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lu pour vous numéro 28

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"Lu pour vous" numéro 28*

 

*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 :

  • CELLULES SOUCHES : une cure de jeunesse cellulaire
  • MEDECINE : un spray à l’insuline pour retrouver la mémoire
  • TECHNOLOGIE : des plantes électriques
  • BATTERIES LITHIUM ION : le sodium pour remplacer le lithium dans les batteries
  • AVIATION : le supersonique sans le bang
  • TRANSPORTS DU FUTUR : le bus à « écartement / des « rechargeurs » de batteries noyés dans le revêtement des routes

CELLULES SOUCHES : une cure de jeunesse cellulaire

Rajeunir des cellules prélevées chez des personnes âgées pour les transformer en cellules souches.

Jean-Marc LEMAITRE, responsable de l’équipe de recherche « Plasticité du génome et vieillissement cellulaire» à l’Institut de génomique fonctionnelle de Montpellier, explique sa découverte.

Les cellules vieillissent, tout comme les organismes qu’elles composent. Elles finissent par entrer en sénescence. Elles cessent de se multiplier, l’organisation de leur génome est modifiée et le fonctionnement des gènes qui se trouvent dans leur noyau est altéré. Nous avons voulu savoir si ce phénomène était réversible. En d’autres mots, peut-on rajeunir des cellules sénescentes ?

Nous avons travaillé à partir de cellules prélevées chez des personnes centenaires. Nous avons cultivé ces cellules en laboratoire suffisamment longtemps pour qu’elles deviennent sénescentes. Puis, nous les avons modifiées génétiquement, en intégrant six gènes qui permettent d’inverser leur évolution et de les faire revenir à l’état de cellules souches. En procédant ainsi, c’est un peu comme si nous avions remonté le temps en inversant toutes les étapes du développement !

Ces cellules rajeunies ont les mêmes caractéristiques que n’importe qu’elle autre cellule souche. Elles sont capables de s’auto renouveler indéfiniment et de se différencier à nouveau en n’importe qu’elle cellule jeune. C’est comme si tous les signes de vieillissement avaient littéralement été effacés des cellules sénescentes. En quelque sorte, nous leur avons redonné une seconde vie. En prouvant qu’il est possible de rajeunir de telles cellules, nous ouvrons de nouvelles perspectives à la médecine régénérative, même si nous restons pour l’instant dans le domaine de l’expérimentation ;

Source : Gènes & Développent, 1er novembre 2011, paru dans »Recherche&Santé », la revue de la Fondation pour la recherche médicale, n° 130, 2e trimestre 2012

MEDECINE : un spray à l’insuline pour retrouver la mémoire.

Une simple pulvérisation d’insuline dans les narines pourrait-elle suffire à diminuer les symptômes de la maladie d’Alzheimer ? De récentes recherches poussent à le croire.

L’insuline est une hormone produite par le pancréas qui permet notamment de réguler le taux de sucre dans le sang. Mais elle a aussi une influence sur le fonctionnement de certaines régions du cerveau, dont l’hippocampe, qui est impliqué dans le processus de mémorisation. Il y a quelques années, des chercheurs américains ont émis l’hypothèse que la maladie d’Alzheimer pouvait être liée à une forme de diabète rare (dit de type 3), dû à un dysfonctionnement du pancréas. Reprenant cette idée, une équipe de l’Université de Washington à Seattle, a récemment voulu tester un traitement à base d’insuline contre les symptômes de la maladie d’Alzheimer. L’hormone était administrée par pulvérisation dans le nez. Résultats : les patients traités par ce spray d’insuline ont amélioré leurs performances cognitives (mémorisation, aptitude à participer à des tâches quotidiennes, etc..) alors que ceux traités par un placebo ont continué à subir un léger déclin cognitif. Pour les auteurs de ces travaux, ces résultats constituent une « base » solide pour mettre en œuvre des études cliniques de plus grande ampleur.

Source : JAMA, Archives of neurology, paru dans «  Recherche & Santé » n° 130, 2e trimestre 2012, la Revue de la Fondation pour la Recherche médicale

TECHNOLOGIE : des plantes électriques

Et si vous rechargiez votre téléphone dans une prairie ? Et si l’électricité était produite dans une rizière ? La technologie fonctionne déjà en laboratoire, mais sera-t-elle rentable à une échelle industrielle ?

En effet, le sol et les plantes sont une source d’électricité insoupçonnée qui pourrait bénéficier à tous ceux qui n’ont pas accès à un réseau de distribution.

lpv281En 2006, Gordon WADLE a généré un petit flux de courant à partir d’un clou d’aluminium planté dans un tronc d’arbre qu’il a relié à une électrode de cuivre dans le sol. Il a breveté l’idée. Les physiciens de l’Institut de Technologie du Massachusetts (Harvard) ont compris que le différentiel de concentration des ions d’hydrogène entre le sol et l’arbre était à l’origine de la production d’un faible courant.

Bert HAMELERS de l’université de Wageningen au Pays-Bas s’est demandé si les bactéries vivant parmi les racines des arbres pouvaient être utilisées pour produire de l’électricité dans un type particulier de pile à combustible.

Les piles à combustible classiques combinent l’oxygène avec l’hydrogène pour produire de l’eau et de l’électricité à l’aide d’électrodes en platine. Ainsi HAMELERS a travaillé sur des piles bactériennes qui exploitent les enzymes des micro-organismes vivants pour obtenir un même résultats. Le concept a fait ses preuves avec des appareils fonctionnant sur la matière organique comme le plancton et les eaux usées, mais ces systèmes doivent être constamment alimentés en combustible.

Les arbres ne sont pas efficaces, car leurs racines sont grandes et trop profondes. Le chercheur néerlandais s’est rendu compte que les racines des plantes pourraient être utiles à cet égard. En effet, près de la moitié des glucides et des autres molécules organiques issus par la plante est libérée à partir de ses racines.

lpv282Ainsi, loin de la forêt, dans les sols marécageux ou il n’y a pas d’oxygène, les bactéries anaérobies produisent du dioxyde de carbone ainsi que des protons et des électrons libres. Bert HAMELERS a compris qu’il pourrait capter les électrons en plaçant des électrodes à proximité des bactéries. Aux côtés de David STRIK, il a réalisé des expériences sur des herbes et des roseaux de marais salants humides.

Les premiers résultats ont été modestes, la production s’est limitée à quelques milliwatts. Mais, au bout de deux ans, les installations au laboratoire furent capables de produire environ 500 milliwatts par mètre carré (mW/m2).

Cependant, ce premier pas ne permet pas encore aux piles à bactéries de concurrencer les panneaux solaires et les éoliennes, dont les rendements se situent entre 4 et 7,7 W/m2. Les densités de courant nécessaires pour rendre ces dispositifs compétitifs sont 10 à 100 fois trop élevées.

Néanmoins, ces piles à combustibles peuvent se commercialiser. C’est ainsi que David STRIK a fondé la société Plant-e. Par ailleurs, il fait partie de Power Plant, un projet financé par l’Union européenne avec un budget de 4 millions d’euros ; celui-ci vise à accroître l’efficacité de ces piles végétales. Ses membres ont calculé qu’un rendement de 3,2W/m2 était à leur portée.

Des projets ambitieux.

Afin d’atteindre cet objectif ambitieux, un énorme travail est nécessaire .En effet, il faut trouver des variétés de plantes à haut rendement de matière organique, identifier la meilleure combinaison de micro-organismes et concevoir le meilleur design pour les électrodes. L’équipe néerlandaise utilise une anode faite à partir d’une suspension de petits granules de graphite à travers laquelle les racines des plantes poussent. Cependant, ce système est encore imparfait.

Enfin, il y a le défi de la montée en échelle de la technologie .Le rendement d’un système à l’air libre serait réduit de moitié par rapport au laboratoire, soit environ 1,6W/m2. Bien que ce soit un cinquième de la puissance maximale du solaire ou de l’éolien, c’est plus efficace que la culture de biocarburants (voir schéma) et ne requiert pas d’ingénierie complexe.

Il y a un autre avantage à câbler des champs de cette façon. La technologie pourrait contribuer significativement à la lutte contre le réchauffement climatique. En captant les électrons libérés par les bactéries anaérobies, les piles végétales freineraient les émissions de méthane, un puissant gaz à effet de serre.

BATTERIES LITHIUM ION : le sodium pour remplacer le lithium dans les batteries.

lpv283Des chercheurs japonais viennent de trouver une solution qui permettrait de remplacer le lithium dans les batteries. S’il n’est pas rare, le lithium est compliqué à extraire et les prix ont augmenté énormément depuis que les batteries lithium ion sont utilisées massivement dans les appareils mobiles (de 300 dollars la tonne en 2003 à environ 6000 dollars la tonne en 2010).

La solution viendrait d’un alliage à base de sodium (oxyde de fer, oxyde de sodium et oxyde de manganèse) pour remplacer la cathode à base de lithium utilisée actuellement. Pour l’anode, il est possible d’utiliser du sodium ou de l’oxyde de titane, la différence entre les deux étant la tension de la batterie : le premier choix permet de sortir 2,75 V, le second 3 V, une valeur intéressante pour remplacer les piles AA (qui fournissent 1,5 V).

Les autres caractéristiques sont proches des batteries lithium ion habituelles : 520mWhr/g et une capacité maximale qui diminue avec le temps (dès la 30e charge dans ce cas-ci). La production en masse n’est pas pour tout de suite, mais la solution est tout de même intéressante et mérite d’être développée : le sodium est bien moins onéreux que le lithium.

Source : Tom’s Hardware publié le 09/05/2012

AVIATION : le supersonique sans le bang

lpv284Le Concorde a cessé tout vol commercial en 2003, en raison notamment de son niveau sonore trop élevé et de son manque de rentabilité. Aura-t-il jamais un descendant ?

Qiqi WANG chercheur au MIT (Etats-Unis), pense avoir trouvé la solution pour résoudre la plupart de ces problèmes : un avion supersonique biplan, c’est-à-dire avec deux ailes superposées. Selon les modélisations par ordinateur réalisées par ce spécialiste en aéronautique, cette géométrie réduit sensiblement la traînée, donc la consommation. Elle annulerait aussi les ondes de choc produites par chaque aile, et par conséquent le bang supersonique.

Source ; Science et Avenir, n° 783, mai 2012, signé O.H.

TRANSPORTS DU FUTUR :

le bus à «  écartement »

Le « boom » des ventes de voitures en Chine pose de sérieux problèmes d’embouteillages dans les grandes villes. Une société veut améliorer cette situation. Au lieu d’augmenter encore le nombre de voitures, la « Huashi Future Parking Equipment » de Shenzen développe un autobus « mammouth », plus large que deux voies de circulation et qui peut transporter jusqu’à 1200 passagers dans sa cabine à deux mètres au dessus de la route, permettant ainsi aux voitures de passer librement en dessous du bus.

La Société attend l’accord du gouvernement pour effectuer un essai réel à Pékin. S’il obtient gain de cause, le test pourrait commencer en 2012.

Source / Time,Magazine / The 50 best inventions of the year, décembre 2011

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des « rechargeurs » de batteries noyés dans le revêtement des routes

Des ingénieurs du « Korean Advanced Institute of Technology «  font des essais avec des lamelles électriques noyés dans le revêtement des routes qui pourraient transférer magnétiquement de l’énergie aux véhicules équipées de batteries passant au dessus.

Le prototype, dans le parc d’attraction à Gwacheon, au sud de Seoul est le premier système de ce genre au monde, et les chercheurs pensent que cette technologie pourrait un jour permettre aux véhicules électriques de fonctionner avec des batteries cinq fois plus petites que les actuelles, et avec un tiers du coût.

Source / Time,Magazine / The 50 best inventions of the year, décembre 2011

 

   
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