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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 1111
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 09 Juillet 2021
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Egalement dans ce numéro
Matière
De l'hydrogène naturel en quantité dans les Pyrénées
La première centrale houlomotrice commerciale d’Europe sera bientôt installée en Bretagne
Transformer le CO2 en carbone luminescent…
RTE teste le stockage d'électricité pour optimiser la production d'énergies renouvelables
Sakuu annonce la première imprimante 3D au monde pour la production de batteries de véhicules électriques
Des hydroliennes inspirées de la nage des poissons pour plus d’efficacité
Une petite pile à combustible ultraperformante
Le tout premier trottoir solaire d'Espagne voit le jour à Barcelone
Terre
Climat : l’alarmant appauvrissement en oxygène des lacs alpins
Vivant
AVC : La puce sous la peau qui veille au grain
L’immunothérapie s’avère prometteuse dans le cadre du CBNPC de stade précoce
Copier les tumeurs cancéreuses des patients pour tester les traitements
Une protéine modifiée booste les cellules anti-cancéreuses
Sclérose en plaques : activer des récepteurs lymphocytaires pour atténuer la maladie
Un prélèvement nasal pour détecter la présence de la maladie de Parkinson ?
Edito
Le stockage de l’énergie entre dans une nouvelle ère



Il y a quatre semaines, le 18 Juin, j'avais longuement développé l'importance qu'allait prendre la chaleur dans le stockage de l'énergie mais aujourd'hui je tiens à le compléter en citant beaucoup d'autres technologies qui vont permettre de stocker l'énergie, principalement celles issues des énergies renouvelables.

Après l’accord historique du 21 avril dernier concernant l'adoption, par les 27 états de l'UE, d’une réduction nette d’au moins 55 % des émissions de gaz à effet de serre de l’UE d’ici à 2030, par rapport au niveau de 1990, c’est aujourd’hui les Etats-Unis qui viennent d'opérer un virage à 180°en matière de lutte contre le réchauffement climatique : Joe Biden a, en effet, annoncé, à l’occasion du sommet virtuel pour le climat du 22 avril 2021, que son pays allait réduire les émissions de gaz à effet de serre de son pays de 50 % à 52 % d’ici à 2030 par rapport à 2005, soit le double de l’ancien engagement de Washington.

Le Premier ministre britannique Boris Johnson a confirmé, pour sa part, la volonté du Royaume Uni de réduire ses émissions de CO2 de 78 % d'ici 2035 par rapport à 1990. Le premier ministre du Canada, Justin Trudeau, s’engage, quant à lui à réduire les émissions de CO2 de 40 % à 45 % d’ici à 2030 par rapport à 2005, au lieu de 30 % précédemment. Le Premier ministre japonais, Yoshihide Suga, a annoncé que le Japon allait les réduire de 46 % à l’horizon 2030 par rapport à 2013, contre un objectif précédent de 26 %. Enfin, le géant chinois a réaffirmé son engagement de parvenir à la neutralité carbone en 2060.

Incontestablement, une nouvelle dynamique en matière d’action climatique est en train de s’enclencher, tirée par un volontarisme politique nouveau qui s’affirme dans les trois grands pôles de puissance économique : Chine, Amérique du Nord et Europe. C’est un premier pas important, mais il doit encore être amplifié car, si nous voulons avoir une chance de contenir le réchauffement climatique dans des limites supportables pour l’Humanité, nous devons diminuer dès à présent, d’au moins 7,5 % par an nos émissions de CO2, jusqu’en 2050, soit une diminution annuelle équivalent à celle provoquée par la pandémie de Covid-19 en 2020…

Cette accélération bienvenue de la décarbonisation de l’économie mondiale va avoir trois effets majeurs : d’abord un reflux plus rapide que prévu des énergies fossiles (charbon, pétrole et dans une moindre mesure gaz), qui ne seront plus compétitives avant la fin de cette décennie, face aux énergies renouvelables dont le coût moyen de production a diminué de 80 % depuis 20 ans. Le deuxième effet, curieusement peu évoqué, est la forte augmentation de la production électrique mondiale, qui devrait croître d’environ 50 % d’ici 2050, pour atteindre 37 800 TWH (estimations BNEF) et pourrait alors représenter plus de la moitié de la consommation finale d’énergie (contre 20 % aujourd’hui). Cette production électrique accrue sera nécessaire, notamment pour répondre aux nouveaux besoins dans les domaines de l’industrie, des transports électriques, du numérique, et des bâtiments.

Enfin, le troisième effet de cette transition énergétique mondiale sera l’extraordinaire montée en puissance de l’ensemble des énergies renouvelables, « classiques » (éolien, solaire, biomasse) et « nouvelles » (énergies des mers, solaire spatial, hydrogène naturel) qui devront représenter 80 % de la production d’électricité en 2050 (contre 27 % aujourd’hui), ce qui suppose de multiplier par dix la capacité de production mondiale de ces énergies propres, au cours des trente prochaines années.

Mais il ne suffira pas de développer massivement ces énergies renouvelables, sur terre, sur mer et dans l’espace, pour tenter de limiter le réchauffement climatique en cours et de le contenir dans des limites humainement supportables, il faudra également réussir à relever un autre défi, peu évoqué mais pourtant aussi important : disposer sur l’ensemble de la planète de gigantesques moyens, à la fois sûrs, efficaces et compétitifs, de stockage de l’énergie électrique, qui va devenir la forme d’énergie dominante d’ici la moitié de ce siècle.

Selon BloombergNEF, les capacités de stockage installées sur la planète vont être multipliées par cent, passant de moins de 10 GW en 2019 à plus de 1 000 GW en 2040. Ce marché du stockage devrait progresser de 16 % par an en moyenne pour atteindre 27 milliards de dollars en 2030, estime Bank of America Merrill Lynch, qui vient de publier une étude sur ce sujet. Il atteindrait 58 milliards en 2040. A cet horizon, pas moins de 6 % de la production électrique mondiale pourraient être stockées dans des batteries.

BNEF estime que la capacité moyenne des projets de stockage se situe à environ 30 mégawattheures, soit une multiplication par quatre par rapport au niveau moyen actuel. Depuis 2018, l’augmentation de la taille des projets, combinée à une base de fabrication en expansion rapide et à des chimies plus denses en énergie, a réduit de moitié le coût actualisé de l’énergie (LCOE) du stockage d’énergie, un indicateur qui correspond à la somme des coûts actualisés de production d’énergie divisée par la quantité d’énergie produite. Le niveau moyen mondial se situe désormais à 150 $/MWh pour les systèmes de stockage sur batterie d’une durée de quatre heures, mais La Chine dispose déjà de systèmes de stockage les moins chers à l’échelle mondiale, à 115 $ par mégawatt-heure. Et, toujours selon NNEF, le prix moyen des gros systèmes de stockage sur batterie devrait encore diminuer de moitié d’ici 2030. Reste que l’explosion des besoins en matière de stockage de l’énergie va nécessiter, au niveau mondial, au moins 30 milliards d’euros d’investissement par an jusqu’en 2040, soit 600 milliards d’euros sur les vingt prochaines années.

Heureusement, plusieurs ruptures technologiques remarquables en cours, si nous avons la clairvoyance de les soutenir et de les améliorer, peuvent nous permettre de réussir cette transition énergétique qui va complètement bouleverser la production, mais aussi le stockage, la conversion et la distribution de l’énergie. La première de ces ruptures est bien sûr l’utilisation du vecteur-hydrogène, à la fois comme outil de production décarboné et vecteur de stockage et de conversion propre de l’électricité. Je ne reviendrai pas ici sur cette révolution en cours, à laquelle j’ai récemment consacré tout un éditorial.

Mais d’autres ruptures technologiques majeures, bien que moins médiatiques, sont en cours, et ce sont elles que je voudrais brièvement évoquer aujourd’hui. Commençons par le stockage inertiel, qui connaît un nouveau souffle. L’idée de stocker de l’énergie, sous forme d’énergie cinétique (de mouvement) dans des volants d’inertie est très ancienne. Mais jusqu’à présent, le stockage inertiel se heurtait à des verrous techniques puissants.

Le volant d’inertie stocke l’électricité sous forme d’énergie cinétique. Il se compose d’une masse, mise en rotation autour d’un axe et confinée dans un caisson de protection. Pendant le processus de stockage, un moteur relié à l’axe convertit l’électricité en énergie cinétique, ce qui augmente la vitesse de rotation de la masse. Pour conserver l’énergie ainsi emmagasinée, la vitesse de rotation de la masse doit être la plus régulière possible. Tout l’enjeu technologique consiste à minimiser l’apport d’énergie nécessaire pour compenser les pertes liées aux frottements. Ce système permet, si besoin, de convertir l’énergie mécanique en électricité, ce qui a pour effet de freiner la masse en mouvement.

Connu depuis l’Antiquité, le principe du stockage inertiel a connu un fort développement avec le triomphe des machines à vapeur, dont beaucoup étaient dotées de roues d’inertie. Depuis plus d’un siècle, le stockage inertiel est également employé dans le secteur des transports, afin de récupérer l’énergie de la phase de ralentissement d’un tramway ou d’un bus par exemple, pour la restituer au démarrage.

Mais, contrairement aux batteries et aux STEP, qui sont statiques et conçues pour conserver toute l’énergie, les systèmes de stockage inertiel sont par nature dynamiques, et génèrent donc d’inévitables frottements et pertes d’énergie. C’est pourquoi, les volants d’inertie ont longtemps été réservés à des utilisations reposant sur des durées de stockage limitées. La ville de New York possède, par exemple, une centrale de stockage à inertie capable, grâce à ses 200 volants d’inertie, de restituer en quelques secondes assez d’énergie pour maintenir une tension constante d'alimentation électrique sur l'ensemble de la ville.

Depuis quelques années, des avancées techniques majeures, notamment dans les domaines des nouveaux matériaux et des paliers magnétiques, sont venues révolutionner les capacités de ces systèmes de stockage par inertie. La société française Energiestro a par exemple développé un nouveau type de volant d’inertie, baptisé VOSS à base de béton fibré, 20 fois moins onéreux que l’acier, et 10 fois moins émetteur de CO2 que ses concurrents métalliques. Il pourrait, à terme, venir concurrencer les batteries lithium-ion pour des applications industrielles ou domestiques. Energiestro envisage la commercialisation prochaine de modules d’un mètre de diamètre, de 10 kWh d’énergie stockée pour un coût qui pourra descendre à 200 €/kWh.

Autre avantage de ce volant d’inertie en béton, sa longévité de plus de trente ans. Particulièrement fiables et performants pour répondre à des demandes de puissances importantes sur de courtes durées, ces volants d’inertie de nouvelle génération sont en mesure de stocker pendant 24 heures à un coût très compétitif l’énergie issue de panneaux photovoltaïques, ou d’éoliennes.

Outre-Atlantique, la jeune société Revterra, basée au Texas, a dévoilé récemment des volants d’inertie qui peuvent également rivaliser avec les batteries lithium ion en termes d’efficacité et de puissance délivrée, mais sont deux fois moins chers et vingt fois plus performants que les solutions actuelles. Revterra a ainsi développé un système de stockage de 100 kWh avec un rotor de 7 tonnes qui peut stocker l’électricité pendant 5 heures avec un rendement-record de 90 %, supérieur à celui des STEP (80 %) ou de batteries (85 %).

Pour atteindre un tel niveau d’efficacité, Revterra a développé une suspension révolutionnaire, qui utilise des roulements magnétiques passifs, à base de supraconducteurs à haute température, capables de maintenir le rotor en équilibre sans contrôle externe et donc sans dépense d’énergie. Revterra a ainsi pu concevoir un prototype d’une puissance de 100 kWh qui ne perd que 50 watts - au lieu de 1000 watts - pendant la phase stationnaire. Au final, le rendement de ce système inertiel atteint les 90 %, un niveau meilleur que celui permis par les batteries les plus performantes. En outre, ce niveau remarquable peut être garanti pendant plus de trente ans, ce qui fait de ces systèmes inertiels de stockage des investissements très rentables sur le long terme. Cette nouvelle génération de volants d’inertie s’avère parfaitement adaptée à l’équilibrage et à la régulation des réseaux électriques, qui doivent gérer des fluctuations d’énergie de plus en plus importantes, liées à la montée en puissance des énergies solaires et éoliennes.

Des chercheurs de Vishwa Robotics (Massachusetts) et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont, pour leur part, conçu une batterie mécanique qui utilise un ensemble de volants d’inertie placés dans une boîte en forme de disque. Cette nouvelle structure, parfaitement écologique et sans produits chimiques, permet également de stocker, pendant des décennies, plus d’énergie qu’une batterie lithium-ion du même poids, et de la restituer très rapidement. Cette batterie mécanique, et ce point est très important, est également adaptée à un usage domestique. « J’utilise à titre personnel un prototype de 10 kilowattheures dans mon garage, qui fonctionne à partir de l’énergie solaire captée sur mon toit et alimente toute ma maison la nuit », explique Gajjar. Bhargav Gajjar, président de Vishwa Robotics.

Autre innovation majeure, le stockage cryogénique : une installation de stockage d'énergie par liquéfaction de l'air d'une capacité de 250 MWh, un record mondial, est en cours d’installation au Royaume-Uni. En 2022, elle sera couplée au Trafford Energy Park près de Manchester, une installation dont la production d’électricité provient largement d’installations photovoltaïques et des éoliennes. Ce type de centrale utilise deux cycles de changements d’état de l’air. Le premier, lorsque la production électrique est excédentaire, permet de prélever l’air puis de le refroidir à très basse température (-196 degrés) jusqu’à ce qu’il devienne liquide. Cet air liquide peut alors être stocké dans de grands réservoirs isothermes à basse pression. En cas de besoin d’électricité, c’est le second cycle qui intervient : l’air liquide est réchauffé à l’aide d’un échangeur de chaleur pour procéder à son évaporation et afin qu’il retrouve son état gazeux. Cette transformation provoque une très forte expansion de son volume, qui vient alimenter des turbines productrices d’électricité.

Cette installation de stockage par cryogénie sera directement connectée au réseau national d’électricité au Royaume-Uni et permettra d’alimenter en énergie jusqu’à 200 000 foyers pendant cinq heures. Contrairement aux installations conventionnelles de stockage cryogénique, dont le rendement de conversion de l’électricité est de l’ordre de 10 %, ce système très sophistiqué de stockage permet un rendement variant de 60 % à 70%, grâce à son système innovant de récupération des flux thermiques. Highview Power précise que le coût de stockage de son installation sera nettement inférieur à celui des batteries lithium-ion, pour une durée de stockage bien plus longue, pouvant atteindre 40 ans…

Reste que le stockage d’énergie est actuellement assuré de manière très large par des stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP), qui utilise l’eau, et une différence importante de dénivelé, pour stocker et produire de l’électricité. Mais une jeune société britannique « RheEnergise » a imaginé un concept de STEP exploitant un liquide à haute densité. Actuellement, les STEP utilisent de l’eau « ordinaire » ; c’est pourquoi, pour produire de l’énergie en grande quantité, il faut disposer de sites présentant d’importants dénivelés, généralement de 500 à 1000 mètres.

Mais cette société anglaise a eu l’idée de remplacer l’eau par un liquide chargé de minéraux dont la densité serait 2,5 fois plus élevée. L’emploi de ce fluide, baptisé « R-19 », dont la formule est tenue secrète, permettrait d’implanter des STEP efficaces même sur des sites avec un dénivelé de seulement 200 mètres, ayant une hauteur de chute 2,5 fois moins élevée qu’une STEP classique. Chacune de ces centrales à faible pente pourrait délivrer une puissance de 10 à 50 MW pendant huit heures. Ces installations seraient donc parfaitement complémentaires aux STEP de grandes puissances actuelles et seraient bien moins coûteuses que le stockage par batteries stationnaires.

Une autre solution, pour multiplier l’implantation de STEP à moindre coût de stockage, consiste à réaliser des STEP côtières, utilisant l’eau de mer. Pour ce type de STEP, pas besoin de réservoir en aval, puisqu’on utilise directement l’eau salée des mers et océans pour le stockage. Une société américaine, « Oceanus Power & Water », s’est associée à EDF pour réaliser sa première installation, prévue au nord du Chili. Cette première STEP développera une puissance de 200 MW, mobilisables en quelques minutes. Elle pourra stocker 16 h de production, pour une capacité de 3,2 GWh, soit trois fois plus que la plus grosse batterie au monde, en cours d’assemblage. La STEP permettra ainsi d’accumuler l’électricité renouvelable excédentaire produite par les parcs éoliens et solaires. Cerise sur le gâteau, ces STEP marines pourront également, en cycle de turbinage, alimenter ses usines de désalinisation, pour produire l’eau potable qui fait encore trop souvent défaut dans de nombreuses régions du monde.

Evoquons également, dans le domaine en pleine effervescence technologique du stockage sur batterie, la remarquable innovation développée par la société française Kemiwatt. Cette dernière a mis au point une batterie liquide à flux révolutionnaire, qui remplace l’électrolyte en vanadium par des quinones, un composé organique, biodégradable et non corrosif (Voir Kemiwatt). Cette batterie liquide, à base de quinones, perdrait seulement 1% de sa capacité de stockage tous les 1000 cycles de charge/décharge et Kemiwatt a déjà présenté un démonstrateur de 10 kW, qui a obtenu le prix du Concours mondial de l’innovation du Ministère de l’Économie et des Finances, ce qui va permettre à cette société de réaliser un nouveau prototype de 100 kW. Ce nouveau type de batterie quinones-redox, sans vouloir concurrencer la batterie Lithium-Ion pour le stockage court, constitue une nouvelle solution technologique très intéressante pour le stockage long, écologique et peu coûteux de l’électricité issue des sources renouvelables.

Les nouvelles solutions techniques qui viennent d’être évoquées vont permettre des avancées décisives en matière de stockage de l’électricité. Mais si l’énergie issue des sources renouvelables peut de mieux en mieux, et pour un coût toujours plus bas, être stockée sous forme d’électricité, elle peut également être stockée sous forme de chaleur, récupérable pour de multiples usages, dans l’industrie, mais également pour satisfaire les besoins en matière de chauffage des bâtiments et logements.

Il y a quelques semaines, des chercheurs de l'Université de technologie de Chalmers en Suède ont présenté un fluide innovant, capable de stocker l'énergie solaire jusqu'à dix-huit ans. Celui-ci utilise les propriétés remarquables d’une molécule constituée de carbone, d'hydrogène et d'azote. Lorsque cette molécule est exposée à la lumière du soleil, elle réarrange les liaisons entre ses atomes, et se transforme en isomère riche en énergie Ce fluide peut alors être utilisé dans un système baptisé MOST (stockage d'énergie solaire thermique moléculaire), qui fonctionne de manière circulaire. Le liquide capte l'énergie de la lumière du soleil. Il est ensuite stocké à température ambiante, pour limiter au strict minimum les pertes d’énergie. En fin de cycle, l’énergie ainsi emprisonnée est libérée sous forme de chaleur, grâce à un catalyseur spécialement développé par ces chercheurs. La molécule reprend alors sa forme initiale et peut à nouveau être réutilisée dans le système de chauffage (Voir Novus Light).

Ce mode de stockage moléculaire de très longue durée, sous forme de chaleur, de l’énergie solaire, pourrait devenir le chaînon manquant d’une nouvelle chaîne énergétique vertueuse et propre, à côté des nouveaux systèmes de stockage massif de l’électricité que j’ai évoqués, et pourrait permettre d’optimiser de manière décisive la gestion et la consommation d’énergie du bâtiment, qui représente, globalement, 40 % de la consommation d’énergie dans le monde et 30 % des émissions humaines de CO2.

On le voit, toutes ces innovations et avancées récentes, dans le domaine stratégique du stockage de l’énergie, vont accélérer la transition énergétique mondiale en cours, déjà confortée par les récentes décisions politiques de l’Europe, des Etats-Unis et de la Chine, qui se sont enfin fixé des objectifs bien plus ambitieux en matière de décarbonisation de l’économie et de réduction des émissions de CO2. Je suis persuadé qu’en utilisant à grand échelle, de manière combinée et intelligente, ces nouveaux outils et moyens de stockage de l’énergie, nous pourrons parvenir plus vite que prévu à sortir définitivement des énergies fossiles et à bâtir un nouveau monde conciliant innovation technologique, croissance durable et respect de l’environnement.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com


Matière
Matière et Energie
De l'hydrogène naturel en quantité dans les Pyrénées
Mercredi, 07/07/2021 - 09:09

Lors d’un colloque scientifique sur l’hydrogène naturel organisé par la Société Géologique de France à Paris ce 28 juin 2021, les Pyrénées ont fait l'objet d'une session dédiée. Les résultats d'une nouvelle étude confirment la présence d'hydrogène dans le massif ainsi que le rôle des failles en profondeur.

Le colloque sur l’hydrogène naturel a mis en avant les Pyrénées comme lieu de présence du gaz léger dans le sous-sol. Le massif montagneux présente toutes les caractéristiques propices à la formation, migration et stockage de cet hydrogène dit blanc qui suscite un intérêt de plus en plus marqué. Et pour cause : l'hydrogène ne serait pas seulement un vecteur énergétique mais aussi une source d'énergie primaire, à extraire du sous-sol.

« Nous avons la présence d’une roche source à moins de dix kilomètres dans des conditions de pression et de température parfaites pour la serpentinisation [transformation de certaines roches en contact avec l'eau produisant de l'hydrogène, ndlr], des failles en profondeur qui peuvent faire remonter les gaz et des zones salifères potentiellement capables de jouer le rôle de stockage, » explique Nicolas Lefeuvre, doctorant au CNRS et à l’Université Grenoble Alpes.

Les nouvelles observations présentées par Nicolas Lefeuvre lors du colloque confirment non seulement la présence d'hydrogène dans les Pyrénées mais aussi le rôle des failles. « Ce que nous avons apporté à ces connaissances préalables ce sont des tests à un mètre de profondeur permettant de mettre en avant le rôle des failles pour la remontée de fluides depuis les profondeurs. Ce qui corrobore les suggestions issues de données tomographique, sismiques, etc. plus anciennes ».

Le doctorant a ciblé une zone de 7500 km2 situé dans l'ouest pyrénéen. « Nous avons trouvé des données issues de la littérature. Nous avons ressorti les données géologiques, géophysiques, gravimétriques, tomographiques, etc. ».

De plus, du méthane dit abiotique - issu d'hydrogène - avait été mesuré, laissant supposer la production d’hydrogène en profondeur. « Mis bout à bout, nous avons effectivement une zone intéressante ». Avec un maillage de 10x10 km, ce ne sont pas moins de 1100 analyses de gaz qui ont été réalisées à un mètre de profondeur dans le sol. Des « points chauds » à de 1000 ppm (partie par millions) d’hydrogène ont été notamment remontés au niveau du bassin de Mauléon, qui correspondent parfaitement aux failles à partir desquelles le gaz peut facilement remonter à la surface.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

La première centrale houlomotrice commerciale d’Europe sera bientôt installée en Bretagne
Mercredi, 07/07/2021 - 09:01

C’est à la pointe de la Bretagne, dans la baie d’Audierne, qu’entrera sans doute en service la première centrale électrique commerciale d’Europe conçue pour exploiter l’énergie des vagues. La société irlandaise Seabased y prévoit tout d’abord l’installation d’un projet pilote de 2 MW avant d’atteindre dans une 2e phase une puissance de 10 MW et d’injecter l’électricité produite dans le réseau.

L’énergie des vagues, appelée aussi énergie houlomotrice, présente plusieurs atouts intéressants : comme celle du vent qui génère les vagues, sa production est prédictible et elle est surtout abondante en hiver, pendant la période au cours de laquelle la consommation est la plus forte. En outre les installations sont insonores et invisibles depuis le littoral. Selon l’industrie européenne des énergies marines, 100 GW de capacités utilisant l’énergie des vagues et des courants marins pourraient être déployés en Europe d’ici 2050. Un potentiel capable de couvrir 10 % des besoins en électricité de notre continent.

Si de nombreuses startups s’activent de par le monde au développement de projets houlomoteurs et à la mise au point de prototypes, aucun, jusqu’ici, n’a atteint le stade d’une exploitation commerciale, du moins en Europe. La société Seabased, installée en Irlande mais dirigée par un français, Laurent Albert, devrait être la première à atteindre ce stade. Forte du soutien de la Région Bretagne, elle projette d’installer prochainement dans la baie d’Audierne (Finistère) un prototype de 2 MW. Si les tests sont concluants, la startup entend porter ensuite la capacité du parc à 10 MW et le connecter au réseau électrique de l’Hexagone.

La technologie houlomotrice de Seabased utilise une série de bouées en acier qui se déplacent verticalement au gré des vagues. Chacune d’entre elles est reliée par un câble à un générateur linéaire (appelé WEC pour Wave Energy Converter) posé simplement sur le fond de l’océan.

A l’intérieur de ce convertisseur, une sorte de piston magnétisé effectue des va-et-vient au centre d’un bobinage, au rythme des mouvements de la bouée. Il transforme donc l’énergie mécanique ainsi développée en électricité. Tous les convertisseurs sont reliés par des câbles électriques à une sous-station immergée où l’énergie produite est lissée puisque les mouvements des différentes bouées, indépendants les uns des autres, ne sont pas synchronisés. Le courant est ensuite transporté vers une station terrestre par un câble sous-marin puis injecté sur le réseau.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Seabased

Transformer le CO2 en carbone luminescent…
Mardi, 06/07/2021 - 19:07

En s’aidant d’une source de lumière visible, une équipe de recherche de l’Université d’Ottawa est parvenue à transformer le dioxyde de carbone (CO2) gazeux en carbone solide émettant de la lumière. Cette nouvelle façon peu énergivore de réduire le CO2 en carbone solide aura un impact dans une multitude de domaines.

Ces chercheurs ont réussi à réduire le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, en carbone solide sur une surface d’argent nanostructuré illuminée de lumière verte, et ce, sans faire appel à d’autres réactifs. Lorsque la lumière verte les excite, les électrons énergétiques sur la surface d’argent sont attirés vers les molécules de dioxyde de carbone, ce qui amorce la dissociation. Les dépôts de carbone ainsi produits émettent une intense lumière jaune, un processus appelé photoluminescence. Ces travaux montrent qu’il est possible de créer du carbone solide luminescent.

Cette création de carbone à partir de CO2 gazeux aura une incidence sur la recherche faisant appel aux réactions plasmoniques ; elle pourra également trouver des applications dans le secteur pétrolier et gazier, où l’on s’intéresse de très près aux transformations catalytiques à base de composés carboniques. Les réactions de prochaine génération à base de CO2 et de lumière pourraient aussi mener à d’autres débouchés utiles ; on peut notamment penser au potentiel de photosynthèse artificielle.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Enerzine

RTE teste le stockage d'électricité pour optimiser la production d'énergies renouvelables
Mardi, 06/07/2021 - 19:00

A l'ouest de Dijon, entre les champs de blé et les éoliennes, les dix conteneurs blancs installés par le gestionnaire du réseau de transport d'électricité RTE se distinguent peu à l'horizon. Pourtant, leur technologie pourrait jouer un rôle clef afin d'améliorer l'acceptabilité des énergies renouvelables auprès des populations.

Sur ce site, RTE va mener une expérience qu'il revendique comme une première mondiale : « nous allons tester de façon synchronisée et à grande échelle la gestion automatisée du stockage des surplus de production d'électricité renouvelables ici et sur deux autres sites situés dans les Haute-Alpes et dans le Limousin », explique le président du directoire de RTE, Xavier Piechaczyk, venu en Côte-d'Or inaugurer récemment ce projet baptisé « Ringo », en hommage au batteur des Beatles.

Son objectif ? « Faire la démonstration qu'on peut accueillir de nouveaux sites d'énergies renouvelables sur le réseau tout en limitant la construction de nouvelles infrastructures (lignes, pylônes) », détaille le dirigeant. Le sujet est crucial car la croissance des énergies renouvelables en France implique de créer une multitude de nouveaux sites de production d'électricité.

Autrement dit pour RTE, il s'agit de travailler à optimiser ses flux et ses investissements financés par la facture d'électricité de chaque français : « l'autoroute du sud n'est pas dimensionnée pour le trafic du 15 août. C'est pareil pour le réseau électrique, on ne peut pas tout dimensionner pour la pointe de production », schématise Xavier Piechaczyk.

Concrètement, les batteries de RTE viendront stocker l'électricité éolienne ou solaire lorsque la production des fermes alentours dépassera la capacité de transport du réseau d'électricité pour la restituer un peu plus tard, lorsque les embouteillages sur le réseau seront moins importants.

RTE teste des batteries pour éviter de construire de nouvelles lignes haute tension. Aujourd'hui, les congestions sur le réseau liées à un trop-plein de productions d'origine renouvelables sont assez rares, mais elles devraient devenir de plus en plus nombreuses à mesure que les installations éoliennes et solaires se multiplient.

Or, à ce jour, devant le coût majeur de la construction de nouvelles lignes électriques et leur difficile acceptation, ces surplus sont tout simplement perdus : lors des pics de production éolien ou solaire, RTE demande de fait aux producteurs d'arrêter leurs machines.

Au total, les 6.000 batteries de RTE installées à Jalancourt, en Côte-d'Or, seront capables de fournir l'équivalent de la consommation d'une ville de 10.000 habitants en hiver, pendant deux heures. Un score encore modeste car, avant de changer d'échelle, RTE devra fournir la preuve de l'efficacité technique mais aussi économique de ce système de batteries.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Les Echos

Sakuu annonce la première imprimante 3D au monde pour la production de batteries de véhicules électriques
Mardi, 06/07/2021 - 18:55

Le fabricant américain de batteries Sakuu (anciennement Keracel) vient d’annoncer qu'il allait commercialiser à la fin de l'année 2021 une imprimante 3D industrielle révolutionnaire pour produire les batteries utilisées dans le cadre de la mobilité électrique. En partenariat avec Musashi Seimitsu Industry, cette jeune firme veut concevoir des batteries solides via la fabrication additive, afin de réduire simultanément le coût, le volume et le poids de ces batteries, tout en augmentant leurs performances, leur autonomie et leur longévité.

Bien que la firme américaine reste très discrète sur la nature de sa technique d'impression, peu de détails ayant été révélés, il semblerait que la solution d’impression de Sakuu repose sur un procédé multi-matériaux et multi-procédés. Fondée en 2016 par un certain Robert Bagheri, cette jeune pousse s’est fait connaître il y a un an en annonçant son partenariat avec le fabricant japonais de véhicules automobiles Musashi. Le rapprochement visait alors à développer et mettre sur le marché des batteries solides imprimées en 3D.

Objectif : proposer une batterie 50 % plus petite jusqu’à un tiers plus légère, et utilisant 30 à 50 % de matériaux en moins par rapport aux cellules lithium-ion actuelles. Deux ans plus tard, les deux partenaires semblent avoir réussi le pari. Le secret de la technologie de fabrication additive développée par Sakuu, reposerait en fait sur un procédé hybride alliant à la fois le dépôt de matériaux par projection, et la technologie de fusion sur lit de poudre. Il serait ainsi possible d’associer l’électrolyte céramique et les métaux requis par la batterie.

Le procédé développé par Sakuu permettrait d’éliminer les défauts inhérents aux processus existants, à savoir des batteries SSB à faible densité énergétique, lesquelles ne sont pas adaptées à une production de masse car constituées des couches céramiques épaisses et cassantes. La plate-forme additive de Sakuu garantirait des batteries SSB à plus haute densité énergétique avec de fines couches monolithiques et une interface parfaite.

Sur le plan de la durabilité, ces batteries 3D feraient même encore mieux grâce à leurs besoins en matériaux réduits de moitié, et à l’utilisation d’un « processus poudre à poudre » qui garantirait une recyclabilité plus facile de la céramique et des métaux selon les méthodes traditionnelles. Sakuu ajoute par ailleurs qu’il n’est pas nécessaire d’extraire du graphite et qu’en l’absence de polymère, il n’est nul besoin non plus d’incinérer les déchets ni de les enfouir dans une décharge.

Sakuu explique vouloir dans un premier temps se concentrer sur le marché des véhicules à deux et trois roues, mais aussi des véhicules compacts à quatre roues tout désignés pour les batteries SSB KeraCel™, qui allient compacité, légèreté et capacité accrue. L’autre intérêt du processus FA de Sakuu réside également dans son agilité par apport aux techniques classiques. Les clients n’auront plus de problème pour moduler leur production de batteries, selon leur taille et leur type.

« Nous sommes convaincus que cette technologie va marquer un tournant décisif dans le secteur de la mobilité électrique ; un changement de nature à transformer en profondeur l’adoption des véhicules électriques grand public », déclare Robert Bagheri, fondateur, CEO et président de Sakuu Corporation.

Il est vrai que le marché des véhicules électriques et hybrides ne cesse de se développer aux Etats-Unis : selon un rapport de l'Office fédéral des transports, 242 000 véhicules électriques, 83 000 véhicules hybrides électriques rechargeables et 400 700 véhicules électriques hybrides ont été achetés aux États-Unis en 2020, ce qui représente une croissance d'environ 3 % par rapport à l'année précédente et une augmentation de 164 % par rapport à 2010.

Au-delà du stockage de l’énergie, le développement par Sakuu d’une capacité d’impression de plusieurs matériaux en une seule couche ouvre bien sûr la voie à un tas d’autres marchés de fabrication d’appareils complexes, jusqu’alors hors de portée de l’impression 3D. L’entreprise cite quelques exemples parmi lesquels : des composants actifs tels que les capteurs et les moteurs électriques pour le secteur de l’aérospatiale et de l’automobile, des chargeurs portatifs et dissipateurs thermiques pour l’électronique grand public, des capteurs de PH, de température et de pression pour les solutions IoT, ou encore des détecteurs de pathogènes et appareils microfluidiques pour le domaine médical.

Robert Bagheri conclut « Les batteries SSB offrent des performances bien plus élevées que les solutions actuellement disponibles. Notre nouvelle plate-forme permet de les produire à moindre coût, plus rapidement, et de manière locale, personnalisable et plus durable. Elle ouvre ainsi de formidables possibilités pour les acteurs du secteur de l’énergie, mais aussi pour une multitude d’autres secteurs de l’industrie ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

3dnatives

Des hydroliennes inspirées de la nage des poissons pour plus d’efficacité
Mardi, 06/07/2021 - 11:46

L’entreprise Eel Energy développe des hydroliennes à membrane ondulante, directement inspirées de la nage des poissons. Des poissons comme l’espadon ou le marlin, qui ondulent, peuvent atteindre des pointes à 110 km/h sous l’eau. C’est là où on voit la force de l’ondulation. La forme de l’ondulation produit une force phénoménale, ce qui devient particulièrement intéressant lorsqu’on installe un générateur dessus.

Ce nouveau type d'hydrolienne est constitué d’une plaque en plastique recyclable avec des renforts en fibre de carbone, qui est contrainte par des câbles. Les câbles la font se tendre comme un arc puis, quand l’eau arrive dessus, elle ondule. On peut contrôler la puissance qu’on met sur les câbles afin de s’adapter aux variations du courant. Sur la plaque, un mât monte et descend, sur lequel on place une crémaillère qui fait tourner un générateur en-dehors de l’eau.

Ces machines ondulantes doivent être installées à des endroits où il y a une certaine vitesse de courant, environ 2 m/s, et au moins 1,5 m à 2 m de profondeur. Le premier prototype ondulant fonctionne depuis le mois de février 2021. Il mesure 1,60 m sur 2 m, produit environ 650 W/h donc 15 kW par jour, dans un courant assez faible d’1,3 à 1,4 m/s.

Grâce à sa conception biomimétique, cette machine se déclenche à plus faible vitesse, dès que le courant atteint environ 1 m/s, et sa membrane, qui est un capteur d’énergie, a une surface beaucoup plus importante que celle des hélices. Donc à encombrement égal, elle produit plus d’énergie et plus tôt. Eel Energy veut à présent travailler des machines de 15 à 20 kW puis de 50 kW jusqu’à atteindre son objectif de 1 MW.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Techniques de l'Ingénieur

Une petite pile à combustible ultraperformante
Lundi, 05/07/2021 - 09:45

Stations météo et capteurs environnementaux de montagne, contrôle à distance des pipelines, drones ou même camping : de nombreux domaines bénéficieraient d’un approvisionnement énergétique peu volumineux, de longue durée et écologique. Dans cette optique, la start-up Inergio, basée au parc de l’innovation de l’EPFL, a mis au point une pile à combustible miniaturisée 80 % plus légère que les modèles de même puissance actuellement sur le marché.

Elle vient de finaliser un prototype qui permet de produire 25 watts en continu avec une pile de 25 centimètres de long sur 14 de haut et de large. Prochaine étape pour cette spin-off issue de 15 ans de recherche entre l’EPFL et la HEIG-VD : tester son dispositif dans diverses entreprises de la région et développer une ligne de production pilote.

Les piles à combustibles – dont fait partie la pile à hydrogène, pressentie pour alimenter les automobiles du futur – représentent une alternative prometteuse dans l’optique d’une neutralité carbone. Elles convertissent un combustible et une substance qui permet sa combustion directement en énergie. La réaction libère ainsi de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. La technologie utilisée par Inergio, dite à oxyde électrolyte solide (SOFC pour Solid Oxide Fuel Cell), fonctionne à haute température (650°C) mais présente l’avantage de produire de l’électricité avec un très bon rendement sans émettre de polluant.

La chaleur dégagée nécessite cependant habituellement une imposante isolation qui la limite à des applications stationnaires. « Le tour de force des quinze ans de recherche en laboratoire, note le CEO, est d’avoir localisé la zone à haute température sur une petite surface au cœur de la pile. » Cela a permis de miniaturiser l’isolation et obtenir un système trois fois plus léger pour un rendement identique.

Le système développé par Inergio fonctionne pour l’instant avec un combustible tel que le butane ou le gaz naturel qui alimente l’anode alors que l’oxydant est l’oxygène de l’air. Outre les électrons, la réaction produit de la vapeur d’eau et une infime quantité de dioxyde de carbone. « Le grand avantage », explique Mahmoud Hadad, « est que le butane se trouve à un prix réduit dans le commerce. Sous forme liquide, il est beaucoup plus léger et facile à transporter que l’hydrogène ». Toutefois, ce dernier, qui reste pour l’heure difficile à produire, pourra à l’avenir également être utilisé par la pile, la rendant encore plus performante et écologique.

L’autonomie de la micro-pile à combustible, branchée à une cartouche de butane / propane, est jusqu’à 20 fois supérieure à celle d’une batterie lithium-ion de même taille. « Par exemple, avec une pile de quatre kilos, il est possible de produire 500 watts et donner une autonomie d’environ sept à huit heures à un drone de livraison, contre une soixantaine de minutes actuellement », souligne Mahmoud Hadad.

Le système est modulable et permet de fournir entre 25 et 500 watts en fonctions des applications. Dans des endroits reculés, comme en montagne, il présente l’avantage d’être une source d’énergie sûre, silencieuse, non dépendante des conditions météorologique et qui ne nécessite aucune intervention sur de longues périodes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Enerzine

Le tout premier trottoir solaire d'Espagne voit le jour à Barcelone
Lundi, 05/07/2021 - 09:32

La mairie de Barcelone vient de recouvrir 50 mètres carrés de trottoir avec des panneaux photovoltaïques. Cette expérimentation a pour objectif de réduire les émissions de gaz à effet de serre de la ville, qui vise la neutralité carbone pour 2050.

Ces panneaux solaires sont constitués de verre antidérapant très résistant, relié à des modules photovoltaïques et à un câblage qui alimentera le réseau général en énergie. Objectif de ce projet pilote : produire 7.560 kilowatts d'électricité par an, soit environ l'équivalent de la consommation de trois foyers. Les dalles photovoltaïques ont été installées au cœur de la capitale catalane, sur la Plaça de les Glòries. « Une commission évaluera les résultats et analysera l'opportunité de reproduire la formule dans d'autres quartiers de la ville », indique la mairie sur son site.

Ce premier trottoir photovoltaïque d'Espagne s'inscrit dans le cadre du programme municipal "Pavements générateurs", qui propose des solutions innovantes pour réduire les émissions de gaz à effet de serre de 50 % d'ici à 2030 et rendre Barcelone neutre en carbone à l'horizon 2050.

L'idée de transformer les trottoirs en panneaux solaires n'est pas nouvelle et a déjà été expérimentée dans d'autres villes européennes. C'est par exemple le cas en Italie avec le projet SaferUp, dirigé par un ingénieur en matériaux de l'Université de Bologne. En 2014, les Pays-Bas présentaient quant à eux la toute première piste cyclable solaire au monde, "SolaRoad", mesurant 70 mètres et dotée d'une capacité de production énergétique de 140 kilowatts par heure.

Ce type d'initiative existe également en France : en janvier 2019, 56 m² de dalles photovoltaïques ont été installés à Bobigny (Seine-Saint-Denis). Cette installation a pour principale mission d'éclairer une piste cyclable située sous un pont le long du canal de l'Ourcq.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

LA DEPECHE

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Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Climat : l’alarmant appauvrissement en oxygène des lacs alpins
Mercredi, 07/07/2021 - 09:12

Les lacs des Alpes du nord, comme ceux d'Europe et d'Amérique du Nord, sont menacés d'asphyxie en raison du réchauffement climatique, révèle une étude publiée par le Global Lake Ecological Observatory Network (Gleon) et relayée par France 3 Auvergne-Rhône-Alpes. Ces trente dernières années, les lacs ont perdu en moyenne 5,5 % d'oxygène en surface et 18,6 % dans les eaux profondes, pointe l'étude du Gleon, qui comprend plus de 60 observatoires et plus de 850 membres de 62 pays différents.

C'est en raison des températures plus élevées que l'oxygène devient moins soluble dans l'eau. Par conséquent, les échanges avec les couches les plus profondes deviennent plus difficiles. Les lacs voient donc leur taux d'oxygène chuter drastiquement. Cette perte d'oxygène est en effet trois à neuf fois plus rapide dans les lacs que dans les océans. Cela représente un véritable danger pour les poissons et autres organismes vivants. « Une baisse trop importante peut mener au déclin de certaines espèces », indique l'étude. Et de préciser : « ​​​​​​​À l'inverse, cela favorise le développement de micro-organismes, comme des bactéries, qui produisent du méthane ».

Pour obtenir ces résultats, les scientifiques ont étudié 45 000 échantillons d'eau prélevés dans 400 lacs, dont des lacs français, comme ceux d'Annecy en Haute-Savoie et celui du Bourget en Savoie. Dans ce dernier, « la vie n'est plus possible pour les poissons ou les vers à 20 mètres de profondeur entre septembre et novembre, en raison de l'absence totale d'oxygène », rapporte le Gleon. Une conséquence inquiétante pour la biodiversité.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Le Point

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
AVC : La puce sous la peau qui veille au grain
Mercredi, 07/07/2021 - 09:22

Des chercheurs et médecins du Massachusetts General Hospital de Boston ont développé une petite puce insérée sous la peau, qui pourrait changer la vie des millions de personnes ayant déjà des antécédents d’accidents vasculaires cérébraux (AVC) ou à risque élevé. La puce implantée a pour mission la détection d'une fréquence cardiaque irrégulière, cette arythmie étant corrélée à un risque accru de nouvel AVC. L'implant ouvre ainsi la possibilité d'un traitement préventif ou plus précoce. Les premières données de cet essai clinique publié dans le Journal of the American Medical Association (JAMA), valident l’efficacité de ce détecteur miniature d’AVC cryptogénique ou récurrent.

Le dispositif diagnostique est l'œuvre de chercheurs du Massachusetts General Hospital (MGH) et de la Northwestern University Feinberg School of Medicine. L'objectif est ambitieux, pouvoir prévenir, grâce à une intervention plus précoce, une partie des 800.000 AVC qui surviennent, chaque année, aux États-Unis. D'autant que 25 % des AVC sont des récidives, ce qui suggère aussi que les personnes ayant subi un premier AVC doivent donc être considérées comme à risque élevé.

Les chercheurs se donc ainsi concentrés sur les moyens d’identifier parmi ces patients, ceux les plus à risque d'AVC récurrent : en majorité ce sont des patients souffrant de fibrillation auriculaire (FA) - une condition qui reste souvent non diagnostiquée. Pourtant, des battements cardiaques irréguliers peuvent provoquer une accumulation de sang dans le cœur, ce qui induit la formation de caillots pouvant atteindre le cerveau.

En résumé, le dispositif est conçu pour aider les médecins à détecter la fibrillation auriculaire chez les patients qui ont déjà subi un accident vasculaire cérébral cryptogénique, c’est-à-dire sans cause identifiée en dépit de tests approfondis.

Testée chez 492 patients participants à l’essai Stroke of Known Cause and Underlying Atrial Fibrillation (STROKE AF), suivis durant 12 mois, la puce a permis de détecter une FA chez plus de 12 % des patients vs 1,8 % détectés lors du suivi standard ; les épisodes de FA détectés chez ce groupe de patients n'étaient pas brefs, la plupart durant au moins 1 heure, un degré de fibrillation auriculaire qui doit inciter à prendre des anticoagulants pour prévenir le risque de futur AVC.

« Nous constatons que nous ne sommes capables d’identifier un certain nombre de patients atteints de FA qu’avec l’aide d’un moniteur implantable », explique l'auteur principal, le Docteur Richard A. Bernstein, professeur de neurologie à la Northwestern University Feinberg School of Medicine. Les prochaines étapes comprennent l'identification des facteurs liés directement au patient qui peuvent prédire le développement de la FA, sa durée et sa sévérité.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Jama

L’immunothérapie s’avère prometteuse dans le cadre du CBNPC de stade précoce
Mercredi, 07/07/2021 - 09:05

Selon une nouvelle étude, l’immunothérapie est bénéfique chez les patients atteints d’un cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) de stade précoce. L’ajout de l’atézolizumab à la chimiothérapie adjuvante après la résection a entraîné une nette amélioration de la survie sans maladie (SSM).

L’immunothérapie est bénéfique pour les patients atteints d’un CBNPC de stade plus avancé. Le traitement de référence pour de nombreux patients atteints d’un CBNPC de stade IB-IIIA est globalement resté le même, malgré des avancées notables dans le cadre du traitement des formes plus avancées de la maladie.

Une analyse intermédiaire de l’essai IMpower010 de phase III impliquant des patients atteints d’un CBNPC de stade IB-IIIA a été réalisée. Après avoir fait l’objet d’une résection complète, 1 280 patients ont reçu jusqu’à 4 cycles de chimiothérapie adjuvante à base de platine. Parmi ces patients, 1 005 ont été affectés de manière aléatoire (1:1) pour recevoir 16 cycles d’atézolizumab toutes les 3 semaines ou les meilleurs soins de soutien.

Après un suivi médian de 32,8 mois, le risque de récidive ou de mortalité était significativement réduit avec l’atézolizumab, par rapport aux soins de soutien, chez les patients dont les tumeurs présentaient une expression du ligand 1 de mort programmée (Programmed Death Ligand 1, PD-L1) supérieure ou égale à 1 %. À 24 mois, le taux de SSM était de 74,6 % pour le groupe atézolizumab, contre 61 % pour le groupe des soins de soutien.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Univadis

Copier les tumeurs cancéreuses des patients pour tester les traitements
Mardi, 06/07/2021 - 19:03

Des modèles de tumeurs créés en laboratoire par des scientifiques suisses intègrent certaines caractéristiques de la tumeur et des éléments du système immunitaire d’une personne, ce qui permet de tester l'efficacité des différents traitements.

Le cancer survient à la suite d’une multiplication rapide de cellules anormales. Ce processus mène à la formation d’une tumeur maligne, dont les cellules peuvent ensuite migrer vers d’autres organes et former des tumeurs secondaires appelées métastases.

Chaque personne peut répondre différemment aux traitements disponibles contre le cancer en fonction du type de tumeur et de son organisme. Dès lors, comment savoir quel traitement conviendra le mieux à la personne malade et parviendra à éradiquer son cancer ? C'est la question que se pose Patrycja Nowak-Sliwinska et ses collègues de l’Université de Genève depuis quelques années. L'équipe suisse a déjà mis au point une reproduction sphéroïdale (presque sphérique) des tumeurs, qui intègre les cellules tumorales et leur microenvironnement, afin de trouver le traitement le mieux approprié pour une personne.

Toutefois, le système immunitaire n'était pas encore pris en considération [dans le modèle], alors qu'il peut soit être renforcé, soit être détruit par le traitement proposé aux patients, expliquent les chercheurs. Or, le système immunitaire est le premier combattant contre les tumeurs, expliquent les scientifiques.

Dans les présents travaux, les chercheurs sont parvenus à intégrer à la structure sphéroïdale deux types de cellules immunitaires qui proviennent directement de la personne malade, permettant de tester les différents traitements possibles et de sélectionner le plus efficace. Ces deux types de cellules sont les macrophages et les lymphocytes T, auxquels s'ajoutent des fibroblastes (des cellules qui constituent la masse de la tumeur) et des cellules endothéliales (qui permettent à la tumeur de se nourrir et d'être vascularisée).

Cette avancée technologique permet non seulement de tester les effets d'un traitement sur la tumeur, mais aussi sur le système immunitaire, se réjouit Magdalena Rausch, la première auteure de l'étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Radio Canada

Une protéine modifiée booste les cellules anti-cancéreuses
Lundi, 05/07/2021 - 09:42

Contre le cancer, il existe plusieurs traitements, dont l’immunothérapie. Son principe est simple : le système immunitaire du patient, composé de cellules T, est stimulé afin que ces cellules T détruisent les cellules cancéreuses. Sans l’immunothérapie, les lymphocytes restent inactifs face à la tumeur. Malgré son efficacité approuvée, ce traitement possède un défaut majeur : il ne fonctionne que sur 20 à 30 % des patients. Une majorité de patients atteints de cancer ne peut pas bénéficier des immunothérapies actuelles.

Les scientifiques s’efforcent par tous les moyens d’augmenter ce ratio. À la faculté des sciences et techniques de l’ingénieur, le professeur Li Tang et son équipe du laboratoire de biomatériaux pour l’immunoingénierie ont collaboré avec des chercheurs de six autres laboratoires de différentes universités pour trouver un moyen de rendre l’immunothérapie plus efficace. En tout, ce sont près de vingt-deux chercheurs qui ont allié leurs compétences en biologie, immunologie, bioingénierie, bioinformatique, entre autres.

« Le fait qu’une majorité de patients ne réagissent pas à ce traitement reste un défi à relever. Une des explications est que les lymphocytes infiltrant la tumeur et luttant contre les cellules cancéreuses, s’épuisent et finissent par être incapables de contrôler la progression des cellules cancéreuses. Dans le jargon scientifique, nous disons que les cellules T dysfonctionnent. Elles ne répondent pas ou plus à l’immunothérapie », indique Li Tang.

Les chercheurs ont alors ajouté une protéine fabriquée artificiellement, nommée protéine de fusion interleukin-10-Fc, au traitement d’immunothérapie. « L'interleukin-10 peut soit stimuler, soit désactiver notre système immunitaire. Cependant, nous ne savions que peu de choses sur la manière exacte dont elle interagit avec les cellules T qui infiltrent la tumeur jusqu’à nos expériences », précise Yuqing Xie, assistant-doctorant.

« Mais il semble que nous avons trouvé un nouveau mécanisme qui pourrait revitaliser les cellules T épuisées. » Les tests ont révélé que l’interleukin-10-Fc agit comme un booster d’énergie, permettant aux lymphocytes d’être réactivés et de continuer à combattre la tumeur. « En utilisant cette protéine, nous avons pu reprogrammer le métabolisme des cellules T et améliorer leurs rôles destructeurs  de cancer ainsi que leur développement », ajoute Yugang Guo, doctorant.

Cette nouvelle immunothérapie a été testée sur des souris, et les résultats sont sans appel : plus de 90 % d’entre elles ont vaincu le cancer. « L’interleukin-10-Fc s’avère sûre et très efficace. Cette protéine entre en synergie avec l’immunothérapie par transfert de cellules T adoptives, comme la thérapie CAR-T, ou les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires, conduisant à l’éradication de tumeurs et à des guérisons durables chez une majorité de souris soignées. Notre méthode semble améliorer considérablement les immunothérapies existantes contre les tumeurs solides, connues pour être difficiles à guérir », se réjouit Li Tang. D’après ces premiers tests, aucun effet secondaire n’a été observé, ce qui rend prometteurs les futurs essais cliniques. Les chercheurs Yugang Guo, Yuqing Xie et Li Tang ont déposé des brevets internationaux pour cette nouvelle thérapie et vont prochainement procéder à des essais cliniques sur des patients.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Sclérose en plaques : activer des récepteurs lymphocytaires pour atténuer la maladie
Lundi, 05/07/2021 - 09:39

Dans les maladies auto-immunes, un dysfonctionnement des mécanismes de défense de l’organisme conduit les médiateurs de l’immunité à se retourner contre certaines cellules du malade. Dans la sclérose en plaques (SEP) par exemple, les lymphocytes T dits effecteurs (Teff) s’attaquent à la gaine de myéline.

Or, d’autres lymphocytes T, dits régulateurs (ou Treg), ont été décrits comme capables de moduler l’activité des Teff. Leur absence conduit d’ailleurs à une aggravation des symptômes dans un modèle animal de la SEP, l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Reste que la façon dont ces cellules régulatrices interviennent est encore mal connue. Une équipe de chercheurs dirigée par Benoît Salomon s’est penchée sur la question, en collaboration avec Yenkel Grinberg-Bleyer : elle a observé que l’action protectrice des Treg dans le système nerveux central est augmentée lorsqu’une protéine de l’inflammation, le TNF, se fixe à l’un de leurs récepteurs spécifiques, le TNFR2. Ces travaux pourraient aboutir à de nouvelles approches thérapeutiques contre la SEP.

Le TNF est impliqué dans les mécanismes délétères de plusieurs maladies auto-immunes qui, de fait, sont traitées par des médicaments anti-TNF. Pourtant, ces traitements sont contre-indiqués dans la SEP car ils peuvent en aggraver les symptômes. « Le TNF aurait donc un rôle pro ou anti-inflammatoire, selon le contexte. Cela peut en partie s’expliquer par l’existence de deux types de récepteurs du TNF sur les cellules immunitaires : TNFR1, principalement connu comme médiateur de l’inflammation, et TNFR2, fortement exprimé par les Treg, plus volontiers identifié comme un régulateur », explique Benoît Salomon. « Nous avons posé l’hypothèse que, dans la SEP, les anti-TNF pourraient bloquer l’action protectrice des Treg qui expriment le TNFR2 ».

Pour étudier cette possibilité, le chercheur et son équipe ont comparé l’évolution de la maladie chez des souris atteintes d’EAE qui présentaient ou non des récepteurs TNFR2 opérationnels à la surface de leurs Treg. Ils ont ainsi fait deux observations : tout d’abord, en l’absence de récepteurs TNFR2 fonctionnels, les souris malades adoptent une forme très sévère d’EAE. Par ailleurs, le mécanisme auto-inflammatoire qui en découle n’est observé qu’au niveau du système nerveux central, c’est-à-dire une fois que la maladie est devenue symptomatique : « Dans une maladie auto-immune, la première phase – asymptomatique – se déroule dans les ganglions lymphatiques, là où les premiers lymphocytes B ou T auto-réactifs sont activés au contact d’antigènes du malade. Nos travaux montrent que la modulation exercée par les Treg reste stable pendant cette phase, que les récepteurs TNFR2 soient fonctionnels ou non. En revanche, dans le système nerveux central, les cellules régulatrices déficientes pour le TNFR2 perdent une partie de leur capacité à contrôler la maladie. Le rôle des Treg semble donc primordial lors de la seconde phase de la maladie, celle où les symptômes sont présents ».

Enfin, les chercheurs ont pu montrer qu’il est possible d’atténuer les symptômes d’une souris atteinte d’EAE grâce à l’administration d’une molécule expérimentale, activatrice des récepteurs TNFR2. « On peut imaginer le développement de deux nouvelles familles de médicaments contre la SEP : des anticorps qui seraient capables de bloquer les récepteurs TNFR1, afin de limiter le phénomène inflammatoire, et d’autres qui activeraient les TNFR2, et donc la régulation de l’inflammation », suggère Benoît Salomon.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Un prélèvement nasal pour détecter la présence de la maladie de Parkinson ?
Lundi, 05/07/2021 - 09:36

En France, plus de 160 000 personnes sont atteintes de la maladie de Parkinson. Cette pathologie neurodégénérative se place juste après la maladie d’Alzheimer. Au début de la maladie, le diagnostic n’est pas simple et peut demander un peu de temps. Il repose sur la description des symptômes (tremblement, lenteur des mouvements, rigidité anormale des muscles, etc.) et l’examen clinique du patient.

Si les traitements aident à réduire la progression des symptômes, ils ne permettent pas de guérir de la maladie de Parkinson. Plus le dépistage est précoce et plus l’équipe médicale pourra rapidement mettre en place un traitement adapté. Une  étude réalisée par des chercheurs autrichiens de l'Université d'Innsbruck vient de montrer qu'il serait possible de dépister la maladie de Parkinson plusieurs années avant que les premiers symptômes ne se déclarent. Pour cela, il serait possible de réaliser un test par écouvillonnage nasal. Une technique identique à celle utilisée pour les fameux tests PCR destinés à repérer la présence du Covid-19.

Les chercheurs expliquent qu’il serait donc possible de détecter, dans le nez, la présence de l’accumulation d’une version défectueuse de la protéine synucléine. Sa présence à cet endroit pourrait également expliquer la perte progressive de l’odorat chez certains patients atteints par la maladie de Parkinson. Cette étude a été menée auprès de 63 patients souffrant d’un trouble du sommeil qui se caractérise par une expression orale et une activité physique pendant leurs rêves, un signe précoce de la maladie de Parkinson.

Tous les participants ont été testés pour l'odorat, les fonctions autonomes, cognitives et motrices. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de cellules dans le nez des patients avec des écouvillons afin de détecter la présence de synucléine défectueuse. Ce test s’est avéré positif chez 44,4 % des patients avec le trouble isolé, 46,3 % des patients atteints de la maladie de Parkinson et 10,2 % des sujets témoins.

Alors que la sensibilité pour la RBD isolée plus la maladie de Parkinson par rapport aux témoins était de 45,2 %, la spécificité était élevée (89,8 %) note l’étude. Des études supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la sensibilité et mieux comprendre la présence de cette protéine dans la muqueuse olfactive et sa propagation à d'autres zones du cerveau.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Brain

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