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lu pour vous numéro 62

Détails
"Lu pour vous" n°62*
 
Sommaire
  • Evénement : congeler Fukushima
  • Actualités :
    • Aérospatiale : Eole, lanceur spatial réutilisable
    • Océanologie : des réserves d’eau sous les océans
    • Santé : se déplacer du bout de la langue
    • Médecine : faire battre le cœur avec de la lumière
    • Robots : concours de compétences
  • Science : Océan Pacifique, une nouvelle île défit les flots
  • Technologie : l’imprimante 3D recrée des tissus vivants
Evénement : congeler Fukushima
 
Plus de deux ans après la catastrophe, la situation reste critique à Fukushima. Et c’est désormais l’Etat nippon qui a repris le dossier. Avec une solution radicale : emprisonner tout le sous-sol du site dans une gigantesque gangue de glace ! Objectif : juguler enfin les fuites radioactives qui s’écoulent partout. Visite d’un chantier ultime.
 
Fait & chiffres :
 
Le refroidissement du cœur nucléaire des réacteurs accidentés exigent d’y injecter 350 m3 d’eau par jour, un volume qui se déverse ensuite dans le sous-sol. Dans le même temps, 400 m3 d’eau en provenance de la nappe phréatique investissent chaque jour les caves de la centrale. L’opérateur Tepco, à bout de force, qui ne cesse de pomper, doit aujourd’hui gérer 340 000 m3 de liquide très radioactif.
 
Le 3 septembre 2013, le premier ministre japonais Shinzo ABE annonçait qu’il allait consacrer 300 millions d’euros à la construction d’une enceinte de glace autour du site de Fukushima.
 
Repères :
 
Congélation : du civil…. au nucléaire.
 
Le génie civil utilise régulièrement la congélation des sols pour stabiliser les terrains mous, de manière à pouvoir faire passer des tunnels ou des galeries de mines (voir photo ci-dessous). Mais cette technique peut également être employée, en encerclant la source de la contamination, pour juguler des écoulements souterrains chimiques ou nucléaire.
 
Source : SCIENCE  et  Vie, N° 2013, novembre 2013, par Vincent NOUYRIGAT
 
Actualités :
 
lpv621Aérospatiale: Eole, lanceur spatial réutilisable.
 
Premiers vols d’essais réussis, en octobre pour Eole, un drôle d’avion-planeur destiné à expérimenter un nouveau concept de lanceur spatial réutilisable. Le marché visé est celui des nano satellites  en orbite basse. Cet aéronef télécommandé de 6,7 mètres (le système final sera quatre fois plus grand) réalisera en 2014 un premier lancement : après avoir atteint l’altitude de 4 000 mètres en pilote automatique, il se cabrera à 45° pour lancer sa fusée expérimentale depuis l’altitude de 4 500 mètres, avant d’atterrir en mode avion.
 
Source : SCIENCE  et  AVENIR, n° 803, janvier 2014, signé S.R.
 
Océanologie : des réserves d’eau sous les océans.
 
Il y aurait un demi-million de km3 d’eau douce enfermée sous le plancher océanique, notamment au large de l’Australie, de la Chine, de l’Amérique du Nord et de l’Afrique du Sud. Ces aquifères se sont constitués par infiltration d’eau de pluie il y a plusieurs centaines de milliers d’années, alors que le niveau des mers était plus bas. Après sa remontée, il y a 20 000 ans, elles sont demeurées protégées par des couches d’argile et de sédiment.
 
Source : SCIENCE  et  AVENIR, n°803, janvier 2014, signé S.R.
 
lpv622Santé : se déplacer du bout de la langue.
 
Un capteur situé sur l’organe buccal permettra aux tétraplégiques de diriger leur fauteuil roulant avec une grande précision.
 
Les tétraplégiques pourront bientôt se servir de leur langue, annoncent des chercheurs américains d’Atlanta dans la revue Science Translational Medecine.
 
En fixant un piercing doté d’un bout de titane magnétisé sur la langue, ils ont rendu les mouvements de celle-ci facilement détectables par un appareil de mesure du champ magnétique. Grâce à la grande mobilité de cet organe assuré par ses 17 muscles, les  patients testés ont rapidement appris à diriger leur fauteuil ou un curseur de souris à l’écran. Ils ont réussi à le faire même plus vite et plus précisément qu’avec le dispositif antérieur dont ils avaient pourtant l’habitude : un système de commande conçu dans les années 1960 grâce auquel le patient se dirige, en inspirant ou soufflant plus ou moins fort dans une paille.
 
Le système appelé TDS (Tongue Drive System) ne s’active pas lorsque la langue sert à parler ou à manger, et son capteur sera bientôt intégré dans la bouche au lieu d’être externe, comme pour cette expérimentation. Discret, polyvalent, efficace, le TDS devrait faciliter l’autonomie physique et sociale des personnes lourdement handicapées à la suite notamment d’un AVC, d’un traumatisme ou d’une sclérose en plaques. Les chercheurs envisagent une commercialisation des premiers appareils des 2015.
 
Source : SCIENCE  et  AVENIR, N°803, janvier 204, signé P.K.
 
Médecine : faire battre le cœur avec de la lumière.
 
On sait depuis quelques années contrôler les neurones grâce à des impulsions lumineuses. En appliquant cette méthode aux cellules cardiaques, il est possible de faire se contracter le cœur simplement avec de la lumière : ce qui ouvre la voie à une nouvelle  génération de pacemakers, plus précis et moins gourmands en énergie.
 
Emilia ENTCHEVA, biologiste à l’Institut de cardiologie moléculaire de l’université de Stony Brook (Etats-Unis).
 
Comment vous est venue cette idée ?
 
En lisant un article relatant une expérience faite sur des rats en 2005. Des chercheurs étaient parvenus à contrôler des neurones de rats à l’aide de rayons lumineux, après avoir inséré dans leur membrane, une protéine sensible à la lumière. Avec l’un de mes étudiants, nous nous sommes dit que nous pourrions faire la même chose avec les cellules cardiaques. A l’époque, nous utilisions des techniques optiques  come la fluorescence pour visualiser l’activité électrique du cœur. Or, c’était très excitant d’imaginer employer la lumière non plus pour  observer les cellules, mais pour les stimuler !
 
Comment fonctionne une telle stimulation lumineuse ?
 
Il s’agit d’abord de modifier génétiquement les tissus pour les rendre sensibles à la lumière. D’où le nom de ce nouveau domaine de recherche, l’optogénétique. Concrètement, on insère dans la membrane des cellules  cardiaques une protéine d’origine microbienne, qui change de forme à la lumière. Dans l’obscurité (comme à l’intérieur de l’organisme), rie ne se passe. Mais si on expose les cellules à la lumière, un canal s’ouvre dans leur membrane. Par cette porte, des ions (molécules chargées) pénètrent dans les cellules, provoquant leur contraction. On peut ouvrir ou fermer ce passage à volonté, avec une grande précision. Et, par la même, contrôlé, voire relancer la contraction du cœur.
 
Quelles applications envisagez-vous ?
 
Les pacemakers actuels utilisent le courant électrique pour stimuler le cœur en cas de défaillance. Ils sont efficaces, mais leur batterie doit être chargée régulièrement. L’optogénétique permettrait de mettre au point des dispositifs moins énergivores. Cette technique est également beaucoup plus précise. On peut contrôler seulement certaines cellules, voire une seule cellule si nécessaire ! Les défibrillateurs implantables pourraient aussi bénéficier d’améliorations et devenir totalement indolores, via des chocs imperceptibles pour le patient.
 
Quels obstacles reste-t-il à surmonter,
 
Pour stimuler une zone donnée, il faut pouvoir la viser précisément. Or, le cœur se contracte constamment : il est du coup très difficile d’ajuster correctement les fibres optiques destinées à éclairer les cellules. Les neuroscientifiques travaillant sur le cerveau ont la chance, eux, de pouvoir utiliser le crâne comme support ! Nous devrons probablement employer des techniques que nous utilisons pour l’imagerie, comme la pose de cathéters. Nous sommes optimistes, mais il reste encore beaucoup de travail à accomplir.
 
Propos  recueillis  par L.C.
Source : SCIENCE  et  VIE, n° 1154, novembre 2013
 
Robots : concours de compétences.
 
Dans le cadre d’un concours organisé par l’agence américaine d’armement « Darpa »  en Floride fin décembre, 17 robots ont passé différentes épreuves pour faire valoir leur capacité d’intervenir en cas  de catastrophe. La majorité a trébuché déjà  en escaladant des marches, mais le gagnant « Schaft »  est monté  sur l’échelle de face et à reculons, sans aucun appui.
 
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Le robot bleu « Schaft » d’une petite start-up de Tokio, dispose d’un moteur de grande capacité qui lui octroie une force musculaire exceptionnelle ; un logiciel spécial l’empêche de perdre son équilibre même en cas d’un choc inattendu et des détecteurs dans toutes les parties du corps  lui procurent une excellente vision de son environnement. Récemment, la petite société a été reprise par Google.
 
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Toute l’expérience japonaise du développement des humanoïdes depuis plusieurs décennies a servi à la création de «Schaft » ; néanmoins il a  un aspect différent. Les autres robots ont des pieds presque humains, lui s’accroupi comme un chat sauvage et marche comme un oiseau. Et pendant que d’autres robots regardent autour en tournant la tête, lui il regarde avec ses mains.
 
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« Schaft » fait quelques pas de danse, franchit  le premier obstacle ; puis d’un pas sûr, il passe au-dessus de la deuxième et la troisième pierre, n’importe comment elles sont posées ou se croisent. Il lui a fallu 13,5 minutes, quand 20 secondes auraient suffi pour un homme.
 
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Source : Der Spiegel on line du 22/12/2013, Sciences, Maschinen  Wettkampf, transmis par Johann Grolle de Miami.
 
Science : Océan Pacifique
 
Au large du Japon, une nouvelle île défit les flots.
 
Fin novembre, à 1 000 kilomètres au sud-est du Japon, une île est apparue au-dessus de la surface de l’océan. C’est la première fois depuis 40 ans, qu’au long de la chaîne volcanique sous-marine de 3 000 kilomètres, de la terre sort de l’eau. Début décembre, elle couvrait déjà une surface supérieure à 56 000 m2, à 25 mètres au-dessus de la mer .De puis, l’éruption de lave continue d’agrandir l’île, rapporte la JMA (Japan Meteorogical Agency), qui est convaincu que la nouvelle île formée, ne disparaîtra pas.
 
Les volcans sous-marins de la région sont alimentés par la collision d’énormes plaques tectoniques. Au-dessus de la plaque immergée la roche fond finalement formant le magma qui remonte, et alimente les volcans. Quand la masse de lave devient très importante, elle se lève au-dessus du niveau de l’eau ; ainsi naissent les îles, comme « Nijima », l’île apparue fin novembre.
 
Source : Der Spiegel on line du 23/12/2013, signé Axel BOJANOWSKI
 
Technologie : l’imprimante 3D recrée des tissus vivants.
 
L’essentiel :
 
Aujourd’hui des machines sont capables d’imprimer des tissus biologiques sur quelques micromètres d’épaisseur.
 
Mais différents procédés s’inspirent des imprimantes à jet d’encre ou à sublimation.
 
Le passage à la troisième dimension est encore limité par la nécessité d’alimenter les cellules, donc de fabriquer des tissus vascularisés.
 
Repères :
 
lpv625Cet outil a révolutionné la fabrication de prototypes, notamment dans l’industrie automobile et aéronautique. Avec le temps, de nouveaux procédés sont apparus. Ils permettent désormais de fabriquer des objets avec toutes sortes de matériau : plastiques, plâtre, silicone, céramique, métal, etc. Au point que certains industriels envisagent la production de pièces en petite série. Le principal avantage de l’impression tridimensionnelle est d’éviter la fabrication d’un moule, dont le coût se mesure en milliers, voire en dizaines de milliers d’euros. Les premiers exemplaires d’un objet sont donc produits à un prix défiant toute concurrence. Les fabricants de moteurs d’avion réalisent ainsi  des pièces en métal pour leurs prototypes d’essais au sol, en attendant de recevoir l’autorisation de les employer en vol. En revanche, l’impression d’objets en grande série ne paraît pas envisageable : aucun effet d’échelle (l’amortissement des moules par exemple) n’est possible. Aujourd’hui, certaines prothèses médicales (tête de fémur, implants dentaires, etc.) sont déjà fabriquées par impression à l’aide de matériaux biocompatibles. Depuis deux ans, des imprimantes visant le grand public sont aussi apparu sur le marché. Elles permettent de fabriquer toute sorte d’objets en plastique.
 
Imprimer avec des cellules est aussi facile qu’avec de l’encre. De nouvelles techniques permettent même de fabriquer des structures en relief. En attendant de pouvoir reproduire des organes complets.
Quelle que soit la stratégie employée, l’impression de matériau vivant repose sur l’utilisation d’une encre qui associe un milieu de culture, sous forme de liquide ou de gel, et des cellules.
 
Synthétiser de l’ADN.
 
lpv626Le biologiste américain Leroy HOOD, l’un des inventeurs du séquenceur d’ADN automatique, a eu l’idée de remplacer les quatre encres d’une imprimante à jet d’encre par quatre solutions contenant les molécules de base de l’ADN (adénine, cytosine, thymine et guanine). Il a ainsi mis au point une machine capable de construire des brins, base par base, sous le contrôle d’un ordinateur. Avec un haut niveau de redondance pour contourner les erreurs du processus de synthèse. C’est ainsi qu’est né le synthétiseur d’ADN, aujourd’hui couramment utilisé pour la fabrication de bio puces  pour l’analyse génétique. Cette imprimante permet d’envisager l’utilisation de l’ADN pour archiver à long terme le contenu de documents, comme l’a montré la présentation d’une méthode de stockage de livres en 2012.
 
Source : LA  RECHERCHE, N°483,  janvier 2014, par Denis DELBECQ, journaliste
 
*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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