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lu pour vous numéro 43

Détails

"Lu pour vous" n°43*

* Les articles qui figurent dans cette rubrique sont transmis à titre d'information scientifique et / ou Technique. Ils ne sont en aucun cas l'expression d'une prise de position de l'UDISS ou d'un jugement de valeur

Sommaire :

  • Technofolies : le coin des prototypes :
    • un vélo en carton
    • le gant chauffant à la demande-
    • la première tablette qui obéit .... à l'œil
  • Matériaux : une colle dissipe la chaleur des ordinateurs
  • Océanographie : un planeur qui navigue à la force des vagues
  • Images de science : biofilm bactérien (l'album de l'année)
  • Neurobotique : un bras robotisé contrôlé par le cerveau
  • Botanique : les plantes ont conscience de filer droit
  • Stratégie : Bic veut rester à la pointe
  • Station spatiale internationale (ISS)

Technofolies : le coin des prototypes.

  • Un vélo en carton :

lpv431L'inventeur israélien Izhac GAFNIE a conçu un concept de vélo sans une once de métal : le châssis de son invention est entièrement réalisé en carton ; et la courroie de distribution, les freins, les pneus et les pédales ont tous été fabriqués à partir de matériaux recyclés. Le plus difficile, selon le concepteur, fut de réussir à plier le carton afin qu'il soit aussi résistant que le carbone. Un an et demi aura été nécessaire pour y parvenir sur ce prototype. Le cadre a été traité avec un mélange de matériaux organiques afin de résister à la pluie, puis enduit d'une peinture laquée. Ce vélo d'environ 9 kg (contre 12 pour un vélo traditionnel), est capable de supporter jusqu'à 220kg. Son avantage : son coût de fabrication inférieur à 7 euros qui pourrait le destiner aux pays en voie de développement.
Source : Science et Vie, n° 1144 ; janvier 2013, signé E.T.-A ; renseignements : www.erb.co.il

 

  • Le gant chauffant à la demande.

lpv432La société américaine CHAVAL lance une nouvelle paire de gants chauffants, les Response-xrt. Ces gants sont capables de conserver vos mains au chaud entre cinq et sept heures, selon les conditions climatiques, en maintenant leur température trois fois plus longtemps que n'importe quels autres gants. Leur secret ? La température est ajustée automatiquement grâce à une technologie inédite : ils contiennent en effet un film polymère qui devient plus dense quand les mains refroidissent, ce qui augmente sa conductivité et permet à l'énergie d'une batterie d'affluer à l'intérieur du gant pour le chauffer. La chaleur circule grâce à des fils plats, flexibles et fins qui préservent le confort. La chaleur est ainsi produite à la demande pour chaque doigt.
La recharge des batteries s'effectue en quatre à six heures grâce à un câble niché à l'intérieur du gant.
Source : Science et Vie, n° 1144, janvier 2013, signé.S.F.

  • La première tablette qui obéit .... à l'œil.

Par le simple mouvement de ses yeux, l'utilisateur de cette tablette déplace un curseur ou déclenche une commande. Une révolution due à une technique utilisée jusqu'ici en ophtalmologie et en sciences cognitives, »l'eye tracking »
Conçu par le duo japonais DOCOMO-FUJITSU et le suédois TOBII, ce prototype inaugure un tout nouvel outil de contrôle des ordinateurs : l'oculométrie. La technique plus connue sous son appellation anglo- saxonne « d'eye-tracking », consiste à localiser avec une précision de quelques millimètres le point observé sur l'écran, en analysant la trajectoire du regard de l'utilisateur.
Les baisses conjuguées de la taille des composants électroniques permettent désormais au eye-tracking de se tourner vers le grand public. Le fabricant TOBII, qui vient de présenter son prototype en Asie, assure que cette nouvelle technologie sera commercialisée d'ici un à deux ans.
Source : Science et Vie, n° 1144, janvier 2013, signé Stéphane BARGE

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Matériaux : une colle dissipe la chaleur des ordinateurs

lpv435Une colle conçue par des chercheurs américains et français pourrait permettre d'évacuer la chaleur produite par les composants électroniques des ordinateurs, l'un des freins à la miniaturisation et à la course à la puissance informatique. Dévoilé dans la revue Nature Materials, cette colle multiplie par quatre les échanges de chaleur entre le cuivre (les fils électriques) et la silice (située sur le processeur). Elle est formée de polymères de la famille des organosilanes, des composés semblables aux polymères organiques, dans lesquels des atomes de carbone sont remplacés par du silicium. Une couche unique de polymère, d'une épaisseur d'un nanomètre, suffit à quadrupler la conductivité thermique par rapport à l'air, lequel est un très bon isolant.
Cette substance agit d'abord à la manière d'une colle classique, en formant des liens puissants entre le cuivre et la silice qui, sinon, resteraient séparés. Mais elle est aussi capable de synchroniser les vibrations des atomes entre ces deux matériaux, ce qui favorise les transferts de chaleur. Cette approche est efficace avec d'autres couples métal-céramique, par exemple l'or et le dioxyde de titane. Encore quelques années de travail et la colle pourra sortir des labos pour refroidir les ordinateurs.
Source : Science et Avenir, n° 792, février 2013, signé C.M.

Océanographie : un planeur qui navigue à la force des vagues

lpv436Après un peu plus d'un an de navigation, Papa Mau, un robot conçu par la société américaine Liquid Robotics, vient de boucler un périple océanique de 16 668 km entre la Californie et l'Australie. Un record de distance pour ce «glider» ou planeur aquatique. Mû uniquement par l'énergie des vagues, il est constitué d'un flotteur relié par un « cordon ombilical » d'environ sept mètres de long à une partie tractrice sous-marine. Cette dernière est équipée d'une série de volets orientables. Quand le flotteur monte sur une vague, il entraîne avec lui le «tracteur» dont les volets sont orientés vers le haut. Résultat, le tracteur ne monte pas à la verticale mais tire l'embarcation vers l'avant. Ensuite, le flotteur descend la vague, les volets du tracteur s'orientent vers le bas tirant l'ensemble vers l'avant. Vague après vague, le glider avance lentement. Des panneaux solaires et des batteries installés sur le flotteur alimentent les moyens de communication et les instruments embarqués pour des mesures océanographiques (salinité, température ...) L'intérêt de ces engins est qu'ils peuvent effectuer de très longues missions de surveillance ou de mesures sans être ravitaillés.
Source : Science et Avenir, n°792, février 2013, signé O.H.

Images de science : biofilm bactérien (l'album de l'année)

Voici la reconstruction en trois dimensions d'un agrégat de bactérie du choléra. Ce type d'organisation bactérienne, appelé «biofilm», adhère aux surfaces et rend les bactéries très résistantes aux antibiotiques. Pour mieux connaître la structure de ces biofilms, des biologistes américains et turcs ont utilisé des marqueurs fluorescents et une technique de microscopie à haute résolution. Leur analyse montre que les bactéries de choléra (en bleu) sont liées entre elles par une protéine qui joue le rôle de colle (en gris), et qu'elles adhèrent aux surfaces grâce à une autre protéine (en vert). L'agrégat est recouvert d'une couche protectrice (en rouge), composée de molécules de sucre et de protéines sécrétées par les bactéries.
Source : La Recherche, n°471, janvier 2013, par Jacques ABADIE

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Neurobotique : un bras robotisé contrôlé par le cerveau.

Une américaine tétraplégique a réussi par la force de la pensée à bouger un bras robotisé avec suffisamment de précision pour se nourrir. Atteinte de dégénérescence spinocérébelleuse, une maladie génétique entraînant le déclin de certaines parties du cerveau et de la moelle épinière, elle est tétraplégique depuis une dizaine d'année. Seuls sa tête et son cou ont conservé un peu de mobilité mais depuis qu'Andrew SCHWARTZ et son équipe de l'université de Pittsburgh (Etats-Unis) lui ont implanté deux électrodes dans le cerveau, elle peut contrôler avec précision un bras robotisé qu'elle a affectueusement surnommé Hector.
Mieux, après quelques semaines d'entraînement, elle peut se nourrir seule, ouvrant délicatement la main de Hector pour saisir une barre de chocolat et la porter à sa bouche ! Une manipulation d'autant plus délicate que le robot possède sept degrés de liberté. Autrement dit, il peut produire sept types de mouvement que le patient doit apprendre à maîtriser: bouger le bras de haut en bas, de gauche à droite, d'avant en arrière, mettre le poignet en rotation, mais aussi en flexion, de gauche à droite et de bas en haut, enfin fermer et ouvrir la main.
lpv438Les détails de cette prouesse technologique ont été publiés le 17 décembre 2012 dans The Lancet.
Les deux électrodes forment la porte d'entrée dans le cerveau. Chacune consiste en une plaque de 4mm de côté, hérissée de 96 contacts implantés à la surface du cortex moteur gauche, la région contrôlant le mouvement du bras droit et de la main.
« Cela permet d'enregistrer l'activité de neurones individuellement, mais aussi de populations entières de neurones. Les électrodes sont activées quand la personne imagine qu'on bouge sa main et son épaule » (Elizabeth TYLER-KABARA, chercheuse ayant participé à l'expérience).
Ces électrodes sont connectées à un ordinateur qui contrôle les mouvements de la prothèse. Toute la difficulté est de convertir le signal électrique capté dans les neurones en un signal compréhensible par l'ordinateur. « Pour cela, nous avons utilisé un algorithme qui imite la façon dont un cerveau intact contrôle les mouvements d'un membre », explique Andrew SCHWARTZ.
Prochaine étape : intégrer des capteurs sensoriels au bras afin que le patient puisse faire la différence entre des objets chaud et froid ou encore lisse ou rugueux.
Repères :
Joint Robotics Laboratory, installé à Tsukuba au Japon et associé au CNRS, travaille sur le contrôle d'un robot humanoïde par la pensée.
OpenVibe : il s'agit d'un logiciel libre développé par des chercheurs de l'Inria et largement utilisé à travers le monde. Il permet de contrôler par la pensée, un jeu vidéo, un bras robotisé, voire un robot.
Source : Science et Avenir, n• 792, février 2013, signé Olivier Hertel

Botanique : les plantes on conscience de filer droit.

Selon les chercheurs de l'Inra, les plantes perçoivent leur propre forme et peuvent rectifier leur posture. La perception n'est donc pas l'apanage des animaux.
lpv439Avez-vous jamais vu au ralenti une plante se relever à la seule force de sa tige ? Toutes les plantes savent le faire, de la plus petite plantule au plus haut peuplier. En filmant ainsi le redressement de 11 espèces différentes, couchées exprès au préalable, des scientifiques ont montré qu'elles procèdent toutes de la même façon, quelle que soit leur taille, mais... pas comme ils le pensaient.
»On savait depuis Darwin que les plantes s'adaptent aux forces de la gravité» (Bruno MOULIA, lnra, Clermont-Ferrand). Pour cela, certaines cellules végétales contiennent de petite billes d'amidon qui s'écoulent dans le sens de la gravité, permettant à la plante de corriger son inclinaison de façon purement mécanique ». Ce «gravi tropisme» est une fonction essentielle pour le végétal qui lui permet de trouver le chemin de la lumière lorsqu'il est en compétition avec ses voisins, et ce, en dépit de l'inclinaison du terrain ou des aléas dus au vent.
L'équipe de Bruno MOULIA prouve aujourd'hui, qu'en réalité, la réponse à la gravité ne suffit pas à expliquer le phénomène. »Il faut aussi à la plante une capacité de perception de sa forme et une fonction motrice qui lui permette de corriger sa posture ». La «perception de soi», que l'on croyait être l'apanage du monde animal, existerait donc aussi, dans une certaine mesure, chez les végétaux. En filmant les plantes, les chercheurs ont mesuré l'évolution de leur courbure et de leur inclinaison dans l'espace et le temps.» Les plantes commencent par se courber tout au long de leur axe, puis rectifient peu à peu cette courbure du haut vers le bas de la tige.
Pour interpréter ces observations, les chercheurs ont conçu deux modèles mathématiques. Le premier n'intégrait que la réponse mécanique à la gravité. Résultat de la simulation : les plantes se redressaient mais ne se stabilisaient pas, oscillant sans cesse. Dans le second modèle, les mathématiciens ont permis à la plante de corriger à tout moment et en tout point leur courbure. »Cette simulation a permis de parfaitement retrouver ce que nous avions filmé ! » (Bruno MOULIA).
Reste maintenant à comprendre en quoi consiste cette perception de soi ultra locale et comment la plante y répond biologiquement.
Source : Science et Avenir, n° 792, février 2013, signé Loïc CHAUVEAU
Repère : une gravité pas nécessaire.
Comment les plantes poussent-elles en absence de gravité ?
La Station spatiale internationale a servi de «terroir» en février 2010 à des graines d'arabette des dames (Arabidopsis thaliana) sous un éclairage électrique. Surprise ! elles ont poussé comme sur la Terre, la tige bien droite vers la lumière, les racines à l'opposé, adoptant les ondulations constatées sur la photo.

Stratégie : Bic veut rester à la pointe.

«Je signe mes documents avec ça », s'exclame Mario GUEVARA, directeur général de Bic, en tendant le fameux Cristal à pointe large, récente déclinaison du stylo à billes commercialisé pour la première fois en 1950 par Marcel BIC, fondateur de la marque.
Ecoulé depuis à plus de 100 milliards d'exemplaires dans le monde, l'objet fait le relais entre générations. Savoir se rendre indispensable pour être indémodable : grâce à cette recette simple le roi du produit plastique jetable campe au sommet du podium planétaire dans le briquet et à la deuxième place mondiale dans les rasoirs et instruments d'écriture.
Depuis soixante ans, des générations de salariés maison s'efforcent d'appliquer scrupuleusement la méthode du fondateur, «méthode, précision, discipline» pour la plus grande satisfaction des dirigeants, dont la famille BICH contrôle 44% du capital. Ainsi, Bic, qui publiera ses résultats annuels le 13 février, aura réalisé un chiffre d'affaires de près de 2 milliards d'euros en 2012. Et sa marge opérationnelle dépasserait le niveau historique de 20,1%, avec des bénéfices en progression de 61% sur cinq ans.
Malgré ces excellents résultats, la décision prise par Bruxelles de ne pas renouveler la taxe antidumping sur les importations de briquets chinois, risque de se traduire par une déferlante en Europe de produits venus de Chine. Cette mauvaise nouvelle ne remet cependant pas en cause le fonctionnement de la «machine Bic». Fabrication de masse permettant de produire à prix de revient canon, politique d'innovation à flux constant, charte de qualité ultra-exigeante, agressivité commerciale et publicité ciblée : la maison dispose d'un solide arsenal pour rester à la pointe dans ses principaux métiers.
Marcel BICH n'est pas l'inventeur du stylo à billes ou des rasoirs à lames rechargeables. Son génie ? En avoir fait des objets reproductibles en masse pour en réduire au maximum le prix de fabrication. Comme celui du stylo Bic Cristal, qui a été divisé par vingt. Une hausse de 10% de la production se traduit par une baisse supérieure à 3% des prix de revient. En clair, lorsque les volumes augmentent de 1%, le résultat opérationnel progresse de 16% (Seth PETERSON, analyste financier de Berenberg Bank).
Bic ne lésine pas sur les investissements pour y parvenir. Qu'il s'agisse de ses moules à briquets, pièces ultrasecrètes faites maison à 300 000 euros, ou des presses électriques d'injection du plastique du japonais Fanuc récemment installées dans la briqueterie de Redon , et qui ont réduit de 6% la facture d'électricité de l'usine.
Soucieuse de produire au meilleur coût, la société ne mégote pas sur la fiabilité de ses produits. Assurer les deux kilomètres d'écriture sans bavure du Bic Cristal, les dix jours de rasage du rasoir jetable, ou les 3000 allumages du briquet «maxi» relève du Guinness Book des records . Pour les briquets, l'exigence frôle l'obsession. Et pour cause : le moindre pépin sur un produit peut se traduire par une étincelle mortelle. Chute de trois mètres de haut , tests de résistance à haute température et sous forte pression : les experts de l'usine font subir les pires sévices aux briquets maxi, mini ou slim. Tandis que la machine d'assemblage finale réalise 40 opérations de contrôle automatisées, dont la fameuse hauteur de flamme, qui ne doit pas dépasser 38 millimètres. »Si une pièce ou un briquet défectueux se retrouve en bout de chaîne, les ouvriers voient leur prime de performance supprimée » (René FRIGIERE, conseiller technique).
Cette recherche de fiabilité va de pair avec une amélioration technique permanente des produits. A volume équivalent un briquet Bic offre deux fois plus d'allumage que ceux de ses concurrents. Et si les techniciens de Redon travaillent sur un nouveau briquet à 1 200 allumages, ce n'est pas pour la beauté de l'exercice, mais pour accroître ses marges. Car le volume de gaz du briquet sera davantage réduit que le prix de vente. Le client ne verra que du feu. Le Bic Cristal, lui, a subi une petite cure d'amaigrissement qui lui a fait perdre 10% de son poids en dix ans.
Sur le terrain de l'innovation, entre quinze et vingt produits sont lancés chaque année, toutes divisions confondues. Plutôt que s'engager dans une guerre technologique frontale avec le numéro un mondial Gillette sur les rasoirs rechargeables Gillette Fusion et Gilette Mach3 Turbo, Bic l'attaque en créant un produit hybride. Le Bic Flex trois et quatre lames est, en effet, un jetable vendu avec cinq recharges. Au prix de 5 euros, contre 18 euros pour Gillette Mach3 avec quatre recharges, ce produit «intermédiaire» fait un tabac.
Les 140 collaborateurs du département R&D travaillent sur d'autres projets en dehors des trois métiers piliers du groupe. En octobre 2012, Bic a lancé pour les enfants une ardoise numérique éducative avec le fabricant Intel. Connectable à Internet, cette Bic Tab est dédiée à l'apprentissage de la lecture et de l'écriture. L'enseignant peut, depuis un ordinateur, envoyer un exercice à un élève ou à l'ensemble d'une classe et voir ce que chacun fait.
Bic avance prudemment dans sa recherche de diversification. Il fonde des espoirs sur la mise au point d'une pile à combustible pour recharger les téléphones portables, tablettes et autres ordinateurs. Il ne s'est pas lancé dans ce projet par hasard. Fort de son savoir-faire en matière de gaz sous pression, le leader mondial du briquet a décidé de l'appliquer à la cartouche à l'hydrogène, carburant de la pile. Celle-ci est opérationnelle. Pour le développement de la pile elle-même, Bic y travaille avec le CEA, s'appuie sur sa filiale canadienne Angstrom Power. Reste le plus délicat : en faire un produit industriel pour minimiser son coût et rendre accessible au plus grand nombre de consommateurs.
Source : Challenges, n° 330, du 31 janvier au 6 février 2013, signé Jean-Pierre de LA ROQUE

Station spatiale internationale (ISS)

lpv439-1Grâce à une nouvelle technique de guidage, le cargo Progress M-18M avec une charge utile de 2,5 tonnes, lancé par une fusée Soyouz à partir de Baïkonour au Kazakhstan, s'est amarré à la station spatiale (à environ 400km) après seulement six heures de vol au lieu des deux jours nécessaires jusqu'à maintenant.
Cette nouvelle technique sera utilisée également cette année pour les vols habités.
A ce moment, trois russes, deux américains et un canadien travaillent sur la station.
Source : Spiegel online du 11 février 2013, signé nlk/afp

 

 

   
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