lu pour vous numéro 64

Détails

"Lu pour vous" n°64*

Sommaire :

  • Actualités en bref:
    • Hématologie : s'il est malade, le sang émet un son différent
    • Technologie : dans les zones reculées, le WEB arrive en ballon
  • Technologie : record de stockage sur un DVD
  • Actualité : plantes, elles savent aussi faire des math
  • Technologie : imprimante 3D, la révolution industrielle des objets
  • Perspectives : alerte aux déchets
  • Energie : projet pilote d'une centrale solaire en Algérie
  • Science : biologie, des chercheurs produisent des cellules souches avec de l'acide citrique

Actualités en bref:

Hématologie : s’il est malade, le sang émet un son différent.

Une nouvelle méthode permet de connaître l'état de santé des globules rouges (hématies)... rien qu'en les écoutant ! Ou plutôt en écoutant leurs réponses au laser d'un microscope photo-acoustique. Très précis, son faisceau est capable de cibler une seule hématie, le globule frappé absorbe l'énergie lumineuse du tir et émet en retour un ultrason, enregistré à l'université Ryerson de Toronto (Canada).

Éric STROHM et ses collègues ont d'abord utilisé un détecteur très sensible pour écouter les hématies normales, puis ont modifié le milieu de culture pour les déformer progressivement. Leurs résultats montrent que le « chant » des globules varie selon leur morphologie : les ultrasons d'une hématie normale ne sont pas ceux d'une gonflé ou hérissée de spicules (picots)... Or, ces conformations atypiques sont souvent signe de maladies. Cirrhoses, troubles cardiaques, paludisme et autre anémies falciformes pourrait ainsi facilement détectés. Automatisable, rapide et sensible, la méthode doit encore être validée en conditions réelles. Mais déjà ses concepteurs rêvent d'un diagnostic précis établi en quelques secondes à partir d'une goutte de sang, en remplacement des techniques existantes, lentes et fastidieuses.

Source : SCIENCE et VIE, N° 1152, décembre 2013, signé L.C

Technologie : dans les zones reculées, le WEB arrive en ballon.

Google vient de tester son « projet dingue » en Nouvelle-Zélande : lâchés à une vingtaine de kilomètres d'altitude, des ballons équipés d'antennes radio connecteront à Internet les régions les plus isolées du monde.

Couvrir les régions dépourvues d'accès au Web en envoyant dans les airs des ballons de 15 m de diamètre équipés d'antennes radio au lieu d'installer des câbles. Ils agiraient comme des ponts de plusieurs centaines de kilomètres entre l'antenne de l'utilisateur et la station connectée à Internet la plus proche. Google prévoit d'envoyer ses ballons dans la stratosphère, entre 18 et 27 km d'altitude. Ceci pour ne pas gêner les avions, et afin que les ballons puissent profiter des vents réguliers présents à cette altitude. Le géant du Net mise sur des algorithmes déterminant l'altitude que chaque ballon doit rejoindre pour profiter des différents courants et s'installer à l'emplacement assurant la continuité du réseau. Pour cela, les ballons peuvent être gonflés ou dégonflés, afin de monter ou descendre. Equipées de panneaux solaires, ces antennes mobiles délivreront un débit équivalent à la 3G sur une zone au sol de 40 km de diamètre. Elles tiendront plus de cent jours en l'air, avant de devoir redescendre pour maintenance. Un premier test a été mené avec succès en juin dernier en Nouvelle-Zélande, ou 30 ballons ont été déployés.

Source : SCIENCE et VIE, N° 1152, décembre 2013, signé G.S.

 

Technologie : record de stockage sur un DVD.

Des chercheurs australiens ont réussi à stocker 1 million de giga-octets sur un simple DVD.

Leur technique ? Graver extrêmement finement le disque (en 9nm, contre 150nm pour un Blue Ray), grâce à deux faisceaux lumineux.

Source : SCIENCE et VIE, N° 1152, décembre 2013, signé LB.

Actualité : plantes, elles savent aussi faire des maths.

Une petite plante vient de démontrer sa capacité à gérer ses réserves énergétiques, même lorsque son cycle est contrarié. Une découverte à mettre au crédit de l'intelligence des plantes

Martin HOWARD, biologiste au Centre John lnnes (Royaume-Uni), vient de mettre en lumière un comportement étonnant : Arabidopsis thahano serait capable de faire des divisions ! Cette « arabette des dames) sait parfaitement gérer, la nuit, les réserves énergétiques qu'elle a accumulée pendant la Journée sous forme d’amidon. Que la nuit dure six ou douze heures, qu'elle soit interrompue par quelques heures de lumière, artificielle ou non, il lui restera toujours la même quantité d'amidon à l'aube : 5%, soit une marge suffisante pour tenir en cas de coup dur.

Un modèle éprouvé de gestion des ressources.

Comment parvient-elle à optimiser ainsi la gestion de ses réserves ? Par une simple opération mathématique. L’équipe anglaise a en effet fourni de sérieux indices sur l’existence d’un mécanisme capable de mesurer, à tout moment, la quantité d’amidon disponible et le temps restant jusqu'à l'aube, puis de diviser le premier paramètre par le second pour ajuster en temps réel l'utilisation de l’amidon.

« Nous avons imaginé un modèle de calcul reposant sur deux molécules : une molécule S, liée à la teneur en amidon, et une molécule T dont la concentration refléterait le temps jusqu'à l'aube, explique Martin HOWARD. S favoriserait la dégradation de l'amidon, tandis que T l’inhiberait, par exemple en se liant à S pour la désactiver

Eprouvé sur des plants perturbés par des alternances jour/nuit irrégulières, ou par des mutations génétiques, ce modèle a démontré toute sa pertinence. Ces travaux ouvrent donc des perspectives inédites : «  Ce modèle pourrait aussi être pertinent pour d'autres classes de processus biologiques dans lesquels les réserves alimentaires sont accumulées en avance sur des périodes de temps déterminées, et sont justes suffisantes pour assurer la survie à la fin de la période «  suggère Antonio SCIALDON, coauteur de l'étude. Périples des oiseaux migrateurs, couvade du manchot empereur, autant de situations potentiellement résolues par de simples opérations arithmétiques I

Source ; SCIENCE et VIE, ° 1152, décembre 2013, signé E.H.

Technologie : imprimante 3D, la révolution industrielle des objets.

lpv640Que ce soit pour la conception, le prototype ou la production d'objets, les imprimantes 3D changent aujourd'hui radicalement la donne. Avec elles, toutes les audaces deviennent permises, à moindre coût et en un temps record. Une révolution industrielle qui n'est qu'à ses débuts.

C'est l'un des moteurs le plus attendus de l'aviation mondiale. Le LEAP, c'est son nom, s'annonce comme un petit bijou de technologie, voué à propulser les futurs Airbus A320 NEO et Boeing 737 MAX. Or, pour la première fois dans l'histoire de l'aviation, ses injecteurs de carburant (ces composants normalement constitués d'une vingtaine de pièces en alliage chrome-cobalt, qui n'ont absolument pas le droit de tomber en panne !) ne seront ni coulés dans un moule de fonderie, ni patiemment usinés au micromètre près à partir d'un bloc de métal. Ils sortiront directement... d'une imprimante 3D.

Une prouesse, qui prouve que l'impression 3D, née il y a plus d'un quart de siècle, entre aujourd'hui dans son âge d'or, et qu'elle ne se limite pas à la fabrication de coques de smartphones, figurines de superhéros ou autres objets simples en plastique, réalisés avec des imprimantes basiques. La révolution des objets n'est pas seulement commerciale, elle est industrielle.

Qu'il s'agisse de pièces professionnelles de haute qualité ou de gadgets, le principe reste le même : un objet est d'abord dessiné en volume sur ordinateur, grâce à un logiciel de conception 3D. Ce modèle numérique est ensuite découpé en fines tranches, puis envoyé à l'imprimante, qui va superposer les tranches de matière constituant l'objet, couche après couche, de sa base à son sommet. D'où l'appellation «fabrication additive», par «addition» de matière, par opposition aux traditionnelles opérations d'usinage, qui extraient l'objet d'un bloc brut par enlèvements successifs de matière.

lpv641Si l'impression 3D décolle dans l'industrie, c'est par ce que les technologies ont profondément évolué. Elle s'ouvre à de plus en plus de matériaux, en particulier les métaux, via l'utilisation de lasers et des faisceaux d'électrons qui atteignent des températures jusqu'à 2 000°C, ce qui permet de fondre toutes sortes de poudres métalliques, lesquelles forment les couches successives des objets imprimés. Sans oublier une gamme de plus en plus large de plastiques et de céramiques, du verre, du plâtre, de la cellulose et même du chocolat ou, encore plus sidérant, des cellules vivantes !

La qualité de finition a également fait des progrès décisifs. La résolution des imprimées peut désormais atteindre celle que l'on trouve couramment en usinage traditionnel, soit 16 micromètres pour l'impression par dépôt de cire, très prisée en joaillerie.

La fabrication additive révolutionne la conception même des objets, en s'affranchissant de ses limites traditionnelles. Avec une imprimante 3D, plus de forme à extraire d'un moule, plus de trou à creuser : les espaces vides apparaissent tout simplement là où la matière

lpv643Faciliter te prototypage :

Trois avantages :

  • Le gain de temps : réaliser vite et à moindre coût le modèle d'un futur produit pour vérifier sa conformité avant de lancer sa production en série.
  • L'économie de matière : les rebuts produits par l'usinage peuvent en effet représenter jusqu'à 80% de la matière utilisée. En le déposant que là où c'est nécessaire, la fabrication additive optimise de façon inédite le rapport poids-résistance des objets produits. Une capacité qui intéresse au plus haut degré l'aéronautique, toujours à la recherche d'allégement.
  • La capacité de l'impression 3D à fabriquer des produits sur mesure sans faire exploser les coûts. Il suffit de modifier le fichier 3D sur ordinateur pour intégrer des spécifications.

Ainsi, les prothésistes y ont de plus en plus recours. Scanner la partie du corps ou sera insérée la prothèse, dessiner un modèle numérique, puis l'envoyer à l'imprimante. Plus de 60% de la production mondiale est aujourd'hui fa briquée de la sorte.

lpv642De l'encre à base de cellules vivantes.

Des chercheurs commencent à imprimer en 3D des supports (par exemple, une forme d'oreille en collagène) sur lesquels pourront croître des cellules épousant la forme imprimée.

Des chercheurs du MIT ont mis au point un matériau comparable à de l'os humain. L'impression en 3.D simultanée de deux polymères (l’un résistant, l'autre souple), selon une organisation spatiale calquée sur celle des os, a donné naissance à un échantillon de quelques centimètres aussi résistant que l'os humain, ouvrant des perspectives inédites dans la chirurgie réparatrice.

Certains laboratoires essaient d'aller plus loin. Ils espèrent réussir à créer des organes en imprimant... des cellules vivantes. En particulier des cellules souches, capables de se transformer en tout types de cellule humaine. Mis en solution dans une « bio-encre », ces cellules sont placées dans une buse, qui, comme dans une imprimante à jet d'encre, les éjecte sous forme de spray pour recréer le modèle voulu. Placées dans de bonnes conditions de croissance et de stimulation, elles se développent pour former un rein, un foie, peut-être un jour un cœur. Du moins en théorie. Quelques laboratoires parviennent pour l'instant à fabriquer des fibres musculaires et des organes » simples comme la peau.

Les premiers organes fonctionnels en 3D sont espérés pour 2025.

L'avenir de l'impression 3D n'en demeure pas moins assuré. Econolyst, société britannique de conseil dans le domaine de l'Impression 3D, estime que le marché devrait atteindre 8 milliards de dollars à l'horizon 2020, contre 2,2 milliards en 2012.

Et le meilleur reste à venir.

Source : SCIENCE et VIE, N° 1157, févier 2014, signé Pierre-Yves BOCQUET.

Perspectives : alerte aux déchets.

lpv644L'image est saisissante. Si on empilait tous les déchets ménagers produits cette année et stockés dans les décharges du monde entier, ils formeraient une montagne haute de... 850 mètres. Et, si rien n'est fait, celle-ci atteindra l'altitude du glacier du Mont Blanc en 2100 ! Une façon de donner l'alerte.

La plupart du temps, nous préférons ne rien voir. Mais une grève inopinée des services municipaux suffit à les rappeler à notre bon souvenir : voici qu'elles s'entassent dans les rues et débordent des bennes à une vitesse affolante. « Elles », ce sont nos ordures. Qui échouent d'ordinaire dans des décharges reléguées à l'écart des villes, ou le sale boulot est exécuté à l'abri des regards.

Tout finît par être déversé, puis stocké, quelque part. Dans des lieux sans retour, de no man's land qui échappent le plus souvent à l'attention de ceux qui les alimentent

Or, les experts n'hésitent plus à donner l'alerte. Qu'on en juge. Chaque jour, la décharge de Sudokwon, à Séoul, grossit de 18 000 tonnes, celle de Puente Hills, à Los Angeles, de 10 900 tonnes, celle d'Olusosun, à Lagos, de 9 000 tonnes.

5 000 kilomètres de camions-poubelles par jour

Pris isolément chacune de ces décharges représente chaque année un monceau d'ordures de plusieurs dizaines de mètres de hauteur. Mais qu'on les empile les uns au-dessus des autres, et le monticule tutoie alors les 850 mètres du plateau des Dômes, dans le Massif central. Et s'il continue de grandir à ce rythme, il devrait atteindre 1 300 m par an, à la fin du siècle, selon les projections d'une étude récemment publiée dans la revue Nature.

lpv645Dans le détail, l'ensemble des villes de la planète produit déjà chaque année, 1,3 milliards de tonnes de déchets solides municipaux(DSM). Et elles généreront 2 milliards d'ici à 2025. De quoi remplir une file de 5 000 km de camions-poubelles par jour, la distance, par route, entre Paris et Bagdad ! Pis, la tendance ne s'inversera pas avant 2100...Les DSM représenteront alors 11 millions de tonnes par jour dans le monde, soit trois fois plus qu'aujourd'hui. Et le phénomène semble difficile à enrayer. Il se nourrit de l'urbanisation et de la croissance économique mondiale. A revenu égal, un citadin génère deux fois plus de déchets qu'un rural. Les pays les plus nantis produisent 2,13kg par habitant et par jour, contre 0,6 dans les régions les plus démunies. La collecte des déchets y est plus systématique : 98% des ordures urbaines sont récupérées dans les 34 pays de l'OCDE, contre 46% en Afrique. En Afrique, c'est toujours le simple empilement qui domine.

Dans les pays de l'OCDE, 40% des ordures finissent encore à la décharge (le reste étant brûlé, recyclé ou traité autrement), la production a atteint un pic, mais la population urbaine continue de croître. Conséquence : la production de déchets de l'OCDE (44% du volume mondial) ne s'infléchira qu'en 2050.

lpv646Les véritables enjeux se situent ailleurs. En Chine, la quantité de DSM va tripler d'ici à 2025, jusqu'à atteindre 1,4 million de tonnes par jour (contre 520 550 en 2005). Mais aussi en Asie du Sud, principalement en Inde. Et, demain, en Afrique subsaharienne.

L'élévation ininterrompue du sommet de notre montagne engendre des risques sanitaires et environnementaux, liées notamment aux ruissellements des eaux de pluie ou à la libération dans l'atmosphère de polluants et de particules nocives lors des incendies dans les décharges. Les déchets jouent aussi un rôle dans le réchauffement climatique. Ils seraient responsables de 5% des émissions de gaz à effet de serre liée à l'homme (rapport de la Banque mondiale de 2012).

Faut-il alors baisser les bras ? La solution du casse-tête est connue, c'est un carré magique de « R » : réduire cette pratique étant celle à privilégier, réutiliser, recycler et récupérer.

Certaines grandes villes montrent l'exemple San Francisco affiche un objectif « zéro déchet » pour 2020, via la réduction et le recyclage : au Japon, Kawasaki a diminué de 565 000 tonnes sa production annuelle de déchets en provenance des industries (dont une partie entre dans les DSM),

Une approche à repenser. L'enjeu, c'est d'aller vers un métabolisme circulaire, ou les rejets sont sans cesse réutilisés à l'échelle de la ville.

Source : SCIENCE et VIE, N° 1157, févier 2014, signé Laurent BRASIER.

Energie : projet pilote d'une centrale solaire en Algérie.

Des techniciens allemands ont mis au point une centrale électrique solaire avec une tour, qui pourrait devenir un succès à l'exportation.

Dans quelques années, en bordure du désert algérien, une nouvelle métropole devrait surgir de presque rien. Là, ou aujourd'hui 17 000 habitants vivent dans des conditions précaires, 350 000 personnes devraient vivre chez eux. Elles devraient recevoir leur énergie de la plus moderne centrale électrique solaire au monde, développée et testée en Allemagne.

Le précurseur de la tour solaire algérienne ALSOU la première en Afrique, s'élève sur un champ entre Cologne, Düsseldorf et Aix-la Chapelle. Autour d'une tour de 60 m de hauteur, un champ avec 2 153 miroirs.

« Les tours solaires sont l'idéal pour l'espace méditerranéen ensoleillé » explique Bernhard HOFFSCHMIDT, un des deux directeurs de l'Institut pour la recherche solaire au Centre allemand de navigation aérienne et cosmique(DLR).

Depuis 2008, les miroirs mobiles (les héliostats) reflètent la lumière solaire en direction du sommet de la tour, ou le soit- disant Receiver se trouve à l’intérieur. Il se compose de 120 modules d'une céramique en carbure de silicium, particulièrement résistante à la chaleur.

La concentration des rayons du soleil réchauffe l'air dans le Receiver à environ 700 degrés avant qu'avec celui-ci on produit de la vapeur dans un échangeur de chaleur. Et celle-ci actionne une turbine qui produit de l'électricité. A l'essai, l'unité pilote a atteint un rendement de 1,5 mégawatt

Le but de ce projet pilote était de démontrer le fonctionnement ininterrompu, jour et nuit, d'une centrale électrique solaire. Pour cela, à l'intérieur de la tour solaire, a été monté un accumulateur d'air chauffé, de plusieurs mètres de haut, qui pendant les heures sans soleil, peut également transformer l'eau en vapeur qui actionnera la turbine.

Après l'essai couronné de succès en Allemagne, il faut maintenant faire des tests dans les conditions du désert algérien Là, la tour ALSOL devrait fournir sept mégawatt

Source : OER SPIEGEL on line du27 janvier 2014, signé Jan Olivere LOFKEN.

Science : biologie, des chercheurs produisent des cellules souches avec de l'acide citrique.

A partir des cellules souches on peut obtenir des cellules de tous les organes du corps humain. Mais jusqu'à ce jour, on les obtient seulement par des procédés compliqués. Maintenant, des chercheurs ont découvert une méthode simple .étonnante. Un bain acide de courte durée, transforme des cellules de souris dans un état embryonnaire surprenant

Au lieu de rajeunir les cellules du corps par des procédés complexes et coûteux, les chercheurs japonais placent simplement le matériel d'essai dans un bain acide. De cette façon, Haruka OBOKATA du Centre Riken pour le développement de la biologie de Kobe et ses collègues ont transformé des cellules de souris en vraies cellules pluri potentielles, surprenant le monde scientifique avec leurs résultats.

Les scientifiques ont publié leurs résultats dans la revue Nature en détaillant la formation des cellules souches et dans un article suivant leur développement ultérieur. Pour produire des cellules souches, ils ont traité des cellules du corps de jeunes souris avec une solution d'acide citrique, à un pH entre 5,4 et 5,8, pendant une demi-heure. A chaque test de 15 cellules, trois ont survécu au traitement et une a été radicalement rajeunie. Les chercheurs désignent les cellules souches obtenues ainsi des cellules STAP (stimulus-triggered acquisition of pluripotency).

Une avancée capitale :

Comme les cellules souches, les cellules pluri potentielles peuvent être transformées en différents types de tissus. Mais, la reprogrammation a nécessité des manipulations génétiques ou un traitement biologique. Par rapport à ceci, la méthode présentée paraît très simple et performante.

A part du procédé, les cellules souches ainsi obtenues sont une petite sensation. Par ce qu'elles peuvent se transformer également en tissu du placenta, qui relie l'embryon avec la paroi de l'utérus. L'explication serait qu'il s'est formé un type de cellules.

Mais, pour les études suivantes, plusieurs questions restent ouvertes :

De quel type de cellules s'agit-il ?

Quels mécanismes moléculaires se cachent derrière la cure de jouvence dans le bain acide ?

Est-ce que les cellules humaines réagissent exactement de la même manière que les cellules de souris dans l'expérience ?

Il serait envisageable que les cellules STAP apportent une contribution aux processus physiologiques de guérison. Dans peu de temps, on pourrait savoir si le choc acide représente un procédé fiable pour la production de cellules STAP humaines.

Source: DER SPIEGEL on Iine du 29 janvier 2014, signé Christina ELMER

*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

   
© UNION DES INGÉNIEURS ET SCIENTIFIQUES DES SAVOIE - 2011