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Edito
Le stockage par air comprimé pourrait changer la donne pour le développement des énergies renouvelables

Face au réchauffement climatique, il est désormais admis que le monde doit accélérer une double transition énergétique : d'une part, ramener à 25 %, ou moins, la part des énergies fossiles dans le mix mondial, d'autre part, aller plus vite vers l'électrification des usages (notamment dans l'industrie et les transports) et faire passer la part de l'électricité dans la consommation mondiale d'énergie de 25 % à au moins 50 % d'ici 2050. Et s'agissant de cette seule production d'électricité, il va également falloir passer de 40 % à 80 % de renouvelables d'ici 2050. Concrètement, cela veut dire, compte tenu des dernières prévisions d'augmentation de la consommation mondiale d'électricité d'ici 2050 (+50 %), qu'il va falloir multiplier par 5 la production éolienne et par 12 la production solaire, pour que ces deux énergies renouvelables, que l'on sait exploiter aujourd'hui avec une très grande efficacité, puissent représenter 60 % de l'électricité mondiale au milieu du siècle. Mais pour pouvoir équilibrer en permanence les réseaux électriques, à partir de sources renouvelables par nature intermittentes (solaire et éolien), il sera nécessaire d'augmenter considérablement les différents moyens de stockage massif de l'énergie. À commencer par le premier d'entre eux, les Stations de Transfert d’Energie par Pompage (STEP). Le monde compte plus de 400 stations de pompage turbinage de grande capacité mais accroître ce parc n'est pas simple car le nombre de sites exploitables est limité, les investissements à prévoir sont importants et les durées de construction très longues. C'est pourquoi l'AIE prévoit que l'essentiel des nouveaux moyens de stockage seront des batteries géantes, dont le coût d'installation a été divisé par 5 depuis 10 ans. Un rapport de Bloomberg New Energy Finance prévoit qu’à l’horizon 2030, les batteries réutilisées pourraient constituer jusqu’à 20 % de la capacité installée dans le monde, contre environ 5 % aujourd'hui. Il y a un an, le G7 a appelé à multiplier par six les capacités mondiales de stockage d'électricité d'ici 2030, par rapport à 2022. Cet objectif a été repris en novembre dernier lors de la COP29, qui s’est fixé l’objectif encore plus ambitieux d’atteindre 1 500 GW de stockage d’ici 2030, soit huit fois plus qu’en 2024...
Une autre technologie de stockage très prometteuse, à la fois plus simple et moins coûteuse à mettre en œuvre que les STEP, mais aussi que les batteries géantes, pourrait venir changer la donne énergétique mondiale, le stockage amélioré par air comprimé, encore appelé CAES en anglais (Compressed-Air Energy Storage). L'idée est d’utiliser de l’électricité issue de sources renouvelables quand elle est disponible en quantité pour comprimer de l’air et le stocker dans des réservoirs sous-terrains ou sous-marins. En cas de pic de demande d'électricité, la décompression de cet air permet de répondre rapidement aux besoins. Des chercheurs de l’université Penn State (États-Unis) ont récemment montré qu’en exploitant les nombreuses infrastructures existantes - anciens puits de pétrole et de gaz - pour stocker l’air comprimé, il est possible de réduire les coûts d'exploitation inhérents à cette technologie, tout en améliorant l’efficacité énergétique des CAES. Cette étude montre que l’installation de CAES dans les milliers de puits de pétrole ou de gaz abandonnés augmente considérablement la température de l’air dans ces systèmes. Or, la pression des gaz augmente naturellement avec la température. Selon ces scientifiques, il suffirait d’utiliser une petite partie des 4 millions de ces puits recensés aux États-Unis pour pouvoir stocker de manière efficace, rentable et sûre de grandes quantités d'énergie, en utilisant leur nouveau système de stockage par air comprimé assisté par géothermie (Voir Penn State).
Le stockage d’énergie par air comprimé (CAES) fonctionne sur deux phases. Lors du stockage, l’électricité excédentaire est utilisée pour comprimer de l’air à très haute pression (100 à 300 bars) qui est ensuite stocké dans une cavité souterraine. Pendant la phase de déstockage, l’air comprimé est extrait et injecté avec du gaz dans une chambre de combustion ; ce mélange arrive alors dans une turbine couplée à un alternateur pour produire de l’électricité. Ce système simple et peu onéreux permet de stocker l’énergie à grande échelle, mais son rendement est généralement limité à environ 50 % en raison de la perte de chaleur lors de la compression. Le concept développé par ces chercheurs consiste à améliorer ce rendement en intégrant la chaleur géothermique naturelle des formations rocheuses profondes. Cette approche permet d’atteindre le neutralité-carbone et d'obtenir une efficacité de conversion énergétique dépassant 60 %. La Chine a bien compris le potentiel remarquable de ces nouvelles solutions améliorées de stockage d'électricité par air comprimé. En décembre dernier, Le groupe Huaneng a lancé la deuxième phase de ce qui s'annonce comme le plus important projet de stockage d’énergie par air comprimé (CAES) du monde, dans les cavernes de sel de Jintan à Changzhou, province de Jiangsu (Voir Tsinghua University).
Le projet Jintan se distingue par la combinaison de nombreuses améliorations techniques comprenant notamment un système de démarrage rapide qui simplifie les opérations, réduisant les temps de démarrage de 20 minutes à seulement 5 minutes. La turbine à air peut démarrer très rapidement en cas de pics de demande, améliorant de manière décisive la stabilité du réseau. La deuxième phase du projet Jintan comprendra deux unités CAES supplémentaires de 350 MW chacune, avec une capacité de stockage combinée de 1,2 million de mètres cubes. L'ensemble de ce système hors-norme permettra de stocker jusqu’à 2,8 GWh d’électricité par charge complète, un record mondial. Cette installation pharaonique, en stockant et réutilisant de manière ingénieuse la chaleur générée lors de la compression de l’air permet à la fois d’atteindre la neutralité carbone et une efficacité de conversion énergétique dépassant 60 %. Avec ce méga-projet, la Chine entend bien devenir leader dans cette technologie d'avenir du stockage massif d'énergie par air comprimé.
Les États-Unis entendent bien, eux aussi, rester dans cette course technologique mondiale. La Californie accueillera bientôt un énorme système de stockage par air comprimé (CAES). En cours de réalisation, l’installation devrait avoir à terme une puissance de 500 GW, pour une capacité de stockage gigantesque de 4 GWh (dépassant le projet chinois de Jintan) et sera mise en service d’ici 2028. Ce projet californien, baptisé Willow Rock Energy, sera implanté à Rosamund et mis en œuvre par l'’entreprise canadienne Hydrostor (voir Hydrostor). Cette unité géante de stockage permettra de mieux équilibrer les fluctuations de la production électrique d'origine renouvelable, hors nucléaire (principalement solaire et éolienne) qui représente déjà 45 % de l'électricité californienne (soit 117 TWh sur les 206 TWH de production totale) et devrait atteindre les 60 % en 2030, puis les 100 % en 2045. Pour répondre rapidement aux fortes demandes du réseau, notamment pendant les chaudes journées d'été, quand les climatisations tournent à plein régime, l’énergie sera déstockée et alimentera les grands centres urbains, particulièrement la région densément peuplée de Los Angeles. Comme le système chinois, ce projet de stockage n’est pas un CAES classique, mais un "A-CAES", utilisant une technologie prometteuse, dite adiabatique. Cette technique utilise de l'eau qui inonde l’espace de stockage souterrain. À l’arrivée de l’air comprimé dans la cavité, l’eau remonte vers un grand réservoir supérieur. Ce déplacement est déclenché par un phénomène physique appelé "compensation hydrostatique". Grâce à cette technique, l’air comprimé est maintenu à une pression constante. L’A-CAES comporte également un système de récupération de la chaleur fatale du compresseur. Contrairement à un système CAES classique, où il est souvent nécessaire de brûler du gaz pour alimenter la turbine, ce qui dégage du CO2, la seule chaleur récupérée par ce système adiabatique suffit pour chauffer l’air.
En France, il faut citer le groupe d’ingénierie Segula Technologies qui a développé Remora, une nouvelle technologie très performante de stockage par air comprimé qui utilise un système de compression isotherme. D’abord développée pour l’éolien offshore, cette technologie repose sur un "Remora Stack", une batterie géante à air comprimé qui prend la forme d’un conteneur de 12 mètres de long. Grâce à ce système de compression isotherme, le rendement de ce système atteint un niveau d'efficacité inédit de 70 %. Avec cette technologie, la puissance de stockage est déterminée par la taille du compresseur, et la capacité de stockage est déterminée par le volume d’air comprimé. Deux projets pilotes, soutenus par l'Europe, devraient être déployés en Espagne d’ici 2026, d’une puissance de 200 kW chacun. La capacité de stockage d’un seul conteneur atteint 1 mégawattheure (MWh). Avec le Remora Stack, le groupe français vise le marché des sites industriels, des écoquartiers et des infrastructures publiques grâce à un format compact et modulable, bien adapté à ce type d’usage. Segula veut également décliner sa technologie aux particuliers. Celle-ci prendrait alors la forme et la taille d’un ballon d’eau chaude et pourrait permettre de stocker l’énergie produite par des panneaux photovoltaïques grâce à une technologie qui ne nécessite ni terre rare, ni lithium (Voir SEGULA Technologies).
Au niveau européen, le projet de recherche (RICAS 2020) vise à utiliser les nombreuses cavernes désaffectées comme sites de stockage d'énergie par air comprimé. « Plus l’air a conservé la chaleur de la compression lorsqu’il est libéré de la réserve, plus il peut travailler lorsqu’il passe dans la turbine à gaz. En réussissant à conserver une plus grande partie de cette chaleur que ne le permet la technologie de stockage actuelle, nous augmenterons l’efficacité nette des installations de stockage, tout en réduisant leur coût de fonctionnement », précise Giovanni Perillo, chef de ce projet RICAS 2020. Ce programme européen de recherche vise à utiliser de la manière la plus efficace possible l’excédent d'énergie généré par les panneaux solaires et les éoliennes pour comprimer l'air, qui serait stocké dans des cavernes. Plus la quantité d'air chaud libérée par le réservoir de chaleur est importante, plus la quantité d'électricité produite est élevée et plus l'efficacité globale du système augmente. Actuellement, la plupart des grandes installations de stockage par air comprimé perdent une grande partie de leur capacité potentielle, car elles n’intègrent pas de système de stockage de la chaleur produite lors de l’étape de compression de l’air. Le projet RICAS 2020 vise à surmonter cet obstacle et à augmenter l’efficacité du système jusqu’à 75 %, contre à peine 50 % pour les systèmes classiques. Ce projet est potentiellement adaptable aux nombreux tunnels et puits de mine désaffectés que recèle l'Europe et qui peuvent être réaménagés facilement et rendus étanches grâce à de nouvelles membranes en polymère, légères et résistantes (Voir SEGULA Technologies).
Une société israélienne, BaroMar, parie, quant à elle, sur un système original et ingénieux de stockage sous-marin d'air comprimé. Ce système se compose de grands réservoirs maintenus immergés à une profondeur allant de 200 à 700 mètres, grâce à de simples cages contenant des roches. Ils sont équipés de vannes perméables et remplis d’eau de mer. Une fois que des dispositifs tels que des éoliennes ou des panneaux photovoltaïques produisent un excédent d’énergie, celui-ci est utilisé pour activer un compresseur qui va alimenter les réservoirs avec de l’air. Pour produire de l’électricité, le dispositif laisse circuler l’air stocké à haute pression dans un tuyau jusqu’à ce qu’il atteigne une turbine d’expansion, entraînant un générateur. Grâce à ce fonctionnement et à la pression que l’eau exerce sur l’air, Jacobs, le cabinet d’ingénierie en charge de la réalisation du projet pilote, a calculé que le rendement du CAES pouvait atteindre 70 %. Outre cet excellent rendement, BaroMar veut également parvenir à produire de l’énergie à moindre coût avec son CAES sous-marin. Pour atteindre cet objectif économique, la société israélienne a opté pour des matériaux peu coûteux, tels que le béton et l’acier, dans la conception des réservoirs. Ces derniers n’ont d'ailleurs pas besoin d’être aussi solides que ceux utilisés dans les autres systèmes de CAES, car ce système permet d'atteindre un équilibre entre la pression hydrostatique et celle de l’air emmagasiné. Au final, BaroMar estime le LCOE (coût actualisé de l’énergie) à environ 93 €/MWh pour une installation de 100 MW/1 GWh fonctionnant pendant 350 jours par an, durant 20 ans. Ce coût est sensiblement moindre que celui des autres systèmes de stockage d’énergie de longue durée, qui est de l'ordre de 120 €/MWh (Voir TCD).
En Allemagne, la société Optimetron, basée à Pforzheim, a développé une éolienne, baptisée Zired, qui intègre son propre réservoir d’air comprimé. Cette solution innovante est plus efficace et moins onéreuse pour le stockage d’énergie à long terme. Là encore, l’idée consiste à pouvoir stocker à la source l’énergie sous forme d’air à haute pression. Cet air comprimé peut ensuite être utilisé pour entraîner une turbine lorsque le vent n’est pas assez fort et assurer ainsi une production suffisante d'électricité. L’air comprimé dans le réservoir est fourni par un compresseur directement intégré à l’éolienne Zired. Autre avantage de taille, ce système est en mesure de remplir le réservoir d’air, même si le vent est faible et la vitesse de rotation des pales, lente. Enfin, dernier atout, cette éolienne fonctionne de manière très souple et peut produire de l’électricité à la demande, en s'adaptant aux besoins de l’utilisateur final (Voir Optimetron). Cette éolienne à faible empreinte carbone et à entretien réduit a une capacité de stockage de 2 GW, qui pourra être doublée si nécessaire.
Je veux évoquer enfin une dernière innovation remarquable qui concerne à la fois le stockage d'énergie et les transports. Il s'agit d'un moteur révolutionnaire mis au point sur le site technologique du Madrillet près de Rouen, par la société Anthos Air Power. En 2019, l’entreprise s'est fixé l'objectif de transformer un Renault Master en remplaçant son moteur à combustion par un moteur à air comprimé, plus propre, moins bruyant et moins coûteux (Voir Anthos Air Power). AAP a montré que cette approche pouvait non seulement maintenir la performance du véhicule, mais aussi réduire sensiblement son empreinte carbone et son impact environnemental. En optimisant le système de propulsion, l’entreprise est aujourd'hui en mesure de proposer un véhicule pouvant parcourir jusqu’à 100 kilomètres avec seulement un mètre cube d’air. Et AAP compte bien doubler cette autonomie, grâce au passage à un moteur à deux temps, plus efficace et moins gourmand en carburant. Le "plein" d'air comprimé se fait en moins de 5 minutes, grâce une petite station conçue également par AAP. Cet étonnant moteur a été conçu de manière à aspirer l’air ambiant pour chauffer et augmenter le volume de l’air comprimé. Cette méthode ingénieuse permet de diminuer encore davantage l’empreinte écologique du véhicule. Mais les applications de ce moteur ne se limitent pas au secteur des transports et il pourrait aussi être utilisé pour stocker l’énergie solaire pendant la journée et alimenter, par exemple, une habitation la nuit.
Ces différents avancées et expérimentations montrent à quel point il est possible, en combinant de manière ingénieuse les récents progrès intervenus dans les domaines de la modélisation informatique, de l'électronique et des nouveaux matériaux, de donner un nouveau souffle à un concept scientifique aussi ancien que celui du stockage par air comprimé. Devenus bien plus efficaces, économiques, écologiques (aucune terre rare ou produit chimique n'est nécessaire à leur fonctionnement) et rapides à mettre en œuvre, ces nouveaux systèmes de CAES pourraient bien constituer le "chaînon manquant" décisif, dans la panoplie des outils de stockage massif de l'énergie (STEP, batteries géantes, vecteur hydrogène) qui permettront demain d'équilibrer en permanence des réseaux électriques essentiellement alimentés à partir d'énergies renouvelables intermittentes (soleil et vent). Souhaitons que notre pays, qui dispose à la fois de plusieurs milliers de puits de mines abandonnés et des compétences scientifiques et industrielles nécessaires, se donne les moyens de rester dans cette course technologique mondiale des systèmes de stockage par air comprimé de nouvelle génération, qui seront amenés à jouer un rôle important dans l’accélération de la décarbonation, de la transition énergétique et de la lutte contre le changement climatique...
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
e-mail : tregouet@gmail.com
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Avenir |
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Nanotechnologies et Robotique
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Des chercheurs du MIT ont mis au point un incroyable robot plus petit qu’un pouce et plus léger qu’un trombone, capable de remplir de nombreuses missions. Pour se propulser dans les airs, ce petit robot peut compter sur une jambe élastique équipée d’un ressort de compression. À titre de comparaison, ce système est similaire à celui des stylos à bouton. Le ressort aide à convertir la vitesse vers le bas du robot lorsqu'il atterrit, en vitesse vers le haut pour le prochain saut. Ainsi, il peut effectuer des sauts de 20 cm de hauteur (soit 4 fois sa taille), à une vitesse latérale de 30 cm par seconde.
Pour tester son efficacité, les chercheurs lui ont imposé plusieurs épreuves. Ils ont ainsi prouvé qu’il était capable de sautiller autant sur l’herbe que sur de la glace, sur du verre humide ou même sur un sol inégal ou incliné. Chaque saut est déterminé dans la bonne orientation grâce à un algorithme. « Le robot ne se préoccupe pas vraiment de l'angle de la surface sur laquelle il atterrit. Tant qu'il ne glisse pas lorsqu'il frappe le sol, tout ira bien », a déclaré Yi-Hsuan Hsiao, étudiant diplômé au MIT et co-auteur principal. Grâce à un contrôleur polyvalent, il peut également passer en douceur d’un terrain à un autre, sans interruption. Par exemple, lorsqu’il arrive sur de l’herbe, il adapte la puissance de ses ailes alimentées par des muscles artificiels.
Comparé à un robot volant de taille similaire, celui-ci consommerait 60 % d'énergie en moins. Toutefois, Yi-Hsuan Hsiao précise que « si vous avez un ressort idéal, votre robot peut juste sauter sans perdre d'énergie. Mais comme notre ressort n'est pas tout à fait idéal, nous utilisons les modules de battement (c’est-à-dire les ailes) pour compenser la petite quantité d'énergie qu'il perd lorsqu'il entre en contact avec le sol ».
Autre caractéristique impressionnante : sa petite taille et son poids lui confèrent une grande agilité et une résistance aux collisions. Ce petit robot insecte est pour l’instant capable de transporter deux fois son poids. Mais les chercheurs imaginent qu’il devrait potentiellement pouvoir porter des charges bien plus grandes, jusqu’à 10 fois celle d’un robot aérien de taille similaire. « Être capable de mettre des batteries, des circuits et des capteurs à bord, est devenu beaucoup plus réalisable avec un robot sautillant qu'avec un robot volant. Notre espoir est qu'un jour ce robot puisse sortir du laboratoire et être utile dans des scénarios réels », projette le chercheur. En effet, cette petite sauterelle mécanique pourrait s’avérer d’une grande aide – peut-être plus qu’un robot volant – dans le cadre de missions réelles comme pour la pollinisation ou les interventions en cas de catastrophes.
MIT : https://news.mit.edu/2025/hopping-gives-tiny-robot-leg-up-0409
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Matière |
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Matière et Energie
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Des chercheurs américains de l’Université de Cornell ont conçu un dispositif qui permet de coproduire de l’hydrogène vert et de l’eau potable, à partir d’énergie solaire. Ce prototype a été conçu non seulement dans une démarche décarbonée, mais aussi dans le but de répondre à un enjeu environnemental majeur : les pénuries d’eau potable dont souffrent « les deux tiers de la population mondiale », comme l’explique Lenan Zhang, directeur du projet.
L’hydrogène vert est habituellement produit à partir d’eau douce purifiée. Grâce à des sources d’énergies renouvelables comme l’éolien ou le solaire, les molécules sont transformées par électrolyse en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂). Un processus qui reste aujourd’hui coûteux et qui nécessite de grandes quantités d’eau. Pour répondre à cet obstacle, des équipes de chercheurs, à travers le monde, explorent l’utilisation de l’eau de mer comme alternative. C’est le cas des chercheurs de l’Université de Cornell qui misent sur l’utilisation de panneaux solaires photovoltaïques pour faire s’évaporer l’eau de mer. Fait intéressant : ils s'appuient sur la faiblesse des panneaux solaires et en font une force. En effet, la plupart des cellules solaires ne convertissent qu’environ 30 % de la lumière du soleil en électricité, le reste de l’énergie est libéré sous forme de chaleur perdue.
Leur dispositif a été conçu pour utiliser cette chaleur résiduelle pour chauffer l’eau de mer. Plus précisément, une "mèche capillaire", maintient un mince film d’eau de mer en contact direct avec les cellules photovoltaïques, ce qui permet une évaporation efficace et le détachement du sel. La vapeur d’eau propre qui en résulte est ensuite condensée et introduite dans l’électrolyseur, qui se charge de scinder les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène. Bien que ne mesurant que 10 centimètres par 10 centimètres, ce dispositif est capable de produire 200 millilitres d’hydrogène par heure, avec une efficacité énergétique prometteuse de 12,6 %. Et cerise sur le gâteau : comme sous-produit, le processus génère de l’eau potable.
Selon ces chercheurs, le coût actuel de production de l’hydrogène vert est d’environ 10 $ par kilogramme. Avec cette technologie, ils pensent pouvoir réduire ce coût à 1 $ par kilogramme d’ici 15 ans. Mais ce n’est pas tout, l’hydrogène vert pourrait aussi être intégré dans des fermes solaires, pour aider à refroidir les panneaux photovoltaïques, et ainsi augmenter leur efficacité et prolonger leur durée de vie.
Cornell University : https://news.cornell.edu/stories/2025/04/sunlight-and-seawater-lead-low-cost-green-hydrogen-clean-water
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Des scientifiques de l'INRS du Québec ont mis au point un nouveau matériau capable de convertir directement la lumière du soleil en chaleur avec une efficacité inégalée. Cette découverte pourrait transformer notre manière de consommer l’énergie, avec des implications importantes pour l’environnement et l’économie.
Au cœur de cette avancée se trouve une phase spécifique d’oxyde de titane, le Ti₄O₇, utilisé sous forme de fines couches. Ce matériau, appartenant au groupe des "phases Magnéli", possède des propriétés électriques et chimiques uniques. La recherche, menée par des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), s’est concentrée sur l’amélioration des méthodes de production du Ti₄O₇, afin de surmonter les limitations des techniques existantes. L’objectif était de rendre ce matériau plus performant et adaptable à diverses applications.
Les méthodes traditionnelles de synthèse du Ti₄O₇, comme la réduction thermique, présentaient plusieurs inconvénients. Elles ne permettaient pas d’obtenir une phase pure du matériau, ni de contrôler finement sa composition, sa morphologie et sa nanostructure. Ces limitations affectaient sa conductivité électrique et sa forme, limitant son potentiel à des applications spécifiques. Les chercheurs ont donc cherché une approche différente pour exploiter pleinement les capacités du Ti₄O₇.
Pour surmonter ces difficultés, l’équipe a utilisé la technique de pulvérisation cathodique magnétron, couramment employée dans l’industrie des semi-conducteurs. Cette méthode de dépôt de films minces a permis de créer des revêtements de Ti₄O₇, d’une épaisseur de quelques centaines de nanomètres, sur différents supports tels que le métal, le silicium et le verre. Cette technique innovante a ouvert de nouvelles perspectives pour l’utilisation du Ti₄O₇, en modifiant les propriétés de surface des substrats et en permettant une intégration dans des systèmes plus complexes.
Le développement de ces revêtements photothermiques minces en Ti₄O₇ offre des applications variées et prometteuses. Les chercheurs envisagent notamment leur utilisation dans la fabrication d’anodes haute performance pour la décontamination de l’eau, grâce à la résistance à la corrosion et à la conductivité électrique du matériau. Ces anodes pourraient éliminer efficacement les polluants persistants de l’eau. De plus, le Ti₄O₇ pourrait également jouer un rôle important dans la production d’hydrogène et d’ammoniac, des sources d’énergie durables. L’efficacité de conversion photothermique exceptionnelle du Ti₄O₇ ouvre également la voie à la fabrication de fenêtres chauffantes intelligentes. Ces fenêtres pourraient améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments en réduisant la consommation d’énergie pour le chauffage et en optimisant l’isolation thermique. Cette application représente un atout significatif en termes d’économie et de respect de l’environnement.
L’étude a établi pour la première fois la relation fondamentale entre la capacité d’absorption optique des films de Ti₄O₇ et leur efficacité de photoconversion. Cette découverte constitue une avancée scientifique majeure dans le domaine de l’énergie solaire. En exploitant pleinement les capacités du Ti₄O₇, cette technologie promet des solutions innovantes pour l’efficacité énergétique, ouvrant la voie à un avenir plus durable et respectueux de l’environnement.
INRS : https://inrs.ca/actualites/des-materiaux-photothermiques-super-efficaces/
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Il a la taille d’un grain de beauté et n’a pas besoin de moteur ou de batterie. Les chercheurs de l’université de Berkeley ont inventé un drone inspiré d'un bourdon. Pesant seulement 21 milligrammes (environ le poids d'un grain de riz), il a la taille d'un petit bouton de chemise, soit moins de 10 millimètres de diamètre. Plutôt que d’embarquer une batterie ou un moteur, le drone utilise un champ magnétique externe pour faire tourner son hélice et s’élever dans les airs.
Une fois en vol, il peut changer de direction et monter ou descendre selon l’intensité du champ. « Ce robot, c’est un peu l’abeille du futur, capable de toucher une cible de manière autonome », explique Liwei Lin, ingénieur et responsable du projet. L’objectif de l’équipe était de reproduire l’agilité et la précision des insectes. L’engin n’a pas encore de capteurs pour s'orienter tout seul et un coup de vent suffit à le perturber. Pas de problème pour les chercheurs qui travaillent d’ores et déjà à une version plus autonome. En intégrant des capteurs, ce robot pourrait devenir un outil de vol extrêmement précis, capable de se corriger en temps réel.
Comme à chaque fois avec ce genre de bestioles sorties des laboratoires de recherche, on se demande à quoi elles servent. Et pourquoi pas à remplacer les abeilles pour la pollinisation, pour endiguer les conséquences de leur déclin massif ? Le micro-drone de l’Université de Berkeley pourrait aussi explorer des espaces étroits, comme les canalisations ou même l’intérieur du corps humain, pour des interventions médicales. Wei Yue, un autre membre de l’équipe, imagine même des robots minuscules capables de travailler ensemble, comme une armée de fourmis, pour réaliser des tâches complexes. Mais attention, la petite merveille n’en est qu’à ses premiers balbutiements. L’équipe de chercheurs ambitionne même de réduire sa taille à moins d’un millimètre. À cette échelle, elle pourrait être pilotée par des ondes radio, ouvrant la voie à une nuée d’insectes mécaniques fonctionnant en parfaite synchronisation.
L’Usine Nouvelle : https://www.usinenouvelle.com/article/des-chercheurs-de-berkeley-inventent-un-mi...
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C’est une véritable rupture technologique : des chercheurs japonais viennent de diviser par 100 le temps nécessaire pour convertir le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone. Là où il fallait 24 heures, 15 minutes suffisent désormais. Et tout cela avec des matériaux bon marché, une technique proche du street art, et une promesse très claire : transformer un polluant en ressource énergétique à grande échelle.
L’équipe conjointe de l’université de Tohoku, de Hokkaido et de la start-up AZUL Energy n’a pas réinventé la chimie du carbone mais a trouvé comment réutiliser un composant chimique déjà utilisé dans un autre secteur : les phtalocyanines. Ces molécules organiques sont utilisées depuis longtemps comme colorants bleus et verts. Mais ici, leur rôle est tout autre : catalyser la transformation électrochimique du CO₂ en CO. Le procédé consiste à vaporiser les cristaux de phtalocyanines directement sur des électrodes, comme un graffeur taguant une paroi. Résultat : une couche cristalline dense où les électrons circulent efficacement, accélérant la réaction.
Parmi les versions testées (fer, nickel, cuivre), c’est la phtalocyanine de cobalt (CoPc) qui a donné les meilleurs résultats. Non seulement elle assure une conversion rapide, mais elle tient la distance : 144 heures de fonctionnement continu sous des conditions proches de l’utilisation industrielle, à 150 mA/cm². Cette performance dépasse pour la première fois les seuils exigés pour une utilisation industrielle réelle. Autrement dit, la voie est ouverte vers une production continue et commercialement viable. Transformé en CO, le CO₂ devient un intermédiaire essentiel pour produire ce qu’on appelle du syngas (gaz de synthèse). Ce gaz, mélange de CO et d’hydrogène, peut ensuite être converti en carburants liquides, en méthanol ou en gaz naturel de synthèse.
L’intérêt est double : réduire la concentration de CO₂ dans l’atmosphère et générer de l’énergie stockable et transportable. Un double bénéfice qui place cette technologie au cœur des solutions dites CCU (Carbon Capture and Utilization). Jusqu’à présent, convertir le CO₂ demandait 24 heures de traitement, avec des étapes complexes : mélanges de poudres conductrices, liants, séchage, traitement thermique. Avec cette méthode par pulvérisation directe, toutes les étapes intermédiaires sont ainsi sautées, et le catalyseur est prêt en moins d’un quart d’heure. Cela réduit non seulement le temps, mais aussi le coût et la consommation d’énergie du processus.
La simplicité de cette approche pourrait faciliter son intégration dans des dispositifs décentralisés, à l’échelle locale ou même mobile, pour capter les émissions sur site, dans une usine ou une station de méthanation. Depuis plusieurs années, les tentatives pour valoriser le CO₂ se multiplient, mais les limites étaient toujours les mêmes : matériaux trop chers, instables, inefficaces ou trop lents. Avec ce catalyseur à base de cobalt, toutes ces barrières tombent d’un coup. On obtient une solution rapide, durable, abordable, et basée sur des molécules déjà bien connues de l’industrie chimique.
Mieux : la structure cristalline obtenue par pulvérisation favorise une densité moléculaire élevée, permettant une conversion optimale et stable dans le temps. C’est ce que l’équipe appelle « la clé secrète » de leur procédé. Les émissions mondiales de CO₂ semblent faire mieux que nos athlètes olympiques et battent record sur record CHAQUE année. En 2024, elles devraient s’élever à 37,4 milliards de tonnes provenant des combustibles fossiles, soit une augmentation de 0,8 % par rapport à 2023. En incluant les émissions dues au changement d’usage des terres, comme la déforestation, le total pourrait atteindre 41,6 milliards de tonnes. Cette tendance montre que le monde continue de relever des défis pour réduire ces émissions. Les émissions fossiles représentent la majorité des rejets, avec le charbon, le pétrole et le gaz comme principaux contributeurs.
L’enjeu est désormais clair : passer à une production à grande échelle. Il faudra reproduire ce procédé sur des centaines, voire des milliers d’électrodes, maintenir la stabilité sur plusieurs mois, et intégrer l’ensemble dans une chaîne énergétique complète. Mais les bases sont posées. Cette technique pourrait se connecter à des unités de production de carburants, de plastiques ou d’engrais. Elle pourrait aussi être associée à des sources renouvelables, pour produire du syngas « propre », en fermant le cycle du carbone.
Media 24 : https://media24.fr/2025/04/13/une-equipe-japonaise-transforme-le-co%E2%82%82-en-...
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Santé, Médecine et Sciences du Vivant
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Deux essais cliniques indépendants, menés au Japon et aux États-Unis, ont confirmé le potentiel thérapeutique des greffes de neurones dans le traitement de la maladie de Parkinson, avec des signes clairs de production de dopamine. La maladie de Parkinson touche plus de 10 millions de personnes dans le monde. Cette pathologie neurodégénérative est causée par la destruction progressive des neurones dopaminergiques dans une région du cerveau appelée substance noire. La dopamine, qu’ils produisent, joue un rôle central dans le contrôle des mouvements. Résultat : les patients souffrent de tremblements, de rigidité musculaire et de lenteurs motrices croissantes.
Les traitements actuels, comme la L-Dopa, soulagent temporairement les symptômes mais ne freinent pas la progression de la maladie. Depuis plusieurs décennies, les chercheurs s’interrogent : et si l’on pouvait remplacer les neurones détruits ? L’idée d’utiliser des cellules souches reprogrammées pour créer de nouveaux neurones fait son chemin. Reste à démontrer que ces cellules peuvent survivre, s’intégrer au cerveau, produire de la dopamine… et améliorer l’état des patients. C’est précisément ce que les derniers essais cliniques viennent de commencer à prouver.
Deux équipes indépendantes — l’une dirigée par l’Université de Kyoto au Japon, l’autre par le Weill Cornell Medical College aux États-Unis — ont mené des essais cliniques chez l’humain avec des résultats jugés très encourageants. Conduit à New York, le premier essai a porté sur 12 patients âgés de 50 à 78 ans, atteints de Parkinson à un stade modéré. Les chercheurs ont transplanté dans le cerveau des neurones dopaminergiques issus de cellules souches embryonnaires humaines, cultivés en laboratoire selon des protocoles stricts. Les résultats sont à la hauteur des espoirs : les neurones greffés ont survécu plus d’un an et ont commencé à produire de la dopamine, confirmée par imagerie cérébrale. Aucune réaction immunitaire grave ni effet secondaire majeur n’a été observé. Il est à noter que certains patients ont constaté une stabilisation ou une amélioration de leurs symptômes.
« Nos résultats montrent que la thérapie par cellules souches peut être réalisée en toute sécurité et pourrait potentiellement remplacer les neurones perdus » déclare le Docteur Claire Henchcliffe, neurologue, Weill Cornell Medicine. Et son collègue, le Docteur Lorenz Studer, directeur du Center for Stem Cell Biology, Sloan Kettering Institute, s'enthousiasme : « C’est un moment pivot pour la médecine régénérative. Il s’agit de la première preuve chez l’humain que des neurones dérivés de cellules souches peuvent survivre, s’intégrer, fonctionner dans le cerveau humain, et produire de la dopamine ».
De leur côté, les chercheurs du Center for iPS Cell Research and Application ont lancé un essai de phase I/II sur sept patients japonais âgés de 50 à 69 ans, souffrant de formes avancées et réfractaires de Parkinson. Cette fois, les cellules utilisées sont des cellules souches pluripotentes induites (iPS), reprogrammées à partir de cellules adultes. Chez l’un des patients, les résultats sont particulièrement spectaculaires : les médecins ont observé une amélioration notable des fonctions motrices, sans apparition d’effets secondaires graves. Des examens IRM ont confirmé que les cellules transplantées étaient toujours présentes plusieurs mois après la greffe. Au total, les deux essais convergent : les neurones implantés survivent, s’intègrent, produisent de la dopamine, et — dans certains cas — améliorent les symptômes moteurs.
Les équipes japonaises et américaines annoncent déjà de nouvelles phases d’essais, avec davantage de participants, pour affiner les protocoles, doser précisément le nombre de cellules transplantées, et mieux évaluer les effets secondaires potentiels. Les prochaines étapes consisteront à déterminer la dose optimale de cellules à implanter, surveiller les effets secondaires à long terme, notamment le risque de développement de tumeurs et standardiser la production des cellules souches, pour garantir leur qualité et sécurité. Il faudra encore plusieurs années pour confirmer que cette approche est sûre et efficace à long terme.
Etude japonaise : https://www.nature.com/articles/s41586-025-08700-0
Etude américaine : https://www.nature.com/articles/s41586-025-08700-0
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Des chercheurs dirigés par Michaela Žigman, de l’Institut Max Planck d’optique quantique (Allemagne), ont démontré qu’un test sanguin innovant pouvait détecter certains cancers avec une précision étonnante — notamment le cancer du poumon, identifié avec une justesse allant jusqu’à 81 %. Une avancée qui pourrait changer la donne en matière de dépistage, surtout pour les cancers détectés souvent trop tard. Le principe est aussi élégant que redoutablement efficace : lorsque des échantillons de sang sont exposés à des impulsions de lumière infrarouge, les molécules qu’ils contiennent se mettent à vibrer. Chaque molécule – protéines, hormones, vitamines, etc. – absorbe et réfléchit la lumière de manière unique, créant ainsi ce que les chercheurs appellent une « empreinte moléculaire infrarouge ».
Ces motifs lumineux sont ensuite analysés par un système d’intelligence artificielle, entraîné à faire la distinction entre les empreintes typiques du sang d’une personne en bonne santé et celles associées à différents types de cancers. Autrement dit, l’IA reconnaît la « signature lumineuse » d’un cancer avant même qu’il ne provoque des symptômes visibles. Pour mettre au point ce système, les chercheurs ont entraîné leur algorithme à l’aide d’échantillons de sang provenant de plus de 2 100 personnes. Certains patients étaient atteints de cancer (poumon, sein, prostate ou vessie), tandis que d’autres, de même âge et de même sexe, étaient en bonne santé. Ce vaste ensemble de données a permis au modèle de détecter les subtiles différences entre les deux groupes.
Lors d’un test ultérieur sur une nouvelle cohorte d’environ 430 personnes, l’IA a réussi à identifier les cas de cancer du poumon avec une précision allant jusqu’à 81 %. Un score très prometteur, surtout si l’on considère que ce type de cancer est souvent diagnostiqué tardivement, ce qui diminue considérablement les chances de survie. Si les résultats pour le cancer du poumon sont impressionnants, le test s’est montré moins fiable pour d’autres formes de cancer. Par exemple, il n’a identifié qu’environ 50 % des cas de cancer du sein. Cela signifie que le test, en l’état, ne peut pas encore remplacer les méthodes classiques comme les examens d’imagerie ou les biopsies. Mais les chercheurs vont enrichir la base de données avec davantage de cas et de types de cancer, afin d’améliorer la précision globale du modèle. Ils souhaitent aussi évaluer si l’empreinte moléculaire infrarouge varie selon le stade de progression du cancer, ce qui permettrait de détecter les tumeurs bien plus tôt.
Ce qui rend cette technologie particulièrement séduisante, c’est sa simplicité. Contrairement à une biopsie ou à un scanner, ce test ne nécessite qu’une petite goutte de sang séchée, un laser infrarouge et quelques secondes d’analyse par une IA. Cela en ferait un outil de dépistage rapide, non invasif, et potentiellement très peu coûteux, même dans des contextes médicaux moins développés. En cas de succès, cette technologie pourrait s’intégrer aux examens de routine et détecter des cancers bien avant l’apparition des premiers symptômes — un atout inestimable pour augmenter les chances de guérison.
ACS : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.4c02164
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Le cancer colorectal est devenu le troisième cancer le plus fréquent chez l’homme et le deuxième chez la femme à l’échelle mondiale. L’une des pistes avancées pour expliquer cette croissance est la présence de fer héminique, un type de fer d’origine animale, abondant dans la viande rouge ainsi que dans la viande transformée. Ce fer, bien que facilement absorbé par notre organisme, pourrait favoriser des réactions oxydatives dans l’intestin, endommageant les cellules et augmentant les risques de mutations.
Pourtant, ce lien entre fer héminique et cancer colorectal n’est pas confirmé de manière universelle : certaines études menées en Asie, notamment au Japon et en Corée, n’ont pas observé de corrélation directe. Pour y voir plus clair, des chercheurs sud-coréens ont mené une vaste étude basée sur la cohorte KoGES HEXA, réunissant plus de 100 000 adultes. Leur objectif était d'analyser l’impact du fer héminique (viandes, poissons) et du fer non héminique (aliments végétaux) sur le développement de cancers colorectaux, et ce, sur une période de plus de neuf ans.
Résultat : 608 cas de cancer colorectal diagnostiqués. L’analyse révèle un fait marquant : les participants ayant un apport modéré en fer non héminique (entre 5 et 6,27 mg/jour) présentent une réduction significative du risque : 25 % de risque en moins pour le cancer colorectal et 30 % de risque en moins pour le cancer du côlon. Chez les hommes, le bénéfice est encore plus net puisqu'il va jusqu’à -44 %.
À l’inverse, la consommation de fer héminique ne semble ni bénéfique, ni véritablement néfaste, en tout cas dans le contexte alimentaire coréen. Au-delà de cette difficulté à extrapoler les résultats vers d'autres populations, l'étude comporte quelques limites : les habitudes alimentaires n’ont été mesurées qu’au début du suivi. De plus, les compléments alimentaires n’ont pas été pris en compte, alors qu'ils peuvent contenir du fer. Pour finir, la méthodologie reste observationnelle, ce qui ne permet pas d’affirmer une causalité directe.
Les chercheurs avancent plusieurs pistes afin d'expliquer pourquoi ce fer d’origine végétale offrirait un effet protecteur plus net. Moins biodisponible, le fer non héminique est aussi moins réactif, donc moins susceptible de générer des composés nocifs dans l’intestin. Et surtout, il est accompagné naturellement de fibres, polyphénols et antioxydants, eux-mêmes réputés pour protéger les cellules intestinales. Si vous voulez les intégrer facilement dans votre alimentation, ce fer “doux” se trouve dans des aliments aussi accessibles que les lentilles, pois chiches, haricots rouges : riches en fer et en fibres.
Dans le détail, les chercheurs ont observé que trop ou trop peu de fer peut également augmenter le risque de cancer colorectal. Comme souvent, l’idéal semble résider dans un équilibre subtil. Pour maximiser l’absorption de ce fer végétal, pensez à l’associer à des aliments riches en vitamine C (kiwi, poivron, orange) et à espacer café ou thé des repas. Cependant, rappelez-vous qu'il n'existe pas de remède miracle pour prévenir le cancer colorectal. Une alimentation saine avec une bonne hygiène de vie sont nécessaires pour diminuer les risques d'être touché(e) par ce cancer.
Nature : https://www.nature.com/articles/s41416-024-02847-9
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Pour trouver de nouvelles armes contre les infections fongiques, la recherche se tourne vers des molécules naturelles produites par les plantes ou les insectes, appelées défensines. C’est dans cette lignée que s’inscrit ETD151, un peptide dérivé des défensines de papillons. Optimisé pour lutter contre les champignons comme Botrytis cinerea, responsable de la pourriture grise des cultures et réputé difficile à éradiquer, son mode d’action reste peu connu.
Une équipe interdisciplinaire de scientifiques a percé le secret de cette arme biologique. L’efficacité d’ETD151 repose sur sa capacité à reconnaître et cibler très précisément certaines molécules composant la membrane cellulaire des champignons : les glucosylcéramides (GlcCer). Ces lipides spécifiques jouent un rôle important dans la croissance et la pathogénicité des champignons. Grâce à une étude multi-technique, l’équipe a montré que le peptide se fixe aux GlcCer, et qu’il reste principalement à la surface des cellules fongiques d’où il déclenche ses effets délétères. Cette interaction extrêmement ciblée rend ETD151 à la fois redoutablement efficace et sélectif. En effet ETD151 ne présente pas de toxicité pour les cellules humaines saines, et à de rares exceptions près n’a aucun effet sur les bactéries.
Cette étude ouvre des perspectives intéressantes pour contourner la résistance de nombreux champignons aux traitements antifongiques actuels, qui plus est souvent toxiques. Mais l’étude pourrait aller bien au-delà des antifongiques de nouvelle génération et servir également au traitement de certains cancers ou troubles métaboliques impliquant les glucosylcéramides. La petite protéine inspirée du papillon pourrait bien devenir une grande arme contre des ennemis récalcitrants.
CNRS du 15.04.2025 : https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/un-peptide-de-papillon-pour-lutter-contre-le...
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Une étude américaine vient de montrer un lien entre un gène particulier et les origines anciennes du langage parlé, avançant qu’une variante de protéine trouvée uniquement chez l’humain pourrait nous avoir aidés à communiquer à l'aide du langage. La parole nous a permis de partager avec nos semblables des informations, de coordonner des activités et de transmettre des connaissances, ce qui nous a donné un avantage sur nos cousins disparus, comme les Néandertaliens et les Denisoviens.
Selon Liza Finestack, de l’Université du Minnesota, qui n’a pas participé à la recherche, cette nouvelle étude est « une bonne première étape pour commencer à examiner les gènes spécifiques » qui peuvent affecter le développement de la parole et du langage. Ce que les scientifiques apprennent pourrait même un jour aider les personnes souffrant de problèmes d’élocution. La variante génétique étudiée par les chercheurs fait partie d’une série de gènes « qui ont contribué à l’émergence de l’Homo sapiens en tant qu’espèce dominante, ce que nous sommes aujourd’hui », a expliqué le professeur Robert Darnell, l’un des auteurs de l’étude publiée récemment dans la revue Nature Communications.
Robert Darnell étudie la protéine — appelée NOVA1 et connue pour son rôle crucial dans le développement du cerveau — depuis le début des années 1990. Pour cette dernière recherche, les scientifiques de son laboratoire à l’Université Rockefeller de New York ont utilisé l’édition de gènes CRISPR pour remplacer la protéine NOVA1 trouvée chez les souris par le type exclusivement humain afin de tester les effets de la variante génétique dans la vie réelle. À leur grande surprise, celle-ci a modifié la façon dont les animaux vocalisaient lorsqu’ils s’appelaient les uns les autres. Les bébés souris porteurs de la variante humaine ont couiné différemment de leurs congénères normaux lorsque leur mère est venue. Les souris mâles adultes porteuses de la variante gazouillaient différemment de leurs congénères normaux lorsqu’elles voyaient une femelle en chaleur.
Dans les deux cas, les souris sont motivées pour parler, a expliqué M. Darnell, « et elles ont parlé différemment » quand elles étaient porteuses de la variante humaine, ce qui illustre le rôle de cette dernière dans la parole. Ce n’est pas la première fois qu’un gène est lié à la parole. En 2001, des scientifiques britanniques ont déclaré avoir découvert le premier gène lié à un trouble du langage et de la parole.
Baptisé FOXP2, celui-ci a été désigné comme le gène du langage humain. Bien que FOXP2 soit impliqué dans le langage humain, il s’est avéré que la variante présente chez l’homme moderne n’était pas unique. Des recherches ultérieures ont montré qu’elle était partagée avec les Néandertaliens. La variante NOVA1 chez l’homme moderne, en revanche, se trouve exclusivement dans notre espèce, a indiqué M. Darnell. La présence d’une variante génétique n’est pas la seule raison pour laquelle les gens peuvent parler. Cette capacité dépend également d’éléments tels que les caractéristiques anatomiques de la gorge humaine et les zones du cerveau qui travaillent ensemble pour permettre aux gens de parler et de comprendre le langage.
M. Darnell espère que ces travaux récents permettront non seulement de mieux comprendre les origines de la parole, mais aussi de trouver de nouveaux moyens de traiter les problèmes liés à la parole. Mme Finestack, de l’Université du Minnesota, estime qu’il est probable que les découvertes génétiques permettront un jour aux scientifiques de détecter, très tôt dans la vie, les personnes qui pourraient avoir besoin d’interventions en matière d’élocution et de langage. « C’est certainement une possibilité », a-t-elle déclaré.
Le Devoir : https://www.ledevoir.com/societe/845680/gene-aurait-permis-emergence-langage
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De récentes études chez le rat ont montré que la réserpine médicamenteuse, approuvée en 1955 pour l'hypertension artérielle, pourrait également s'avérer efficace contre la rétinite pigmentaire. Aucune thérapie n'existe pour cette maladie rare héréditaire, qui commence à affecter la vision de l'enfance. Un rapport sur les études, menées aux National Institutes of Health (NIH), a été publié.
La découverte de l'efficacité de la réserpine peut considérablement accélérer la thérapeutique pour la rétinite pigmentosa et de nombreuses autres dystrophies rétiniennes héréditaires, Les dystrophies rétiniennes héréditaires provoquent une dégénérescence de la rétine, le tissu de détection de lumière à l'arrière de l'œil. La perte de vision peut être présente à la naissance ou se développer plus tard au début de l'âge adulte. La progression de la maladie varie en fonction du gène impliqué. Certains défauts génétiques peuvent être hérités comme dominants, où une mutation dans l'une des deux copies du gène (une de la mère et du père) est suffisante pour provoquer une perte de vision. D'autres défauts génétiques sont récessifs, où les deux copies d'un gène doivent porter une mutation pour provoquer une perte de vision. Les thérapies géniques pour corriger les dystrophies rétiniennes héréditaires sont prometteuses, mais prennent beaucoup de temps à se développer, sont spécifiques aux gènes et sont souvent assez coûteuses.
Les résultats sont les dernières preuves que la réserpine améliore la survie des cellules photorécepteurs, les neurones rétinaux détectant la lumière qui meurent dans la rétinite pigmentaire et d'autres dystrophies rétiniennes. En 2023, le laboratoire Swaroop a démontré le potentiel de réserpine pour prévenir la perte de vision de LCA10, une dystrophie rétinienne causée par des mutations dans le gène CEP290.
Dans ses derniers travaux, l'équipe de Swaroop a testé Réserpine, dans un modèle de rat, d'une forme dominante de rétinite pigmentaire causée par une mutation dans le gène du pigment visuel rhodopsine. Cette mutation de la maladie est courante chez les Américains irlandais atteints de rétinite pigmentaire. Comparé aux rats non traités, la réserpine a conservé le processus par lequel les photorécepteurs convertissent la lumière qui entre dans l'œil en signaux électriques qui sont envoyés au cerveau pour produire une vision, connue sous le nom de phototransduction, dans des cellules rétiniennes appelées photorécepteurs de tige. Les photorécepteurs de tige permettent une vision à faible luminosité. Les photorécepteurs du cône permettent la vision des couleurs dans la lumière vive.
De façon inattendue, la réserpine a mieux protégé les photorécepteurs à tige chez les rats femelles par rapport aux mâles. Les scientifiques ont également observé une préservation significative des photorécepteurs du cône chez les rats femelles par rapport aux rats mâles. Nous ne pouvons que spéculer sur ces différences spécifiques au sexe. Cependant, les recherches futures bénéficieraient de la taquinerie de ces différences et de leur compréhension pour jeter des bases d'approches personnalisées en matière de traitement des maladies rétiniennes.
Le laboratoire de Swaroop développe des médicaments liés à la réserpine plus puissants. L'idée serait d'utiliser de telles options pour traiter les dystrophies rétiniennes héréditaires ou à progresser lentement ou pour simplement caler la perte de vision dans les variétés agressives de la rétinite pigmentaire jusqu'à ce que des traitements plus efficaces soient développés, qui peuvent inverser cette perte de vision. La réserpine n'est plus utilisée pour traiter l'hypertension artérielle en raison de ses effets secondaires. Cependant, la dose requise pour traiter la dégénérescence rétinienne serait très faible et directement délivrée dans l'œil. La réserpine est une thérapie à petites molécules, ce qui facilite la livraison pour cibler les tissus dans l'œil.
Ma Clinique : https://ma-clinique.fr/la-reserpine-est-prometteuse-dans-le-traitement-de-la-ret...
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On considère aujourd'hui que, dans les pays développés, un enfant sur 36 développe un trouble autistique, et un tiers de cette population présente un risque de déficience cognitive. « Chez les enfants qui présentent un retard, les difficultés cognitives sont la conséquence d’un manque de compréhension des interactions sociales », explique Camilla Bellone, professeure associée au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l’UNIGE, co-dernière auteure de l’étude. « C’est dans l’interaction avec l’autre que l’on apprend. Les jeunes enfants autistes s’orientant moins vers les indices sociaux dès la première année de vie, ils et elles développent moins les outils qui leur permettent de naviguer dans le monde social et d’apprendre ». Or, si les conséquences de cette absence d’intérêt social sur le développement sont bien connues, ses causes neurobiologiques le sont beaucoup moins.
A la Faculté de médecine de l’UNIGE, le Centre Synapsy de recherche en neurosciences pour la santé mentale réunit dans un réseau commun des neuroscientifiques et des psychiatres. De ce partage d’expertises est née cette découverte majeure pour comprendre l’essence même des interactions sociales : la capacité à maintenir une interaction sociale repose sur la rapidité avec laquelle l’attention peut se déplacer d’un stimulus à un autre. « Chez les souris dépourvues du gène Shank3 – la forme monogénique la plus courante de TSA connue chez l’être humain – nous observons un déficit d’orientation vers un congénère, ce qui reflète les altérations des interactions sociales déjà décrites chez des enfants avec TSA. Ces souris représentent donc un bon modèle pour l’étude de ces troubles », explique Marie Schaer, professeure associée au Département de psychiatrie de la Faculté de médecine de l’UNIGE et co-dernière auteure de l’étude.
Lors de précédentes recherches, l’équipe de Camilla Bellone a identifié une voie de communication neuronale dont le rôle est d’envoyer des informations entre le colliculus supérieur, une structure cérébrale liée aux mécanismes d’orientation, notamment sociale, et l’aire tegmentaire ventrale, liée au système de la récompense. « Cette fois-ci, nous avons pu montrer chez nos souris modèles du TSA qu’un manque de synchronisation des neurones du colliculus supérieur altérait l’échange de communication entre les deux aires cérébrales, avec pour conséquence des défauts dans l’orientation et les comportements sociaux des individus ». Ces expériences ont été réalisées in vivo à l’aide de microscopes miniaturisés permettant de suivre l’activité neuronale chez l’animal en mouvement. Elles ont été menées par Alessandro Contestabile, co-premier auteur de l’étude et post-doctorant dans le laboratoire de Camilla Bellone.
Pour confirmer cette hypothèse chez l’être humain, Nada Kojovic, maître assistante dans l’équipe de Marie Schaer et co-première auteure de l’étude, a mis au point un protocole original pour obtenir des IRM cérébrales sans sédation avec des enfants de 2 à 5 ans. « Il est évidemment impossible de demander à de si jeunes enfants de rester immobiles dans l’IRM pendant les 30 minutes nécessaires à l’acquisition des images », explique-t-elle. « Nous avons donc développé un protocole d’habituation, aménagé la salle IRM et travaillé étroitement avec les familles pour offrir des conditions optimales pour que l’enfant s’endorme, ce qui fonctionne très bien pour plus de 90 % des enfants pour qui nous avons obtenu des images IRM de très bonne qualité ».
Les deux équipes ont ainsi observé que les altérations identifiées sur le circuit chez les souris se retrouvent à l’identique chez les enfants. De plus, le niveau de connectivité de ce circuit permet de prédire leur évolution cognitive dans l’année qui suit. S’il n’est pas encore possible d’intervenir directement sur ce réseau cérébral, cette découverte permet de guider les interventions comportementales, notamment pour renforcer la capacité des enfants à réorienter leur attention d’une chose à une autre rapidement dès le plus jeune âge. Une méthode de prise en charge intensive développée aux Etats-Unis et utilisée à Genève – 20h par semaine pendant 2 ans – a déjà fait ses preuves. Avec une intervention précoce, les enfants gagnent 20 points de QI en moyenne, et 75 % d’entre elles et eux peuvent ensuite suivre une scolarité ordinaire.
Unige : https://www.unige.ch/medias/2025/autisme-lorigine-neuronale-du-lien-social
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Des chercheurs du King’s College de Londres ont réussi à provoquer la pousse de dents en laboratoire. « Si certains animaux, comme les requins et les éléphants, peuvent développer continuellement de nouvelles dents, les humains n'en possèdent qu'une seule à l'âge adulte », expliquent-ils dans un communiqué. « La capacité à régénérer les dents constituerait une avancée majeure pour la dentisterie ».
Le co-auteur de ces travaux, Xuechen Zhang, de la Faculté de médecine dentaire du King’s College de Londres, souligne que les obturations ne sont « pas la meilleure solution » pour réparer les dents. « Avec le temps, elles fragilisent la structure dentaire, ont une durée de vie limitée et peuvent aggraver la carie ou la sensibilité », développe-t-il. « Les implants nécessitent une intervention chirurgicale invasive ». À long terme, l’obturation et les implants peuvent entraîner des complications. À l’inverse, les dents artificielles, telles que celles conçues par le scientifique, sont capables de se régénérer naturellement et elles s’intègrent à la mâchoire comme les dents “naturelles”. « Elles sont plus solides, plus durables et exemptes de risques de rejet, offrant une solution plus pérenne et biologiquement compatible en comparaison aux obturations ou aux implants », indique ce spécialiste.
Le chercheur et sa collègue, le Docteur Ana Angelova Volponi, sont parvenus à mieux comprendre l’environnement nécessaire à la croissance des dents en laboratoire. Grâce à un matériau spécifique, ils ont rétabli la communication entre les cellules impliquées dans le processus. « Cela signifie qu'une cellule peut efficacement ‘indiquer’ à une autre de commencer à se différencier en cellule dentaire », détaillent-ils. « Cela imite l'environnement de croissance des dents ». Ces signaux sont envoyés progressivement, comme c’est le cas dans le corps humain. « Les tentatives précédentes avaient échoué, car tous les signaux étaient envoyés en une seule fois », précisent-ils.
La prochaine étape sera l’implantation des dents dans la bouche de patients. Pour ce faire, les scientifiques ont plusieurs possibilités : transplanter les jeunes cellules dentaires à l'emplacement de la dent manquante et les laisser pousser dans la bouche ou créer la dent entière en laboratoire avant de la placer dans la bouche du patient. Mais les scientifiques se félicitent d’ores et déjà de ces résultats encourageants. « L'intégration de ces techniques innovantes a le potentiel de révolutionner les soins dentaires, en offrant des solutions durables et efficaces pour la réparation et la régénération dentaires », souligne le Docteur Ana Angelova.
King’s College London : https://www.kcl.ac.uk/news/lab-grown-teeth-might-become-an-alternative-to-fillin...
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Des chercheurs et ingénieurs de l’université de Leeds ont mis au point un minuscule robot magnétique capable de prendre des images en 3D à l’intérieur du corps et qui pourrait révolutionner la détection précoce du cancer. Selon ces scientifiques, c’est la première fois qu’il est possible de générer des images ultrasonores tridimensionnelles à haute résolution à partir d’une sonde placée au plus profond du tractus gastro-intestinal, ou intestin. Cela ouvre la voie à une transformation du diagnostic et du traitement de plusieurs formes de cancer en permettant des "biopsies virtuelles" – des scanners non invasifs qui fournissent des données diagnostiques immédiates, permettant aux médecins de détecter, de stadifier et éventuellement de traiter les lésions en une seule procédure : éliminant ainsi le besoin de biopsies physiques.
La clé du succès de l’équipe, peut-être surprenante, a été l’utilisation d’une forme 3D peu connue, l’oloïde, qui a donné au robot médical magnétique une amplitude de mouvement jusqu’alors impossible – le roulis – essentielle pour une navigation et une imagerie précises à l’intérieur du corps. Un article, publié le 26 mars dernier dans Science Robotics, explique comment l’équipe a intégré la forme oloïde et son mouvement de roulis unique dans un nouvel endoscope magnétique flexible (EMF). Elle l’a équipé d’un petit dispositif d’imagerie à haute fréquence pour capturer des images 3D détaillées des tissus internes. Cette technologie est le fruit d’une collaboration entre des ingénieurs, des scientifiques et des cliniciens de l’université de Leeds, de l’université de Glasgow et de l’université d’Édimbourg. Leeds a dirigé le développement de la robotique et l’intégration de la sonde, tandis que Glasgow et Edinburgh ont fourni la sonde à ultrasons et dirigé la composante d’imagerie.
Pietro Valdastri, professeur et titulaire de la chaire de robotique et de systèmes autonomes et directeur du laboratoire STORM, a coordonné les recherches à l’origine de cet article. Il a déclaré : « Pour la première fois, cette recherche nous permet de reconstruire une image échographique en 3D prise par une sonde à l’intérieur de l’intestin, ce qui n’avait jamais été fait auparavant. Cette approche permet d’analyser les tissus in situ et de diagnostiquer le cancer colorectal, avec des résultats immédiats. Le processus de diagnostic du cancer colorectal nécessite actuellement le prélèvement d’un échantillon de tissu, qui est ensuite envoyé à un laboratoire, et dont les résultats prennent entre une et trois semaines ». Le dispositif d’imagerie – un réseau de micro-ultrasons de 28 MHz – crée une reconstruction 3D à haute résolution de la zone qu’il scanne. À partir de cette reconstruction virtuelle, les cliniciens peuvent réaliser des images en coupe qui imitent celles générées par une biopsie standard, au cours de laquelle un échantillon de tissu est découpé en fines couches et placé sur une lame pour être examiné au microscope.
L’échographie à haute fréquence ou à haute résolution est différente de l’échographie que la plupart d’entre nous connaissent, utilisée pour examiner un fœtus ou des organes internes. La sonde à ultrasons haute fréquence/résolution utilisée dans cette étude permet aux utilisateurs de voir les caractéristiques au niveau microscopique, jusqu’aux détails de la couche tissulaire. Alors que l’échographie 3D peut déjà être réalisée dans les vaisseaux sanguins et dans le rectum, ces travaux ouvrent la possibilité de réaliser des scans 3D plus profondément dans le tractus gastro-intestinal.
Nikita Greenidge, chercheuse de troisième cycle, membre du laboratoire STORM de Leeds, à l’école d’ingénierie électronique et électrique, est l’auteur principal de l’article. Elle explique : « En associant notre robotique avancée à l’imagerie médicale par ultrasons, nous faisons progresser cette innovation d’un cran par rapport à la coloscopie traditionnelle, en permettant aux médecins de diagnostiquer et de traiter en une seule procédure – éliminant ainsi l’attente entre le diagnostic et l’intervention. Cela rend non seulement le processus plus confortable pour les patients, mais réduit également les temps d’attente, minimise les procédures répétées et atténue l’anxiété liée à l’attente des résultats d’un cancer potentiel ». Elle a ajouté : « Le cancer colorectal est l’une des principales causes de décès liés au cancer au Royaume-Uni et dans le monde, mais s’il est détecté à un stade précoce, il est très facile à traiter. Cette recherche présente une nouvelle approche qui pourrait améliorer considérablement le diagnostic précoce grâce à une approche peu invasive et pourrait également, à l’avenir, faciliter l’administration de médicaments ciblés déclenchée par ultrasons pour un traitement plus efficace ».
L’endoscope magnétique oloïde (OME) a été imprimé en 3D à partir de résine et ne mesure que 21 mm de diamètre, soit environ la taille d’une pièce de 1 pence, ce qui signifie que le robot peut encore rouler, mais qu’il est d’une taille et d’une conception pratiques pour des applications cliniques telles que la coloscopie. Ses mouvements ont été testés sur une série de surfaces simulant les structures du côlon, de l’œsophage et de l’estomac.
Pour faire progresser la technologie en vue d’essais sur l’homme, l’équipe a d’abord effectué des tests sur un côlon artificiel, puis des études sur des porcs, une étape nécessaire pour répondre aux exigences réglementaires en vue de l’homologation d’un dispositif médical. Ils ont utilisé un aimant permanent externe à commande robotique, une plate-forme développée précédemment à Leeds qui permet de contrôler l’OME à l’aide d’un joystick et de manière autonome. La navigation était assistée par des images provenant d’une caméra intégrée et d’un système de localisation magnétique.
University of Leeds : https://www.leeds.ac.uk/main-index/news/article/5757/mini-rolling-robot-takes-vi...
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En France, on compte 225 000 nouveaux cas de la maladie d'Alzheimer chaque année. Le diagnostic est long et complexe : il repose sur un examen clinique et neurologique, un bilan neuropsychologique, une IRM ou un scanner du cerveau, un bilan sanguin, un PET scan et parfois une ponction lombaire. Mais depuis plusieurs années, de nouveaux tests plus efficaces, simples à réaliser et moins chers se développent, et certains sont déjà disponibles.
Des chercheurs américains et suédois ont justement publié les résultats de leur recherche dans la renommée revue Nature Medicine. Ils ont développé un test sanguin qui permet non seulement de diagnostiquer la maladie d'Alzheimer, mais aussi de mesurer le degré d'évolution de la maladie. Un réel besoin puisque « les traitements actuels de la maladie d'Alzheimer sont plus efficaces aux premiers stades de la maladie », précisent les auteurs de l'étude. Ce test « peut également aider les médecins à décider quels sont les meilleurs traitements pour leurs patients », a complété le Docteur Randall J. Bateman, coauteur principal de l'étude, dans un communiqué.
Avec son équipe, le Docteur Bateman a testé son innovation auprès de 900 personnes, dont une partie avait la maladie d'Alzheimer à différents stades. Le principe du test est de détecter dans le sang les niveaux de la protéine tau, qui se développe de façon anormale dans les cerveaux des patients atteints d'Alzheimer. Le test sanguin a pu détecter ce phénomène « avec une précision de 92 % », se sont réjoui les auteurs de l'étude.
Surtout, les niveaux de cette protéine étaient plus élevés chez les personnes au début de la maladie, et jusqu'à 200 fois plus élevés chez celles à une phase plus avancée. Ils étaient par contre normaux chez les personnes qui avaient des troubles cognitifs mais pas la maladie d'Alzheimer : le test peut donc « distinguer efficacement la démence de la maladie d'Alzheimer des autres types de démence ».
Ce nouveau test, qui doit confirmer son efficacité avant qu'il soit envisagé de l'utiliser, s'ajouterait à l'arsenal diagnostic déjà disponible. Il pourrait à terme remplacer les scanners cérébraux coûteux qui permettent actuellement de détecter l'accumulation de la protéine tau dans le cerveau. Il permettrait aussi et surtout d'adapter le traitement au stade de la maladie. « Nous sommes sur le point d'entrer dans l'ère de la médecine personnalisée pour la maladie d'Alzheimer », a déclaré dans un communiqué le Professeur Kanta Horie, un des auteurs de l'étude.
Nature Medicine : https://www.nature.com/articles/s41591-025-03617-7
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