des systèmes d'implants et de stimulation électrique cérébrale profonde, de soulager des personnes en grande détresse. Tout particulièrement ceux atteints d'une maladie de Parkinson très invalidante et pour laquelle les médicaments n'ont plus d'effets bénéfiques, au contraire.
L’objectif est clair : offrir aux patients tétraplégiques une solution qui leur permette de regagner une mobilité. C’est la première fois qu’un tel dispositif est testé chez l’homme. Car le CHU de Grenoble ne s’appuie pas seulement sur un exosquelette. Il travaille aussi sur une interface qui fait le lien entre les ordres donnés par le cerveau et la machine qui effectue le mouvement.
Pour parvenir à cet échange d’information, deux implants sont posés dans le cerveau, entre les méninges et la boîte crânienne. Ils sont équipés de 64 électrodes, précise le magazine. Ceux-ci enregistrent l’activité cérébrale et la transmettent à une machine dont l’algorithme assure la traduction pour faire bouger l’exosquelette. « Nous avons l’autorisation d’opérer cinq malades », explique le Professeur Benabid.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Pourquoi Docteur
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Recherche & Innovation, Technologies, Transports
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L'Institut de recherche technologique (IRT) Saint Exupéry, à Toulouse, vient de lancer son plus gros projet de recherche collaborative, HighVolt, pour accompagner les industriels dans le développement des nouvelles générations de composants et systèmes électriques, pour un avion plus électrique. Airbus, Alstom, Safran, Akka Technologies et Sogeti font partie de l'aventure, avec plusieurs autres acteurs majeurs du secteur.
Avec un budget de 10,6 millions d'euros sur 4 ans et près d'une quinzaine de partenaires, le projet de recherche collaborative HighVolt est à ce jour le plus gros projet piloté par l'IRT Saint Exupéry, à Toulouse. « Son ambition est de mutualiser les moyens et les compétences pour accompagner les filières aéronautique, automobile et ferroviaire dans leur transition vers le plus électrique », explique Ariel Sirat, directeur général de l'IRT Saint Exupéry.
Outre deux partenaires académiques, le Laplace (Laboratoire plasma et conversion d’énergie), une unité mixte CNRS/INP de Toulouse/Université Paul Sabatier et le LSEE (Laboratoire systèmes électrotechniques et environnement) de l'Université d’Artois, HighVolt rassemble déjà 12 industriels.
Parmi eux : Airbus, Alstom, Liebherr Aerospace, Safran, Latelec (filiale de Latécoère spécialisée dans le câblage et les systèmes d'interconnexion), Akka Technologies, Sogeti, ou encore Nidec Leroy-Somer, mais aussi des startups, telles que Nawa Technologies, basée à Aix-en-Provence et spécialisée dans les dispositifs de stockage d'électricité de nouvelle génération.
L'un des enjeux du projet HighVolt est d'accompagner les ruptures technologiques nécessaires à l'augmentation des tensions et des puissances électriques pour aller progressivement de l'avion plus électrique vers l'avion tout électrique. Le projet HighVolt devrait concentrer ses travaux sur les tensions supérieures à 500V et les systèmes embarqués hors propulsion. L'idée est aussi de valoriser les synergies entre l'aéronautique, l'automobile et le ferroviaire.
« Les travaux, conduits en lien avec les laboratoires de recherche, vont permettre de mieux comprendre les phénomènes physiques, telles que les décharges partielles, qui concourent au vieillissement prématuré des composants et des isolants, et d'accompagner le développement de nouveaux composants et systèmes, plus performants et plus robustes », souligne Ariel Sirat.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Industrie & Technologies
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