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lu pour vous numéro 118

Détails

" Lu pour vous " n° 118*

Sommaire

  • Actualités-High-tech : La roue du futur sera une sphère
  • Actualités High-tech : Un panneau solaire ultraléger
  • Actualité – astronomie : La plus lumineuse des supernova
  • L’événement : Ralentir les effets du vieillissement
  • Environnement-écologie : Vancouver veut devenir la Mecque de l’écologie
  • Actus environnement – océanographie : Les icebergs géants fertilisent l’océan austral
  • Science & futur : Le premier écran numérique antibruit testé le long des autoroutes
  • Science & futur : Bientôt de nouvelles éoliennes flottantes plus efficaces

Actualités-High-tech : la roue du futur sera une sphère

lpv1181Une sphère, baptisée Eagle-360, est « accrochée » à la voiture par un système de lévitation magnétique. Dévoilé au Salon de l’automobile de Genève en mars, le concept pourrait évoluer et finir par équiper les voitures autonomes dans quelques années (ou décennies...). Comme ces roues peuvent tourner dans tous les sens, il est en effet permis d’envisager toutes sortes de manœuvres inédites. Par exemple, pendant un dépassement, la voiture se déplacerait latéralement sans changer de direction. Mieux, le véhicule pourrait faire un demi-tour par simple rotation sur lui-même. Les sphères pourraient aussi améliorer la sécurité en réalisant des corrections de trajectoire plus précises et efficaces que ne le peuvent les roues conventionnelles. Si Eagle-36 ouvre un champ infini de manœuvres, il complique aussi sérieusement la conduite. C’est pour cela que Goodyear réserve son concept aux futures voitures autonomes dont seule l’intelligence embarquée sera capable de gérer ces nouveaux appendices.

Source : Science et Avenir, n° 830, avril 2016, signé O.H.

Actualités High-tech : un panneau solaire ultraléger.

lpv1182Des chercheurs du MIT (Etats-Unis) ont développé une cellule photovoltaïque aussi fine et flexible qu’un film alimentaire. Elle est si légère qu’elle peut être posée sur une bulle de savon sans la faire éclater ! De quoi envisager de mettre des panneaux solaires sur des vêtements connectés, des smartphones ou encore des équipements embarqués dans les missions spatiales. De telles cellules solaires, encore à l’état de prototype, développent une puissance de 6 W/g, soit 400 fois plus qu’une cellule classique.

Source : Science et Avenir, n° 830, avril 2016, signé O.H.

Actualité – astronomie : la plus lumineuse des supernovae.

Les astronomes ont repéré la plus brillante des supernovae, ces violentes émissions de lumière qui signent la mort de certaines étoiles. Mais les origines de cet éclat extrême sont obscures.

Egaler sa luminosité nécessiterait de réunir non pas 1000, mais 570 milliards de soleils ! Elle est invisible à l’œil nu. Le phénomène a en effet eu lieu dans une galaxie située à plus de 3 milliards d’années-lumière de la Terre.
Une supernova est l’explosion cataclysmique d’une étoile en fin de vie. Pendant quelques dizaines de jours, l’astre, ou ce qu’il en reste, brille alors davantage que toute la galaxie qui l’abrite. Ce changement brusque de luminosité est détecté par les instruments sur Terre.

ASASS-15lh a ainsi été repérée le 14 juin 2015 par un programme automatisé de recherche de supernovae à l’aide de petits télescopes répartis sur l’ensemble du globe. A posteriori, les images d’archives ont révélé quelque chose se passait dès le 8 mai. D’autres télescopent, terrestres et spatiaux, ont ensuite pris le relais pour déterminer sa distance, sa luminosité totale et son spectre, c’est-à-dire l’inventaire des longueurs d’onde émises qui permettent de remonter à la composition chimique de la matière de la matière éjectée par la supernova. Les supernovae sont assez fréquentes dans l’Univers : on en identifie plusieurs milliers par an.

Les astronomes sont dans le noir.

Pourquoi ASASSN-15lh étonne-t-elle ? C’est une supernova super-lumineuse pauvre en hydrogène et en hélium, explique Jérôme Guilet, de l’institut Max-Planck de Garching, en Allemagne .Mais la quantité de lumière qu’elle émet est tellement extrême qu’elle en devient dure à expliquer. » Dans un scénario envisagé, l’enveloppe d’hydrogène et d’hélium de l’étoile est éjectée avant l’effondrement du cœur stellaire, puis rattrapée et chauffée par une onde de choc, ce qui augmente sa luminosité. Mais ici, l’absence d’hydrogène et d’hélium exclut cette hypothèse.

Autre possibilité : que l’effondrement du cœur engendre une étoile à neutrons particulière, une magnétoile. Cet astre tourne très rapidement sur lui-même et possède un colossal champ magnétique. L’énergie de rotation pourrait être extraite par le champ magnétique et transmis à la matière éjectée par la supernova. Ainsi chauffée, cette matière rayonnerait d’autant plus.
Cependant, ce scénario devrait être poussé dans ses retranchements pour interpréter ce cas particulier. « Nous n’avons pas encore de bonne explication de ce genre de phénomène », constate Jérôme Guilet. Certains avancent même qu’il ne s’agit pas d’une supernova, mais du rayonnement intense de la matière d’un astre happé par un trou noir super massif.
D’autres observations prévues notamment avec le télescope spatial Hubble, devraient faire la lumière sur ce mystère.

Source : La Recherche, n° 509, mars 2016, par Sylvain Guilbaud.

L’événement : ralentir les effets du vieillissement.

lpv1183En éliminant certaines cellules chez des souris génétiquement modifiées, des biologistes ont réussi à prolonger leur vie de 30% en moyenne et surtout à améliorer leur santé. Un résultat spectaculaire qui démontre que ces cellules sont impliquées dans le vieillissement.

Vivre plus longtemps sans le payer par une moindre qualité de vie... C’est un rêve pour beaucoup, mais un immense défi biologique. Une équipe américaine de la Mayo Clinic à Rochester est pourtant parvenue à allonger de 30% la durée de vie moyenne de souris. Plus intéressant : les souris traitées sont en meilleur santé. Elles ont moins de cataractes, l’apparition de cellules cancéreuses est retardée, leur cœur est plus résistant et leurs reins fonctionnent mieux. Elles se montrent aussi plus actives et curieuses que celles qui n’ont pas traitées au même âge. Le traitement : l’élimination de cellules devenues sénescentes.

La sénescence est une étape particulière dans la vie d’une cellule. Elle correspond à un arrêt permanent de la division.
« Des années 1920 jusqu’aux années 1950, l’idée que les cellules de vertébrés puissent se multiplier à l’infini était admise chez les biologistes ». Il faut attendre les travaux de Leonard Hayflick et Paul Moorhead pour découvrir que les cellules en culture ne peuvent se diviser qu’un nombre limité de fois. Après deux à dix mois de culture, leur multiplication se ralentit, puis s’arrête. A ce stade, leur forme change, leur métabolisme également. Mais elles ne meurent pas : selon le terme consacré, elles sont en « sénescence réplicative » ». Hayflick suggère alors que cette limite est le résultat de processus ayant lieu lors du vieillissement normal de l’organisme.

lpv1184Depuis ces travaux, les cellules sénescentes ont fait l’objet d’intenses recherches. Il a aussi été démontré chez l’animal et chez l’homme qu’elles s’accumulent dans les organismes plus vieux. De plus, plusieurs équipes ont montré que les cellules en sénescence produisent en plus grande quantité des protéines particulières. La présence d’une protéine appelée p16INK4a a ainsi été particulièrement remarquée. Il a été démontré que le taux de p16INK4a est plus élevé dans les cellules souches issus d’animaux âgés que dans celles d’animaux jeunes, et que ce taux élevé est associé à une moindre capacité des cellules à se diviser. Or cette protéine est également impliquée dans le déclanchement de la sénescence des cellules différenciées. Ainsi, p16INK4a semble néfaste au renouvellement des tissus.

Et la surexpression du gène qui code cette protéine est un critère pour déterminer qu’une cellule est en sénescence. C’est dans ce contexte que s’inscrivent les travaux à la Mayo Clinic.

« Leur expérience apporte une preuve de concept importante : les cellules sénescentes sont bien impliquées dans le vieillissement de l’organisme, souligne Carl Mann, à l’institut de biologie et de technologies de Saclay.

Comment les biologistes américains ont-ils fait pour éliminer spécifiquement les cellules sénescentes chez la souris ?

Le gène p16INK4a étant un marqueur important de la sénescence, les biologistes ont choisi de viser les cellules qui ont ce gène surexprimé. Pour cela, ils ont créé une lignée de souris génétiquement modifiées de façon à exprimer une enzyme impliquée dans la mort cellulaire sous le contrôle des mêmes séquences qui régulent l’expression de p16INK4a. Ainsi, dès qu’une cellule produit en grande quantité la protéine p15INK4a, elle se met également à produire l’enzyme de mort cellulaire. Encore plus astucieux, ils ont choisi une enzyme bricolée qui déclenche la mort cellulaire seulement après fixation d’une petite molécule chimique appelée AP20187. Donc pour éliminer à volonté les cellules sénescentes, les biologistes n’ont qu’à injecter une solution contenant cette molécule dans l’organisme de leur souris.

lpv1185Comment ont-elles été traitées ? Une souris de laboratoire a une espérance de vie médiane d’à peu près 2 ans (50% des souris sont mortes à 2 ans). Pour tester un rôle des cellules sénescentes sur le vieillissement, l’équipe de Jan Van Deursen a commencé l’expérience chez les souris âgées d’un an. Dans un premier groupe, les souris ont reçu deux fois par semaine jusqu’à leur mort naturelle, une injection de la molécule AP. La concentration est en fonction du poids de l’animal, soit 2 microgrammes par gramme. Dans un deuxième groupe, le traitement est une injection bihebdomadaire avec une concentration moins élevée (0,2 microgramme par gramme) jusqu’à 18 mois, puis avec la même concentration que le premier groupe. Les effets obtenus sur ces deux groupes ont été comparés à un groupe témoin de souris non traitées.

Une apparence bien plus jeune.

Les résultats sont spectaculaires : l’espérance de vie des souris traitées avec la molécule AP a été augmentée d’un tiers en moyenne par rapport au groupe témoin. Surtout, les souris traitées paraissent en bien meilleur état physique. La comparaison visuelle entre deux souris âgées de 22 mois révèle que celle traitée paraît bien plus jeune que l’autre. L’analyse de leur comportement montre aussi que les souris traitées sont plus exploratrices. Des examens plus approfondis ont permis de confirmer les effets bénéfiques de la réduction des cellules sénescentes dans un certain nombre d’organes.

lpv1186Ainsi, des observations biologiques et des tests physiologiques ont été réalisés à 12 et 18 mois chez les souris traitées et non traitées. Les morphologies de cellules du cœur ont été comparées. Les cardiomyocytes des souris traitées âgées de 18 mois ont pratiquement le même aspect que des cardiomyocytes d’un animal de 12 mois. La résistance du cœur au stress a été également évaluée. A l’issue de l’expérience, les souris traitées âgées de 18 mois résistaient en moyenne plus longtemps que celles âgées d’un an. Enfin, la progression tumorale est ralentie, Seul effet indésirable : la cicatrisation est inhibée.
Ces effets impressionnants ne doivent pas faire oublier d’autres résultats plus contrastés.

Pour des raisons inconnues, le traitement n’a pas éliminé les cellules sénescentes dans certains organes essentiels comme le foie ou le côlon. Idem pour le système immunitaire : les lymphocytes sénescentes ont échappé au grand nettoyage. Dans les tissus musculaires, aucune amélioration de la force ou des capacités motrices n’a été notée.
Ce modèle de souris génétiquement modifié a certainement des limites. De plus, on ne s’attaque qu’à une catégorie de cellules âgées.

Peut-on imaginer des applications chez l’homme ? Jan Van Deursen y croit. Avec Judith Campisi, pionnière dans le domaine, il a récemment lancé la société Unity Biotechnology pour développer des molécules qui élimineraient spécifiquement des cellules sénescentes chez l’homme. Google, via sa filiale Calico créé en 2013, est aussi lancé dans la course. Extrapolant les résultats de la souris à l’homme, la plupart des personnes vivraient 100 ans. On est loin.

Il reste encore beaucoup de recherches à mener pour caractériser l’importance de la sénescence cellulaire dans le vieillissement chez l’homme.

En outre, on peut imaginer d’autres stratégies pour les éliminer ou atténuer leurs effets néfastes, comme renforcer leur élimination par les cellules immunitaires ou bloquer leur production de molécule inflammatoires.

Source : La Recherche, n° 510, avril 2016, par Mathias Germain, journaliste ;

Environnement – écologie : Vancouver veut devenir la Mecque de l’écologie.

lpv1187Grâce au volontarisme et au sens du marketing de son maire, la huitième ville du Canada apparaît désormais comme un modèle d’environnement.

Cette cité de Colombie-Britannique, sise au bord du Pacifique, dans le Grand Ouest canadien, a été élue « 4e métropole la plus saine par CNN, « 3e ville la plus agréable à vivre » du monde par Mercer, et, surtout, « 3e cité la plus verte » du globe au classement Siemens-The Economist. L’acteur environnementaliste Leonardo Di Caprio a chanté ses louanges, tout comme le secrétaire d’Etat américain, John Kerry.

Il faut dire que son maire, George Robertson, ne s’économise pas. Il court le monde pour livrer sa recette d’ » une croissance durable qui génère qualité de vie et profit ». Il a rencontré le pape François, Barack Obama, est allé à la COP21 à Paris, où il a décroché un autre prix, a été reçu par Anne Hidalgo.

But ultime de ce VRP au discours accrocheur : « Faire de Vancouver la ville la plus verte du monde en 2020 ».
Pour l’heure, la cité anglophone de 600 000 âmes (2 millions avec le Grand Vancouver) est troisième, après Copenhague et San Francisco. Et, depuis l’arrivée au pouvoir du Premier ministre Justin Trudeau, elle est devenue la figure de proue d’un nouveau Canada, écolo-contré.

C’est grâce au volontarisme et au sens du marketing de son maire que la métropole du Pacifique s’est taillé cette réputation de Mecque de l’écologie. Sitôt élu fin 2008, l’ancien chef d’entreprise (Happy Planet, entreprise de jus de fruits bio), a lancé une série d’actions.

Il a veillé à définir des objectifs réalistes. Pendant les deux premières années, 35 000 Vancouvérois ainsi qu’une centaine d’ONG et associations ont été consultés via Internet.

Priorité cruciale du plan vert : la chasse à la voiture. Des bus électriques ont été mis en service, une troisième ligne de métro lancée, des pistes cyclables construites (il y en a désormais 275 kilomètres). Quelque 200 bornes pour véhicules électriques ont été installées dans cette cité. Résultat : - 21% de kilomètres parcourus en voiture par chaque habitant depuis 2007. Autre priorité : la lutte contre les déchets par recyclage. Symbole de ces efforts, la centrale de récupération de la chaleur des eaux usées à False Creek a été construite en 2010, en lisière du village olympique. Prouesse technologique unique en Amérique du Nord, capable de chauffer 7 000 foyers, elle est aussi devenue un repère urbain pédagogique. Au bout de ses cinq immenses cheminées d’échappement, dessinées comme les doigts d’une main, des panneaux lumineux s’élèvent à une vingtaine de mètres de haut et rougissent lorsque la consommation en énergie du quartier grimpe.

Un plan vert efficace : - 7% de gaz à effet de serre depuis 2007, - 18% de déchets solides enfouis ou incinérés depuis 2008, + 20% d’emplois verts depuis 2010.

Au fil des années, Vancouver a encouragé les projets, grands et petits, comme des centaines de potagers communautaires, ce nouveau code des bâtiments conçu pour réduire l’empreinte carbone des nouvelles constructions, ces toilettes d’un club de gym chic qui fonctionnent à l’eau de pluie ou cette profusion de start-up innovantes.

Par exemple, Enterra, une ferme durable ouverte en 2012. Chaque jour, elle récupère 100 tonnes de déchets alimentaires pour nourrir son élevage de 6 millions de mouches, et produit 15 tonnes de larves séchées qui seront vendues jusqu’aux Etats-Unis comme fertilisants naturels ou nourriture pour l’aquaculture.

Vancouver compte 7% de la population du Canada, mais représente 26% de ses emplois verts et 28% de ses investissements en technologies propres.

Au-delà des palmarès et des résultats savamment scénarisés, il reste des progrès à réaliser d’ici 2020.

Par exemple sur le recyclage des déchets, beaucoup moins performant que dans des pays comme les Pays-Bas ou la Belgique. Ou sur la récupération des pesticides agricoles, qui s’échappent toujours dans le Pacifique. Ou encore sur le trafic aux heures de pointe. Le 22 mars, l’indice Tom Tom 2016 de villes canadiennes les plus embouteillée plaçait Vancouver... en tête.

Source : Challenges, nb°472, 7 avril 2016, signé Sabine Syfuss-Arnaud (au Canada).

Actus environnement - Océanographie : les icebergs géants fertilisent l’océan austral.

C’est un phénomène extraordinaire que révèlent les 175 images satellite de 17 icebergs géants (plus de 18 km de longueur) collectées par Grant Biggs et son équipe de l’université de Sheffield (Grande-Bretagne). A savoir : une fertilisation de l’océan, parfois sur des centaines de kilomètres, due aux nutriments libérés par la fonte de l’iceberg. Des nutriments qu’il arrachés au continent alors qu’il n’était encore qu’une partie du glacier raclant la roche. Cette fertilisation est révélée par le contenu en chlorophylle de l’eau, autrement dit, la densité des algues microscopiques qui y flottent.

« On distingue parfaitement un panache de chlorophylle presque linéaire, indique Grant Biggs, surtout à l’avant de l’iceberg, car le courant de surface, qui va plus vite que l’iceberg lui-même, emporte l’eau de fonte ».

Selon les calculs de l’équipe, jusqu’à 20% des algues de l’océan Austral seraient dues à cette fertilisation, qui persiste durant des mois. « Or, elle est aussi favorable au climat parce qu’elle enlève du carbone de l’atmosphère, souligne Grant Briggs. Et quand ces algues finissent par mourir et couler, leur carbone est éliminé au fond de l’océan. » La multiplication annoncée des icebergs, devrait donc atténuer légèrement le réchauffement climatique !

Source : Science et Vie, n° 1183, avril 2016, signé Y.S.

Science & futur : de premiers écrans numériques antibruit testé le long des autoroutes.

lpv1188Dans les « smart cities » de demain, les murs antibruit le long des routes deviendront des éléments de communication numérique. C’est en tout cas la vision des architectes de l’agence parisienne Philippon-Kait. Côté route, leur concept Ponkawall est une paroi creuse, constituée de bambous, qui absorbe plus de bruit qu’un mur acoustique classique. Côté ville, des panneaux solaires produisent l’électricité nécessaire pour afficher des flash codes géants, que les habitants peuvent photographier, jusqu’à 50 m de distance, pour accéder à toutes sortes d’informations sur leur smartphone. Un module de 4x4 m est actuellement testé sur l’A86 en surplomb de l’île Saint-Denis. « Techniquement, ça fonctionne, explique Brigitte Philippon. Mais il faut encore affiner le modèle économique pour qu’il devienne réalité d’ici deux ans. »

Source : Science et Vie, n° 1183, avril 2016, signé L.B.

Science & futur : bientôt de nouvelles éoliennes flottantes plus efficaces.

lpv1189En pleine mer, ou la profondeur est trop importante pour ancrer le pylône qui supporte leurs pales, les éoliennes doivent flotter. Mais qui dit pleine mer dit aussi vents forts. Une manne, bien sûr, mais aussi un défi : comment éviter que les éoliennes gîtent trop ou chavirent ? La société française Nénuphar teste actuellement un nouveau design baptisé Twinfloat, qui profite des vents forts tout en garantissant une stabilité suffisante. Les trois pales habituelles sont remplacées par deux éoliennes à axe vertical qui tourne chacune en sens inverse sur un même flotteur. Pourquoi deux et en sens inverse ? Parce que cela permet de doubler la surface balayée et donc améliorer le rendement et de créer un flux d’air supplémentaire entre les deux axes, contribuant à la stabilité. Bilan : le rendement énergétique de cette machine de 5 MW dépasserait celui des éoliennes classiques. Les premiers tests en mer auront lieu en 2017 au large de Port-Saint-Louis, en Méditerranée pour une commercialisation envisagée en 2021.

Source : Science et Vie, n° 1183, avril 2016, signé L.B.

*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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