lu pour vous numéro 54

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"Lu pour vous n°54" *

Sommaire :

Nanotechnologies : le matériau le plus léger au monde.

lpv541Un coup de vent et ce petit cube d'aérogel de graphène s'envole. Avec une densité de 0,16 mg/cm3, soit 7,5 fois inférieure à celle de l'air, ce nouveau matériau est actuellement le plus léger au monde ! Mis au point à l'université de Zhejiang, en Chine, il détrône l'aérographite, dont la fabrication, en 2012, relevait déjà de l'exploit avec une densité de seulement 0,18 mg/cm3. Si tous deux sont des aérogels, c'est-à-dire des matériaux composés à plus de 99% d'air, construits autour d'un «squelette» en nanotubes de carbone, ce qui rend ce cube ultraléger, c'est surtout son design unique. «Observé au microscope, il présente une structure qui rappelle ces immenses gymnases avec des montants en acier et des panneaux vitrés», explique Gao CHAO, l'un des chercheurs. Sauf qu'ici, les montants sont des nanotubes de carbone et les murs des plaques de graphène ; «En changeant simplement la composition de la solution initiale, nous pouvons facilement contrôler la densité de l'aérogel» poursuit-il. Outre son poids plume, la structure spongieuse de ce matériau lui permet d'absorber jusqu'à 900 fois sa masse en huile ! Il pourrait donc servir à dépolluer efficacement les mers en cas de marée noire ou, comme il est conducteur, à stocker de l'énergie. Ces applications sont envisagées, au plus tôt, d'ici un ou deux ans.

Source : Science et Vie, N°1 149, juin 2013, signé L.B.


 

Une première pour la biotechnologie française : l'immortalité, un marché d'avenir.

Conserver dès aujourd'hui votre ADN... pour avoir accès à la médecine régénératrice de demain ! Tel est le service osé que lance Cellectis, la société d'André CHOULIKA spécialisée dans la «chirurgie du génome». Récit exclusif de cette aventure futuriste

Chercheur en génétique moléculaire, devenu entrepreneur, André CHOULIKA a le virus commun aux défricheurs, toujours à l'affût de la «nouvelle frontière» de l'innovation. Comme s'il avait fait sien le dicton favori de la Silicon Valley : »La meilleure manière de prédire l'avenir est de l'inventer».

La profession de foi du fondateur de Cellectis :

«La vitesse à laquelle l'homme a déchiffré l'ADN des espèces surpasse systématiquement toutes les prévisions. D'ici à 2015, ce coût tombera à moins de 400 euros par personne pour le génome humain. Et des milliers de personnes auront, de ce fait, accès à une médecine personnalisée». Alors même si la science est à cinq ou dix ans de mettre au point les «techniques qui sauverons peut-être des organes ou des vies », CHOULIKA sait que c'est l'avenir.
Le service Scéil tient plus de l'intuition commerciale que de l'innovation scientifique. Cette «bio assurance-maladie» d'un nouveau type ne promet ni remède miracle ni jeunesse éternelle, juste la mise à disposition de cellules saines, le jour où...

«C'est un peu comme si l'on pouvait se faire une sauvegarde génétique pendant qu'on est en pleine forme, et de le mettre de côté pour «réinitialiser» un jour», explique A.CHOULIKA.

Mais pourquoi maintenant ? N'est-ce pas prématuré ?

lpv542«Plus l'individu est sur lequel les cellules sont prélevées est jeune, meilleur est le résultat» (A. CHOULIKA). Au contact du soleil, de l'alcool, de l'environnement, notre patrimoine génétique s'altère. Et si l'on vieillit, notre système biologique de maintenance et de réparation est plus ou moins efficace. »Dans le processus de régénération cellulaire, notre corps fabrique 1 000 kilomètres d'ADN par seconde. Et lors de ce recopiage de gènes, il accumule 1,8 million de mutations par seconde. Alors autant conserver préventivement le code génétique le plus authentique possible». Ce qui est faisable en congelant les cellules, dont le noyau contient notre ADN. Pour le mode d'emploi, voir l'infographie en fin de l'article.

Les personnes intéressées s'informent grâce à un site web (www.sceil.com). Scéil propose ses services de base à 47 000 euros, plus un forfait de maintenance de 390 euros par an, après la troisième année. Prohibitif pour le commun des mortels... mais abordable pour des centaines de milliers de riches et très riches. L'investissement est à faire une seule fois et pour la vie.

La somme acquittée, le client se rend dans une clinique ou chez un dermatologue agrée pour un prélèvement de peau d'environ 3 millimètres de diamètre sous le bras. Pas plus invasif que l'ablation d'un grain e beauté. Pour démarrer, Scéil ne se lance que dans les régions du monde ou la législation le permet : Etats-Unis, Dubaï et Singapour. Et demain, sans doute, en Suisse. «En France on ne peut pas effectuer un prélèvement sans spécifier exactement à quoi il servira. Ce qui est impossible dans le cas de Scéil» souligne le secrétaire général de Cellectis, Philippe VALACHS.

lpv543L'échantillon de peau est alors expédié par transport spécialisé dans un laboratoire de Singapour, ou les cellules du derme (fibroblastes) sont cultivées en qualité clinique, puis cryogénisées pour être conservées au nom du client. Mais – là est la nouveauté- une partie d'entre elles sont aussi reprogrammées pour donner naissance à ce qu'on appelle des «cellules souches pluri potentielles induites« ou iPS, elles-mêmes conservées dans de l'azote liquide (-180°C). Leur particularité ? Ces iPs ont bien l'ADN du donneur, mais ont retrouvé toutes les caractéristiques de cellules souches embryonnaires. C'est-à-dire que l'on peut, à la demande, provoquer à nouveau leur différenciation en cellules du cœur, du sang, du cartilage, du cerveau...Techniques dont Cellectis est justement spécialisé.

Dans la filiale suédoise de Cellectis, les chercheurs gèrent une véritable «bio-usine» à cellules.

«A partir de cellules souches embryonnaires ou bien d'iPS, nous fabriquons des modèles in vitro d'hépatocytes, de cardio myocytes et de cellules pancréatiques bêta avec divers traits génétiques» détaille le vice-président Peter SARTIPY. Sous le microscope, dans une fiole plate contenant une solution jaunâtre, on y découvre... des cellules cardiaques en train de battre !
    

Ces cellules différenciées servent d'ores et déjà à tester de nouvelles molécules pour éviter les effets secondaires indésirables des médicaments. De quoi faire gagner un temps précieux aux groupes pharmaceutiques, chimiques ou cosmétiques. Mais demain, elles permettront surtout l'avènement de la biomédecine. Un exemple ? L'ambitieux programme de recherche contre le diabète de type 1 mené avec l'université Lund et le groupe pharmaceutique Novo Nordisk. L'objectif de ce projet (qui pourrait durer quinze ans et coûter plus de 500 millions d'euros) est que les malades se passent complètement d'injections d'insuline, aux effets toxique connus. Cellectis aide le groupe à produire des cellules pancréatiques bêta, programmées pour secréter l'insuline qui fait défaut au patient.

«Si tout va bien, on devrait tester nos cellules bêta sur des souris et des singes en 2014. Et on passerait aux essais sur l'homme vers 2019, avec un produit sept ans plus tard», précise Petter BJORQUIS, vice-président de la division médecine régénératrice de Cellectis.
Le marché des produits de biothérapie cellulaire (hors sang de cordon ombilical et greffes de moelle) devrait passer de 500 millions de dollars en 2010 à quelques 5 milliards en 2015.

Aujourd'hui, tous ces programmes utilisent des cellules souches embryonnaires. Mais demain, cela pourrait être... des iPS. Utopiste ?
Beaucoup de chercheurs jugent cette technologie iPS encore trop récente pour des applications en médecine. Et si ces cellules mutaient en cours du temps, ou bien se mettaient à se multiplier de façon anarchique ?

Reste qu'aucun spécialiste ne nie le potentiel et les enjeux faramineux de l'ingénierie génomique et de la biologie synthétique. Une révolution silencieuse qui a le pouvoir de sculpter le vivant, faire reculer la mort et produire à volonté biomatériaux et biocarburants.
Certes, ces progrès inouïs poseront des problèmes sociétaux et éthiques dont on peine encore à cerner les contours.

André CHOULIKA a tranché : il veut faire de Collectis l'un des géants du secteur. Dans son esprit, Scéil doit aider Collectis à garder un coup d'avance sur ses concurrents : les américains Cellular Dynamics, Sigma Aldrich et Healthcare ou le suisse Lonza6, tous plus puissants et mieux financé. Il veut rendre accessible au grand public la technologie iPS, jusqu'ici confinée dans les laboratoires. Collectis espère séduire 5 000 personnes en deux ans.
L'iPS

En 2000, le chercheur de l'université de Kyoto Shinya YAMANAKA explique la fabrication de «cellules pluripotentes induites» ou iPS. Par ajout de quatre enzymes, il induit une sorte de perte de mémoire à une cellule adulte (de sang ou de peau, par exemple), pour la ramener à son état de cellule souche embryonnaire, qui peut ensuite elle-même être redifférenciée... y compris en un être vivant entier, comme une souris !

A l'origine très contesté, ce travail lui vaudra le prix Nobel de médecine en 2012.

Les chercheurs de Cellectis, eux, ont tout de suite perçu l'énormité de cette percée : «YAMANAKA a fait exploser un paradigme de biologie ! s'exclame A. CHOULIKA. C'est une découverte aussi fondamentale que celle de Darwin sur la sélection naturelle...». Dès 2007, il propose au japonais d'utiliser les outils de Collectis pour perfectionner sa technique d'iPS, et monte des programmes de recherche avec lui. Après l'intégration de la PME suédoise Cellartis (fin 2011), Cellectis est l'une des rares start-up sur la planète à disposer des toutes les «briques technologiques» pour surfer sur la trouvaille du japonais.
Avec un intérêt double. Premièrement, sur le plan éthique, les iPS peuvent être fabriquées à volonté sans créer de polémique. Car, comme elles ne nécessitent pas de détruire les embryons surnuméraires, elles ne sont critiquées par aucune religion. Deuxièmement, contrairement aux véritables cellules souches, les iPS proviennent d'un adulte dont on connaît les traits génétiques. On peut donc tester de nouvelles molécules sur des cellules redifférenciées à partir d'iPs, et représentatives d'une grande variété de génotypes.

Mëme YAMANAKA ne sait pas exactement par quels mécanismes sa «recette» fonctionne. La technologie n'est donc pas encore tout à fait mûre pour des traitements thérapeutiques.

Source : Le Nouvel Observateur, N°2 540, du 11 juillet 2013, signé Dominique NORA

Cellectis compte 230 salariés, répartis dans ses labos français, suédois et américains, et possède 98 brevets délivrés et 321 en cours d'extension ou examen.

En octobre 2011, elle a fait entrer le Fond stratégique d'investissement à son capital (15%).
En 2012, la société qui affiche 21 millions d'euros de revenus et d'autant de pertes, avec un équilibre espéré pour 2015- a recentré son activité sur trois axes stratégiques. La fourniture d'outils et de services, «cellules souches embryonnaires, iPS ...) aux grands labos publics et privés de la planète. Les soins thérapeutiques (leucémie lymphoïde chronique, diabète de type 1). Enfin, la création de nouvelles variétés de plantes (avec les semenciers Limagrain, Medicago, Monsanto), et production de bio-fiouls à partir de micro-algues.

Aéronautique : cette aile a la même capacité que 3 Airbus A320

lpv546Le Clip Air tient son nom de sa particularité. Imaginé par des chercheurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, cet avion se compose d'une aile porteuse sous laquelle vient se clipser jusqu'à trois capsules. L'ai accueille les moteurs, le pilote et le carburant ; les capsules, d'une taille similaire au fuselage d'un airbus A 320, uniquement les passagers ou le fret. Son intérêt est à la fois économique et écologique. Avec deux fois moins de moteurs, il transport autant de passagers que trois A 320 et il peut être modifié entre deux vols, en fixant un plus ou moins grand nombre de capsules. Celles-ci peuvent même se convertir en wagon, pour une jonction rail-aéroport sans que le passager bouge de son siège ! Après l'élaboration d'une maquette et une étude sur le futur gain en carburant, les chercheurs souhaitent trouver des partenaires pour réaliser un modèle réduit de 6 m.

Source : Science et Vie, n°1 151, août 2013, signé O.L.

Actualité techno : chimie, ces cristaux sont la clé de nouveaux matériaux.

lpv544Ces délicates violettes sont des cristaux de taille microscopique. Elles ne sont qu'un exemple de la surprenante flore minérale qu'une équipe d'Harvard (Etats-Unis) a été capable de faire pousser. Les scientifiques ont en effet trouvé comment contrôler la formation des cristaux dans une solution de sels de baryum et de silicate de sodium, afin de créer des structures en trois dimensions. La technique est simple : selon la forme désirée (tiges, feuilles, corolles ....), il suffit de jouer sur la température, l'acidité et la concentration de CO2. Au cours de la réaction chimique, on peut modifier les conditions pour superposer de nouveaux éléments. A la clé, la possibilité de créer, à l'échelle moléculaire, des motifs complexes susceptibles de modifier les propriétés des matériaux. Et cela sur une plaque de verre ou de métal, plongée dans un simple bécher ! La méthode s'annonce bien plus pratique et moins onéreuse que la lithogravure utiliser pour créer des nanomatériaux. De plus, »comme notre stratégie repose sur des principes complètement différents, nous anticipons que de nouveaux matériaux pourront être fabriqués», affirme Wim NOORDUIN,membre de l'équipe. Celle-ci aurait déjà obtenu des résultats prometteurs avec des matériaux optiques et des catalyseurs, mais pour le moment, elle préfère garder secrets les exemples d'applications...

Source : Science et Vie, n°1 151, août 2013, signé O.L.

Electronique : enfin, les batteries rechargeables en 30 secondes sont à portée de main.

lpv545Voici un super condensateur qui ouvre la voie à de futures batteries capables de se recharger en quelques dizaines de secondes seulement, au lieu de plusieurs heures actuellement. Inventée par Eesha KHARE, une jeune californienne de 18 ans récompensée pour cette découverte par un prix de fondation Intel, ce super condensateur a l'avantage de stocker vite beaucoup d'énergie dans un espace extrêmement réduit. Pour y parvenir, la jeune fille a imaginé une structure en couches inédite : des nano cordes constituées d'un noyau de dioxyde de titane hydrogéné (H-TiO2) sont entourées d'une gaine de poly aniline, un polymère. Grâce à cette architecture et l'association de l'excellente conductivité de l'H-TiO2 et de la grande capacité de la poly aniline à emmagasiner des charges électriques, les nano cordes se révèlent capables de stocker une densité d'énergie de 20,1 Wh/kg. Cette densité est compatible à celle d'une batterie mais avec un temps de charge bien plus rapide.

Le super condensateur supporte également 10 000 cycles de charges/recharges contre 1 000 pour les batteries rechargeables traditionnelles. Pour l'instant, ce super condensateur n'a été testé que pour allumer une diode. Mais il pourrait révolutionner les batteries de nos téléphones portables aussi bien que celles de nos voitures. Dernier avantage, il est flexible et pourrait donc être utilisé comme source d'énergie dans des tissus ou n'importe quelle surface non plane.

Source : Science et Vie, n°1 151, août 2013, signé S/F.

Energie : le choix énergétique de l'Allemagne en danger.

En Allemagne 60 000 nouvelles éoliennes sont en projet : dans des forêts, sur les sommets des Préalpes et même en régions protégées.
Les citoyens se révoltent contre la dégradation de l'environnement, les coûts explosent ; danger.

L'objectif prévu est d'augmenter l'énergie éolienne dans les sept années prochaines de 31 000 Mégawatt à 45 000 Mégawatt et jusqu'au milieu du siècle d'atteindre 85 000 Mégawatt.

Par ce que les emplacements disponibles en off-shore sont en bonne partie déjà investis, on se dirige vers la terre ferme et on se trouve opposé aux défenseurs de la nature, de l'environnement, des amis des animaux etc..

D'un autre côté, la tendance est de faire des installations toujours plus grandes. Le modèle «E-126» de la société Enercon couvre avec ses ailes la surface de sept terrains de foot .Les couronnes des rotors des installations modernes pèsent jusqu'à 320 tonnes. Près de Ribbeck, 83 éoliennes à trois ailes forment le plus gros parc d'éoliennes d'Allemagne.

Au centre IWES de tests à Bremerhaven on peut voir un rotor de la future génération, flexible, presque mou, pesant 30 tonnes et d'une longueur de 83,5 mètres. Actuellement, il est soumis à des tests (plier et donner des coups quelques millions de fois) pour simuler la sollicitation sous vents, orages, rafales.
En Angleterre, les éoliennes se trouvent à minimum 3 000 m des habitations. En Allemagne, la Bavarie permet une distance de 500 mètres, la Saxonie même seulement 300 mètres.

Au lieu de permettre à la technologie offshore de se développer tranquillement, la politique avec son «deadline atomique» en 2020, s'est mise toute seule sous pression. Résultat : dès que le coût offshore augmente, on se rabat à l'intérieur du pays. Mais là cela sera non plus moins cher.
2 800 kilomètres de lignes de haute tension seront nécessaires avec 7 000 kilomètres de réseaux de distribution. Les coûts sont estimés à 10-20 milliards d'euros.

Source : Der Spiegel magazine n° 27 2013, du 1/07/2013, signé Matthias SCHULZ

Rendement des installations éoliennes en Allemagne, en Gigawatt :

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Développement des éoliennes

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*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

   
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