RTFlash

RTFlash a besoin de vous pour continuer à exister !

Propulsé par HelloAsso

RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 739
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 21 Février 2014
Recommander  |  Désinscription  |  Lire en ligne
Egalement dans ce numéro
TIC
Une oreillette Bluetooth qui détecte la fatigue avant son utilisateur
Avenir
Un singe commande par la pensée le bras de son congénère !
Des robots qui coopèrent comme des insectes…
Matière
Une avancée majeure dans le stockage et la transmission d'informations quantiques
Les énergies renouvelables décollent aux Etats-Unis
Terre
Le réchauffement climatique procéderait par palier
Vivant
L'IRM, nouvel outil de détection des difficultés de l'apprentissage ?
Cancer du sein : vers une radiothérapie préventive ?
Découverte d’un nouveau mode de propagation des crises d'épilepsie dans le cerveau
Anémie et maladie d'Alzheimer : le lien se précise…
Autisme : le rôle de la perception sensorielle se dévoile
Sclérose en plaques : vers la piste d'une toxine alimentaire
Pour éviter la prise de poids, baissez votre chauffage !
Mélatonine et cancer : quelles relations de cause à effet ?
Edito
Energie nucléaire : quelle est sa place dans le futur paysage énergétique mondial ?



Au cours des 40 dernières années, la consommation mondiale d'énergie et les émissions humaines de CO2 ont plus que doublé. Aujourd'hui, le monde consomme 12 gigatonnes d'équivalent-pétrole et émet 8 gigatonnes de carbone par an et chaque terrien consomme en moyenne 1,6 tonne d’équivalent-pétrole et émet plus d'une tonne de CO2 chaque année !

Avec un tel rythme, le monde aura besoin d’environ 30 Gigateps d'énergie en 2050, plus de 3 tonnes équivalent pétrole par habitant. Quant aux émissions humaines de gaz à effet de serre, elles dépassent déjà les 55 gigatonnes équivalent carbone par an. Or, pour pouvoir limiter le réchauffement mondial à 2° C, les derniers travaux du Giec rappellent que ces émissions ne devraient pas dépasser 44 Gtonnes équivalent-CO2 à l'horizon 2020, puis descendre à 35 Gtonnes à l'horizon 2030 et à 22 Gtonnes à l'horizon 2050. Il est donc absolument crucial que l’Humanité parvienne à diviser par 2,5 ses émissions (et les pays développés par quatre) globales de gaz à effet de serre d’ici le milieu de ce siècle, non pour éviter mais simplement pour limiter les effets catastrophiques du changement climatique en cours !

Pourtant, plus des trois quarts de l’énergie primaire consommée aujourd’hui par la Planète provient encore de l'utilisation des combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz). Dopée par une forte baisse des prix et par une demande mondiale d’énergie qui explose, la consommation mondiale de charbon a explosé au cours de ces dernières décennies pour atteindre les 6 milliards de tonnes par an et l’AIE prévoit qu’elle deviendra d’ici 2015 la première énergie consommée dans le monde, devant le pétrole ! En 2014, le charbon sera responsable de près de la moitié des émissions mondiales de CO2 liées à l’énergie, contre 30 % pour le pétrole et 20 % pour le gaz.

Comment ne pas voir qu’il n’est pas possible qu’une telle évolution désastreuse puisse perdurer très longtemps et que cette source d’énergie particulièrement polluante, sortie du XIXe siècle, puisse continuer à représenter une telle part dans le mix énergétique mondial ?

Tirée par le développement économique mondial, la consommation d’énergie de la Planète va continuer à croître très fortement au cours des prochaines décennies et l’essor réel des énergies renouvelables, qui représente aujourd’hui un peu plus de 15 % de la consommation mondiale d’énergie ne parviendra sans doute pas à satisfaire entièrement cette soif toujours plus grande d’énergie qui alimente l’essor économique mondial sans précédent qui est en cours.

Face à cette équation redoutable qui va consister à doubler la production mondiale d’énergie au cours des 40 prochaines années tout en diminuant de plus de moitié nos émissions de gaz à effet de serre, il est fort peu probable que l’Humanité puisse se passer de l’énergie nucléaire, comme le souligne d’ailleurs l’Agence Internationale de l’Énergie qui prévoit la mise en service de 90 à 350 nouveaux réacteurs nucléaires dans le monde d’ici 2030.

Mais quand nous parlons d’énergie nucléaire, nous n’évoquons que la fission nucléaire qui est l’une  des deux formes que peut prendre cette énergie. La fission nucléaire consiste schématiquement à « casser » des noyaux d’atomes lourds, comme l’uranium, ce qui a pour effet d’obtenir la production de noyaux plus légers mais également de produire une énorme quantité d’énergie sous forme de chaleur, en vertu de l’équation d’Einstein E=MC2 qui établit l’équivalence entre matière et énergie.

On comprend mieux la prodigieuse efficacité de cette énergie nucléaire de fission quand on sait qu’un gramme d’uranium permet de produire autant d’énergie que 2,4 tonnes de charbon ou 1,6 tonne de pétrole ! Concrètement, cela signifie que la totalité de la consommation énergétique annuelle de la France (260 millions de tonnes équivalent pétrole) correspond, convertie en énergie nucléaire, à l’utilisation de moins de 200 tonnes d’uranium par an…

Mais si cette énergie nucléaire de fission, seule forme d’énergie nucléaire civile actuellement utilisée dans le monde, présente l’avantage de permettre une production d’énergie considérable sans émissions importantes (au regard des quantités d’énergie produites) de gaz à effet de serre, elle présente le grave inconvénient d’entraîner la production de déchets radioactifs qui représentent aujourd’hui un volume d’environ 30 millions de mètres cubes, dont 3 % vont rester très radioactifs pendant plusieurs centaines de milliers d’années, ce qui constitue un véritable défi technologique, économique et social en matière de sécurité et stockage.

Après des décennies de recherche, une équipe franco-belge associant des chercheurs belges du SCK-CEN et français du CNRS a réalisé début 2013 une première mondiale en couplant un réacteur nucléaire rapide avec un accélérateur de particules, ce qui constitue une avancée décisive vers la réalisation de MYRRHA, un démonstrateur préindustriel d’incinération des déchets radioactifs à vie longue.

MYRRHA, qui sera opérationnel dans une dizaine d’années, sera capable de réaliser à l’aide de neutrons rapides la transmutation des éléments les plus radioactifs contenus dans les déchets nucléaires, ce qui devrait permettre de réduire d’un facteur 1000 la durée pendant laquelle ces éléments restent très radioactifs. La faisabilité, à présent démontrée scientifiquement, de cette transmutation des déchets très radioactifs va évidemment profondément bouleverser la donne en matière de retraitement et de stockage des déchets nucléaires et devrait lever l’un des obstacles majeurs qui est à la source de l’opposition d’une part croissante de l’opinion publique à l’exploitation de cette forme d’énergie.

Mais on oublie souvent qu’il existe également une autre forme d’énergie nucléaire que l’on peut observer en regardant notre soleil : la fusion thermonucléaire. En effet, la chaleur et la lumière qui proviennent du soleil résultent chaque seconde de la fusion de 600 millions de tonnes d'hydrogène qui se transforment en un élément léger, l’hélium. 

Contrairement à la fission, la fusion nucléaire est un processus qui provoque l’union de deux noyaux nucléaires légers pour former un noyau nucléaire plus  lourd. Dans ce cas, il se produit également une énorme production d’énergie sous forme de chaleur, toujours en vertu de l’équivalence entre matière et énergie établie par Albert Einstein. On mesure mieux l’extraordinaire rendement énergétique de la fusion nucléaire quand on sait qu’un gramme de deutérium (isotope naturel de l'hydrogène) fusionné avec un gramme et demi de tritium peut produire environ 100 000 kWh, autant d'énergie que 10 tonnes de pétrole ou qu’un kilo d'uranium !

Depuis plus d’un demi-siècle tous les grands pays développés cherchent à maîtriser la fusion thermonucléaire afin de l’utiliser à la production d’énergie. En 2005, 34 états ont décidé d’unir leurs efforts scientifiques en réalisant à Cadarache, en Provence, un projet très ambitieux, le projet Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor ou réacteur thermonucléaire expérimental international). Cet outil unique au monde, dont la construction a commencé il y a quelques mois, doit permettre de démontrer définitivement, d’ici 2030, la faisabilité technologique de la production d’énergie par fusion nucléaire puis doit déboucher, d’ici 2050, sur la réalisation des premiers réacteurs industriels permettant une production massive d’énergie grâce à cette technologie.

Il faut également préciser que depuis un demi-siècle la performance des plasmas produits dans les réacteurs en fusion a été multipliée par 10 000. En 1991, des chercheurs européens du JET (Joint European Torus) ont réussi pour la première fois à porter un plasma à 200 millions de degrés pendant deux secondes et à produire ainsi deux mégawatts d’énergie, démontrant la faisabilité technique de cette technologie.

Depuis cette date historique, les progrès dans la maîtrise de la fusion thermonucléaire contrôlée se sont accumulés et début 2012, des chercheurs du Centre de recherches en physique des plasmas de l’EPFL dirigés par Jonathan Graves sont parvenus à stopper la croissance des instabilités au cœur d’un réacteur à fusion (Voir Nature communications). Désormais, l’objectif est de gagner encore un ordre de grandeur pour réaliser un réacteur capable de produire durablement plus d’énergie qu’il n’en faut pour l’alimenter.

Pour parvenir à maîtriser la fusion thermonucléaire, il existe deux grandes voies de recherche. La première est celle du confinement magnétique (mise en œuvre avec ITER à Cadarache) qui emprisonne des plasmas (gaz ionisé très chaud) dans des tores magnétiques appelées tokamaks. La seconde voie est celle du confinement inertiel qui consiste à bombarder à l’aide de faisceaux laser très puissants de petites billes de deutérium pour provoquer ce phénomène de fusion nucléaire.

Il y a quelques jours, une équipe américaine du laboratoire national Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), a réussi une nouvelle avancée vers la fusion par confinement inertiel en utilisant simultanément 192 faisceaux laser très puissants pour comprimer de minuscules billes de deutérium et de tritium (Voir Nature).

En France, notre recherche disposera d’ici la fin de l’année d’un outil exceptionnel, le laser mégajoule qui sera mis en service à Bordeaux. D’une puissance d’1,8 mégajoule, ce laser composé de 240 faisceaux devrait permettre de nouvelles avancées décisives vers la fusion thermonucléaire par confinement inertiel. 

Sans entrer dans des détails trop techniques, il est toutefois important de rappeler les trois différences absolument fondamentales qui distinguent l’énergie nucléaire par fusion de celle par fission. La première différence tient à l’abondance du combustible de base : contrairement à l’énergie nucléaire produite par fission, la fusion thermonucléaire n’a besoin que de petites quantités de combustible (moins d’une tonne par an pour un réacteur) pour fonctionner. Il n’y a donc aucun risque de pénurie dans ce domaine d’autant plus que les matières premières de base, deutérium et tritium, nécessaires à la fusion thermonucléaire, peuvent être produites en abondance.

La deuxième différence majeure qui caractérise la fusion thermonucléaire contrôlée est liée à son mode de fonctionnement spécifique : pour produire de l’énergie par fusion nucléaire, les futurs réacteurs n’utiliseront que de minuscules quantités de combustible (quelques grammes par heures) et la réaction de fusion pourra être interrompue simplement en arrêtant l’alimentation du réacteur. Contrairement aux réacteurs actuels utilisant la fission nucléaire, un réacteur à fusion ne pourra en aucun cas exploser ou provoquer une émission importante de radiations.

Enfin, dernière différence également fondamentale avec la fission nucléaire, la fusion thermonucléaire produit uniquement du tritium, qui ne reste radioactif que pendant 12 ans et ne produit pas de déchets fortement radioactifs pendant de très longues périodes.

Mais parallèlement à ces recherches sur la fusion thermonucléaire contrôlée, d’autres scientifiques explorent également des voies originales de production d’énergie à partir de l’énergie nucléaire de fission, celle actuellement à l’œuvre dans tous les réacteurs nucléaires commerciaux.

C’est notamment le cas de trois anciens étudiants du MIT, Russ Wilcox, Mark Massie et Leslie Dewan, qui ont conçu un réacteur nucléaire, capable simultanément de produire de l’électricité en consumant les déchets radioactifs issus des centrales conventionnelles et de réduire considérablement la durée de vie radioactive de ces derniers (Voir Next Big Future et Next Big Future et MIT Technology Review).

Reprenant les recherches effectuées entre 1950 et 1980 sur les réacteurs à sels fondus, ces chercheurs ont développé, dans le cadre de leur entreprise baptisée Transatomic Power, une nouvelle technologie qui utilise notamment, à la place du graphite, un modérateur en hydrures de zirconium. Autre innovation : le FLiBe (mélange de fluorure de lithium et de fluorure de béryllium), utilisé comme sel fondu est ici remplacé par des fluorures de lithium et d’uranium. Résultat : il devient possible, dans ce nouveau type de réacteur, d’utiliser un uranium très faiblement enrichi et de multiplier par 75 le rendement énergétique par tonne d’uranium extrait.

Mais ce n’est pas tout. Ce nouveau type de réacteur pourrait également, comme MYRRHA que nous avons déjà évoqué, réduire d’un facteur 1000 la durée de vie radioactive des déchets les plus dangereux. Dans ce nouveau concept de production d’énergie nucléaire, ce réacteur à sels fondus pourrait tout à fait être implanté à proximité des réacteurs classiques en service, ce qui lui permettrait de s’alimenter en déchets nucléaires directement à la source et résoudrait du même coup le délicat problème du transport sécurisé des déchets radioactifs.

En outre, même dans l’hypothèse où il n’y aurait pas de déchets nucléaires disponibles pour l’alimenter, ce type de réacteur serait capable de fonctionner en utilisant comme combustible, soit de l’uranium faiblement enrichi, soit du thorium.

Ces chercheurs affirment qu’en utilisant cette technologie il serait possible, à partir des 270 000 tonnes de déchets nucléaires déjà stockées, de satisfaire toute la consommation électrique mondiale pendant 72 ans au rythme actuel de consommation. En outre, cette estimation ne tient pas compte selon eux des nouveaux déchets nucléaires qui seraient produits après l’entrée en service de leurs réacteurs ; elle ne prend pas non plus en considération l’uranium récupérable dans le sous-sol et les énormes réserves de thorium disponibles (2,5 millions de tonnes de réserves prouvées dans le monde selon le CEA). 

Alors qu’un réacteur classique produit environ 20 tonnes de déchets hautement radioactifs chaque année, ce nouveau type de réacteur à sels fondus de 500 mégawatts produirait seulement 4 kg de déchets très radioactifs par an et 250 kg de déchets moins radioactifs, devant être stockés pendant environ 500 ans.

Sur le plan économique, les responsables de Transatomic Power pensent pouvoir diviser par deux le coût de construction d’un réacteur de 500 MW et l’abaisser à 1,7 milliard de dollars. In fine, le coût de production de cette énergie nucléaire diminuerait pour produire une électricité nucléaire moins chère que celles issues des centrales à charbon très polluantes et fortement émettrices de gaz à effet de serre.

Il faut enfin préciser que ce réacteur à sels fondus est, de par sa conception, intrinsèquement beaucoup plus sûr que les actuels réacteurs à fission. En effet, contrairement aux réacteurs en service qui doivent être refroidis en permanence même après leur arrêt, ce type de réacteur à sels fondus présente un point beaucoup plus élevé d’ébullition et en cas de surchauffe, le sel fondu permet la dilution du combustible et l’arrêt de la réaction nucléaire.

Il serait souhaitable que l’ensemble de ces avancées scientifiques et technologiques dans les différentes formes d’énergie nucléaire exploitables pour produire de l’énergie viennent éclairer et alimenter le grand débat national sur l’énergie qui va bientôt s’ouvrir et nous conduisent à nous interroger sur la place que peut avoir globalement l’énergie nucléaire dans le nouveau paysage énergétique mondial qui émergera au milieu de ce siècle.

Même s’il faut rappeler que l’énergie nucléaire n’assure actuellement que 5,7 % de la production d’énergie primaire de la Planète et ne représente qu’environ 12 % de sa production d’électricité, cette part reste considérable si on la considère en valeur absolue.

En outre, loin de connaître le déclin annoncé après la catastrophe de Fukushima, le nucléaire a repris sa croissance dans le monde puisqu’aujourd’hui 64 nouveaux réacteurs sont en construction. L’Agence Internationale de l’Énergie prévoit d’ailleurs que la puissance nucléaire installée dans le monde devrait augmenter de près de 50 % d’ici 2035, passant de 390 à 580 gigawatts.

Ce nouveau souffle de l’énergie nucléaire n’empêche nullement le fort développement des énergies renouvelables qui représentent déjà (hydraulique compris) environ 13 % de la production d’énergie primaire dans le monde et devraient représenter, selon les prévisions de l’AIE, 25 % de la production mondiale d’électricité en 2018. L’AIE souligne par ailleurs, dans son dernier rapport, qu’à cette échéance l’ensemble des énergies renouvelables devrait produire deux fois plus d’électricité dans le monde que le nucléaire.

J’ai la conviction que si l’on considère les différentes dimensions scientifiques, économiques, industrielles, sociales et climatiques de cette question, il n’y a donc pas lieu d’opposer de manière artificielle et stérile le développement souhaitable des énergies renouvelables et celui tout aussi nécessaire à mon sens de l’énergie nucléaire de nouvelle génération.

Si nous voulons en effet parvenir à réduire au moins de moitié d’ici 2050 nos émissions de gaz à effet de serre liées à l’énergie, nous ne pourrons pas nous passer de l’apport du nucléaire dans le bouquet énergétique mondial, sauf à augmenter encore la part déjà considérable du charbon pour satisfaire la soif d’énergie mondiale. Mais un tel choix énergétique aurait évidemment des conséquences catastrophiques en augmentant dramatiquement nos émissions de CO2 et en aggravant les effets sanitaires considérables liés à la pollution atmosphérique provoquée par la combustion du charbon.

À cet égard, une remarquable étude scientifique internationale publiée il y a quelques jours (Voir PNAS) mérite d’être méditée. Ce travail rigoureux a permis d’évaluer les conséquences sur la mortalité et l’espérance de vie du système gratuit de chauffage au charbon que le gouvernement chinois avait instauré entre 1950 et 1980 dans une région bien délimitée du nord de la Chine.

Les résultats de cette étude sont pour le moins édifiants et montrent que la population de cette région a perdu en moyenne cinq ans et demi d’espérance de vie par rapport aux habitants des autres régions de la Chine… Un rapport de la Banque Mondiale publié en 2007 a par ailleurs estimé à 750 000 le nombre de morts provoquées chaque année en Chine par la pollution atmosphérique largement provoquée par les centrales thermiques au charbon.

Est-il si difficile d’admettre, comme l’a fait par exemple James Hansen, climatologue de renommée mondiale, que l’utilisation massive des énergies fossiles pour produire notre énergie au niveau mondial a des conséquences climatiques, médicales et sanitaires infiniment plus grandes et dévastatrices que le recours à l’énergie nucléaire ? Le temps est venu de regarder la réalité en face et de s’affranchir des grilles idéologiques simplistes et dépassées : si nous voulons à la fois satisfaire la demande énergétique mondiale croissante et prendre à bras-le-corps le problème du réchauffement climatique et de la réduction des gaz à effet de serre, nous ne pourrons pas faire totalement l’impasse sur le recours aux différentes formes d’énergie nucléaire que je viens d’évoquer, ce qui n’empêche nullement d’intensifier les recherches dans le domaine des énergies renouvelables et de soutenir activement le déploiement de ces énergies propres au niveau local, national et européen.

Souhaitons que dans la perspective du débat très important sur la transition énergétique qui va s’ouvrir dans les mois à venir dans notre Pays, nous soyons capables de réfléchir de manière sereine et globale à ces questions fondamentales pour notre avenir, sans oublier que la priorité absolue pour l’Humanité est à présent d’empêcher une catastrophe climatique de grande ampleur et d’en réduire drastiquement les effets funestes en actionnant tous les leviers à sa disposition, y compris celui du nucléaire. Souhaitons qu’à l’issue de ce grand débat démocratique qui va s’ouvrir, nos concitoyens parviennent à mieux percevoir et à mieux hiérarchiser les dangers et les menaces que nous devons affronter et se prononcent de manière éclairée sur les choix politiques et sociaux majeurs que nous allons devoir faire pour résoudre la redoutable équation énergétique et climatique qui nous attend.

René TRÉGOUËT

Sénateur Honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


TIC
Information et Communication
Une oreillette Bluetooth qui détecte la fatigue avant son utilisateur
Mercredi, 19/02/2014 - 14:45

Des étudiants de l'Université américaine de Pennsylvanie ont mis au point une oreillette  Bluetooth qui permet de détecter les signes avant-coureurs d'une somnolence au volant et de prévenir ainsi certains accidents de la route.

Ces trois étudiants, Drew Karabinos, Jason Gui et Jonathan Kern, se sont associés pour créer Vigo, une oreillette Bluetooth qui mesure les mouvements du corps et le clignements des yeux en temps réel. Elle peut ensuite avertir les porteurs lors de l’apparition des premiers signes de somnolence.

Cette oreillette high-tech qui fonctionne sous Android est équipée d’un capteur infrarouge, d’un accéléromètre et d’un algorithme de suivi personnalisé. L'ensemble de ce système peut analyser certains mouvements caractéristiques en s'appuyant sur une vingtaine de paramètres différents. L'utilisateur peut également choisir son type d'alarme : une mélodie musicale, une vibration sonore ou encore un flash lumineux.

D'autres systèmes de prévention de la fatigue et de détection de la somnolence sont également en cours de développement dans plusieurs autres laboratoires. En Allemagne par exemple, des chercheurs du célèbre Institut Fraunhofer travaillent sur un outil d'eyetracker (suivi oculaire) qui utilise la caméra située sur le tableau de bord du véhicule et déclenche une alarme lorsque le conducteur ne regarde plus la route pendant un trop long moment. Une autre équipe anglo-argentine de recherche, associant des scientifiques des Universités de Leicester et Buenos Aires, a développé pour sa part un système de détection de la fatigue des conducteurs qui repose sur l'analyse des mouvements oculaires et des fluctuations de l'activité cérébrale du cerveau.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Techhive

Fraunhofer

^ Haut
Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Un singe commande par la pensée le bras de son congénère !
Jeudi, 20/02/2014 - 10:51

Une équipe de recherche américaine de l'Université Cornell est parvenue à appareiller un singe de telle sorte qu'il puisse commander par la pensée le bras de l'un de ses congénères provisoirement paralysé. Cette expérience prolonge celle qui avait permis en 2012 à une femme devenue tétraplégique à la suite d'un AVC de commander par la pensée un bras articulé.

Dans ces travaux, un macaque rhésus paralysé provisoirement avec des produits d'anesthésie, a pu réaliser des tâches que lui commandait par la pensée un autre singe, à l'aide d'une manette.

"Nous avons pu établir qu'un sujet peut contrôler un bras paralysé uniquement par sa pensée", souligne Maryam Shanechi, co-auteur de l'étude.

Dans ce montage expérimental, l'activité cérébrale du singe "maître" est captée par des électrodes puis transmise à un système informatique qui l'analyse avant de la renvoyer sous forme de stimulation neuronale dans la moelle épinière du singe "esclave "paralysé. Ce dernier est alors contraint d'effectuer la tâche commandée cérébralement par son congénère.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Des robots qui coopèrent comme des insectes…
Mardi, 18/02/2014 - 08:49

Des chercheurs américains de l'Université Harvard, dirigés par Justin Werfel, ont mis au point un nouveau type de robot dont le comportement s'inspire des insectes sociaux et qui peut construire des structures complexes à partir de règles relativement simples, sans avoir recours à un plan d'ensemble.

Ce processus remarquable et très particulier que l'on peut observer chez certains insectes, comme les abeilles, les guêpes ou encore les termites ou les fourmis, a été dénommé « stigmergie » par le biologiste Pierre-Paul Grassé en 1959. Depuis une vingtaine d'années, cette étonnante faculté a pu être modélisée grâce à l'informatique, ce qui a permis de montrer qu'une succession de petites opérations élémentaires effectuées à partir de règles locales très simples pourrait permettre la réalisation de grandes constructions très élaborées, comme cela est par exemple le cas pour les ruches ou les termitières.

Le modèle proposé par Justin Werfel diffère cependant du concept original de stigmergie et part de la structure finale à réaliser pour élaborer un ensemble de règles simples que les robots devront suivre. Les chercheurs se sont notamment inspirés du comportement des termites pour concevoir ces "robots bâtisseurs" qui peuvent évoluer et agir de manière autonome.

"La différence fondamentale entre l'organisation d'un chantier humain et la construction d'une ruche réside dans le fait que les insectes n'ont besoin ni d'un plan d'ensemble, ni de chefs d'équipe pour informer chaque ouvrier de l'état d'avancement général du chantier" précise Justin Werfel.

C'est précisément cette attitude étonnante que ces chercheurs ont réussi à conférer à leurs robots qui peuvent ainsi construire des structures complexes en trois dimensions sans aucun contrôle centralisé. Équipés de seulement quatre types de capteurs simples, ces robots sont capables de construire, sans recourir à un plan d'ensemble, plusieurs types de figures géométriques complexes à partir d'éléments de base en plastique dotés de puces électroniques.

Ce nouveau type de robot ouvre donc une voie très intéressante vers des modes de production autonome et décentralisée permettant la réalisation d'infrastructures complexes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

BBC

Harvard

^ Haut
Matière
Matière et Energie
Une avancée majeure dans le stockage et la transmission d'informations quantiques
Jeudi, 20/02/2014 - 11:02

Des physiciens du Laboratoire Kastler Brossel-LKB (CNRS / UPMC / ENS / CdF) ont réussi pour la première fois à stocker et à récupérer des bits quantiques dans un ensemble d’atomes froids portés par des impulsions de lumière à l’échelle d'un photon unique.

Pour stocker cette information, les chercheurs ont utilisé le moment angulaire orbital de la lumière, une propriété qui permet de transmettre de l’information à haut débit en la multiplexant au niveau spatial.

Contrairement au photon, qui ne peut véhiculer qu’un seul bit quantique avec sa polarisation réduite à deux valeurs possibles, le moment angulaire orbital permet de transporter un grand nombre de bits quantiques sur un seul photon.

Pour réussir cette percée, les chercheurs ont utilisé un modulateur spatial de lumière produisant différents faisceaux contenant plusieurs bits quantiques. Ils ont ensuite pu détecter ces bits quantiques avant et après leur stockage et ont finalement pu montrer que cette lumière avait bien conservé l'information initiale.

Cette expérience montre qu'il est possible de stocker et de relire l’information quantique dans le cadre d’un réseau à forte capacité, basé sur ce degré de liberté de la lumière.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature photonics

Les énergies renouvelables décollent aux Etats-Unis
Mercredi, 19/02/2014 - 14:50

Selon le dernier rapport de l'Association américaine pour le développement de l'énergie éolienne  (AWEA), l'éolien est devenu en 2012, avec 43 % de l'ensemble des nouvelles installations, la principale source des nouvelles capacités de production d'électricité aux États-Unis.

Selon cette étude, les États-Unis produisent à présent environ 60 GW à partir de l'énergie éolienne, ce qui correspond à la consommation électrique d'environ 15 millions sur les 115 millions de foyers américains.

Ce document indique par ailleurs que la production d'électricité issue des énergies solaires et éoliennes a plus que doublé au cours des cinq dernières années. Depuis 2008, le prix des panneaux solaires a chuté de 75 % et le nombre d'installations solaires a été multiplié par 13 selon cette étude.

Ce rapport précise également que l'ensemble des projets éoliens, solaires et géothermiques en cours dont l'installation est prévue sur les terres fédérales devrait générer plus de 13 300 MW de puissance installée supplémentaire, ce qui correspond aux besoins électriques d'environ 4,6 millions de foyers.

L'étude souligne par ailleurs qu'avec l'entrée en vigueur des nouvelles normes gouvernementales, la consommation moyenne de carburant des voitures et véhicules utilitaires devrait diminuer pratiquement de moitié, pour tomber à 4,3 litres aux 100 km d'ici 2025.

Cette diminution de la consommation de carburant permettra de réduire les importations de pétrole des États-Unis de 2,2 millions de barils par jour et entraînera également une réduction des émissions de CO2 de 6 milliards de tonnes, l'équivalent de la totalité des émissions américaines en 2013…

Dernier élément encourageant noté par ce rapport : plus de 100 000 véhicules électriques roulent à présent sur les routes américaines et en cinq ans le coût des batteries de ces voitures électriques à diminué de moitié.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

IIP Digital

^ Haut
Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Le réchauffement climatique procéderait par palier
Mardi, 18/02/2014 - 08:40

Selon une étude australienne dirigée par Matthew England, une augmentation sans précédent des alizés sur le Pacifique aurait ralenti le réchauffement climatique depuis 2002 mais ce "palier" serait provisoire et le réchauffement global devrait se poursuivre.

Ces recherches qui ont permis de comparer deux périodes d'activité, l'une située entre 1940 et 1975 et l'autre commencée en 2001, ont montré que l'augmentation importante des alizés dans la région de l'Equateur a renforcé le mouvement des eaux des océans et contribué à emprisonner une plus grande quantité de la chaleur issue des émissions de gaz à effet de serre.

C'est ce renforcement sensible de la puissance des alizés qui aurait permis aux océans du globe de capter cette chaleur supplémentaire, notamment dans l'Océan Pacifique. Mais selon ces scientifiques, cette forte activité des alizés n’est que ponctuelle et son action refroidissante finira par s'inverser lorsque la nouvelle phase d'oscillation du Pacifique basculera du froid vers le chaud d'ici une dizaine d'années.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

^ Haut
Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
L'IRM, nouvel outil de détection des difficultés de l'apprentissage ?
Jeudi, 20/02/2014 - 11:08

Selon une étude suédoise dirigée par Henrik Ullman et Rita Almeda de l'Institut Karolinska, des examens d'imagerie par résonance magnétique (IRM) pourraient contribuer à détecter les difficultés d'apprentissage chez certains enfants en prévoyant les futures capacités de mémorisation à court terme.

Ces recherches ont été menées pendant deux ans sur 62 sujets âgés de 6 à 20 ans et ont permis de mesurer leurs performances dans des tests cognitifs pendant une IRM. A l'issue de ces travaux, les chercheurs ont montré que l'IRM pouvait aider à prédire le développement des capacités d'apprentissage chez ces sujets.

"Il est envisageable en principe d'utiliser le scanner IRM pour prédire une part du développement futur qui ne peut l'être par des tests psychologiques seuls, précise le Professeur Torkel Klingberg qui ajoute "Cette méthode pourrait permettre une détection précoce des enfants risquant un mauvais développement mais les IRM seules ne permettent pas de prédire des difficultés futures et doivent être envisagées comme un outil de complément aux tests psychologiques".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Society for Neuroscience

Cancer du sein : vers une radiothérapie préventive ?
Mercredi, 19/02/2014 - 14:38

Selon une étude américaine de l'Université de Colombia, une série de doses modérées de radiothérapie sur le sein non touché par le cancer pourrait permettre de prévenir une récidive du cancer du sein, phénomène qui touche une patiente sur six, en éradiquant les cellules précancéreuses.

Ces recherches réalisées sur la souris montrent en effet qu'un traitement préventif par des radiations modérées sur le sein non affecté, simultanément à la radiothérapie sur le sein touché, permet une réduction très sensible du risque de rechute.

Selon le Professeur David J. Brenner, directeur du Centre de recherche de biophysique à l'Université de Colombia, grâce aux différents progrès intervenus depuis 30 ans, le taux de survie du cancer du sein, à 15 ans, atteint aujourd’hui 77 % aux États-Unis. Mais il reste toutefois un risque accru de développer un cancer dans l’autre sein et 15 % des survivantes du cancer du sein devront subir une mastectomie prophylactique de l’autre sein.

Ces travaux réalisés sur la souris ont pu montrer qu'un traitement prophylactique sur le sein épargné par la maladie avec une dose modérée de rayonnement permettait de diviser par trois le risque de récidive de cancer sur le sein malade.

Si les résultats de cette étude sont confirmés chez la femme, un traitement prophylactique par irradiation à faible dose pourrait être envisagé comme thérapie complémentaire pour les femmes présentant certains types de cancer du sein. Cette nouvelle thérapie préventive pourrait permettre d’éviter environ 100.000 cas de cancer du sein chaque année.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PLOS

Découverte d’un nouveau mode de propagation des crises d'épilepsie dans le cerveau
Mardi, 18/02/2014 - 08:54

Des chercheurs de la Case Western Reserve University de Cleveland, dirigés par Dominique Durand, ont découvert un nouveau mode de propagation des crises d’épilepsie dans le cerveau. L’épilepsie est une pathologie neurologique qui se caractérise notamment par des crises brutales résultant d'une hyperactivité cérébrale et entraînant des convulsions et des pertes de conscience.

Pour mieux comprendre les mécanismes à l'œuvre dans le cerveau des patients épileptiques, ces chercheurs ont travaillé sur des souris génétiquement modifiées et ont mis en place dans l'hippocampe de ces rongeurs un réseau de microélectrodes capable de contrôler leur activité cérébrale.

Ces scientifiques ont ensuite provoqué artificiellement des crises d'épilepsie chez ses souris. Ils ont pu montrer, en modulant la concentration ionique entre les neurones, que l’activité épileptique, qui aurait normalement dû être fortement ralentie, continuait à se propager. Les chercheurs en ont déduit que les neurones étaient impliqués entre eux par l'intermédiaire de champs électriques. Ces recherches ont également permis de montrer que la propagation de l’activité épileptique n'était possible qu'à condition que les neurones génèrent eux-mêmes des courants et des champs électriques.

Ces découvertes pourraient déboucher sur de nouvelles voies thérapeutiques permettant de réduire les risques de crises chez les patients épileptiques. Ces travaux pourraient également expliquer pourquoi certains médicaments diurétiques possèdent une activité antiépileptique. 

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

The Journal of Neuroscience

Anémie et maladie d'Alzheimer : le lien se précise…
Lundi, 17/02/2014 - 08:10

On savait déjà, grâce à une étude réalisée en 2013 par l'Université de Californie sur 2 552 adultes suivis pendant 11 ans et dirigée par Kristine Yaffe, que l'anémie était  associée à un plus grand risque de développer une démence, même s'il n'existe pas, selon Kristine Yaffe, de preuves formelles indiquant que la correction de l'anémie est susceptible de diminuer ce risque de démence.

Une nouvelle étude dirigée par Noel G Faux, de l'Institut des Neurosciences de Melbourne, s'est penchée cette fois sur les relations entre anémie et maladie d'Alzheimer en travaillant sur la cohorte AIBL (Australian Imaging Biomarker and Lifestyle) comportant 768 sujets sains, 133 sujets atteints de déficit cognitif léger et 211 sujets atteints par un Alzheimer.

Dans ce travail, les chercheurs ont mesuré 23 paramètres sanguins impliqués dans la synthèse des érythrocytes et le métabolisme du fer. Résultats : il existe des différences significatives entre les groupes concernant l’hématocrite, l’hémoglobine cellulaire, le folate érythrocytaire, la vitesse de sédimentation et l’haptoglobine et enfin la concentration en fer plasmatique chez les malades d'Alzheimer. En revanche, s'agissant des taux de transferrine, aucune différence n'a été observée.

Au final, cette étude révèle une association forte entre anémie et maladie dAlzheimer (Odds ratio = 5,94, intervalle de confiance à 95 %). Après ajustement sur les principaux facteurs de risque connus de la maladie d'Alzheimer, le risque de maladie d’Alzheimer en cas d’anémie a été estimé à 2,43, ce qui confirme les résultats de précédentes études. De manière cohérente, l'étude montre que le risque d'Alzheimer diminue lorsque les concentrations en hémoglobine cellulaire sont élevées (Odds Ratio ajusté = 0,62).

A l'inverse, selon cette étude, la maladie d'Alzheimer constituerait bien un facteur de risque important d’anémie après ajustement des facteurs de risque. L'étude précise que ce risque accru d'anémie n'est explicable par aucun facteur de risque connu, ni par aucun des 31 paramètres biochimiques et hématologiques mesurés. Les chercheurs forment l'hypothèse qu'une altération de l’échange de folate entre sérum et érythrocytes pourrait être un facteur possible contribuant à l’augmentation du risque d’anémie chez les malades d'Alzheimer.

Il semble donc, selon ce travail, qu'il existe bien un double lien de causalité entre l’anémie et la maladie d'Alzheimer, ce qui renforce sensiblement l'intérêt d'un dépistage précoce de l'anémie chez les sujets âgés sains et doit également conduire à mieux prendre en compte les risques spécifiques d'anémie chez le malades d'Alzheimer.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Neurology

Nature

Autisme : le rôle de la perception sensorielle se dévoile
Lundi, 17/02/2014 - 08:05

Des chercheurs de l'Université de Vanderbilt (Tennessee) ont montré que les déficits de langage et de communication des enfants autistes pourraient être liés à une mauvaise capacité à intégrer des informations auditives et visuelles.

On savait déjà depuis plusieurs années que les troubles du spectre autistique s'accompagnaient de modifications et d'altérations de la perception des informations sensorielles : stimuli auditifs, visuels, gustatifs ou encore tactiles.

Dans cette étude, les chercheurs ont demandé à des enfants autistes de haut niveau, ne présentant pas de déficience intellectuelle, d'accomplir simultanément certaines tâches mobilisant à la fois l'audition et la vision.

Les résultats de ces travaux ont montré que ces enfants perçoivent de manière décalée dans le temps l'information visuelle et l'information auditive. «Ces enfants sont un peu dans la situation que nous pouvons éprouver quand nous regardons un film étranger mal doublé, avec un décalage entre le mouvement des lèvres et les sons», souligne Mark Wallace, directeur de l'Institut du cerveau de l'université de Vanderbilt et auteur de l'étude.

Selon cette étude, cette difficulté à coordonner et à intégrer les informations visuelles et auditives pourrait expliquer en partie l'altération des capacités de communication des enfants autistes et leurs difficultés à nouer des liens sociaux.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

The Journal of Neuroscience

Sclérose en plaques : vers la piste d'une toxine alimentaire
Lundi, 17/02/2014 - 08:00

Des chercheurs américains du Weill Cornell Medical College de New York, dirigés par Jennifer Linden, viennent de publier une étude qui conforte l'hypothèse d'une possible implication de la toxine epsilon (ETX) – produite par certaines souches de Clostridium perfringens - dans l'apparition de la sclérose en plaques.

Ces travaux ont pu montrer que les patients ayant une sclérose en plaques active sont 10 fois plus réactifs à la toxine ETX que les sujets sains. En outre, ces recherches ont permis de révéler chez une jeune patiente présentant une sclérose en plaques récente, une souche B de C. perfringens produisant l’ETX, une souche qui n’était pas connue pour infecter l’homme.

Les chercheurs ont également montré que cette toxine ETX possède la capacité de pouvoir se fixer sur la myéline et de détruire ainsi les oligodendrocytes producteurs de myéline. Mais ce qui est très intéressant, c'est que cette étude montre également que des anticorps peuvent neutraliser cette toxine et prévenir ainsi la destruction de la myéline.

En procédant à une série d'analyses sur une quarantaine d'échantillons alimentaires prélevés sur les produits achetés en grande surface, les chercheurs ont constaté que 14 % étaient positifs pour C. perfringens de type B et D. Cette toxine ETX pourrait donc être transmise par des aliments contaminés et notamment par des préparations à base de viande ou de poisson.

Bien qu'elle demande à être confirmée par d'autres études, cette responsabilité de la toxine ETX dans le déclenchement de la sclérose en plaques est une découverte très importante car elle ouvre une nouvelle voie thérapeutique contre cette maladie neurologique. Cette nouvelle approche thérapeutique pourrait prendre la forme d'un vaccin anti-ETX qui pourrait peut-être prévenir l'apparition de cette pathologie grave. « La prochaine étape de nos travaux consistera à établir, grâce à des essais sur l'animal, que la toxine epsilon est bien la cause de la sclérose en plaques », précise le docteur Linden.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Medical Daily

Pour éviter la prise de poids, baissez votre chauffage !
Vendredi, 14/02/2014 - 13:58

C'est bien connu, les petites causes produisent parfois de grands effets ! Selon des chercheurs de l'Université de médecine de Maastricht (Pays-Bas), baisser le chauffage de quelques degrés dans son habitation pourrait accélérer la perte de poids, en complément avec un régime adapté.

Dans ce travail original, les chercheurs sont partis de l'hypothèse qu'un chauffage excessif des logements et bureaux pourrait peut-être constituer un facteur non négligeable d'aggravation du surpoids.

L'étude souligne que le chauffage et la climatisation dans les habitations et bureaux sont réglés pour conduire à un maximum de confort mais provoquent une restriction sensible des dépenses énergétiques indispensables à la régulation de notre température interne. Les chercheurs soulignent par ailleurs que "Le manque d’exposition à des températures ambiantes variées augmente sensiblement le risque de surpoids pour certaines personnes".

Ces travaux ont pu montrer qu'après quelques jours, l'organisme s'habitue très bien à un environnement plus frais et la sensation d'inconfort diminue. Ces recherches montrent également que le fait d'évoluer au moins six heures par jour à une température inférieure à 18°C permet de rééquilibrer le rapport entre "graisse brune", plus facilement consommée par les personnes en surpoids et "graisse blanche" qui a au contraire tendance à se stocker dans l'organisme.

L'approche proposée par ces chercheurs consiste en fait à combattre la "thermoneutralité ", c'est-à-dire à sortir de la plage thermique d'équilibre dans laquelle notre corps peut maintenir sa température interne sans altérer son métabolisme. Au contraire, en s'exposant suffisamment à des niveaux de température plus bas, on augmente sensiblement, à régime alimentaire identique, les dépenses énergétiques du corps et la consommation de graisses.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CTEM

Mélatonine et cancer : quelles relations de cause à effet ?
Vendredi, 14/02/2014 - 13:50

La mélatonine, qui joue un rôle essentiel dans l'endormissement et le réveil, est une molécule produite à partir de la sérotonine, un neurotransmetteur. Mais la mélatonine possède également des propriétés antioxydantes et plusieurs études ont pu montrer que cette molécule pouvait avoir des effets thérapeutiques dans le traitement de certains cancers, comme celui de la prostate, en ralentissant leur progression.

Une équipe américaine de l'hôpital Henry Ford à Détroit, dirigée par Bruna Victorasso Jardim-Perassi, vient de montrer que la mélatonine pouvait également avoir une action sur le cancer du sein.

Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont étudié les effets in vitro de cette hormone sur des cellules cancéreuses, ainsi que son action in vivo sur des souris génétiquement modifiées pour développer un cancer du sein triple négatif. Ce type de cancer, qui représente environ 20 % des cancers du sein, est à la fois négatif pour les récepteurs d’œstrogènes (ER), de progestérone (PR) et de la surexpression de la HER2. Il est très agressif et résiste aux ressources thérapeutiques actuelles.

Cette étude a montré que les tumeurs observées sur les rongeurs traités à la mélatonine étaient significativement plus petites que celles examinées chez les autres animaux, que la croissance vasculaire était elle aussi moins développée. Il semblerait donc que la mélatonine puisse inhiber ou ralentir l’angiogenèse, ce qui aurait pour effet de bloquer la formation de nouveaux vaisseaux nécessaires à l'alimentation de la tumeur.

Cett étude est d'autant plus intéressante qu'elle vient confirmer d'autres recherches récentes réalisées par des chercheurs de l'Université d'Harvard qui montrent que des niveaux plus élevés de mélatonine pourraient réduire le risque de cancer de la prostate.  

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Eurekalert

PLOS

^ Haut
VOTRE INSCRIPTION
Vous recevez cette lettre car vous êtes inscrits à la newsletter RTFLash. Les articles que vous recevez correspondent aux centres d'intérêts spécifiés dans votre compte.
Désinscription Cliquez sur ce lien pour vous désinscrire.
Mon compte pour créer ou accéder à votre compte et modifier vos centres d'intérêts.
PLUS D'INFOS
Suivez-nous sur Twitter
Rejoignez-nous sur Facebook
 http://www.rtflash.fr
back-to-top