Le tourisme spatial, c’est maintenant !

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L’aventure du tourisme spatial sub-orbital a réellement commencé grâce à l’entreprise Scaled Composites qui a remporté le Prix Ansari X et ses 10 millions de dollars en 2004. Il y a 10 ans, la société parvenait à envoyer, deux fois en 15 jours, l’avion spatial SpaceShip One à 100 km d’altitude, avec deux passagers et un pilote à son bord.

Virgin Galactic en tête d’affiche

Depuis, Virgin Galactic a développé Spaceship Two. L’avion spatial devrait emmener 6 passagers et 2 pilotes à environ 110 kilomètres d’altitude. Le principe est simple : l’avion spatial est lâché à environ 14 km d’altitude par un avion porteur (WhiteKnightTwo). Il entame alors une ascension verticale propulsé par son moteur-fusée jusqu’à 110 km d’altitude. Sa vitesse devient alors nulle et il commence à retomber, sans se maintenir en orbite. Sa chute, en quasi absence d’atmosphère et faible vitesse n’est pas freinée. Les passagers se trouvent alors en situation d’apesanteur pendant environ 5 minutes. Lorsque la densité d’air est suffisante, il achève son vol à la manière d’un planeur.

Le premier vol expérimental de Spaceship Two a eu lieu le 10 octobre 2010. Des vols expérimentaux sont encore en cours et 5 avions spatiaux de ce type devraient emmener les touristes à l’avenir. Mais pour l’instant, SpaceShip Two n’a pas réussi à voler au-delà de 21 640 mètres, record atteint en janvier 2014. Selon le site parabolicarc, ce vaisseau ne pourra atteindre qu’une altitude située autour de 80 km au lieu des 110 km initialement annoncés. Il ne reste donc plus qu’à attendre les prochains tests pour connaître ses performances réelles.

Néanmoins, Virgin Galactic se rapproche du premier vol commercial dans l’espace. En mai 2014, l’Agence fédérale américaine de l’aviation (FAA) lui a en effet donné son feu vert pour débuter les vols spatiaux depuis la base américaine de Virgin Galactic dans le Nouveau Mexique. Ce premier accord sur le contrôle aérien couvrant les vols spatiaux permettra de faire cohabiter le trafic aérien habituel avec ces vols vers l’espace.

Virgin Galactic aurait déjà vendu près de 700 billets pour des voyages dans l’espace, à 250 000 dollars l’unité.

XCORE Aerospace également dans la course

La société californienne XCORE Aerospace propose des voyages sub-orbitaux d’une heure dont 5 minutes en apesanteur. Elle utilise pour ce faire deux modèles de navettes à deux places : le pilote astronaute et un passager unique. Deux versions sont prévues : le « Lynx Mark I » devrait atteindre une altitude de 61 km et le « Lynx Mark II » une altitude de 103 km. Les vols avec la première navette, vendus au prix de 95 000 dollars, sont prévus pour le quatrième trimestre 2015. Les passagers ayant choisi un vol dans la seconde navette devront débourser 100 000 dolars et attendre 2016.

Observer la courbure de la Terre ?

Dès 2016, World View Experience propose d’observer la courbure de la Terre à bord d’une nacelle emmenée par un ballon. La nacelle emportera 6 passagers et 2 pilotes . L’ascension devrait durer plus de deux heures jusqu’à 36 km d’altitude. La capsule se détachera ensuite du ballon et entamera une descente de 20 à 40 minutes. Vous pouvez déjà réserver votre billet pour 75 000 dollars.

Avec zero2infinity et son ballon « bloon », l’idée est également d’observer la courbure terrestre pour une croisière de deux heures. Vous pouvez déjà réserver votre billet pour 110 000 dollars.

Aller plus loin ?

Rêvons un peu plus.

Le milliardaire Robert Bigelow veut proposer de vrais séjours dans l’espace à travers sa société Bigelow Aerospace. Cette dernière développe des modules gonfables habitables pour des séjours de plusieurs semaines. Elle développe même sa propre station spatiale : la Bigelow Next-Generation Commercial Space Station. Les premièrs composants pourraient être lancés dès cette année.

Space Adventures et l’Agence spatiale russe Roscosmos prévoient une mission habitée qui s’approchera à 100 km de la Lune. Le départ est prévu pour 2017. L’équipage est complet avec deux touristes et un cosmonaute russe comme pilote. Le prix du billet ? 150 millions de dollars.

Enfin, le millionnaire américain Dennis Tito projette le décollage le 5 janvier 2018, d’une mission habitée autour de Mars, sans atterir. Un alignement spécial des planètes permettra alors de faire le voyage aller/retour en 501 jours. Sa fondation « Inspiration Mars » prévoit de recruter un homme et une femme pour effectuer ce voyage.

Par Matthieu Combe, journaliste scientifique

La NASA expérimente un potager dans l’espace

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Le 10 juin 2014, l’astronaute Steve Swanson terminait la récolte des premières salades de l’espace ! Cela achève l’expérimentation Veg-01, la première expérience du genre utilisant la plateforme « Vegetable Production System » ou « Veggie ». « Notre objectif final est la production alimentaire, et Veggie est notre première étape pour que la NASA soit en mesure de réaliser des systèmes de production alimentaire pour l’espace », explique Gioia Massa, scientifique chargée du projet, sur le site de la Nasa.

Le 18 avril dernier, la capsule Dragon transportant l’appareil et de la nourriture s’était envolée depuis Cap Canaveral, en Floride. Il s’agissait du troisième lancement de capsule Dragon réalisé par la société privée SpaceX pour le compte de la NASA. Veggie avait été intégré début mai au laboratoire européen Columbus de l’ISS.

Une première expérience

L’expérience s’est déroulée dans la chambre de croissance Veggie, sous des LED rouges, bleues et vertes pendant 33 jours. Cette première étude dans l’espace s’est concentrée l’efficacité du matériel Veggie pour faire pousser six plants de laitue romaine rouge dans un environnement de vol spatial. Pour ce faire, tous les besoins des plantes sont contrôlés et suivis.: aération, chauffage, éclairage, engrais, irrigation…

La culture a été effectuée en apesanteur, ce qui ne semble pas, à première vue, avoir freiné le développement des plantes. Mais la NASA craint que les salades soient un nid propice au développement des microbes présents dans l’espace. Cette fois-ci, les laitues ne seront donc pas consommées par les membres d’équipage. Elles seront congelées à -80°C, en attendant d’être envoyées sur terre à l’automne. Les échantillons seront récupérés lors du quaitrème vol de réapprovisionnement de SpaceX.

Quelles suites pour Veggie?

Le système de croissance Veggie est désormais disponible pour d’autres expériences : plusieurs projets sont actuellement en cours d’évaluation. « Nous avons une liste d’autres cultures qui pourraient bien pousser dans Veggie selon nous », prévient Gioia Massa. « Nous sommes même en train de faire quelques recherches sur les pruniers nains pour voir s’ils pourraient se développer dans Veggie », précise-t-elle.

La prochaine expérience est d’ores et déjà prévue après le cinquième réapprovisionnement de SpaceX. Elle utilisera Veggie pour faire pousser des arabidopsis, des petites plantes à fleurs ressemblant à la moutarde et au chou. L’arabidopsis est d’un intérêt particulier pour les biologistes car son génome est entièrement connu depuis 2000. Toute modification dans son génome à cause de l’environnement spatial serait donc facilement observable.

Veggie pourra ensuite également être utilisé par les astronautes pour des activités de jardinage de loisirs pendant les missions spatiales de longue durée.

Que mangent les astronautes actuellement?

Durant plusieurs mois, les astronautes ne mangent que de la viande lyophilisée et des fruits et légumes en boîte, ce qui ne participe pas au bon moral des troupes… L’équipage reçoit bien quelques fruits et légumes frais lorque les missions de ravitaillement arrivent à l’ISS, mais les quantités sont limités et les réserves sont consommées rapidement.

Les aliments autorisés par la NASA dans l’espace comprennent les produits déshydratés, les produits thermostabilisés en boîtes ou les plats préparés, les aliments à humidité intermédiaire (fruits ou viande séchés), les aliments sous leur forme naturelle (noix, céréales), les viandes ionisées (steaks, fajitas, saucisses…), les condiments (ketchup, mayonnaise, moutarde, sel, poivre…) et diverses boissons (sodas, jus de fruits, café, thé…). Des fruits et des légumes fraîchement cueillis ne seront donc pas de refus !

Liste de la nourriture acceptée par la NASA : http://www.nasa.gov/pdf/190544main_SFN_Appendices.pdf

Par Matthieu Combe, journaliste scientifique

Une ceinture solaire autour de la lune en 2035 ?

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Une « ceinture » de 10 920 kilomètres

Un réseau de cellules solaires mesurant jusqu’à 40 kms entourerait l’équateur lunaire. L’énergie produite à partir de ces cellules serait transférée aux stations terrestres de réception grâce à des antennes de 20 kms de diamètre. Cette transmission serait assurée par une balise de guidage.

La construction de Luna Ring

La majorité des ressources nécessaires à la construction de la ceinture solaire serait fournie par la lune elle-même. L’eau et le ciment seraient produits à partir d’éléments constitutifs du sol lunaire quand l’hydrogène serait importé. Quant aux ouvriers, ils seraient embauchés sur Terre. Mais inutile de poser votre candidature : seuls des robots télé-opérés sont envisagés.

Voir la vidéo du projet Luna Ring

Une production d’énergie illimitée

Contrairement aux panneaux photovoltaïques classiques installés sur Terre, la quantité d’énergie produite par les cellules solaires disposées autour de la lune ne dépendrait pas des variations météorologiques. Luna Ring pourrait fournir de l’énergie solaire, partout dans le monde, 24h/24 !

Est-ce possible ?

Oui, en théorie. Mais cette idée exceptionnelle pourrait rappeler d’autres projets, finalement avortés, de cette même compagnie. Par le passé, Shimizu a déjà imaginé : une cité botanique autosuffisante flottante, un réseau urbain sous-terrain, la création d’un lac au beau milieu d’un désert, un hôtel dans l’espace…
Véritables projets ou doux rêves ?

Cité botanique autosuffisante flottante

Un hôtel dans l’espace

Des lacs dans le désert

Réseau urbain sous-terrain

Consulter le communiqué de Shimizu Corporation sur Luna Ring

Par Iris.T

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Ressources énergétiques et stockage

Les scénarios à l’étude pour capturer ou dévier un astéroïde

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Évidemment, on y songe pour ainsi dire jamais, à ce risque qui plane au-dessus de nos têtes, ce risque que le ciel nous tombe sur la tête – pour reprendre la fameuse citation des Gaulois. Bien sûr, il est normal que cela ne rentre pas dans nos préoccupations quotidiennes car il y a vraisemblablement peu de chances qu’une chute d’astéroïdes se produise, sans crier gare, sans que les astronomes s’en aperçoivent. La Nasa surveillerait plus d’un millier de gros astéroïdes (ceux de plus de 1 kilomètre de diamètre seraient en grande partie recensés).

La plupart du temps, les géocroiseurs, ces astéroïdes ou météorites qui frôlent l’orbite terrestre, ne sont pas dangereux. Heureusement car les astronomes en dénombrent environ 9 000. S’ils ne dépassent pas les 20 mètres de diamètre, ils se désagrègent généralement dans l’atmosphère en une flopée d’étoiles filantes. Mais parfois, il arrive tout de même qu’ils parviennent jusqu’à la Terre comme ce fut le cas en février 2013. Des fragments de météorite avaient atteint la région de Tcheliabinsk en Russie et avaient fait un millier de blessés, résultat des vibrations liées aux explosions dans les basses couches de l’atmosphère.

À peu près à la même période, la Nasa surveillait au grain le passage de l’astéroïde Apophis tout près de la Terre (à environ 30 000 kilomètres). Il faut dire que son gabarit donne des raisons de s’inquiéter puisque ses 325 mètres de diamètre pèsent environ 50 millions de tonnes. Sa chute pourrait avoir des conséquences désastreuses et engendrer une hécatombe : de 5 à 100 millions de morts. Il est censé revenir en avril de l’année 2029 ainsi qu’en 2036 mais selon toute probabilité, il n’entrera pas en collision avec la Terre à ce moment-là. Ce qui nous est profitable, la chute libérerait 25 000 fois plus d’énergie que la bombe lancée à Hiroshima le 6 août 1945.

Le rythme des impacts est discutable. D’après la fondation américaine B612, composée d’anciens astronautes, la météorite TCB (Tunguska Cosmic Body) qui ravagea les forêts de Sibérie en 1908 est un incident susceptible de se produire une fois tous les cent ans. Une donnée dont nous ne pouvons pas être certain. L’intervalle entre les impacts variant selon les spécialistes. Rusty Schweickart, qui est également un ancien astronaute, estime plutôt que « ce type d’impact se produit une fois tous les 250 ou 300 ans ». Quoi qu’il en soit, le risque existe et c’est la raison pour laquelle, la fondation B612 cherche 450 millions de dollars; afin de construire un télescope pour détecter tous les astéroïdes potentiellement dangereux. En fonction de la taille du rocher, c’est une région, un pays, un continent qui pourrait être transformé.

Cela ne veut pas dire que les petits astéroïdes ne sont pas menaçants, au contraire, ils le sont également car ils sont très peu visibles, même pour les télescopes modernes. Or, plus les chercheurs parviennent à les détecter tôt, plus ils ont de chances d’agir en conséquence. Pour rappel, entre 2000 et 2013, 26 météorites d’une puissance de plus d’une kilotonne de TNT ont explosé dans l’atmosphère.

Comment s’y prendre pour détourner un astéroïde ?

Parmi les scénarios qui ont été imaginé, l’emploi d’une bombe nucléaire n’est pas celui qui est retenu. Trop aléatoire, cette méthode pourrait faire plus de mal que de bien. Si les charges étaient mal réparties, ou mal calibrées, l’astéroïde pourrait se transformer en de nombreux débris spatiaux très dangereux. En ultime recours, une charge pourrait être positionnée à une distance idoine de l’astéroïde dans l’espoir de dévier sa trajectoire sous l’effet du souffle occasionné par l’explosion.

La solution la plus couramment envisagée est celle consistant à le dévier en propulsant un projectile appelé « impacteur cinétique » près de son centre. Toutefois, si l’opération apparaît commode sur le papier, c’est une autre paire de manches en pratique. Déjà, il est nécessaire de repérer longtemps à l’avance l’astéroïde menaçant. « Plusieurs années sont nécessaires pour dévier un astéroïde de sa trajectoire ». Si tel est le cas, un satellite mis en orbite doit l’examiner afin « de déterminer le point d’impact, avec une précision de l’ordre d’un mètre ». La difficulté réside dans la précision de cette collision car l’astéroïde et l’impacteur cinétique (10 km/s) ont tous deux des vitesses élevées et ils se révéleront de fait compliqués à guider. De plus, il faudrait attendre les derniers instants pour connaître avec exactitude l’emplacement de la cible d’impact, ce qui rajoute une complexité supplémentaire.

Une autre possibilité, un peu farfelue (un peu seulement), serait d’attirer l’astéroïde à l’aide d’un « tracteur gravitationnelle » dans le but de le détourner de sa route. En l’occurrence, un satellite massif pourrait jouer ce rôle. Cependant, même un satellite assez lourd n’aurait qu’une faible incidence. Cette action ne peut donc être utile que sur le long terme, à condition d’avoir pris le problème suffisamment tôt. Le centre Carl Sagan de Palo Alto (Californie), en collaboration avec le projet européen NEOShield étudierait cette idée.

Enfin, trois autres solutions très étranges, ont jailli d’on ne sait où. L’une d’elles consiste à repeindre en blanc ou en noir l’astéroïde. En changeant sa surface, l’idée est de modifier sa manière de réfléchir la lumière solaire et ainsi d’influer sur sa vitesse. Mais cela reste très marginal. La seconde solution, quant à elle, serait de construire une voile immense capable d’utiliser le vent solaire (minime) et de la fixer aux bords de l’astéroïde. Devrait-on l’appeler bateau spatial si ce concept devait être mis en application ? La dernière est aussi la plus digne de figurer dans un film de science-fiction. Des ingénieurs britanniques ont pensé à bombarder de rayons laser l’astéroïde pour changer son état, de solide à gazeux, le faisant « maigrir ». Cela aurait pour effet de modifier sa trajectoire.

Capturer un astéroïde, oui, mais pourquoi ?

La Nasa compte développer un nouveau projet de capture d’astéroïde et de le financer à hauteur de 105 millions de dollars. Il consiste à repérer un astéroïde de 7 à 10 mètres de long, puis de le « remorquer » jusque dans l’orbite de la Lune afin de s’en servir ultérieurement pour aller sur Mars. L’idée aurait été soufflée par le président Barack Obama lui-même.

Le projet comporte différents challenges : il « combine l’exploitation minière d’un astéroïde, le développement de techniques pour en détourner un, ainsi que la fourniture d’un lieu pour développer les possibilités d’aller sur Mars ».

Les astéroïdes sont des terres fertiles en métaux précieux, car leurs petites tailles les ont en principe préservé de la différenciation planétaire. C’est-à-dire qu’ils n’ont pas subi de réorganisation de couches en fonction des densités sous l’effet d’une très forte chaleur (les matériaux les plus denses s’agglutinent au centre pour former le noyau, les moins denses constituent la croûte). C’est pour cela que l’exploitation minière d’un astéroïde présente tant d’intérêt et pour cette raison qu’un kilomètre cube d’astéroïde aurait une valeur marchande de 5 000 milliards d’euros.

Par Sébastien Tribot

En 40 ans, le Royaume-Uni aura consommé l’essentiel de ses réserves pétrolières aisément exploitables

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Si les productions de gaz restent encore soutenues (57 mrds de m3 en 2013) et pourraient profiter d’une embellie avec l’exploitation des gaz de schistes, il n’en est pas de même avec les productions de pétrole qui affichent une décroissance rapide et semble-t-il inéluctable (Figure.1) avec des productions proches des 3 millions de barils par jour en 1999 et ramenées à 0,87 million de barils par jour en 2013.

Figure;1 : Production de pétrole en Grande Bretagne en milliers de barrils par jour (BP, 2014)

Les dernières nouvelles sur ces productions des plateformes en Mer du Nord sont particulièrement alarmantes en raison d’une pénurie locale d’énergie disponible sous forme de gaz naturel qui les priverait d’une partie des injections d’eau dans les nappes, injections nécessaires à l’extraction des réserves de pétrole et de gaz associés encore enfouies. Certaines de ces plateformes seraient sur le point d’être abandonnées par manque de ressources énergétiques. C’est le serpent qui se mord la queue.

Dans de telles conditions, il est raisonnable de se poser des questions sur la pérennité des cotations du baril de BRENT à Londres, dont une très large part est, il est vrai, négociée sous formes de papiers entre institutions financières qui se soucient bien peu des niveaux d’extractions de la ressource.

Aujourd’hui par exemple, la fermeté du dollar qui dissuade les possesseurs de cette devise de se couvrir, doit expliquer l’essentiel de la baisse observée des cours du pétrole.

Par Raymond Bonnaterre

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Des espions capables de pirater votre Smartphone

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Ce n’est plus de la science-fiction.

Des scientifiques américains et Israéliens viennent de montrer comment utiliser les informations des gyroscopes des smartphones pour espionner les discussions. Pour y arriver, les chercheurs de l’université de Stanford en collaboration avec l’Institut de recherche et de développement en armement d’Israël Rafael analysent les vibrations de la plaque de métal du gyroscope à 200Htz, une fréquence suffisante pour décrypter les mots prononcés par quelqu’un.

La technique reste à affiner car on est encore très loin d’une qualité d’écoute similaire à celle obtenu grâce à un micro. Sur dix numéros prononcés par une personne située dans la même pièce que le téléphone piraté, seuls 65 % ont été reconnus correctement. Le sexe de la personne qui parle est correctement identifié dans 84 % des cas.

Ces résultats ne semblent pas suffisants pour menacer réellement notre vie privée. Cependant, cette méthode repose sur l’accès au gyroscope du smartphone, un accès aucunement sécurisé. Il aura suffit aux chercheurs de créer une application, baptisée Gyrophone, pour accéder aux données du gyroscope, aucune autorisation n’étant nécessaire.

Cette facilité d’accès est clairement une faille dans la sécurité des téléphones : « C’est en fait assez dangereux d’ouvrir l’accès au hardware comme cela sans aucune protection. […] il y a des informations acoustiques qui sortent du gyroscope. Si nous passions une année à construire une reconnaissance vocale optimale, nous pourrions devenir bien meilleurs à ça. Mais on a montré que c’était possible. » a déclaré Dan Boneh , un des participants à l’étude, au média Wired.

Pourquoi vous devez vous méfier de votre gyroscope :

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

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Un cortex artificiel à base de soie et de collagène

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Depuis le lancement du Human Brain Project, la course au cerveau humain artificiel stimule la recherche. En 2012, le premier cerveau comptabilisant 2,5 millions de neurones (à comparer aux 100 milliards de neurones du cerveau humain) était capable de lire, écrire, mémoriser. Baptisé SPAUN, ce cerveau numérique repose sur un modèle informatique censé imiter les circuits cérébraux.

Mais le virtuel n’est pas la seule façon d’étudier le fonctionnement cérébral. Les chercheurs américains ont choisi de créer un cerveau « physique », c’est-à-dire bien réel. Pour cela, ils ont utilisé une matrice de collagène à l’intérieur de laquelle les neurones peuvent s’interconnecter dans toutes les directions. Ils ont implantés des noyaux neuronaux à l’intérieur d’anneaux de soie, chacun étant indépendant des autres. Les scientifiques ont ensuite regroupé les différents éléments de façon à reproduire l’assemblage neuronal du cerveau humain. Cet assemblage inédit a permis de générer et d’étudier l’activité de ce cortex artificiel pendant neuf semaines.

Min D. Tang-Shomer, auteur principal de l’étude, n’a pas hésité à risquer d’endommager sa création et s’est « amusé » à faire tomber un poids sur ce cerveau artificiel. Les réponses chimiques et électriques des neurones face à ce stress se sont révélées semblables à celles observées sur le cerveau d’animaux ayant subit un traumatisme crânien. De quoi valider ce modèle de cerveau à base de soie et de collagène.

La recherche dispose donc d’une nouvelle approche pour étudier la réaction du cerveau et plus précisément du cortex.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

La NASA ne comprend pas d’où vient le surplus de tétrachlorure de carbone présent dans l’air

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D’où vient tout ce tétrachlorure de carbone (CCl4) ? C’est la question que pose la NASA qui vient d’en détecter une quantité incompréhensible. En effet, alors que l’usage de CCl4 a été interdit en 1985 du fait de sa toxicité et de son impact sur la couche d’ozone qu’il contribue à détruire, les ingénieurs américains ont pourtant constaté une quantité inexpliquée de CCl4 dans l’atmosphère. Alors que son taux aurait dû diminuer de 4% par an, il semble qu’il ne baisse que de 1%.

Mais alors pourquoi autant de CCl4 ? Cet agent chimique était massivement utilisé par les industriels comme solvant ou réfrigérant. Mais alors que depuis 2007 (et jusqu’à 2012) aucune émission n’a été déclarée par les états signataires du protocole, il apparait que ces émissions ont pourtant atteints 39 000 tonnes par an en moyenne. Un chiffre loin d’être négligeable et qui témoigne soit d’émissions illégales ou inconnues, soit d’un mécanisme de dégradation erroné.

Depuis plus de dix ans, la communauté scientifique s’interroge sur la décroissance beaucoup trop lente du niveau de CCl4 en comparaison avec la théorie.

L’évolution du taux de CCl4 a été modélisée par l’équipe du Professeur Liang à l’aide d’un logiciel de la NASA et en considérant les données atmosphériques des différents réseaux d’observation autour du globe. Ce sont ces simulations qui signalent le taux anormalement élevé de CCl4. Les travaux publiés dans Geophysical Research Letters révèlent en outre que le CCl4 présente une durée de vie dans l’atmosphère 40% plus longue que celle attendue ! Autant de désaccords entre la théorie et la pratique inquiétants.

Reste à la communauté internationale à déterminer l’origine de ces écarts : existe-t-il des modèles de dégradation du CCl4 inconnus ? Des industriels continuent-ils à utiliser ce polluant en toute illégalité ? Existe-t-il des sources naturelles non identifiées ?

L’enquête ne fait que commencer.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

Des chercheurs assurent avoir trouvé l’algorithme du chien de berger

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p>C’est grâce au système de navigation par satellites que les scientifiques ont finalement réussi à comprendre le fonctionnement des chiens de berger. Jusqu’alors, ils n’avaient aucune théorie satisfaisante pour expliquer leur faculté à déplacer aussi efficacement un groupe d’animaux indisciplinés dans la même direction.

Andrew King, biologiste à l’université galloise de Swansea, a commencé par équiper de harnais GPS un chien de berger (une femelle de race Australian Kelpie) et un troupeau de brebis mérinos. Il a ensuite observé le comportement des uns et des autres dans une prairie du sud de l’Australie, enregistrant les mouvements de chaque individu avec une précision de 10 à 20 cm.

Daniel Strömbom, mathématicien à l’université suédoise d’Uppsala, et ses collègues ont alors analysé ces données pour établir l’algorithme (suite d’opérations permettant de résoudre un problème) régissant les décisions et les actions du chien de berger.

A leur grande surprise, un modèle simple permet d’accomplir une tâche d’apparence très complexe. Il se résume en deux règles: rassembler les moutons lorsqu’ils se dispersent et les pousser vers l’avant lorsqu’ils sont de nouveau réunis.

« Nous avons dû imaginer ce que le chien voyait pour développer notre modèle. Grosso modo, il aperçoit des choses blanches et touffues devant lui. S’il voit des espaces entre les moutons, ou si ces espaces grossissent, le chien doit les rassembler », explique Andrew King dans un communiqué.

« Si vous observez des chiens de berger en action, le chien va et vient derrière le troupeau exactement de la même façon que ce que donne notre modèle », assure-t-il.

Les mathématiciens de l’équipe ont bien testé d’autres modèles, mais les simulations étaient beaucoup moins concluantes. « Les autres modèles ne semblent pas capables de garder des groupes de grande taille. Dès que le nombre d’individus dépasse la cinquantaine, il faut commencer à ajouter des bergers ou des chiens », souligne Daniel Strömbom.

Cette découverte, publiée mercredi dans la revue britannique Journal of the Royal Society Interface, pourrait avoir de multiples applications, dans le domaine de la robotique par exemple, selon les chercheurs.

L’algorithme du chien de berger pourrait servir à tenir les animaux à l’écart de zones dangereuses mais aussi à la gestion des mouvements de foule ou au nettoyage de l’environnement, estime Andrew King.

Imprimer ses os en 3D pour se les transplanter

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L’impression 3D est en passe de révolutionner la médecine, et plus particulièrement la chirurgie. Dernière avancée en date, la technologie mise au point par les scientifiques de l’Université de Tokyo et de la société Next-21 permet d’envisager une production à l’échelle industrielle d’os artificiels imprimés. C’est la première fois qu’il devient possible de fabriquer des os transplantables à grande échelle. Pour y parvenir, l’impression est réalisée avec de la poussière d’os comme encre. Le phosphate de calcium est chauffé entre 100°C et 200°C. Ainsi fluidifié, il devient injectable dans un moule. La forme du moule s’ajuste à la géométrie de l’os à fabriquer, suivant la partie du corps concernée bien sûr mais aussi les caractéristiques particulières de chaque patient.

Une mise sur le marché d’ici 2017 ?

Le gros avantage de cette technique est qu’il n’est plus nécessaire de chauffer à haute température la poudre, comme c’est le cas pour le frittage qui requiert d’atteindre 800°C. Les coûts sont aussi bien plus compétitifs, d’où la possibilité de travailler à grande échelle : il serait possible de produire plusieurs milliers d’unités par jour. Les tests cliniques doivent démarrer cette année, l’objectif affiché de Next-21 étant de se lancer sur le marché d’ici trois ans maximum.

Derrière cette première technique se cache la volonté de créer une banque d’os artificiels, qui seront transplantables sur les patients. Deux cas de figures pourront être envisagés. Soit il s’agit d’un accident et un malade a besoin d’une greffe en urgence. Il sera alors possible de piocher dans le stock d’os imprimés pour opérer rapidement. Soit un patient en bonne santé subit un scanner sans avoir besoin d’être greffé à court terme. Les informations sur son ossature sont alors enregistrées de façon à être communiqués à la banque d’os en cas de besoin pour choisir l’os artificiel le plus adapté à une greffe.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

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WORKSHOP Impression 3D et prototypage rapide

D’où proviennent les lumières bleues observées lors de certains séismes ?

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Il s’agirait de charges électriques issues des roches magmatiques qui remontent à la surface. Cette électricité, une fois arrivée à la surface, vient ioniser l’oxygène présent dans l’air, générant ainsi de la lumière.

C’est ainsi que des piétons ont vu des flammes de lumière quelques secondas avant le terrible séisme d’Aquila (Italie) en 2009, qu’un officier de marine a vu des colonnes de lumière jaillir de l’eau en 2007 à Pisco (Pérou), ou encore que des flammes bleues se sont déployées à San Francisco (USA) juste avant le séisme de 1906. Ce sont 65 témoignages qui ont été vérifiés par une équipe de chercheurs américains et canadiens, ce qui représente moins de 0. 5% des tremblements de terre recensés depuis l’an 1600.

Paru dans la revue Seismological Research Letters, ce travail lève le voile sur ce mécanisme rare. Car l’apparition de lumières dépend de conditions très particulières. Il faut tout d’abord que l’onde sismique vienne générer des contraintes sur des roches comme le basalte ou le gabbro. Stressées, celles-ci se chargent électriquement. Ensuite, il faut compter avec l’apparition de failles verticales. Ces dernières se propagent très profondément, jusque dans la croûte terrestre. Le magma se solidifie le long de ces failles, augmentant la présence de roches chargées jusqu’à former ce que Robert Thériault, co-auteur et géologue du ministère des ressources naturelles au Canada, appelle des digues. Celles-ci agiraient comme des entonnoirs, concentrant les charges électrique à tel point qu’elles en deviennent un plasma ionisé.

La lumière émise lorsque le plasma débouche à la surface peut prendre différentes formes, comme l’attestent les nombreux témoignages rapportés. De plus, ces lumières peuvent apparaître avant le séisme, mais aussi pendant ou après. Les régions réunissant les circonstances nécessaires à la possible apparition de ces lumières sismiques sont l’Italie, la Grèce, la vallée du Rhin, ainsi que certaines régions de l’Amérique du sud.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

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Environnement

Fiabilisation des réseaux électriques intelligents du futur

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Technologique, avec une production décentralisée, intermittente et hétérogène, ainsi qu’un transport variable. Législatif, avec notamment la dérégulation, la mise en concurrence et l’émergence des consommateurs / producteurs. Enfin, la dimension spatiale et dynamique, avec l’organisation de la distribution à l’échelle continentale. Face à cette complexité, il faut doter les réseaux d’intelligence.

Le Centre Mathématiques Appliquées de MINES ParisTech travaille sur la modélisation mathématique du contrôle, de l’optimisation et de la décision appliquée aux systèmes liés au changement climatique. Dans le cadre d’une action de ressourcement scientifique de l’institut Carnot M.I.N.E.S, il a montré la faisabilité d’une méthode originale d’estimation de la fiabilité des systèmes électriques. Ainsi un partenariat a pu être mené avec SCHNEIDER Electric pour développer cette méthode qui permet d’analyser les conditions de stabilité requises afin d’assurer et d’optimiser la qualité du service délivré.

Cette innovation, protégée par un brevet déposé par les deux partenaires, permet en toute circonstance de préciser de quels types et de quelles quantités de réserves doit disposer le « dispatcher » le plus compétent pour maintenir la qualité de la fourniture électrique et faire face aux aléas : perte d’une unité de production, fluctuation de charge ou encore rupture de ligne …

La modélisation proposée repose sur une approche variationnelle des systèmes électriques traduisant une condition de réversibilité globale. Elle permet d’analyser les problèmes de stabilité du système électrique, critiques dans un contexte où l’intégration massive d’énergies renouvelables pourrait se faire au détriment de la fiabilité. En outre, elle peut être déclinée dans les exercices de prospective long terme du système électrique afin d’en évaluer la plausibilité.

L’efficacité énergétique et le «smart grid» signent une mutation de SCHNEIDER Electric vers de nouveaux paradigmes de gestion de l’énergie. Grâce à des logiciels fondés sur les méthodes développées par l’institut Carnot M.I.N.E.S pour mesurer et adapter la consommation électrique, SCHNEIDER Electric fournira des procédés et des équipements capables d’équilibrer dynamiquement l’offre et la demande d’électricité sur l’ensemble des territoires tout en minimisant l’empreinte carbone.

Ces textes sont extraits du document « LES INSTITUTS CARNOT LA RECHERCHE POUR LES ENTREPRISES / 60 exemples de recherche partenariale » édité en mai 2012

Ce livre peut être consulté à l’adresse : http://www.instituts-carnot.eu/fr/exemples-de-partenariat-carnot-entreprises
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Récupérer le vent des camions pour produire de l’énergie pour les équipements autoroutiers

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En juillet 2007, Jean-Claude Bois, inventeur, présente son projet à Cita Production. Jean-Claude Piot, alors responsable de l’entreprise, est séduit. Mais, le régime de rotation variable de cette éolienne, qui peut tourner avec des vents de 10 à 100 km/h, complique la conception d’une génératrice fournissant un courant régulier.Un responsable des Autoroutes Paris-Rhin-Rhône (APRR), au fait de ces recherches, comprend immédiatement l’intérêt de l’éolienne pour son entreprise. Outre l’image de marque « environnementale », l’éolienne peut, en effet, servir de source d’électricité pour des équipements installés le long des autoroutes (caméras, stations de comptage, etc.).

Bien plus, l’éolienne utilise non seulement le vent naturel, mais aussi le souffle d’air produit par le passage des camions.

Un partenariat se met alors en place début 2010 avec APRR. Mandaté par Cita Production, l’institut Carnot Cetim apporte ses compétences en calcul et en dimensionnement pour proposer des solutions techniques adaptées aux contraintes d’implantation et d’intégration dans l’environnement concerné. Dans le cas présent, il fallait notamment optimiser la conception et fiabiliser l’éolienne par des calculs spécifiques s’appuyant sur des règles de tenue au vent.

En avril 2011, une génératrice efficace est au point et la commercialisation peut réellement commencer. Le marché potentiel atteint une trentaine de machines rien que pour APRR. L’innovation intéresse déjà d’autres entreprises. Un atelier d’assemblage est alors construit et, côté financier, c’est une nouvelle entreprise positionnée sur le marché de l’énergie renouvelable dans son ensemble qui est créée. « Nous sommes très intéressés par l’arrivée d’investisseurs sur cette nouvelle activité afin de renforcer notre capacité d’investissement et de développer ce marché d’ores et déjà très prometteur », précise Natacha Piot, gérante de Cita Production.

Ces textes sont extraits du document « LES INSTITUTS CARNOT LA RECHERCHE POUR LES ENTREPRISES / 60 exemples de recherche partenariale » édité en mai 2012

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News informatique d’août 2014 : spéciale sécurité informatique

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Des ordinateurs qui apprennent à détecter les virus informatiques

Des chercheurs de l’Université Ben Gourion du Néguev apprennent aux ordinateurs à identifier par eux-mêmes les nouveaux virus. L’objectif ? Renforcer la sécurité de nos systèmes informatiques.

Une détection basée sur le système de signature

Chaque virus informatique est différent. Il porte en lui une signature numérique qui lui est propre. Un logiciel anti-virus fonctionne ainsi comme une grande base de signatures, mise à jour le plus souvent possible et qui vérifie en permanence que l’on ne retrouve pas la signature d’un virus dans l’un des programmes installés sur l’ordinateur (sinon, le programme est bloqué ou supprimé).

Pour constituer une telle base, les éditeurs d’anti-virus doivent d’abord « attraper » les programmes malveillants sur les réseaux et les analyser. Une fois la signature obtenue, elle est intégrée dans la prochaine mise à jour de l’anti-virus. Ce processus est fastidieux et présente une faiblesse majeure : un nouveau virus infectant un ordinateur avant que sa signature ne fasse partie de la base signatures ne sera pas détecté. Par ailleurs, de subtiles variations d’un même virus changeront sa signature et mettront ainsi en échec le programme de protection.

L’apprentissage automatique appliqué à la détection de virus

Et si un ordinateur était capable d’apprendre à détecter lui-même des virus inconnus ? C’est le but des nouveaux programmes développés par des chercheurs en apprentissage automatique (Machine Learning), une technique qui permet à des ordinateurs d’identifier des schémas, ou des comportements dans le cas des virus. « L’approche de l’apprentissage automatique utilise des algorithmes qui synthétisent le comportement de programmes sains et de programmes malveillants, plutôt qu’une signature spécifique. Ils sont ainsi capables de classifier des nouveaux programmes, malveillants ou non », explique Lior Rokach, professeur et fondateur du Machine Learning Research Laboratory à l’Université Ben Gourion du Néguev.

Plus précisément, cette méthode consiste à apprendre au logiciel anti-virus à identifier à quoi ressemble un programme malveillant, et à ce qu’il affine lui-même les critères d’identification au cours du temps, générant ce que l’on appelle des « statements ». « Généralement, ces statements sont très faibles et apportent peu d’information, explique Kevin Allix, un doctorant en sécurité informatique à l’Université du Luxembourg. Mais si nous avons plusieurs centaines de milliers de ces statements, le peu d’information qu’ils apportent s’additionne pour parvenir à une prédiction assez fiable de la dangerosité d’un programme. »

Vers des programmes de détection hybrides

Cette méthode commence à faire ses preuves. Les derniers travaux conduits par le professeur Rokach en partenariat avec Yuval Elovici, directeur du T-Lab et du laboratoire de cyber-sécurité de l’Université Ben Gourion, et le professeur Asa Shabtai, de la même université, ont obtenu un taux de faux positifs (un programme sain est détecté comme un virus) compris entre 5 et 10%.

Un taux bas, mais qui ne permet pas une commercialisation en l’état. En effet, l’utilisateur excédé par des alertes inutiles trop fréquentes aura de grandes chances de désactiver son anti-virus. La solution ? Selon le professeur Rokach, on devrait voir apparaître dans le futur des programmes hybrides, combinant une base de signatures et un module d’apprentissage, ce dernier envoyant les détections suspectes à l’éditeur pour analyse.

Source : bulletins-electroniques.com

Cyber-sécurité : nouveau logiciel de protection contre les scans de ports

Les balayeurs de ports sont des programmes qui parcourent le web en recherchant les ports ouverts, donc vulnérables, sur un serveur de réseau. Dans le cadre des récentes révélations de cyber-espionnage massif, un tel logiciel aurait été utilisé. Une équipe de l’Université technique de Munich (TUM, Bavière) a développé un logiciel de défense contre ce type d’attaques.

Baptisé « TCP Stealth », ce programme peut empêcher la détection des systèmes sur le net lors d’attaques par balayage de ports, ainsi que la prise de contrôle massive de ces systèmes. Ce logiciel, gratuit, nécessite tout de même certaines connaissances en informatique et systèmes pour être utilisé. Un usage plus large nécessitera encore une phase de développement. Cet outil peut venir en complément des pare-feux, antivirus et réseaux privés virtuels qui ne protègent que partiellement face à de telles attaques.

La connexion d’un utilisateur à un serveur se fait à travers un protocole de transport fiable (TCP). Afin d’accéder au service souhaité par l’utilisateur, sa machine envoie une demande au serveur. La réponse du serveur contient parfois des données susceptibles d’être utilisées pour mener des attaques. Le logiciel développé se fonde sur le principe suivant : un nombre est partagé uniquement entre la machine d’un utilisateur et le serveur. Sur la base de ce numéro, un code secret est généré puis transmis de manière invisible au serveur lors de la mise en connexion. Si le code reçu par le serveur n’est pas correct, le système ne répond pas et ne transmet donc pas d’informations au possible pirate.

De tels moyens de défense sont déjà connus, mais le logiciel développé est présenté par les chercheurs comme un outil de protection plus fiable, car il gère également une variante de cette attaque. Il est ici question d’attaques générées lors de l’échange de données entre l’utilisateur et le serveur, mais cette fois-ci dans le cas où la connexion est déjà établie. Les données envoyées par l’utilisateur au serveur peuvent être, à ce stade, encore interceptées et modifiées. Afin d’empêcher cette attaque et suivant le même principe que précédemment, un code secret intégré au flux de données est également envoyé au serveur. Le serveur reconnaîtra alors si le contenu est conforme à l’original.

Source : bulletins-electroniques.com

Une tablette ultra sécurisée et son système d’exploitation mis à l’essai

Un prototype de la future tablette numérique « Rupad » a été envoyé à plusieurs institutions étatiques, en vue d’une future acquisition par l’armée notamment. Elle a été conçue avec une résistance particulière aux températures extrêmes (de -22 à +55°C), aux chutes jusqu’à deux mètres et peut fonctionner jusqu’à une profondeur d’un mètre sous l’eau pendant 30 minutes.

La tablette « Rupad » offre des caractéristiques similaires à ses concurrents : processeur bi-coeur d’une fréquence d’horloge de 1 GHz, 1 GB de RAM, un objectif d’une résolution de 0,3 et 5 megapixels, un accès au réseau 3G, le Wi-fi ainsi que le GPS. Une des grandes particularités de la tablette « Rupad » est son système d’exploitation (OS), RoMOS -« système d’exploitation russe pour mobile » – développé sur la base de l’OS Android par l’Institut Central de Recherche pour l’Economie, l’Informatique et les Systèmes de contrôle (TsNII-EISU), partie intégrante de RosTech.

Annoncé en 2012, RoMOS diffère des autres systèmes d’exploitation et permet une protection accrue des données personnelles et informations confidentielles. En effet, en plus d’être doté d’un antivirus, antimalware, antispyware, d’un filtre de contenu et d’un accès protégé à Internet à travers un réseau virtuel privé (VPN), un bouton supplémentaire permet également de couper les différents modules susceptibles de transmettre des informations (GPS, caméra, 3G, microphone, haut-parleur, Wi-fi, Bluetooth).

Si le lieu de construction et d’assemblage des différents composants de la tablette n’a pas été pour le moment évoqué, le TsNII-EISU devra veiller à ce que l’installation de l’OS RoMOS se fasse à partir d’une plateforme particulière, hébergée sur le serveur d’un opérateur mobile russe. La tablette et l’OS limiteront l’accès aux applications ne nécessitant pas d’accès aux données personnelles.

Le TsNII-EISU prévoit la production initiale de 1000 tablettes « Rupad ». Aucune version commerciale n’a pour le moment été formellement annoncée.

Source : bulletins-electroniques.com

Les instituts Carnot : la recherche et l’innovation pour les entreprises

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Ils s’engagent à développer leur professionnalisme et leur action pour l’avenir de l’industrie française.

Ils réalisent à eux seuls plus de 50 % du chiffre d’affaires direct des laboratoires publics avec l’industrie, soit, annuellement, 420 M€ de contrats de R&D sur financement direct des entreprises.

27 000 chercheurs, techniciens et doctorants travaillent dans ces instituts et constituent un réseau de recherche pluridisciplinaire national qui couvre une large palette de domaines :

les matériaux, la mécanique et les procédés
l’énergie, la propulsion, les transports
les technologies de l’information et de la communication, les micro et nanotechnologies
la construction, le génie civil, l’aménagement du territoire
l’environnement, les ressources naturelles
la chimie durable
la nutrition, les pathologies, les technologies pour la santé.

Plus d’1,2 M€ sont confiés chaque jour aux instituts Carnot par leurs partenaires industriels.

Quelques exemples de recherches partenariales :

2014 : une structuration « en filières » et un effort vers les PME

En juillet dernier, l’Association des instituts Carnot organisait la rencontre annuelle du réseau, le « 17/20 des instituts Carnot », réunissant plus de 200 décideurs du monde de la recherche et de l’innovation, parmi lesquels de nombreux chefs d’entreprises.

Le thème 2014 était « Le réseau Carnot se mobilise pour l’innovation des entreprises. Un effort particulier vers les PME ». Parmi ces enjeux, l’accès des PME à la recherche publique est un objectif prioritaire soutenu par l’Etat.

Pour y parvenir, et renforcer la lisibilité et l’accessibilité de leur offre, les instituts Carnot ont engagé une démarche de structuration en « filières de demande économique », associant tous les acteurs pertinents pour apporter une offre complète aux entreprises, de la recherche académique à la mise sur le marché de nouveaux produits et services.

Cette orientation stratégique vise à changer d’échelle pour répondre encore plus efficacement aux besoins des entreprises, notamment les PME et ETI (Entreprises de tailles intermédiaires), et renforcer leur développement et leur compétitivité.

A la tribune des « 17/20 des instituts Carnot », M. Pascal Deschaseaux, Directeur général de l’institut Carnot CALYM, a rappelé le rôle majeur du dispositif pour mettre la recherche et l’innovation au service de l’emploi et de la compétitivité des entreprises. Le réseau des instituts donne en effet accès aux entreprises aux moyens des meilleurs laboratoires et organismes de recherche publique français.

Il a également mis l’accent sur l’ouverture à l’international du réseau des instituts Carnot, notamment dans le domaine de la santé humaine avec l’initiative Global Care.

Les besoins des entreprises sont multiples, ainsi M. Philippe Contet, Directeur Technique et Innovation de la Fédération des Industries Mécaniques, a exprimé un exemple de besoins des entreprises :

« L’innovation est le pilier majeur du développement des industries mécaniques puisqu’elle nous permettra de moderniser toute l’industrie de demain. (…) Les instituts Carnot nous permettent d’établir un pont entre le monde de la recherche et tout le tissu des PME mécaniciennes, afin de poursuivre cet objectif. (…) Grâce au dispositif Carnot, ces transferts de technologies, et en particulier vers les PME, permettent le développement de l’industrie française et même de relocaliser certaines productions. »

Les rendez-vous Carnot : point de rencontre entre les industriels et les instituts Carnot

Pour la 7ème année consécutive, l’Association des instituts Carnot, en partenariat avec en partenariat avec le Grand Lyon et la Région Rhône-Alpes, organise les «Rendez-vous Carnot ».

Porteurs de projets d’innovation et dirigeants d’entreprises peuvent y rencontrer les 34 instituts Carnot, ainsi que les autres acteurs majeurs de la R&D et du soutien à l’innovation en France, et ainsi trouver le meilleur accompagnement R&D en réponse à leurs besoins d’innovation.

Ces rendez-vous permettent à 2 600 visiteurs d’accéder directement aux acteurs majeurs de la R&D pour les entreprises : plus de 9 000 rendez-vous Recherche / Entreprises sont organisés.

Cette année, ils ont lieu les 8 et 9 octobre 2014, à Lyon (double Mixte). Les inscriptions se font directement sur le site dédié.

Des conférences pour une vision prospective

Une série de conférences est proposée lors des Rendez-vous Carnot, avec deux grands axes : des sujets techniques et la présentation des dispositifs de soutien à l’innovation.

Les conférences techniques, en partenariat avec Techniques de l’Ingénieur, sont présentées par des acteurs majeurs et spécialistes de grands secteurs et illustrées de témoignages de partenariats Public / Privé de recherche et d’innovation.

En voici les grands thèmes :

L’usine du futur : optimisez l’interaction homme-robot ;
Usages civils des drones : potentiel et applications ;
Micro-technologies et outils connectés au service de la santé ;
La substitution des produits dangereux dans les résines – Cas des époxy ;
Polluants émergents : les outils de détection et de surveillance ;
L’hydrogène pour le stockage des énergies intermittentes ;
Biomatériaux pour la santé ;
Big Data.

La seconde série de conférence aborde :

Les doctorants CIFRE : de jeunes chercheurs dans les entreprises (voir aussi notre webinar sur le sujet)
Le programme Master Class INPI :PME / ETI comment optimiser votre stratégie PI
Le plan PME de la Région Rhône-Alpes
PME : comment tirer profit des programmes européens
Innover en s’ouvrant à l’international
La stratégie d’innovation de la Région Rhône-Alpes

Pour plus informations relatives aux conférences et tables rondes, cliquez ici.

Voir aussi :
http://www.instituts-carnot.eu

http://www.rdv-carnot.com

Un laboratoire commun pour inventer les réseaux de communication du futur

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Ce laboratoire commun rassemble plus de 50 chercheurs dont les recherches portent sur les « réseaux autonomes ».

Les travaux concernent l’analyse et l’étude de l’automatisation de l’exploitation des réseaux de télécommunication pour gérer la complexité, toujours croissante, des flux de communication échangés. L’objectif est de poursuivre l’essor de l’utilisation des réseaux, tout en conservant un niveau de qualité irréprochable. Le contexte de relation bilatérale entre l’institut Carnot Inria et l’entreprise a permis de faire émerger, grâce à la confiance établie, des sujets de recherche communs au cœur des enjeux industriels identifiés par Alcatel-Lucent.

Il a été ainsi possible de mobiliser, de manière efficace car focalisée, les compétences des équipes Inria les plus pertinentes selon trois axes de recherche, chacun co-piloté par Alcatel-Lucent et Inria. Ces axes sont l’automatisation des réseaux fixes (« High manageability »), la capacité du réseau à reconnaître automatiquement le type d’applications portées par les flux qu’il transporte et à en déduire les traitements appropriés pour offrir la qualité de service requise (« Semantic networking ») ainsi que l’optimisation distribuée des réseaux d’accès sans fil (« Self optimised Wireless networks »).

Dix brevets ont été déposés dans le cadre de ce partenariat, permettant à Alcatel Lucent d’affirmer son positionnement sur le marché des nouveaux réseaux de communication. Citons notamment diverses optimisations de réseaux cellulaires 3G/4G, un nouvel algorithme distribué pour le réglage des puissances des canaux dans un réseau optique dynamique maillé à multiplexage en longueur d’onde, ou des méthodes de classification et de traitement des flux pour un meilleur contrôle de la qualité de service du réseau.

Ces textes sont extraits du document « LES INSTITUTS CARNOT LA RECHERCHE POUR LES ENTREPRISES / 60 exemples de recherche partenariale » édité en mai 2012

Ce livre peut être consulté à l’adresse : http://www.instituts-carnot.eu/fr/exemples-de-partenariat-carnot-entreprises
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Instrumentation océanographique pour traquer le réchauffement climatique des océans

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Lancé en 2000 par la Commission océanographique intergouvernementale et l’Organisation météorologique mondiale, le programme Argo a pour objectif de développer et de maintenir un réseau global de 3000 flotteurs profilants, d’une durée de vie moyenne de 4 ans et autonomes, pour mesurer en temps réel et tous les 10 jours la température et la salinité des 2000 premiers mètres de l’océan.

La société NKE exerce son activité dans 4 domaines dont l’instrumentation océanographique et dispose de ressources en bureau d’études et en production. Ses activités répondent aux exigences de qualité ISO 9001. L’entreprise s’est adressée à l’institut Carnot Ifremer-EDROME qui travaille depuis près de dix ans dans ce domaine, afin de mettre sur le marché de nouveaux profileurs plus performants à coût plus faible. L’apport du savoir-faire Ifremer-EDROME à NKE sur de nombreux aspects technologiques s’est traduit par une baisse des coûts de production de plus de 15%.

Ifremer-EDROME a attribué à NKE une licence de fabrication exclusive, avec reversement de royalties sur les instruments vendus à des tiers. Cette collaboration a déjà permis à NKE de remporter des succès à l’exportation en Chine, au Japon, en Inde … L’instrumentation océanographique de NKE représente aujourd’hui 35 emplois pour un chiffre d’affaires de l’ordre de 4 M€, en augmentation de 25% sur deux ans.

Sa part de marché voisine de 15% situe NKE au 3ème rang mondial derrière les concurrents Américains (WRC Teledyne, Scripps ou WHOI), tandis que les flotteurs Allemands et Japonais se placent à moins de 10% de part de marché. L’EQUIPEX NAOS (Novel Argo Ocean observing System) permettra de consolider et d’améliorer la contribution française au programme Argo et de préparer les prochains défis scientifiques, avec de nouveaux développements technologiques menés avec NKE qui compte consolider sa position sur ce marché en développement.

Ces textes sont extraits du document « LES INSTITUTS CARNOT LA RECHERCHE POUR LES ENTREPRISES / 60 exemples de recherche partenariale » édité en mai 2012

Ce livre peut être consulté à l’adresse : http://www.instituts-carnot.eu/fr/exemples-de-partenariat-carnot-entreprises
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Pour un recyclage compétitif des polymères

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Dés 2004, Plastic Omnium avait identifié que des travaux scientifiques conséquents étaient nécessaires pour mettre au point des recyclés avec valeur ajoutée. C’est dans ce contexte qu’un partenariat de recherche a été engagé entre la société Plastic Omnium et le laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP), composante de l’institut Carnot Ingénierie@Lyon.

Le premier objectif était de pouvoir augmenter les sources potentielles de polymères à recycler au travers d’additifs ou de procédés innovants permettant de s’affranchir des baisses des caractéristiques mécaniques et/ou d’aspect. Un premier brevet conjoint a été déposé dès 2007 sur la « compatibilisation » d’un mélange de Polypropylène et de Polyéthylène (PP/PE).

Puis des travaux pilotés par l’IMP pour le compte de Plastic Omnium ont permis de mettre au point des procédés d’extrusion innovants pour des mélanges de PP/PE compatibilisés. Ces travaux ont conduit au dépôt d’un nouveau brevet conjoint en 2011 sur un premier procédé d’extrusion et ont permis à Plastic Omnium de lancer une gamme de produits recyclés appelée Greenlene®.

Les travaux menés conjointement par l’institut Carnot Ingénierie@Lyon et Plastic Omnium se poursuivent en 2012 pour optimiser notamment les rendements des procédés de production, et donc les données technico-économiques pour cette gamme de produits : augmentation des sources de recyclés de haut niveau grâce au marquage chimique des polymères afin de faciliter le tri en fin de vie, valorisation des déchets plastiques des équipements électriques et électroniques…

Le Greenlene® vient de faire une entrée remarquée dans le secteur automobile par le biais d’une première mondiale : une pièce de carrosserie extérieure automobile peinte, à partir de matériau 100% recyclé – le pare choc arrière de la 208 Peugeot. Fort de ce premier succès à fort impact commercial, 4 autres projets d’utilisation de Greenlene® sont d’ores et déjà signés, confirmant l’intérêt économique réel de la filière mise en place par Plastic Omnium.

Ces textes sont extraits du document « LES INSTITUTS CARNOT LA RECHERCHE POUR LES ENTREPRISES / 60 exemples de recherche partenariale » édité en mai 2012

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Nouvelles technologies pour le diagnostic et le dépistage en cancérologie

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Les applications visées sont cliniques et précliniques, principalement pour la cancérologie en recherche et pour le diagnostic ou le dépistage précoce. Cette technique nouvelle présente l’avantage principal de ne pas utiliser de rayonnements ionisants. Elle a été qualifiée par diverses équipes (INSERM, Service Hospitalier Frédéric Joliot, Institut d’Imagerie Moléculaire et Fonctionnelle de Bordeaux) comme un instrument de tomographie préclinique quantitatif. Ces équipes ont montré la parfaite adéquation des résultats obtenus avec cette nouvelle localisation optique des tumeurs et avec la méthode classique à base de rayonnements ionisants PET (Position Emission Tomography).

Ces travaux ont conduit à la mise en place d’un partenariat avec deux entreprises : la société SCANCO Medical et la société DIGISENS. L’objectif de la collaboration avec SCANCO Medical (Zürich, Suisse), basée sur une valorisation des travaux du CEA LETI en tomographie optique diffuse de fluorescence (géométrie d’acquisition cylindrique), était de développer un nouveau système bi-modalités de tomographie préclinique couplant une information fonctionnelle fournie par tomographie optique de fluorescence à une information anatomique fournie par un micro-tomographe RX.

En ce qui concerne la société DIGISENS, deux accords ont été signés, en juillet 2011, avec le CEA LETI, en vue de la commercialisation du tomographe optique 3D de fluorescence (géométrie d’acquisition planaire) : un accord de licence et un accord pour l’étude et le développement d’une nouvelle version du tomographe 3D intégrant des améliorations du système. Les travaux menés par l’institut Carnot CEA LETI ont également trouvé un prolongement au travers du démarrage de 2 start-up : CAPSUM qui bénéficie d’un accord de licence avec le CEA LETI pour l’application en cosmétique et agro-alimentaire, et Fluoptics, start-up du CEA LETI.

L’objectif principal de Fluoptics est de fournir aux chirurgiens oncologues une nouvelle technique temps réel d’imagerie et d’aide à l’acte chirurgical qui permette de sécuriser l’élimination de zones tumorales lors de l’acte chirurgical. Les technologies issues du CEA LETI (traceurs fluorescents et sonde per-opératoire) commercialisées par Fluoptics offrent de bonnes perspectives de développement à la jeune société.

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Une biopile implantable pour alimenter les dispositifs médicaux artificiels

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La société Sorin, l’un des leaders de la conception et de la fabrication de pacemakers, est confrontée à cet enjeu, avec un besoin de sources d’énergies à longue durée de vie permettant d’éviter leur remplacement trop fréquent, remplacement qui nécessite souvent une intervention chirurgicale, même minime.

La société Sorin s’est rapprochée de l’institut Carnot LSI dont le Laboratoire Techniques de l’ingénierie médicale et de la complexité – Informatique (TIMC-IMAG), associé au Département de Chimie Moléculaire de Grenoble, a réussi à utiliser les ressources du corps humain comme carburants pour la production d’électricité in situ. Ainsi le rêve de nombreux chirurgiens est devenu réalisable avec la mise au point d’une biopile à glucose. Cette biopile (GBFC, Glucose Bio Fuel Cell), déjà fonctionnelle chez l’animal, permettra à terme d’alimenter en énergie différents dispositifs médicaux : pacemakers, sphincters artificiels, pompes à insuline, voire, pourquoi pas, des organes comme un rein artificiel.

La société Sorin y voit de quoi concevoir une nouvelle génération de stimulateurs cardiaques qui, petits et vissés sur le cœur, seraient alimentés par ses battements ou le glucose du corps. Elle s’appuie également sur le groupe ST Microelectronics qui, par son savoir-faire, contribuera à concilier miniaturisation et augmentation de la puissance. Une seconde biopile utilisant comme combustible le sel (NaCl) est aujourd’hui à l’étude. Ces résultats offrent à la société Sorin de très bonnes perspectives pour répondre aux attentes de ses marchés avec un avantage concurrentiel important.

Ces textes sont extraits du document « LES INSTITUTS CARNOT LA RECHERCHE POUR LES ENTREPRISES / 60 exemples de recherche partenariale » édité en mai 2012

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La nutrition humaine menacée par l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère

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Une analyse à grande échelle

Les plantes utilisent le CO2 lors de la photosynthèse. Elles le piègent, le fixent et l’utilisent pour fabriquer leurs propres nutriments. Il existe plusieurs mécanismes de fixation du CO2, parmi lesquels celui dit en « C3 » (pour le blé, le riz, le soja, etc.) et le mécanisme de fixation « en C4 » (mais, sorgho, etc.). Le premier est typique des régions à ensoleillement faible, eau abondante, faible taux de CO2 et températures moyennes. Le second, plus efficace, est typique des zones chaudes, sèches, très ensoleillées et où le taux de CO2 est plus élevé.

Depuis le début des années 1990, les chercheurs ont constaté une diminution des quantités de zinc et de fer dans certaines plantes utilisées pour la nutrition humaine, comme le blé, l’orge et le riz. Cette baisse se produisait lorsque ces plantes étaient cultivées dans une atmosphère artificielle avec un taux élevé de CO2 imposé. Cependant la petite taille des échantillons ne permettait pas de tirer des conclusions significatives. De plus, les conditions de cultures étaient discutables.

Depuis, une nouvelle technologie de culture a été mise au point, le Free Air Concentration Enrichment (ou FACE). Cette technique permet de cultiver des plantes à l’air libre tout en modifiant la quantité de CO2 absorbée par les végétaux. Des tuyaux horizontaux ou verticaux sont placés autour des terrains expérimentaux et diffusent du CO2 jusqu’à atteindre le taux désiré. Celui-ci est dosé grâce à des capteurs eux-mêmes reliés à un ordinateur chargé de réguler les émissions.

Le problème de la petite taille des échantillons a ainsi été résolu en regroupant des données venant de cultures utilisant le FACE au Japon, en Australie et aux Etats-Unis. L’équipe du docteur Kloog du Department of Geography and Environmental Development de l’Université Ben Gourion du Néguev a ensuite analysé ces données, effectuant des comparaisons entre 143 échantillons récoltés après 6 périodes de culture et regroupant 41 génotypes végétaux différents. Les analyses concernaient la partie comestible du riz, du blé, du soja, des petits pois, du mais et du sorgho. Les taux de CO2 administrés étaient de 546 à 586 parties par million, ce qui correspond aux taux atmosphériques moyens estimés pour 2050.

Des résultats inquiétants

Grâce à cette méthode, les chercheurs israéliens ont montré que le zinc, le fer et les protéines diminuent de façon significative dans les plantes « C3 », cultivées avec un haut taux de CO2. Par exemple, on note une baisse de 9,3%, 5,1% et 6,3% respectivement en zinc, fer et protéines dans le blé cultivé dans ces conditions. Pour les légumes (soja et petits pois), la baisse concernait uniquement les taux de zinc et de fer. Autre phénomène inquiétant : l’étude montre que le taux de phytate diminue de façon significative dans le blé cultivé dans les conditions « FACE ». Or, le phytate est une molécule importante, qui conditionne l’absorption du zinc par l’intestin lors de la digestion.

Etant donné que les taux de CO2 sont appelés à augmenter de manière significative (et ce, même si des changements réels sont opérés dans les prochaines années au niveau des politiques environnementales), les carences en fer, zinc et protéines risquent de causer un désastre humanitaire. Néanmoins, un espoir subsiste car les analyses concernant les champs de riz ont montré une grande variabilité entre les échantillons, suggérant qu’il existe certains génotypes moins sensibles à l’augmentation de CO2 que d’autres. Ces plants peuvent servir de base pour créer des cultures plus résistantes et tenter d’éviter ainsi les risques de malnutrition.

Hélas, le choix des cultures dépend de nombreux facteurs comme la disponibilité des semences ou leur coût, ainsi que sur le goût des populations et leur tradition agricole.

Source : Bulletins électroniques

Et aussi dans l’actualité :

News environnement d’août 2014: Exploits scientifiques russes de l’ère post-soviétique, un ballon d’hélium pour l’étude du sous-sol…

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Publication d’une étude trilatérale sur les centrales de pompage-turbinage en Allemagne, en Autriche et en Suisse

Le Ministère fédéral de l’économie et de l’énergie (BMWi) a publié, lundi 18 août 2014, une étude trilatérale sur les centrales de pompage-turbinage (ou STEP pour Stations de transfert d’énergie par pompage) en Allemagne, en Autriche et en Suisse [1].

Dans le cadre de cette étude, ont été analysés les aspects juridiques et économiques des centrales de pompage-turbinage dans les trois pays, ainsi que de futures possibilités de développement. Les experts ont conclu que l’importance à long terme des centrales de pompage-turbinage augmentera avec la part croissante des énergies renouvelables, et qu’elle doit être considérée en lien étroit avec le développement du réseau électrique.

L’étude publiée a été initiée sur la base de la « Déclaration de l’Allemagne, de l’Autriche et de la Suisse à propos d’initiatives conjointes pour le développement de centrales de pompage-turbinage », publiée en avril 2012, et contribue à la coopération renforcée dans ce domaine.

Le cadre juridique du pompage-turbinage a été examiné dans les trois pays, à la demande du BMWi, par le cabinet d’avocats Görg mbB. Le point de vue économique a été étudié par un expert des politiques économiques et d’infrastructure de l’Université technique de Berlin, à la demande de l’Office fédéral suisse de l’énergie. Enfin, l’Institut d’installations électriques et d’économie de l’énergie de l’Université technique RWTH d’Aix-la-Chapelle (Rhénanie du Nord-Westphalie) a mené une étude sur les contributions des stations de pompage-turbinage pour l’approvisionnement en énergie, pour le compte du Ministère fédéral autrichien de la science, de la recherche et de l’économie. En outre, à la demande de l’Office fédéral suisse de l’énergie, un rapport de synthèse a été réalisé par l’Energy Science Center de l’ETH de Zurich

Source : bulletins-electroniques

Les exploits scientifiques russes de l’ère post-soviétique

Début juillet, l’agence Thomson Reuteurs a publié la liste des scientifiques les plus influents du monde de l’année 2014. Parmi ces héros d’aujourd’hui figurent huit. Les réalisations scientifiques russes des dernières années sont souvent peu connues, alors que certaines sont d’importance capitale. Voici 5 travaux, arbitrairement retenus mais très souvent cités par la communauté scientifique russe, qui illustrent les succès de la recherche post-soviétique.

En premier lieu, on relèvera les travaux des physiciens du laboratoire Flerov de l’Institut unifié de recherches nucléaires de Dubna, centre scientifique international située dans la banlieue moscovite, qui ont été les premiers à synthétiser les six éléments les plus lourds connus à ce jour et portant les numéros atomiques allant de 113 à 118. Pour l’instant seuls les flérovium (114)( Fl) et livermorium (116)(Lv) ont été reconnus par l’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA). Leurs propriétés étonnantes permettent de spéculer sur la création de nouveaux types d’écrans souples, de batteries ou mêmes des vêtements.

En 2006, les physiciens de l’Institut de physique appliquée (IPA) de l’Académie russe des sciences de Russie à Nijni Novgorod ont créé le système PEARL (PEtawatt pARametric Laser). Ce laser, basé sur la technologie d’amplification paramétrique de la lumière dans les cristaux optiques non-linéaires, a été un temps, le laser existant le plus puissant avec une puissance de 0,56 petawatt. Ce laser permis à des chercheurs d’étudier des processus physiques extrêmes et des techniques de traitements des tumeurs cancéreuses.

Dans les années 90, les physiciens du Centre atomique russe à Sarov dirigée par Alexandre Pavlovsky ont réussi, grâce aux générateurs magnéto-cumulatifs à explosifs, à atteindre un champ magnétique de 28 megagauss. Ce méga-aimant donné lieu à de nombreuses études sur le comportement des supraconducteurs, qui jouent un role crucial dans la physique moderne (canon magnétique, accélérateur de particules…).

Dans le domaine des géosciences, les chercheurs de l’université russe d’Etat de pétrole et de gaz Goubkine ont invalidé la théorie selon laquelle pétrole et le gaz ne peuvent être produits que par décomposition de matières organiques. En effet, sous la croûte terrestre, à 100-150km de profondeur, selon Vladimir Koutcherov, professeur à l’Académie de technologie chimique fine de Moscou, la synthèse d’hydrocarbure lourd est possible. Selon le professeur Koutcherov, « une technologie de synthèse artificielle de pétrole permettrait de résoudre de nombreux problèmes économiques et écologiques ».

Enfin, En 2002, le mathématicien russe Grigori Perelman a démontré la conjecture de Poincaré, l’un des sept « problèmes du millénaire » recensés par l’Institut de mathématiques Clay. Cette conjecture, formulée pour la première fois par le mathématicien français Henri Poincaré en 1904, et s’énonce comme suit : « Soit une variété compacte V simplement connexe, à 3 dimensions, sans bord. Alors V est homéomorphe à une hypersphère de dimension 3. » Parmi les travaux présentés, ceux de Grigori Perelman ont été d’avantage médiatisés, moins par l’aboutissement d’un effort scientifique collectif sur près d’un siècle que par son double refus d’une part du prix de un million de dollars américains que Clay s’était engagé à remettre pour la résolution de ce problème, d’autre part de la médaille Fields.

Source : bulletins-électroniques

Un ballon d’hélium pour l’étude du sous-sol

Le 17 juillet 2014, l’Institut fédéral des géosciences et des ressources naturelles [1] a testé un système mobile et semi-aérien pour la réalisation de mesures géophysiques du sous-sol.

L’innovation pour ces mesures électromagnétiques réside dans l’utilisation d’un ballon d’hélium. Ce ballon, un boudin de 1 m de diamètre enroulé en forme d’anneau de 20m de diamètre, est équipé de bobines qui jouent le rôle d’émetteurs/récepteurs. Le dispositif permet ainsi l’étude du sous-sol géologique à des profondeurs de plusieurs centaines de mètres.

Le ballon est tracté par un véhicule et arrimé à un second afin de maintenir une direction rectiligne (voir la démonstration en vidéo proposée ci-dessus). L’avantage conféré par la mobilité est de pouvoir réaliser jusqu’à vingt fois plus de relevés du sous-sol qu’avec les dispositifs conventionnels.

Les premiers essais se sont déroulés à Döberitzer Heide, une zone d’entraînement militaire de la Bundeswehr dans le Brandebourg. Ces essais ayant été concluants, le BGR envisage une utilisation sur le terrain, en particulier pour l’exploration des eaux souterraines dans les pays en développement.

Source : bulletins-electroniques

4000 bactéries découvertes sous l’Antarctique

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28 janvier 2013. Le premier échantillon d’eau est extrait du lac avec beaucoup de précautions. Les scientifiques sont très attentifs à ne pas polluer leur trouvaille, ce qui remettrait en cause toutes les découvertes à venir. Pour assurer l’intégrité des échantillons, l’équipe du projet dédié à l’exploration du lac Whillans a passé pas moins de six années à mettre au point leur protocole. Cela en valait la peine. Les analyses ont révélé la présence de 3931 microbes, majoritairement des bactéries et archéobactéries. Toutefois, 793 organismes restent de nature inconnue.

A l’endroit du forage, la profondeur du lac est faible, 2,20m, et la température y est clémente avoisinant les -0.5°C. Le camp construit tout autour est impressionnant. Tracteurs, laboratoires mobiles mais surtout un système d’injection d’eau chaude nécessaire pour creuser le trou de 60 cm de diamètre et garantir la propreté des échantillons. Soit en tout des centaines de tonnes de matériels pour cette mission en plein cœur de l’Antarctique. Il aura fallu sept jours pour creuser à travers l’épaisse couche de glace. Des rayonnements ultra-violets, la filtration de l’eau et du peroxyde d’hydrogène ont garanti la stérilisation du matériel. Avant que le trou ne se referme, trente litres d’eau ont été prélevés ainsi que plusieurs carottes de sédiments.

793 organismes restent de nature inconnue

Dans leur article paru dans Nature le 21 août 2014, les chercheurs indiquent avoir trouvé 130 000 cellulles/ml d’eau, soit une densité équivalente à celle des océans terrestres les plus profonds. « J’ai été surpris par la richesse de cet écosystème. C’est incroyable » s’enthousiasme John Priscu, microbiologiste de l’Université du Montana.

Situé 800m en dessous de la surface, le lac Whillans recèle donc des formes de vie capables de survivre dans des conditions extrêmes puisque ces bactéries ont passé près de 120 000 années sans voir un seul rayon de soleil. Ces dernières ont donc dû produire leur énergie par oxydation de fer et de soufre présents dans les minéraux des sédiments Mais la plus grande partie des microbes découverts vivent en oxydant les ions ammonium, eux-mêmes pouvant être d’origine biologique.

La découverte d’une vie aussi complexe et dense dans un environnement aussi hostile laisse supposer que d’autres bactéries existent dans d’autres lacs subglaciaux, attendant patiemment d’être mises à jour.

Le projet Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling (Wissard) engage une vingtaine de chercheurs provenant de quinze universités de cinq pays.

Par Audrey loubens

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Grandes manœuvres dans les gaz de schistes américains

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C’est ainsi que le groupe Anglo-néerlandais Royal Dutch Shell (RDS) après s’être doté d’un nouveau dirigeant, aux modes de gestion assez décapants, avait abandonné un vaste projet de conversion de gaz en produits pétroliers liquides (GTL) qu’il devait installer dans le Golfe du Mexique. Décision financière et industrielle, au demeurant, assez incompréhensible, compte tenu de l’abondance locale de gaz naturel peu onéreux et de la demande croissante de gazole et de kérosène dans le monde. De plus, RDS est copropriétaire depuis 2007 à 50% de plus de 350 000 acres (1400 km2) avec Encana dans la zone de gaz de schistes de Haynesville et qui compte, selon l’EIA, une cinquantaine de forages en activité.

Ce champ situé à cheval entre le Nord de la Louisiane et l’Est du Texas, localisation qui rendait le projet GTL d’autant plus attractif. Le Wall Street Journal nous apprend que la Direction de RDS pourrait, suivant la logique de son désengagement du projet GTL, céder ses droits de propriété sur Haynesville au Groupe d’investissement Black Rock pour une somme autour du milliard de dollars. Il semblerait que l’acquéreur ait l’intention de valoriser la ressource, proche des côtes du Golfe du Mexique, par l’exportation de gaz vers l’Europe ou l’Asie sous forme de Gaz liquéfié, là ou les prix du gaz naturel sont 3 à 5 fois supérieurs aux cours du gaz américain.

Compte tenu de l’enjeu économique et stratégique, il est fort probable que le gaz américain liquéfié va constituer, dans les décennies à venir, une importante source d’énergie alternative au gaz russe pour les pays de l’Europe de l’Ouest, et cela malgré les productions dispendieuses et folkloriques d’hydrogène ou de biogaz allemand. (Je ne peux m’empêcher de croire que les difficultés économiques rencontrées en ce moment par l’Allemagne et qui vont impacter la Zone Euro, sont imputables, pour une large part, à la délirante et ridicule politique énergétique de se dirigeants.)

Mais la nouvelle la plus importante dans le domaine des gaz de schistes américains, regarde les nouvelles productions en forte croissance du champ d’UTICA (Carte) qui sont maintenant reportées mensuellement dans les statistiques de l’EIA. Ce gisement de gaz de schiste situé au Nord-est des Etats-Unis, en large partie au-dessous du prolifique champ de Marcellus, présente un démarrage des extractions de gaz particulièrement dynamique. Nul doute qu’une part de ces extractions abondantes de gaz dans l’Est des Etats-Unis, méritera d’être un jour exportée vers l’Europe.

Pour comprendre l’enjeu économique des exploitations de gaz de schistes américains, il me semble indispensable d’intégrer, parmi d’autres paramètres, la probable future exportation à bon prix d’une partie de ces extractions de gaz.

Par Raymond Bonnaterre

De la cellule rectale au neurone : les clés de la transdifférenciation

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Une équipe de l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (CNRS/Inserm/Université de Strasbourg) s’est intéressée à un exemple naturel et 100% efficace de ce phénomène, appelé transdifférenciation. Cette étude identifie le rôle d’acteurs épigénétiques dans cette conversion, souligne le caractère dynamique du processus et met en évidence les mécanismes clé pour l’efficacité de la transdifférenciation. Ces travaux, réalisés en collaboration avec l’Institut Curie, ont été publiés le 15 août 2014 dans la revue Science.

Notre organisme est constitué de cellules ayant acquis des caractéristiques au cours du développement et remplissant une fonction précise au sein de chaque organe : on parle de cellules différenciées. En règle générale les cellules maintiennent leur spécificité jusqu’à leur mort mais il a été prouvé que certaines cellules peuvent changer d’état et acquérir de nouvelles fonctions, un phénomène rare mais retrouvé dans de nombreuses espèces dit de « transdifférenciation ».

L’équipe a étudié ce processus chez C. elegans, un petit ver transparent, où une cellule rectale se transforme naturellement en moto-neurone. Ce passage d’un type cellulaire à un autre se fait sans division cellulaire et par une succession d’étapes bien définies qui aboutissent toujours au même résultat. Les chercheurs se sont intéressés aux facteurs qui rendent le processus de conversion aussi stable.

L’équipe avait déjà élucidé le rôle de plusieurs facteurs de transcription dans cette transdifférenciation. Mais ces nouveaux résultats ont mis en évidence le rôle d’acteurs dits « épigénétiques », c’est-à-dire capables de moduler l’expression des gènes. Deux complexes protéiques interviennent ainsi dans le mécanisme. Ces enzymes agissent sur une histone et lorsqu’une mutation altère leur action, la transdifférenciation est interrompue et la cellule rectale ne se transforme plus en neurone.

Les chercheurs ont observé que les deux complexes agissent à des étapes différentes et que leur rôle peut évoluer en fonction des facteurs de transcription auxquels ils sont associés. Ces résultats soulignent l’importance du bon enchaînement des actions de chacune de ces molécules : l’aspect dynamique du mécanisme de transdifférenciation est essentiel à sa stabilité.

La part respective des facteurs génétiques et épigénétiques dans les processus biologiques est un sujet largement débattu. Ces travaux mettent en lumière les rôles respectifs de chacun des acteurs de la transdifférenciation : l’initiation et le déroulement sont assurés par les facteurs de transcription alors que les facteurs épigénétiques servent à garantir un résultat invariable. L’étude va même plus loin, montrant que dans des conditions « normales », les facteurs épigénétiques sont accessoires (même en leur absence la conversion se déroule relativement efficacement) mais qu’ils sont indispensables en cas de stress environnemental. Ils ont donc un rôle primordial pour maximiser l’efficacité du mécanisme et assurer sa stabilité face aux variations extérieures.

La transdifférenciation est un phénomène encore mal connu. Il pourrait être impliqué dans la régénération d’organes observée chez certains organismes, comme le triton capable de reconstruire le cristallin de son œil après une blessure. Ces résultats apportent de nouvelles clés pour comprendre comment contrôler ce processus et pourraient déboucher sur des thérapies prometteuses, notamment dans le domaine de la médecine régénérative.

Source : CNRS

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Ma thèse en 180 secondes : la cellule de rectum de ver qui souhaitait devenir un neurone

Une nacre artificielle particulièrement tenace

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Une fois encore, la nature inspire les chercheurs. Cette fois, il s’agit de la nacre des ormeaux. Celle-ci est composée à 95% de carbonate de calcium, matériau de nature fragile. Pourtant, la nacre possède une ténacité importante. C’est justement cette capacité à résister à la propagation d’une fissure qui a inspiré les auteurs de l’étude. Parus dans Nature Materials, les travaux des équipes du Laboratoire de synthèse et fonctionnalisation des céramiques (CNRS/Saint-Gobain), en collaboration avec le Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (CNRS/ENS de Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) et le laboratoire Matériaux : ingénierie et science (CNRS/INSA Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) révèlent comment obtenir de façon artificielle les mêmes caractéristiques que la nacre des bi-valves.

Le secret de fabrication ? Un passage au frigo ! Les chercheurs ont utilisé de l’alumine, une céramique standard, qu’ils ont placé en suspension dans de l’eau, puis refroidi. Ce faisant, la croissance a conduit à un auto-assemblage sous forme d’un empilement de plaquettes. Une dernière étape de densification à haute température a conclu la fabrication de cette nacre artificielle.

Grâce à ce procédé innovant, les scientifiques ont produit un matériau dix fois plus tenace qu’une céramique à base d’alumine. De plus, n’importe quelle poudre céramique sous forme de plaquettes peut se soumettre à ce processus d’auto-assemblage. L’obtention de céramiques libérées de leur fragilité pourrait conduire à la fabrication de pièces de plus petite taille et plus légères puisque plus tenaces à égale densité, et donc aboutir à une diminution des coûts de production pour les applications industrielles.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

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Matériaux

Des courants marins empêchent la hausse des températures à la surface du globe (étude)

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Parmi ces hypothèses, il y a les effets de la pollution qui fait écran aux rayons solaires, un regain d’activité volcanique et des tâches sur le soleil, notent les auteurs de cette recherche de l’Université de Washington à Seattle (nord-ouest), publiée jeudi dans la revue américaine Science.

Selon leurs travaux, la chaleur ne reste pas à la surface de l’océan Atlantique, elle descend dans les profondeurs, transportée par un cycle naturel des courants.

« Un grand nombre de recherches faites précédemment se concentraient sur les symptômes à la surface de la Terre », relève Ka-Kit Tung, le principal auteur.

« Nous nous sommes concentrés sur des observations dans les fonds océaniques », précise-t-il.

L’étude montre qu’un courant se déplaçant lentement dans l’Atlantique, qui véhicule la chaleur entre les deux pôles, a accéléré au début du 21e siècle, précipitant la chaleur absorbée par les eaux en surface à 1.500 mètres de profondeur.

La plupart des études précédentes portaient sur la variabilité à court terme ou des particules dans l’eau pouvant bloquer les rayons solaires sans pouvoir expliquer la chaleur accumulée manquante depuis plus d’une décennie.

« Cette découverte est une surprise car cette théorie des courants entraînant la chaleur vers les fonds océaniques pointait le doigt vers le Pacifique comme principale source de la chaleur manquante », dit ce chercheur.

« Il y a des courants marins cycliques déterminés par la salinité de l’eau qui peuvent stocker de la chaleur dans les fonds de l’Atlantique et les eaux océaniques australes », relève Ka-Kit Tung.

Quand l’eau à la surface de l’océan est plus salée, elle devient plus lourde et descend vers le fond, entraînant avec elle la chaleur emmagasinée, explique-t-il.

Les récentes mesures à la surface de l’Atlantique nord montrent une salinité record alors qu’en même temps les eaux en profondeur sont plus chaudes.

Selon les données historiques, ces courants changent tous les 30 ans avec une alternance de cycles produisant des eaux de surface plus chaudes et plus froides quand la chaleur est transportée vers le fond.

Selon ces chercheurs, le réchauffement rapide du climat lors des trois dernières décennies du 20e siècle peut être attribué pour 50% aux gaz à effet de serre et pour le reste au cycle de ces courants dans l’Atlantique qui ont maintenu plus de chaleur dans les eaux de surface.

La montre intelligente signée Withings

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Le marché des montres connectées fait l’actualité ces temps-ci. Ou plutôt, il l’envahit. Il faut dire que de nombreux géants s’y sont mis et dévoilent à présent leur rejeton comme la Samsung Gear Live, la Motorola 360, la G Watch et évidemment l’iWatch. Toutefois il ne faudrait pas déconsidérer un autre acteur, certes plus modeste, des objets connectés. Je parle bien sûr de la société française Withings, basée à Issy-les-Moulineaux. En effet, cette start-up exemplaire, fondée en 2009 et dirigée par Éric Carreel et Cédric Hutchings, impressionne depuis ses débuts. Davantage reconnue aux États-Unis qu’en France, elle s’était déjà faite remarquer pour son pèse-personne Smart Body tweetant le poids (vanté par Jack Dorsey, le créateur de Twitter lui-même), son tensiomètre, ou encore le bracelet à capteurs Pulse.
La Banque Publique d’Investissement (BPI) croit visiblement en cette montre puisqu’elle a alloué à Withings 11 millions d’euros sur les 23,5 millions reçus. Il s’agit d’un des plus gros montants octroyé à une start-up.

Un design qui se distingue de ses concurrents

Contrairement à Samsung, Google ou Apple, Withings n’a pas opté pour une approche futuriste mais a choisi de combiner harmonieusement technologie à un style plus traditionnel et élégant. À voir son bracelet en cuir et ses élégants cadrants arrondis, on penserait presque que l’on a affaire à une montre suisse (ou elle a d’ailleurs été fabriquée) tout ce qu’il y a de classique. Oui, Activité ressemble vraiment à une montre. Pour se démarquer, la start-up Française a misé sur une apparence plus traditionnelle que les autres montres connectées généralement pourvues d’écran électronique. Elle a sans doute considéré que son classicisme pourrait attirer une cible plus large et pourquoi pas une clientèle féminine.

Cependant, Activité ne fait pas que donner l’heure. Elle permet, par ailleurs, d’enregistrer le nombre de foulées de son utilisateur, de calculer le nombre de calories brûlées, de mesurer la qualité du sommeil, de vous réveiller au moment propice… Pour cela, deux cadrans couvrent l’affichage de la montre. Le premier sert à lire l’heure. Quant au second, il transmet par Bluetooth les données biométriques de l’utilisateur au terminal (smartphone, ordinateur) qui pourront être par la suite décryptées via l’application Health Mate; ceci afin d’inciter l’usager à se fixer des objectifs.

Pour acquérir Activité, il faudra un peu de patience, sa sortie étant prévue dans le courant de l’automne prochain au prix à l’unité de 390 euros. Si son coût est plus élevé que ses concurrentes (la smartwatch de Sony est à 99 euros, celle de Samsung à 250 euros) elle se veut aussi plus haut de gamme.

Par Sébastien Tribot

Amazon se tourne vers la vente d’objets imprimés

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On le sait, l’entreprise créée par Jeff Bezos est le leader de la vente en ligne, notamment en ce qui concerne les produits culturels et surtout les livres. Mais depuis quelques temps, celle qui fait partie des quatre grands d’internet diversifie ses activités. Citons en exemple le Fire Phone qui vient d’être lancé, l’Amazon Fire TV, l’Amazon Kindle Fire et bien entendu la plateforme MarketPlace. Et voilà qu’aujourd’hui, en sus de tout cela, Amazon s’ouvre à l’impression 3D.

La version américaine du site comprend depuis peu une page consacrée à la vente d’objets 3D sur laquelle 200 produits sont déjà proposés. La sélection est assez vaste pour que tout le monde y trouve son compte. Ainsi, il est possible d’y dénicher bijoux, lampes, jouets, figurines et autres coques d’iPhone…

Un catalogue respectable qui devient bien plus impressionnant si l’on tient compte du fait que chacun de ces objets est personnalisable. En effet, l’impression 3D permet aux acheteurs de customiser à leur guise certains paramètres tels que le type de matériau, la taille ou la couleur au moment de la commande.

Ce sont, en dernière étape, les partenaires auxquels Amazon a fait appel qui s’occupent de la réalisation des commandes. La start-up française Sculpteo, dirigée par Éric Carreel et Clément Moreau et spécialisée dans l’impression 3D est l’un d’entre eux.

Compte tenu de l’énorme potentiel de l’impression 3D, il semble normal, voire presque tardif qu’Amazon s’installe dans ce secteur et lance sa « boutique » en ligne. Car bien que son emploi ne soit pas encore vraiment répandu, l’impression 3D a tendance à se démocratiser.

Clément Moreau avouait être enchanté par cette tournure : « Nous sommes ravis de voir qu’Amazon prend part au mouvement de l’impression 3D, et nous sommes convaincus que cela offrira de nouvelles opportunités aux designers utilisant l’impression 3D ». Pour la suite, on conjecture en effet que le dispositif se complexifiera et proposera, pourquoi pas, un service permettant aux utilisateurs d’imprimer des objets qu’ils auront eux-même inventés.

Par Sébastien Tribot

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Numérisation 3D et prototypage rapide – Exemples d’industrialisation de produits

Vantablack, le matériau le plus noir jamais fabriqué

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Encore mieux que le Super black de la Nasa qui absorbait déjà 99% de la lumière. La société britannique dame le pion aux américains avec son produit lui aussi bâti à partir de nanotubes de carbone.

Comment atteindre un tel niveau de « noir » ? Toute la magie réside dans le traitement réservé aux particules de lumières qui ont l’imprudence de pénétrer dans le Vantablack. Car quand un photon frappe le Vantablack, il rebondi entre les nanotubes pour y être absorbé et converti en chaleur. Voilà comment la lumière pénètre le matériau pour ne plus jamais en ressortir.

Il aura fallu deux années d’études pour mettre au point ce matériau noir et réussir à faire croitre ces nanotubes sur des structures en aluminium et des capteurs pyroélectriques. Les applications visées sont liées à l’imagerie, comme par exemple améliorer la capacité des télescopes à voir des étoiles au signal particulièrement faible. Le Vantablack peut se retrouver à recouvrir des capteurs optiques ou des déflecteurs.

Mais le Vantablack possède d’autres atouts comme une conduction de la chaleur supérieure à celle du cuivre et une capacité de traction dix fois plus grande que celle de l’acier. En absorbant 99,965% de la lumière, le Vantablack est perçu comme un trou, une absence de matière. Même si sa surface présente des courbes, un individu ne verra rien d’autre qu’un vide ou une surface noire en 2D. Des applications militaires seraient aussi à l’étude du fait de ses propriétés optiques hors norme, mais tout ceci reste top secret.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

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