Cette catastrophe humaine que j'annonce depuis des années...

Ce robot qui nous ressemble tant

Philip Hanson

 

 

 

 

 

 

 

 

Et si l’Homme devenait robot ? Et si le robot devenait Homme ? Il peut être naturel de se poser ces questions lorsque l’on quitte le stand, sur le salon Laval Virtual, de l’américain Hanson Robotics. L’entreprise de David Hanson a en effet mis au point un robot qui, avec l’apparence d’un humain, peut, en plus de parler, avoir toutes les expressions qui nous sont propres telles que le sourire ou le clin d’œil.

 

 

 

 

 

 

À l’arrière du crâne, un " cerveau " électronique

 

Pour confectionner ce robot, David Hanson s’est inspiré de l’auteur américain décédé Philip Kindred Dick qui a naturellement donné son nom au robot. Comme un humain pourrait le faire, Philip le robot peut bouger la tête de haut en bas et de gauche à droite, sourire ou encore cligner des yeux. La matière qui le recouvre, autrement dite sa peau, est comparable à celle d’un homme. " C’est étrange comme impression lorsqu’on le touche… " confie un visiteur, vraisemblablement troublé. Encore plus troublant, le robot peut parler et tenir une conversation presque normalement avec un humain. Chose rassurante : le robot ne fonctionne pas sans l’homme. Car c’est bien un homme qui, dans l’ombre, grâce à un capteur, le commande. Mais jusqu’à quand ? Le robot pourra t-il devenir, un jour, la commande et l’homme le jouet ?

 

Cocorico! Une expérience prometteuse d'"invisibilité sismique"

 

Par Tristan Vey, Service infographie du Figaro

Des chercheurs français ont réussi à "contrôler" des ondes sismiques en créant des hétérogénéites dans le sol qui permettent de les détourner.

Peut-on rendre des bâtiments ou des villes "invisibles" aux tremblements de terre en forçant les ondes sismiques à les contourner? Cette idée, moins saugrenue qu'il n'y paraît, s'inspire de célèbres travaux sur la lumière réalisés par le physicien anglais John Pendry. Ce dernier avait démontré en 2006 qu'il était possible de créer un matériau sur lequel les rayons lumineux "glisseraient", ce qui le rendrait invisible. Sa théorie reposait essentiellement sur le caractère ondulatoire de la lumière. Or, mathématiquement, il n'y a pas vraiment de différence entre une onde de type électromagnétique et une onde mécanique (houle, séisme, etc.).

"Nous avons réalisé qu'en forant des trous ou en plaçant judicieusement des piliers dans le sol, il serait possible d'obtenir un effet similaire", explique Sébastien Guenneau, directeur de recherche du CNRS à l'Institut Fresnel de Marseille qui a imaginé ce concept de cape d'invisibilité sismique. "Il nous restait à vérifier que les simulations numériques et la théorie que nous proposions en 2009 tenaient la route."

Contrôler les ondes sismiques

Stéphane Brûlé pour sa part, sismologue de formation et ingénieur BTP chez Ménard, tombe par hasard sur les travaux de ses collègues marseillais. Enthousiasmé par l'idée, il propose de monter une expérience de terrain afin de valider le concept. Le dispositif mis en place à Grenoble est assez lourd. Plusieurs dizaines de trous de 32 cm de diamètre et 5 m de profondeur sont creusés à intervalles réguliers dans un grand rectangle (un terrain de badminton). Des dizaines de capteurs sismiques sont alors disposés sur une zone un peu plus grande. Un vibreur, qui émet 50 vibrations par seconde (50 hertz), est enfoncé dans le sol devant l'installation.

Les résultats, publiés dans la revue Physical Review Letters, sont très encourageants: les ondes sismiques artificielles sont clairement détournées par les différents puits créant une "bande interdite". "Ce n'est qu'une preuve de concept, mais cela montre que des inhomogénéités artificielles dans le sol permettent de contrôler la propagation des ondes", se félicite Stéphane Brûlé.

 

 

 

 

 

 

 

Une invisibilité incomplète

Une autre expérience, menée à Lyon en 2012 - mais dont les résultats n'ont pas encore été publiés -, serait encore plus concluante. "Cette fois-ci, les trous étaient plus larges et disposés en arcs de cercle concentriques, raconte Sébastien Guenneau. C'est une configuration plus proche de ce que nous imaginons pour protéger des bâtiments." C'est la chute d'un poids de plusieurs tonnes d'une hauteur de 20 mètres qui a simulé le séisme. "Les fréquences obtenues pour les ondes sismiques sont plus basses et plus proches de la réalité", souligne Stéphane Brûlé. La "cape antisismique" aurait parfaitement fonctionné.

Bien sûr, cette cape ne rend pas complètement invisible. "La Terre se soulève sous l'effet des ondes les plus longues, de taille kilométrique, rappelle Stéphane Brûlé. Celles-ci ne sont pas détournées, mais ce ne sont pas les plus dangereuses. En pratique, il faudra surtout protéger les bâtiments des fréquences avec lesquelles ils entrent en résonance. Généralement ce sont les ondes comprises entre 1 et 10 Hz."

"Les installations anti-tsunamis pour protéger les digues sont très encourageantes"

Sébastien Guenneau, physicien

Une troisième expérience doit être menée fin 2014 dans une configuration quasi réelle afin de vérifier l'efficacité du dispositif pour l'intégralité de cette gamme de longueurs d'onde. Si cela fonctionne, les ingénieurs prendront le relais afin de trouver des applications concrètes. "Cela pourrait permettre de protéger des centrales nucléaires, des aéroports ou des bâtiments historiques pour lesquels il est compliqué de mettre en place des fondations antisismiques", note Sébastien Guenneau.

 

Le chercheur a réussi à se faire allouer 1,5 million d'euros sur 5 ans par le Conseil de recherche européen pour ses travaux. Il utilise une partie de cette enveloppe pour mettre au point des dispositifs antitsunamis fonctionnant sur le même principe. "Les installations de protection des digues sont déjà très encourageantes", estime-t-il.

 

Les biotechnologies comme source de croissance à l’avenir

 

Publié  le 12 avril 2014 dans Sciences et technologies

Que sont les biotechnologies ? En quoi représentent-elles une opportunité de croissance ? Quels sont les obstacles à leur développement ?

Par Sylvain Fontan.

Au même titre que la machine à vapeur, l’électricité ou encore l’informatique ont constitué des ruptures technologiques majeures. Les biotechnologies pourraient également s’inscrire dans cette histoire. En effet, encore méconnues du grand public, elles constituent pourtant potentiellement des relais de croissance dans plusieurs secteurs d’activités, même si les obstacles à leur développement sont encore nombreux.

Origines des biotechnologies

Les biotechnologies sont le résultat des avancées technologiques antérieures. Les biotechnologies se définissent comme l’application de la science et de la technologie à des organismes vivants, de même qu’à leurs composantes, produits et modélisations, pour modifier les matériaux vivants ou non vivants, à des fins de production de connaissance, de biens et de services. Elles sont le résultat d’une part, de l’accumulation des avancées diverses et variées de la seconde partie du XXème siècle, notamment dans les domaines de la biologie et de la biochimie, et d’autre part, des avancées scientifiques des deux dernières décennies. Parmi les diverses avancées les plus connues à l’origine des biotechnologies il convient de citer notamment l’ADN, le décodage et l’analyse du génome humain, les avancées en pharmacologie et les cellules souches.

L’intérêt pour les biotechnologies est récent. En effet, en plus de découvertes scientifiques et technologiques récentes, l’accroissement des préoccupations en faveur de l’environnement, l’importance accrue des aspects de compétitivité et le fait que certains gouvernements et agents privés anticipent la prochaine révolution industrielle font que ces technologies se sont développées.

 

 

Applications pratiques des biotechnologies

 

 

Les trois domaines dans lesquels les biotechnologies ont les applications pratiques les plus importantes sont l’agriculture, la santé et l’industrie :

◾Dans le domaine de l’agriculture, les biotechnologies sont utilisées à des fins de production (animale et végétale). Pratiquement, ces technologies servent à sélectionner les variétés pour améliorer les produits thérapeutiques, les vaccins et la prévention des maladies, tant végétales qu’animales. Les plantes génétiquement modifiées (OGM) constituent l’application la plus connue du grand public même si cette dernière ne recouvre en réalité qu’un nombre restreint de cultures (coton, soja, maïs). Moins connue mais plus importante en matière d’espèces végétales et animales concernées, la Sélection Assistée par Marqueurs (SAM) permet de sélectionner les variétés afin d’effectuer des croisements génétiques naturels permettant d’obtenir les caractéristiques voulues.

En ce qui concerne la santé, les applications visent à résoudre des problèmes de (1) thérapeutique (production de produits biopharmaceutiques du type vaccins, anticorps, hormones… et les biothérapies du type thérapies géniques, cellules souches…), de (2) diagnostic (utilisation de tests et notamment les tests génétiques) et de (3) pharmacogénétique (interactions entre gènes et médicaments pour personnaliser la médecine).

L’industrie bénéficie des biotechnologies via la production de produits chimiques et de biomatériaux, se substituant ainsi aux procédés traditionnels. Les biocarburants (principalement l’éthanol) sont un exemple type de ce à quoi les biotechnologies peuvent servir dans l’industrie chimique. Les bioplastiques, ou autres matières, touchent aux biomatériaux. Tous ces marchés sont encore restreints mais en forte augmentation.

Potentiel pour la croissance économique

 

Agriculture

Les défis sont liés d’une part, à la nécessité de nourrir une population mondiale en constante augmentation, et d’autre part, aux changements d’habitudes alimentaires, notamment des populations des pays en développement (Chine, Inde, Brésil…). Parallèlement, les terres cultivables sont très largement utilisées et sont le réceptacle de dégradations environnementales dues entre autres à l’agriculture intensive et au changement climatique. Dans ce contexte, il est nécessaire d’augmenter les rendements agricoles tout en prenant en considération la préservation de l’environnement.

Santé

La santé est le premier secteur d’investissement des biotechnologies, ne serait-ce qu’en raison de la forte valeur ajoutée des produits concernés. De plus, si à moyen ou long terme tous les produits ne sont pas totalement basés sur les biotechnologies, une large partie sera concernée de près ou de loin, augmentant ainsi les enjeux. Enfin, la perspective de vieillissement de la population et la demande accrue adressée aux professionnels de santé (notamment dans les pays développés) va mécaniquement augmenter l’offre de produits issus de ces technologies.

Industrie

Plusieurs éléments sont ici à prendre en compte : la hausse des préoccupations environnementales, ainsi que celles liées à la durabilité et à la réduction de la dépendance des activités industrielles aux ressources non-renouvelables (typiquement les produits issus de la pétrochimie).

Obstacles à leur développement

Difficultés pratiques : travailler sur le « vivant » induit de nombreuses difficultés scientifiques et technologiques qui se traduisent par un grand volume de temps nécessaire pour la moindre avancée.

Durée de découverte : la durée moyenne entre une découverte et son application pratique sur un marché se compte en plusieurs années (entre cinq et quinze ans en moyenne). Dès lors, cela implique de lourds investissements qui ne pourront s’avérer rentables que potentiellement et dans un horizon temporel lointain. Ainsi, ce sont essentiellement les investisseurs privés dans le domaine de la santé qui peuvent se permettre plus facilement ce type d’investissements.

Produits concurrents : Il existe de nombreux produits concurrents avec lesquels les produits issus des biotechnologies sont et seront en concurrence. De plus, la capacité des produits issus des biotechnologies à se substituer aux produits traditionnels n’est pas partout évidente. Enfin, ils devront faire face à des lobbys implantés de longue date contre lesquels il n’est pas simple de s’imposer.

Environnement fiscal et règlementaire : le développement des biotechnologies est largement tributaire de l’environnement fiscal et règlementaire. Également, ces contraintes peuvent fortement varier d’un pays à l’autre et dans le temps. Ainsi, tous ces aspects peuvent considérablement amplifier les contraintes de temps, de mise sur le marché et de rentabilité.

Aspects sociaux, sociétaux et religieux : L’acceptabilité des biotechnologies n’est pas forcément ni évidente ni aisée dans des sociétés où les questions touchant à l’environnement, à l’éthique et à la sécurité ne font pas nécessairement consensus.

 

Paralysie : des mouvements possibles grâce à la stimulation électrique

 

Cette technique pourrait permettre aux victimes de lésion de la moelle épinière d'effectuer des mouvements volontaires, même plusieurs années après leur accident. Il doit exister "des connexions en sommeil" chez des patients pourtant totalement paralysés.

Quatre volontaires paraplégiques peuvent désormais contracter certains de leurs muscles paralysés à la suite d'une lésion de la moelle épinière, grâce à la "stimulation épidurale". Cette technique consiste à appliquer un courant électrique à des fréquences et des intensités variables, dans la partie basse de la colonne vertébrale, la région lombo-sacrée, là où les connexions nerveuses de la moelle épinière commandent en grande partie les mouvements des membres inférieurs. Les trois cas publiés mardi dans la revue britannique Brain viennent s'ajouter à une première expérience dont le Lancet s'était fait l'écho en mai 2011.

Tout avait commencé avec un jeune Américain, Rob Summers, qui était paralysé depuis 2006 à la suite d'un accident de voiture. Au vu des résultats obtenus, les chercheurs du Frazier Rehab Institute (KentuckyOne Health), à Louisville (Kentucky), ont poursuivi leurs travaux chez trois autres hommes, présentant une paralysie motrice totale mais encore quelques sensations. Quelques jours après le début de la stimulation électrique (au moyen du dispositif de Medtronic commercialisé pour le traitement de la douleur), ils ont été capables d'effectuer des mouvements volontaires qui nécessitent un contrôle relativement fin et de les moduler. Ils ont également pu synchroniser les mouvements de leur jambe, de leur cheville et de leurs orteils, voire modifier la force de flexion.

Reprise de mouvements volontaires malgré une paralysie complète

Après plusieurs mois de séances de stimulation appliquée en association avec un entraînement locomoteur à domicile, les tests ont été répétés : certains patients ont réussi à effectuer des mouvements volontaires avec plus de force et moins de stimulation tandis que d'autres avaient gagné en précision. Cette récupération rapide suggère qu'il doit exister "des connexions en sommeil" chez des patients pourtant totalement paralysés. "Quelques contacts existent, mais ne sont pas fonctionnels, et le cerveau est capable de les exploiter", commentent les chercheurs dans le communiqué des National Institutes of Health, qui ont financé ces travaux (avec la Fondation Reeve).

"Nous avons découvert un mode d'intervention fondamentalement nouveau qui peut améliorer considérablement la reprise de mouvements volontaires chez des sujets avec une paralysie complète, même des années après l'accident", commente Susan Harkema, de l'université de Louisville, qui a participé à l'expérimentation. "La croyance qu'aucune récupération n'est possible et qu'une paralysie complète est permanente est désormais contestée", souligne-t-elle dans un communiqué.

En plus de leur capacité à effectuer des mouvements des jambes, les patients ont vu leur état global s'améliorer avec un accroissement de leur masse musculaire, une meilleure régulation de la pression artérielle, une moindre fatigue et une sensation générale de mieux-être. Il s'agit donc d'un réel espoir pour les personnes paralysées, et pas seulement pour les nouvelles victimes d'une lésion de la moelle épinière. Chaque année, en France, leur nombre total augmente de 1 000 à 1 500. Ce sont le plus souvent des adultes jeunes.

 

Nez et vagin: De nouvelles avancées grâce à l'ingénierie tissulaire

 

Des chirurgiens ont réussi à reconstruire les organes à partir de cellules prélevées sur les patients…

Des chirurgiens ont pour la première fois réussi à reconstruire des nez et des vagins en utilisant de nouveaux tissus biologiques fabriqués à partir de cellules prélevées sur les patients eux-mêmes, selon deux études publiées vendredi dans la revue médicale britannique The Lancet.

La technique a notamment été expérimentée en Suisse sur cinq patients atteints d'un cancer de la peau au niveau du nez. Un an après les interventions, les cinq patients étaient satisfaits de l'apparence des narines reconstruites et de leur capacité à respirer, et n'avaient signalé aucun effet indésirable notable.

Prélèvements de cartilage

Pour y parvenir, une équipe dirigée par le Pr Ivan Martin, de l'Université de Bâle, a prélevé de minuscules fragments de cellules de cartilage provenant de la cloison nasale des patients et les a fait se multiplier en laboratoire en les exposant notamment à des facteurs de croissance. Au bout de quatre semaines, les chercheurs avaient fabriqué 40 fois plus de cartilage que la quantité prélevée au départ, ce qui leur a permis de reconstruire le nez au niveau des narines des cinq patients, âgés de 76 à 88 ans, sans avoir recours aux greffes classiques de cartilage. Pour ces greffes, le cartilage est généralement prélevé sur la cloison nasale, l'oreille ou les côtes, mais ces prélèvements nécessitent une opération chirurgicale et peuvent s'avérer douloureux pour le patient.

Selon le Pr Martin, le cartilage produit par ingénierie tissulaire a non seulement «des résultats cliniques comparables» aux greffes de cartilage, mais il est «mieux accepté» par le système immunitaire de la personne qui le reçoit et il «améliore la stabilité et le fonctionnement des narines».

Dans une étude séparée, la revue britannique a fait état d'une autre prouesse de l'ingénierie tissulaire qui a consisté à implanter des vagins fabriqués à partir de tissus biologiques sur quatre jeunes filles. Agées de 13 à 18 ans, elles étaient atteintes d'une anomalie congénitale se traduisant par l'absence totale ou partielle de vagin et d'utérus, lorsqu'elles ont été traités il y a huit ans par une équipe américano-mexicaine dirigée par le Pr Anthony Atala.

A partir de tissus prélevés au niveau de la vulve, l'équipe a réussi à produire des cellules musculaires et des cellules vaginales en laboratoire qui ont été placées pendant 7 jours sur un moule biodégradable ayant la forme d'un vagin. Huit ans après les implantations, les vagins fonctionnent normalement et les quatre jeunes-filles déclarent avoir des rapports sexuels satisfaisants, relève l'étude.

Grâce aux progrès de l'ingénierie tissulaire, des substituts de peau et de cartilage ont déjà été greffés à des milliers de personnes dans le monde. Mais les spécialistes s'efforcent désormais d'élaborer de véritables organes fonctionnels à partir de tissus artificiels. Outre le nez et le vagin, des essais cliniques sont en cours sur des vessies, des cornées, des bronches et des vaisseaux sanguins.

 

Il s'appelle Solar

L'avion solaire qui veut faire le tour du monde sans kérosène

L'avion expérimental Solar Impulse 2, dont l'aile fait 72 mètres d'envergure, a été présenté mercredi à Payerne (Suisse).

Le premier appareil lancé en 2010 avait prouvé la faisabilité d'un avion propulsé par la seule énergie solaire. L'équipe suisse Solar Impulse a dévoilé mercredi à Payerne son nouvel avion destiné cette fois à boucler le premier tour du monde sans combustible fossile. Mais il est bien difficile de cacher un engin dont l'aile fait 72 mètres d'envergure (soit plus longue que celle d'un Boeing 747). Cette dernière dépassait largement du grand rideau noir censé cacher l'appareil.

"Voici le seul avion au monde qui peut voler sans jamais s'arrêter, qui peut voler jour et nuit sans brûler la moindre goutte de kérosène ", a présenté fièrement André Borschberg, le pilote professionnel suisse qui a fondé le défi Solar Impulse avec l'aventurier Bertrand Piccard.

Avec son immense envergure, ses ailes toutes droites et sa structure ultralégère, le Solar Impulse 2 n'est pas bâti pour battre des records de vitesse, mais bien pour voler des heures d'affilée à très haute altitude. Sa seule source d'énergie provient des panneaux solaires qui recouvrent chaque centimètre carré de ses ailes et du haut du fuselage. Ils alimentent en courant quatre petits moteurs électriques, qui font tourner lentement de grandes hélices. La puissance de chaque moteur ne fait que 17,5 ch, l'équivalent de celle d'un scooter, mais l'avion est tellement léger que cela suffit à le faire décoller et grimper jusqu'à 9 000 mètres d'altitude. La nuit, des batteries au lithium prennent le relais en attendant le prochain lever de soleil.

 "La réduction du poids est l'obsession permanente du programme, et nous a obligés à développer des solutions nouvelles pour réussir à faire voler cet avion ", explique avec enthousiasme Claude Michel, responsable du programme Solar Impulse chez Solvay, l'un des principaux partenaires technologiques du projet suisse. "Nous avons notamment développé un polymère qui remplace l'aluminium du vérin du train d'atterrissage et qui permet de faire un gain de masse de 80 % sur cet élément."

Le groupe chimique belge a aussi contribué à la composition des éléments des batteries lithium-ion, afin d'augmenter la quantité d'énergie stockée tout en réduisant la masse. Malgré son envergure géante, l'avion ne pèse qu'un peu plus de 2 tonnes, l'équivalent d'un gros 4 × 4, dont 600 kg de batteries. Cette masse réduite n'a été possible que grâce à l'utilisation de composites de carbone assemblés à Lausanne par le chantier naval Décision, l'un des meilleurs spécialistes dans le monde des voiliers de course ultralégers. Les bandes de carbones utilisées pour construire la structure de l'avion pèsent seulement 25 g/m2, trois fois moins qu'une feuille de papier d'imprimante, grâce à une technologie utilisée au départ sur les catamarans de course de l'équipe suisse Hydros.

Le premier Solar Impulse pouvait déjà en théorie voler indéfiniment, puisqu'il était capable de rester en l'air une nuit entière après avoir rechargé ses batteries au soleil pendant la journée. Mais en pratique, l'engin était limité par l'endurance de son pilote et sa capacité à maintenir la fragile structure en l'air en l'absence de tout système de pilotage automatique. Le plus long vol de Solar Impulse 1 avait ainsi duré 26 heures en juillet 2012, et sa plus longue distance parcourue d'une traite dépassait 1.000 km, à 50 km/h de moyenne. "Avec le premier avion nous avions l'équivalent d'un siège de classe économique, et avec le deuxième, nous avons un bon siège de classe affaires, dans lequel on peut être assis pour piloter, s'allonger pour dormir et même bouger pour faire de l'exercice ", raconte André Borschberg.

Après des premiers vols d'essais prévus cette année, l'avion tentera en 2015 de faire un tour du monde en 5 étapes, dont la plus longue, au-dessus du Pacifique, entre la Chine et les États-Unis, prendra au moins 5 jours et 5 nuits.