Cette semaine, je reviens, comme chaque année, sur le palmarès toujours intéressant des dix innovations marquantes pour 2024, sélectionnées par le prestigieux MIT de Boston, sans doute le meilleur centre de recherche technologique du monde. Sur ces dix innovations, on remarquera que la moitié concerne les technologies numériques, trois le secteur de l’énergie et deux le domaine des biotechnologies.
S’agissant de la sphère numérique, le MIT a d’abord retenu, on ne s’en étonnera pas, l’intelligence artificielle générative, qui est en train de se diffuser partout de manière fulgurante. Des centaines de millions de personnes interagissent à présent directement avec des outils génératifs comme ChatGPT qui produisent du texte, des images, des vidéos. Lorsqu’OpenAI a lancé une application web gratuite appelée ChatGPT en novembre 2022, personne ne savait ce qui allait arriver. Dès janvier 2023, ChatGPT était devenue l’application Web à la croissance la plus rapide de tous les temps, offrant à toute personne disposant d’un navigateur l’accès à l’un des réseaux neuronaux les plus puissants jamais construits. Face à ce déferlement, Microsoft et Google ont immédiatement dévoilé des plans rivaux visant à combiner les chatbots avec le Net et les outils numériques.
L’objectif de ces géants numériques est de rendre incontournables leurs assistants basés sur des chatbots, en les intégrant dans leurs logiciels de bureau. Ces nouveaux outils peuvent, entre autres, résumer les mails, rédiger des synthèses pointues, faire d’excellents comptes-rendus de réunions ou encore générer des diaporamas complets en quelques secondes. Microsoft et Meta ont également publié des modèles de création d’images qui permettent aux utilisateurs de générer des images partageables en un clic.
De manière révélatrice, le dernier CES de Las Vegas, qui vient de se terminer, il y a moins d’un mois, a également consacré ce triomphe de l’IA. Le géant sud-coréen de l’électronique LG a par exemple présenté un nouveau petit robot sur roulettes, capable d’interagir avec les membres du foyer, de leur rendre de nombreux services et de leur délivrer une multitude d’informations utiles : rendez-vous à venir, médicaments à prendre, météo, horaires d’un magasin… Le constructeur automobile Volkswagen a présenté ses premiers véhicules avec ChatGPT intégré à son assistant vocal. Cet outil permettra au conducteur d’obtenir des réponses précises à des réponses complexes.
Toujours dans le cadre de ce CES 2024, la start-up Zoe Care, lancée en 2022, a présenté Zoe Fall, "l'assistant invisible pour la bonne santé des séniors". Cet outil utilise le Wi-Fi (et non la caméra, ce qui préserve l’intimité) pour reconnaître les mouvements, détecter les chutes, ou prévenir les soignants en cas d'urgence. « Nous sommes persuadés que notre technologie peut changer la vie de millions de seniors en permettant leur maintien à domicile et en leur apportant la sérénité dont ils ont besoin au quotidien », affirme Thomas Saphir, cofondateur et CEO de la start-up.
La jeune société française Ontbo a mis au point, après plusieurs années de recherche, une IA capable d'analyser les données émotionnelles des personnes. Cet outil d’analyse émotionnelle intéresse le secteur du commerce car il peut personnaliser et améliorer la relation client dans de nombreux domaines, comme la grande distribution, la banque ou le prêt à porter
La deuxième innovation retenue par le MIT est l’Apple Vision Pro, qui ambitionne de révolutionner les jeux et loisirs video. Il s’agit d’un casque de réalité mixte qui marque une étape importante dans la technologie d’affichage. Ce nouveau casque de réalité virtuelle est doté de deux écrans haute définition en 4K ; il embarque de multiples capteurs et caméras pour situer l’utilisateur dans l’environnement. Ce casque propose également, pour parfaire l’immersion, un son Audio spatial à ses utilisateurs. L’Apple Vision Pro s’appuie sur deux puissants microprocesseurs, le M2, déjà présent sous le capot des iPad Pro et des MacBook Air, et le R1 pour le graphisme. Cette électronique permettra notamment de passer des appels visio, avec l’app FaceTime ou avec Zoom.
Troisième innovation, les chiplets. Alors que la miniaturisation des transistors devient de plus en plus coûteuse et complexe et approche de ses limites physiques, les chiplets apparaissent comme une nouvelle solution. Ces petites puces spécialisées, qui sont gravées sur un même processeur, ont révolutionné l’électronique depuis 5 ans et ont notamment permis à AMD de passer devant Intel. Elles peuvent être reliées entre elles pour remplir les fonctions d’une puce conventionnelle, mais avec une souplesse, une efficacité et une vitesse bien supérieures, annonçant une nouvelle ère dans l’informatique. Le marché des Chiplets a d’ailleurs été multiplié par huit depuis cinq ans, pour atteindre 2,5 milliards d’euros et, selon Omdia, ce marché pourrait atteindre 57 milliards de dollars à l’horizon 2035, principalement tiré par des puces composites, qui combinent de multiples applications.
La quatrième innovation est l’ordinateur exaflopique ou informatique exascale. Il s’agit de nouvelles machines capables d’effectuer plus d’un milliard de milliards d’opérations par seconde (un exaflop). Cette avancée devrait révolutionner la recherche scientifique. En 2024, l'Union européenne franchira une étape significative dans le domaine de la recherche scientifique avec la mise en service de Jupiter, (Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research), une machine annoncée comme le supercalculateur le plus puissant du monde, surpassant tous ses concurrents, en Chine et aux États-Unis.
Ce projet ambitieux est une collaboration entre l'Union européenne et des entreprises privées. Jupiter sera installé sur le campus du centre de recherche de Juliers en Allemagne, exploité par le centre de supercalcul de Juliers. Cette initiative permettra à des chercheurs et entreprises européens de réaliser des simulations climatiques à haute résolution à l'échelle mondiale, ouvrant de nouvelles perspectives dans le domaine de la modélisation climatique. Le supercalculateur Jupiter, avec ses capacités exaflopiques, devrait également contribuer de manière significative au développement de médicaments et de matériaux innovants. Avec un tel outil, l'Europe s’affirme comme un acteur majeur dans la course aux supercalculateurs. En 2025, la France prévoit d'accueillir le deuxième supercalculateur européen exaflopique, consolidant ainsi sa position en tant que leader technologique sur la scène mondiale. Ce second supercalculateur a été baptisé Jules Verne. Ces initiatives européennes arrivent dans un contexte concurrentiel fort dans le domaine de l’exascale, dominé par les Etats-Unis qui ont été les premiers à mettre en service en 2022, dans le Laboratoire National d'Oak Ridge (Tennessee), une machine exaflopique, avec leur ordinateur Frontier, conçu par Cray, basé sur des processeurs AMD (qui équipent à présent la moitié des dix ordinateurs les plus puissants du monde) et capable d’atteindre la vitesse vertigineuse de 1,5 exaflops.
La cinquième innovation concerne les plates-formes de médias sociaux décentralisées. Le paysage des médias sociaux est en train d’être bouleversé avec l’essor des plates-formes décentralisées. À la suite de l’acquisition de Twitter par Elon Musk, des plates-formes comme Bluesky et Threads ne cessent d’étendre le nombre de leurs utilisateurs. Contrairement aux médias sociaux les plus utilisés tels que Facebook, Instagram ou encore LinkedIn, ces médias sociaux décentralisés fonctionnent sur le schéma du peer-to-peer : chaque machine connectée à Internet via la blockchain, ou chaque utilisateur, représente un serveur à part entière. Cette architecture en nœuds confère une fiabilité extrême à ces réseaux et permet également une excellente protection des données personnelles et de la vie privée.
La sixième innovation concerne les cellules solaires haute performance de nouvelle génération. Les panneaux solaires traditionnels convertissent la lumière du soleil en électricité grâce à l’effet photovoltaïque, mais présentent souvent des inconvénients tels que des coûts élevés, une construction rigide et une intégration difficile dans les bâtiments ou les appareils. Le nouveau type de cellule solaire ultra-mince et flexible du MIT représente une étape-clé pour surmonter ces défis. La clé de la cellule solaire à couche mince du MIT réside dans les structures cristallines à l’échelle nanométrique, qui peuvent capter la lumière de manière plus efficace. Le résultat est un film en polymère plastique de seulement un micron d’épaisseur.
Cette nouvelle technologie de cellule solaire du MIT permet d’atteindre à la fois un rendement élevé et une polyvalence sans précédent en tirant parti de la puissance des nano-cristaux photoniques. Ces cellules pourraient atteindre une efficacité comparable à celle des panneaux rigides tout en ouvrant de nombreuses autres applications. Leur légèreté et leur flexibilité permettent en effet une intégration directe sur de multiples surfaces. Pour une installation solaire typique sur le toit d’environ 8 000 watts, ces cellules n’ajouteraient qu’environ 20 kg au toit d’une maison. Mais le plus surprenant, c’est la durabilité de ces cellules qui conservent encore plus de 90 % de leurs capacités initiales de production d’énergie après 500 pliages.
L’énergie solaire est une composante cruciale dans la lutte contre le changement climatique et il est capital de concevoir des panneaux solaires à la fois plus efficients, plus souples et moins onéreux. L’ajout d’une couche de minuscules cristaux aux panneaux solaires est un développement prometteur qui pourrait augmenter considérablement leur efficacité dans la conversion de la lumière du soleil en électricité. Selon une récente étude prospective de l’AIE, la production d’électricité solaire pourrait être multipliée par quinze d’ici 2050, pour dépasser les 22 000 TWH, soit la moitié de la production mondiale d’électricité prévue à cette échéance. Dans une telle perspective, on comprend mieux l’immense intérêt de ces nouvelles générations de cellules solaires minces, flexibles et bon marché qui pourraient permettre d’accélérer sensiblement la décarbonation du mix énergétique mondial.
La septième innovation concerne les systèmes géothermiques améliorés. L’énergie géothermique constitue une ressource propre et illimitée, mais elle reste sous-utilisée en raison de défis techniques à surmonter. Cependant, les progrès des techniques de forage permettent désormais d’exploiter plus profondément et plus efficacement la chaleur de la Terre, marquant ainsi un bond significatif dans la production d’énergie propre. Une centrale géothermique de nouvelle génération, développée conjointement par Google et Fervo Energy, a commencé à envoyer de l’électricité sans carbone au réseau du Nevada. Ce projet d’une puissance de de 5 mégawatts, appelé Project Red, fournit désormais de l’électricité directement à Las Vegas. Contrairement aux centrales géothermiques conventionnelles, qui exploitent la chaleur trouvée près de la surface de la terre, Fervo utilise des techniques de forage avancées pour accéder à des ressources plus profondes ou plus difficiles à atteindre que les sources chaudes ou les geysers.
Aux États-Unis, l’énergie géothermique ne fournit qu’environ 3 700 MW d’électricité, soit 0,5 % de la production totale d’électricité aux États-Unis. Mais, selon le département américain de l’Énergie, la géothermie pourrait fournir potentiellement 90 GW d’énergie ferme et flexible au réseau américain d’ici 2050, soit plus de 10 % de la consommation électrique américaine. Le projet de Fervo utilise des techniques de forage horizontal et des outils de détection à fibre optique issus de l’industrie pétrolière et gazière. Sur le site géothermique, deux puits atteignent 2,5 km de profondeur, puis se connectent à des conduits horizontaux. En juillet, Fervo a annoncé qu’elle avait réalisé avec succès un test de puits à grande échelle dans le Nevada, qui a confirmé la viabilité commerciale de sa technologie qui permet d’exploiter de la vapeur à 200 degrés. Pour augmenter la capacité géothermique des États-Unis, le gouvernement fédéral s’est fixé pour objectif de réduire le coût de l’électricité provenant des systèmes géothermiques améliorés à 45 dollars par mégawattheure d’ici 2035, soit une baisse de 90 % par rapport aux prix actuels.
La huitième innovation concerne les pompes à chaleur double flux, capables à la fois de chauffer et de refroidir bâtiments et habitations. Les pompes à chaleur actuelles reposent sur la compression et ont fait de gros progrès, avec l’arrivée de pompes à puissance variable et de réfrigérants à bas point d’ébullition. Mais demain, un nouveau type de pompe à chaleur pourrait révolutionner la production propre d’énergie : les pompes à chaleur électrocaloriques à semi-conducteurs. Ces pompes ne nécessitent aucun fluide frigorigène et promettent des rendements plus élevés, de l’ordre de 85 %, au lieu de 50 % pour les pompes à compression. La généralisation de ces pompes à chaleur de nouvelle génération, couplées aux énergies renouvelables, pourrait permettre à terme de diminuer de moitié, à niveau de chauffage ou de climatisation égal, la consommation des bâtiments qui représente 40 % de l’énergie utilisée dans le monde et 40 % des émissions humaines de CO2.
J’en arrive maintenant aux deux dernières innovations de ce classement 2024 du MIT, le premier traitement par édition génomique et les nouveaux médicaments amaigrissants. La technologie CRISPR vient de réaliser une avancée majeure, avec le premier traitement d’édition de gènes approuvé pour la drépanocytose. Si ce nouveau traitement a reçu cette autorisation de l'Agence de santé britannique, c’est parce que la drépanocytose est une maladie courante : elle concerne environ 30 000 personnes en France et 300 000 naissances chaque année à travers le monde. Une unique mutation génétique entraîne une déformation des globules rouges : au lieu d’être arrondis, ils prennent une forme de faux. En premier lieu, cela conduit à leur destruction et donc à une anémie. Par ailleurs, ces globules rouges, plus rigides, se déplacent moins bien dans les petits vaisseaux sanguins, et obstruent les organes, provoquant d’intenses douleurs.
Les seuls traitements disponibles consistent en des transfusions sanguines qui permettent de remplacer les cellules anormales, mais ce traitement n’est pas curatif et doit être renouvelé tous les 15 jours. Quant à la greffe de moelle osseuse, c’est une intervention lourde, qui nécessite d'avoir un donneur compatible. Ce nouveau traitement nommé Casgevy, développé par la société CRISPR Therapeutics, a été testé avec succès chez des patients atteints par cette maladie. Les résultats cliniques sont vraiment spectaculaires : la plupart des patients n'ont plus de crise douloureuse et n’ont plus besoin de recevoir des transfusions de globules rouges. Mais surtout, il n'aurait donc fallu que onze ans entre la découverte de cet outil, qui a valu le Nobel de chimie à Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier, et la première thérapie opérationnelle utilisant CRISPR-CAS9.
Enfin, dixième et dernière innovation retenue par le MIT, les nouveaux médicaments amaigrissants, très prometteurs, comme le Mounjaro et le Wegovy, qui se sont révélés particulièrement efficaces, non seulement dans la gestion du poids, mais aussi dans la réduction potentielle des risques de crises cardiaques et d’accidents vasculaires cérébraux liés au surpoids. Ces nouvelles molécules, qui sont proches d’une hormone impliquée dans la régulation de l’appétit, le glucagon-like peptide 1 (GLP-1), appartiennent à une nouvelle classe de médicaments utilisés depuis quelques années contre le diabète de type 2. Ils ressemblent chimiquement à une hormone impliquée dans la régulation de l’appétit, le glucagon-like peptide 1 (GLP-1). Les essais cliniques ont monté que ces nouveaux médicaments sont d’une efficacité sans précédent et permettent de perdre jusqu’à 15 kg, après un an de traitement. Alors qu’on estime que deux milliards d'adultes (39 % de la population mondiale) sont à présent en surpoids, dont 650 millions sont obèses (13 % de la population mondiale), on voit à quel point cette nouvelle génération de médicaments constitue une vraie révolution thérapeutique et peut contribuer à surmonter ce défi sanitaire mondial que représente le surpoids et son cortège de pathologies associées.
Ces dix technologies retenues par le MIT sont appelées à révolutionner le secteur numérique, le domaine de l’énergie et du climat et les sciences médicales et biologiques. Il est frappant de constater que la majorité de ces innovations de rupture n’auraient pas été possibles si elles ne s’étaient pas appuyées sur des recherches théoriques et fondamentales souvent réalisées il y a plusieurs décennies. C’est pourquoi il est si important, si nous voulons continuer à réaliser des avancées majeures qui transformeront et amélioreront la vie des hommes, que nous sachions raisonner sur le temps long et investir dans des projets et programmes de recherche à très long terme, sans en attendre de profits immédiats. A cet égard, la révolution quantique en cours nous montre que les ruptures théoriques finissent toujours par se traduire par des progrès techniques décisifs…
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
e-mail : tregouet@gmail.com
