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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 801
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 05 Juin 2015
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Egalement dans ce numéro
TIC
Réinventer la mémoire de nos ordinateurs en s'inspirant du cerveau
Matière
Tesla veut révolutionner le stockage de l'énergie avec sa batterie domestique
Vers des antennes miniatures intégrées dans des puces ?
Terre
Des fermes hydroponiques et aquaponiques pour les toits des grandes villes
Les océans : 7ème richesse mondiale !
Le coût humain et financier de la pollution en Europe est considérable
Forêt amazonienne : 1% des espèces d'arbres stockent la moitié du carbone !
Vivant
Sclérose en plaques : une nouvelle molécule et un anticorps à l'essai
Le lait maternel protège les bébés contre une maladie intestinale grave
Découverte d'un nouveau gène de prédisposition au cancer du sein
Un vaccin expérimental contre le mélanome
Un lien entre tabagisme et tendance suicidaire ?
Papillomavirus : le vaccin pourrait être recommandé pour les garçons
Le froid contre la maladie d'Alzheimer !
Autisme : Le diabète gestationnel accroît les risques de développer la maladie
Edito
L’irrésistible ascension de l’énergie solaire ne fait que commencer !



L'électricité issue des Énergies Renouvelables est-elle, enfin, en train de s'imposer par rapport à celle issue des combustibles fossiles ? Oui, selon une étude du très sérieux Bloomberg New Energy Finance (BNEF) qui montre qu’un tournant a eu lieu il y a deux ans. C'est en effet en 2013 que, pour la première fois, 143 gigawatts de capacité d'énergies renouvelables électriques ont été ajoutés dans le monde contre 141 gigawatts pour les centrales utilisant des énergies fossiles. Et selon Bloomberg, cette évolution devrait se poursuivre et s'accélérer puisque cette étude table sur une puissance installée renouvelable de 279 gigawatts en 2030, contre seulement 64 gigawatts pour les fossiles... Cette évolution est déjà perceptible puisque le dernier rapport de l’industrie nucléaire mondiale (WNIST) nous apprend qu’en 2014 la part de l’électricité nucléaire est tombée à 12 % au niveau mondial, un niveau deux fois plus faible que la part de l’électricité issue des énergies renouvelables, au niveau mondial, qui s’est élevée la même année à 22 %...

En cinq ans, la puissance solaire photovoltaïque installée a été multipliée par huit dans le monde, passant de 15,8 GW à 136,7 GW. En Allemagne, la capacité installée est passée de 6 GW à 35,7 GW entre 2008 et 2013. On estime que la production d'électricité solaire photovoltaïque dépassera les 110 TWh en 2015. Toutes les études récentes montrent qu’elle va augmenter de manière exponentielle : elle devrait atteindre 275 TWh dès 2020 et, selon la Commission européenne et l'AIE, dépasser les 1000 TWH en 2030 (deux fois la production électrique annuelle de la France) et les 9 000 TWh en 2040. A cette échéance, le solaire pourrait donc couvrir plus du quart de la production mondiale d'électricité, ce qui permettrait en outre de réduire de 10 gigatonnes les émissions de CO2 liées à l'énergie, ce qui correspond à environ 20 % de la totalité des émissions humaines de gaz à effet de serre en 2015, exprimés en équivalent-CO2 (environ 50 gigatonnes).  

Partout dans le monde, les projets de production et de stockage d’énergie solaire, qu’ils soient thermiques ou photovoltaïques, se multiplient et commencent à modifier en profondeur le paysage énergétique mondial. Selon le dernier rapport du Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE), les investissements dans l’énergie solaire ont progressé de près de 17 % l'an dernier à 270 milliards de dollars (250 milliards d'euros). Cette progression, après deux années de baisse, est portée par la Chine et le Japon, qui ont investi à eux deux 75 milliards de dollars sur le solaire. Toutefois, selon l'Agence internationale de l'Energie, si la part des énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) dans le bouquet énergétique mondial est appelée à diminuer inexorablement, elle devrait encore représenter les trois quarts de notre production d’énergie dans 20 ans. Toujours selon ce scenario, qui n’est cependant pas écrit d’avance, les énergies renouvelables (y compris hydraulique et biomasse) ne représenteraient encore qu’un cinquième de la production mondiale globale d’énergie en 2035.

C’est dans ce contexte d’effervescence de l’énergie solaire que sera prochainement mise en service, en octobre prochain, la centrale solaire « Constantin 1 », à Cestas, en Gironde. Cette installation exceptionnelle sera la plus grande centrale solaire d’Europe, avec une capacité de 300 mégawatts (MW) et produira 350 gigawatts/heure par an, soit l'équivalent de la consommation électrique annuelle de la population de Bordeaux. Cette centrale s'étendra sur 260 hectares - plus de 300 terrains de football - et comptera précisément 983.500 panneaux photovoltaïques.

L'électricité sera revendue à EDF à 102 euros le MWh, un coût qui reste deux fois supérieur à celui du coût moyen actuel du MWh nucléaire (49,5 euros du MWh selon le calcul de la Cour des comptes en 2012) mais qui se rapproche de celui de l'électricité éolienne (82 euros le MWh) et qui pourrait tomber à 70 euros le MWh en 2020, un coût qui serait cette fois inférieur à celui du MWh qui sera produit par le futur EPR de Flamanville... Il reste que ce projet est le seul de cette taille actuellement en construction en France car l’Etat privilégie les projets solaires de moindre envergure, dans le but de limiter les conflits d'usages des grandes surfaces requises avec les activités agricoles.

Pourtant, cette concurrence entre production agricole, élevage et production d’énergie solaire n’est pas inéluctable et peut être dépassée, comme le montrent plusieurs remarquables expérimentations en cours qui pourraient bien changer la donne dans ce domaine et permettre une accélération décisive de la production massive d’énergie solaire. A cet égard, il faut évoquer le premier parc « agri-solaire » de 87 hectares, inauguré en juillet 2014 à Ortaffa (Pyrénées-Orientales), qui allie production d'énergie solaire et développement d'une activité agricole. Ce parc, implanté sur un terrain auparavant composé de friches viticoles, accueille désormais 300.000 panneaux photovoltaïques mais aussi de l'apiculture et de l'élevage ovin, activités qui peuvent aisément cohabiter avec la présence de ces panneaux. Le parc, composé de 300 000 panneaux pour une puissance installée de 25 MWc, permettra de produire 35 millions de kWh. Il permettra d'alimenter chaque année l'équivalent de plus de 15 000 habitants en électricité locale et renouvelable, tout en évitant l'émission de plus de 10 000 tonnes de CO2 dans l'atmosphère, à production équivalente avec des ressources fossiles.

Pour permettre cette complémentarité synergique entre production agricole, élevage et production d’énergie, ce parc unique en son genre a été divisé en dix enclos en fonction des spécificités naturelles et de la topographie des lieux. Les moutons élevés sur le site permettront l'entretien du parc. 

Dans le même esprit, le producteur français d'énergie renouvelable Akuo Energy a pour sa part développé le concept d'"agrinergie" qui associe production d’énergie et activité agricole, et optimise ainsi utilisation de l'espace. Ce concept d'avenir vise également à associer de manière féconde production agricole et solaire sur un même espace. Akuo Energy a convaincu l’Indonésie de la pertinence de son approche en concluant avec ce pays en pleine croissance économique un accord visant à installer à terme 560 MW d’électricité solaire dans des fermes mixtes, également dédiées aux productions agricoles.

En moins de dix ans, ce concept a fait la preuve de son efficacité et s’est développé dans les Antilles, puis en Corse et dans différents pays méditerranéens. Dans cette approche novatrice, la logique est inversée : la structure de production énergétique est choisie en fonction du projet agricole du partenaire et doit permettre de maîtriser les nombreux paramètres qui conditionnent les cultures. Au final, c’est la technologie qui s’adapte à la pratique agricole ou pastorale et non la culture qui doit se plier aux contraintes techniques, ce qui change tout et ouvre d’immenses perspectives - encore inimaginables il y a quelques années - de développement de l’énergie solaire partout dans le monde, sans que cela entraîne des conflits d’usage sur les terres utilisées.

Outre-Atlantique, où le gigantisme est roi, la plus grande centrale solaire du monde a été connectée en début d'année au réseau électrique en Californie et produit assez d'énergie pour alimenter 160 000 foyers. D'une surface de 25 kilomètres carrés, la ferme solaire Topaz regroupe neuf millions de panneaux solaires, pour une capacité de 550 mégawatts. Cette installation solaire hors-norme constitue une étape importante vers les objectifs de cet État visant à fournir un tiers de l'électricité domestique à partir de sources d'énergies renouvelables d'ici 2020. Cette centrale solaire devrait en outre éviter l'émission d'environ 370 000 tonnes de dioxyde de carbone par an. Un rapport commandé par le gouvernement américain montre que le kWh solaire ainsi produit pourrait devenir moins cher que le kWh issu du gaz d'ici 2018.

Bien entendu, cet essor mondial de l’énergie solaire est également favorisé par de récentes innovations technologiques qui permettent d’envisager à court et moyen terme des panneaux solaires à la fois plus performants (en terme de rendement), plus faciles à utiliser (cellules plus légères et plus souples) et surtout de moins en moins coûteux à produire. C’est ainsi que, début 2015, une cellule solaire développée conjointement par le CEA-Leti, l'entreprise française Soitec et l’Institut Fraunhofer pour les Systèmes Energétiques Solaires (ISE) en Allemagne, a atteint le rendement record de 46 %. (Voir Soitec).

Ce niveau de conversion exceptionnel a pu être atteint en remplaçant l’utilisation du silicium traditionnel par d'autres semi-conducteurs, classés dans les 3e et 5e colonnes du tableau périodique de Mendeleïev. Ces matériaux ont un rendement meilleur que le silicium. Autre avantage, ce nouveau type de cellule solaire peut être produit à l'aide d'une technologie très bien maîtrisée par l'industrie depuis 20 ans. Ces nouvelles cellules à très haut rendement devraient donc pouvoir être utilisées dans les grandes centrales solaires situées dans les régions bénéficiant d’un fort niveau d’ensoleillement.

Il faut également évoquer les remarquables résultats du laboratoire international « NextPV », qui travaille sur les cellules solaires à très haut rendement associant notamment le Research Center for Advanced Science and Technology (RCAST) de l’Université de Tokyo et le CNRS. NextPV est aujourd’hui capable de produire une nouvelle génération de cellules photovoltaïques qui atteignent un rendement de 44 %, contre 20 % pour les cellules solaires actuelles. 

Outre-Rhin, une équipe de recherche de l'Institut pour les Nanomatériaux du Centre Helmholtz de Berlin, dirigée par Silke Christiansen, s'est inspirée de la structure de la fovéa, une petite région située au centre de la rétine de l'œil des mammifères, pour concevoir par biomimétisme une nanostructure composée d’une juxtaposition de micro-entonnoirs parfaitement alignés dans un substrat de silicium. En utilisant une modélisation informatique très puissante, les chercheurs ont réussi à optimiser cette structure jusqu’à ce qu’elle transfère de la manière la plus efficiente possible la lumière dans la couche active d'une cellule solaire en silicium. Résultat : le taux d’absorption de la lumière est amélioré de 65 % par rapport à un film de silicium de la même épaisseur, ce qui permet d’obtenir à l’arrivée un rendement énergétique bien meilleur du système photovoltaïque. En outre, ces structures peuvent être produites à un stade industriel en utilisant les technologies de fabrication actuelles.

Fin 2014, une autre équipe de recherche de l'Université Norvégienne de Sciences et de Technologie a mis au point une nouvelle méthode de fabrication de cellules solaires qui pourrait réduire la quantité de silicium par unité de surface d'environ 90 % par rapport à la norme actuelle, ce qui contribuerait à diminuer fortement le coût de l'énergie solaire. Les cellules solaires obtenues sont constituées d’un noyau de silicium entouré de verre, qui possède un diamètre d'environ 100 micromètres.

Une autre équipe allemande du célèbre Institut Fraunhofer de recherche appliquée sur les polymères (IAP) de Potsdam a mis au point l'année dernière un nouveau matériau de support pour les cellules solaires en polymères ultraminces et produites par impression. En utilisant un verre spécial produit par l'entreprise Corning Inc, les chercheurs sont parvenus à fabriquer un "sandwich" solaire aussi mince qu'une feuille de papier ayant seulement 100 microns d'épaisseur. Ce nouveau procédé de fabrication ouvre la voie à l'impression de modules solaires par procédé roll-to-roll, comme dans l'impression des journaux ! (Voir Fraunhofer).

Grâce à la combinaison de ces ruptures technologiques, nous disposerons, d’ici seulement quelques années, de cellules solaires photovoltaïques à la fois bien plus performantes qu’aujourd’hui mais également plus légères, plus souples et surtout bien moins coûteuses à produire à un stade industriel. Dès lors, il sera envisageable et même rentable de recouvrir de nombreuses surfaces, aujourd’hui inutilisées, de capteurs photovoltaïques. Ceux-ci pourront être intégrés bien plus facilement, non seulement dans les toits des maisons et bâtiments, mais également dans les façades et vitrages des immeubles, dans nos trottoirs et même dans nos routes ! Science-fiction me direz-vous ! Plus tout à fait. En 2014, des chercheurs et ingénieurs néerlandais ont en effet construit le premier tronçon européen de « route solaire » d’une longueur de 70 mètres.

Située sur une piste cyclable à côté de la ville de Krommenie qui est située dans la périphérie d’Amsterdam, cette section de route a généré, pendant les 6 mois de test, une production électrique de 3000 KWh, ce qui correspond à la consommation électrique globale d’un foyer moyen pendant un an. Concrètement, cette route solaire utilise des capteurs solaires noyés dans un sandwich constitué de verre, de caoutchouc de silicone et de béton. Cette structure lui permet de résister au passage d’un camion de 12 tonnes. Des capteurs solaires composant cette route sont en outre connectés à des bornes intelligentes qui optimisent leur production et acheminent l’électricité jusqu’aux réseaux de distribution. Les ingénieurs travaillent à présent à rendre la structure de cette route solaire encore plus résistante, de manière à ce qu’elle reste efficace pendant au moins 15 ans, durée minimale pour permettre un retour suffisant sur investissement.

Aux Etats-Unis (Voir Solar Roadways), un autre projet-pilote de route solaire est expérimenté depuis 2009 par l'ingénieur Scott Brusaw, avec le soutien de l'état fédéral. Les éléments de cette "Route solaire" sont composés de différentes couches qui assurent à la fois le captage de l'énergie solaire, le dégivrage éventuel de la chaussée et la signalisation au sol en temps réel. Le verre trempé utilisé peut résister au passage de camions de 100 tonnes et sa surface est anti-dérapante. Chaque dalle solaire utilisée pour cette route peut produire, en moyenne, 7,6 kWh par jour et, selon les calculs de Scott Brusaw, il serait tout à fait possible, en équipant progressivement le réseau autoroutier et routier américain de ce revêtement solaire, de produire de manière propre trois fois la quantité d'électricité que consomment les Etats-Unis, ce qui permettrait également de diminuer des trois quarts les émissions de CO2 américaines. Scott Brusaw espère à présent pouvoir réaliser un premier tronçon de 50 km de route solaire pour en évaluer les performances en utilisation réelle à grande échelle.

Mais produire une électricité solaire abondante et bon marché ne suffit pas. Encore faut-il être capable d’ajuster l’offre à la demande d’énergie et de pallier les inévitables fluctuations de production liées à la nature intermittente de l’énergie solaire. Là aussi, des innovations technologiques récentes sont en train de changer la donne. La ville de Turlock, située dans la vallée centrale de Californie, a par exemple inauguré en mai 2014 la première centrale solaire couplée à une batterie en flux redox. La technologie a été développée par la société Enervault dont le siège se situe à Sunnyvale dans la baie de San Francisco. Cette centrale de Turlock est constituée d'un ensemble de panneaux photovoltaïques reliés à une batterie en flux redox capable de stocker et de produire 250 kW pendant 4 h (1 MWh). La production d'électricité est utilisée pour alimenter les pompes du système d'irrigation des cultures qui consomment 225 kW pendant les heures d'irrigation.

La production d’électricité est assurée par des panneaux photovoltaïques dont la puissance est limitée à 185 kW en pointe. Le reste de la demande énergétique est assuré par les batteries en flux redox qui permettent d'éviter de recourir au réseau pendant la journée, lorsque le coût du kWh est le plus élevé. Les batteries sont ensuite rechargées sur le réseau pendant la nuit pour bénéficier d'un tarif plus avantageux du kWh. Cette centrale de Turlock est la plus grande installation du genre dans le monde. Elle a permis de valider l’utilisation à grande échelle de la technologie redox Fer-Chrome, dans laquelle les électrolytes sont stockés dans des réservoirs de grande capacité, dont le volume est calculé en fonction de la quantité d'énergie à stocker.

En recourant massivement à l’énergie solaire et à ce type de technologie de pointe, la Californie s’est fixé l’objectif d’atteindre un tiers de sa production électrique à partir d'énergies renouvelables d'ici à 2020. Mais cet état, conscient du problème lié au stockage massif de l’énergie solaire, a aussi décidé de se doter d’une capacité de stockage de 1,3 gigawatt installé en 2020, de manière à couvrir la consommation électrique moyenne d'un million de foyers à n'importe quel moment de la journée. 

S’agissant de l’énergie produite grâce au solaire thermique, des chercheurs du MIT et de l’Université de Harvard ont présenté, en juin 2014, à l’issue de trois ans de recherche, une technologie innovante permettant de stocker l'énergie solaire sous forme chimique, afin de la restituer en chaleur plus tard. Concrètement, les molécules d’azobenzènes, enrobées de nanotubes, sont capables, sous l’effet de la chaleur dégagée par le soleil, d’absorber l’énergie et de changer de configuration. La structure particulière de ces molécules fait qu’il est possible d'inverser facilement et rapidement leur état afin de produire de la chaleur, ce qui permet par exemple de chauffer une habitation la nuit avec de l’énergie solaire ainsi produite. Cette découverte ouvre donc une nouvelle voie vers la conception de nouveaux matériaux solaires thermiques utilisant cette interactivité. En permettant l’utilisation différée de l’énergie produite, cette technique résoudrait une grande partie du problème lié à l'intermittence de l’énergie solaire.

Signalons également qu’en Espagne, une centrale inaugurée en mai 2012, « Gemasolar », en Andalousie, dispose d’une technologie unique au monde. L'énergie accumulée quand le soleil brille permet de produire encore de l'électricité la nuit ou les jours de pluie. Dans cette centrale à concentration, 2.650 panneaux solaires de 120 mètres carrés chacun, disposés sur un immense cercle de 195 hectares, renvoient la chaleur captée sur une tour centrale. Mais l’innovation de cette installation réside dans son système de stockage : une cuve remplie de sels fondus, à une température supérieure à 500 degrés, ce qui permet de produire de la vapeur en différé (la nuit notamment) pour faire tourner une turbine et fabriquer ainsi l'électricité. Le bilan est très positif : la centrale produit 60 % d'énergie en plus par rapport à une centrale qui n'a pas de système de stockage, car elle peut fonctionner 6 400 heures par an, contre 1 500 heures, en moyenne, pour les installations solaires classiques.

Toujours en Espagne, en 2014, la première centrale du monde associant l'énergie thermosolaire à la biomasse a été mise en service à Les Borges Blanques, dans la province catalane de Lleida. Cette installation de 96 hectares fonctionne grâce à 2688 miroirs paraboliques de 12 mètres de diamètre, qui suivent automatiquement la course du soleil. Lorsqu'elle atteint 393°C, l'huile synthétique logée sous les capteurs produit de la vapeur à haute pression qui fournit de l'électricité via une turbine. La nuit, ou par temps couvert, cette installation unique en son genre utilise également de la biomasse (bois) pour assurer la continuité de la production électrique. Cette centrale, d'une puissance de 25 MW, peut satisfaire la consommation électrique de 27 000 foyers et évite l'émission de 24.500 tonnes de Co2, équivalant à la pollution produite par 100 000 voitures.

Toutes ces innovations technologiques vont permettre à l’énergie solaire de se fondre partout, y compris dans nos vêtements et nos appareils numériques et vont également entraîner une chute considérable du coût de production du kWh solaire, qui deviendra avant dix ans moins cher que celui issu des fossiles et même du nucléaire nouveau en y introduisant les coûts faramineux de construction des nouveaux réacteurs et de démantèlement des anciens. Il y a quinze ans, le prix d'un panneau solaire était de l'ordre de 4 dollars par watt. Aujourd’hui, il a chuté à 50 cents par watt et, selon l’Agence internationale de l’énergie, il devrait descendre à 25 cents par watt d’ici 2025 et à 15 cents en 2050... La courbe des coûts et des capacités du solaire va bien respecter la Loi de Moore !

Dès à présent, la production massive d’énergie solaire peut s’avérer parfois moins coûteuse et plus rentable que celle issue des énergies fossiles. Au début de l’année, la société saoudienne ACWA a ainsi fait sensation en remportant un appel d'offres pour construire une centrale solaire de 200 mégawatts à Dubaï qui sera capable de produire de l’électricité à un coût de 6 cents le kilowattheure, inférieur à celui de l’électricité issue du gaz naturel ou du charbon…

Cet avenir radieux de l’énergie solaire vient par ailleurs d’être également confirmé il y a seulement quelques jours par une étude du MIT, intitulée « L'avenir de l'énergie solaire » (Voir MIT Energy Initiative). Ce remarquable rapport rappelle que la Terre reçoit en un peu moins d’une heure, sous forme de rayonnement solaire, l’équivalent de toute sa consommation d’énergie pendant un an (environ 160 000 TWh) ! Selon cette étude, l'énergie solaire est, dans une perspective de quelques décennies, la source la plus appropriée pour satisfaire la soif d’énergie à long terme de la planète, tout en réduisant massivement les émissions humaines de gaz à effet de serre. Ces travaux soulignent également que, même en ne tablant que sur les technologies photovoltaïques actuelles, il est envisageable de réaliser d’ici 2050 suffisamment d’installations solaires pour répondre à la consommation totale d’électricité aux Etats-Unis (de l’ordre de 4 300 TWh par an). Le rapport précise que l’ensemble de ces centrales solaires ne couvrirait, au rendement actuel, que 0,5 % de la superficie des Etats-Unis, soit environ 50 000 km2…

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) prévoit qu'en combinant les technologies photovoltaïques et thermodynamiques, l'énergie solaire pourrait représenter 26 % de la production électrique mondiale d'ici 2050. Les panneaux photovoltaïques pourraient en effet produire 16 % de l'électricité mondiale (soit une puissance totale de 4.600 gigawatts) et les centrales thermiques à concentration des rayons solaires pourraient représenter 11 % de l'électricité produite d'ici 2050 (avec une capacité de 1.000 GW), représentant 6 milliards de tonnes d'émissions de CO2 évitées par an, soit les émissions de CO2 des transports de toute la planète.

Je suis convaincu, pour ma part, que ces prévisions prudentes ont de fortes chances d’être largement dépassées et que le soleil deviendra, au moins en valeur relative, non seulement la première source d’électricité propre et renouvelable mais également la première source globale d’énergie, devant l’ensemble des énergies fossiles, l’éolien et le nucléaire. Il est capital pour l’avenir de l’Humanité que nous nous donnions les moyens de réussir cette transition solaire qui s’annonce car celle-ci constituera sans doute la clé de voûte de la rupture énergétique mondiale qui s’imposera dans ces prochaines décennies et permettra aux hommes de disposer d’une énergie inépuisable, propre et peu coûteuse et de limiter les effets du réchauffement climatique alarmant en cours, en laissant à nos descendants une planète vivable…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


TIC
Information et Communication
Réinventer la mémoire de nos ordinateurs en s'inspirant du cerveau
Lundi, 01/06/2015 - 09:50

Comment concevoir une mémoire informatique plus rapide et moins énergivore ? Des chercheurs de l'Institut d'électronique fondamentale (CNRS/Université Paris-Sud) et du CEA-List ont décrypté les mécanismes physiques impliqués dans des mémoires informatiques magnétiques de nouvelle génération et montré que de tels mécanismes pouvaient être utilisés comme les "synapses" d'un nouveau type de système, capable d'apprendre comment stocker et restituer des informations.

Aujourd'hui, il existe deux grandes catégories de mémoire informatique : des mémoires dites "volatiles", qui sont capables de traiter un grand nombre de données dans un temps très court mais sont dépendantes d'une alimentation électrique continue pour conserver les informations qu'elles ont enregistrées et des mémoires non-volatiles, comme les clés USB ou les CD, qui ne sont pas dépendantes d'une source électrique mais sont beaucoup moins rapides.

Mais une troisième voie se dessine : les mémoires magnétiques (ST-MRAM), qui combinent rapidité de traitement et faible consommation d'énergie, les données n'étant pas stockées sous forme d'une charge électrique mais d'une orientation magnétique.

Ces recherches ont permis de montrer qu'il était possible de contourner l'obstacle constitué par la programmation des jonctions tunnel magnétiques à l'aide d'une tension électrique importante. Les chercheurs ont en effet montré que la programmation probabiliste de ce type de mémoire peut devenir un avantage en leur permettant de fonctionner sur un modèle synaptique, comme le ferait le cerveau humain, c'est-à-dire consommant très peu d'énergie tout en ayant une très grande capacité de traitement de données.

Les simulations numériques réalisées par les chercheurs montrent qu'un tel système peut résoudre efficacement, c'est-à-dire rapidement et en consommant peu d'énergie, des tâches cognitives comme les analyses d'images ou de vidéos, contrairement aux systèmes de mémoires actuelles.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

IEEE

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Matière
Matière et Energie
Tesla veut révolutionner le stockage de l'énergie avec sa batterie domestique
Mardi, 02/06/2015 - 21:52

Le fabricant californien de véhicules électriques de luxe Tesla a dévoilé une "batterie domestique" destinée, selon le fondateur de la société Elon Musk, à transformer l'infrastructure énergétique mondiale. Cette batterie baptisée Tesla Powerwall peut stocker l'électricité fournie par des panneaux solaires ou par le réseau électrique au moment où celui-ci fournit de l'électricité bon marché, notamment pendant les heures de nuit. La batterie peut également servir en cas de coupure de courant, a ajouté Tesla.

La batterie, destinée à être fixée sur le mur d'une maison ou dans un garage pourrait rendre les habitations équipées de panneaux photovoltaïques totalement indépendantes des réseaux électriques traditionnels. « Notre but est de transformer totalement l'infrastructure énergétique mondiale pour la rendre totalement durable et sans produire d'émissions de carbone », a indiqué Elon Musk. La batterie coûtera entre 3000 et 3500 dollars, selon les versions (7 kWh ou 10 kWh) et sera d'abord commercialisée sur le marché américain. La version en 10 kWh est plutôt destinée aux foyers connectés à un réseau "en grille". La version 7 kWh est, elle, orientée vers les utilisateurs de cellules solaires qui veulent utiliser en différé, le soir, l'électricité accumulée la journée par les panneaux solaires. Cette batterie pourrait également être utilisée dans des régions en développement où les réseaux électriques sont souvent peu fiables en dépit d'une énergie solaire abondante. Premier marché visé : la Californie, où l'énergie solaire devrait représenter un tiers de la production énergétique en 2020 et qui a adopté une législation obligeant les électriciens à s'équiper d'importantes capacités de stockage d'ici 2024.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Powerwall

Vers des antennes miniatures intégrées dans des puces ?
Lundi, 01/06/2015 - 09:40

Une équipe de chercheurs de l'Université de Cambridge (Royaume-Uni) vient de montrer que les ondes électromagnétiques seraient générées non seulement par l’accélération des électrons mais également par une brisure de la symétrie du champ électrique.

Cette découverte permet d'envisager la réalisation d'antennes suffisamment petites pour être intégrées dans des puces électroniques. La taille d’une antenne est fonction de la longueur d’onde associée à la fréquence de transmission. Cependant, même ainsi conçue, plus l’antenne est courte, moins elle est efficace, ce qui constitue un frein à la miniaturisation électronique.

Mais en étudiant le comportement de films minces composés de matériaux piézoélectriques (niobate de lithium, nitrure de gallium, arséniure de gallium, etc.), les chercheurs anglais ont découvert que ce type de matériau présente la propriété de se déformer sous l’action d’un champ électrique. Ils ont aussi montré qu’à certaines fréquences (entre 100 MHz et 3 GHz), ces matériaux deviennent non seulement des résonateurs efficaces mais aussi des émetteurs efficaces et peuvent donc servir d’antennes.

Selon les chercheurs anglais, ce phénomène surprenant serait dû à une brisure de la symétrie du champ électrique. Lorsque les charges électriques sont immobiles, le champ électrique est symétrique. Lorsque les couches minces de matériau piézoélectrique sont soumises à une excitation asymétrique, cette symétrie est brisée et un rayonnement électromagnétique est généré.

Commentant ces travaux, le professeur Gehan Amaratunga, du département d’ingénierie de l’Université de Cambridge, souligne que "Ces résultats devraient aider à relier électromagnétisme et mécanique quantique".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cambridge

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Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Des fermes hydroponiques et aquaponiques pour les toits des grandes villes
Jeudi, 04/06/2015 - 15:39

Les chercheurs et urbanistes de l'Université technique de Berlin ont développé un nouveau type de ferme urbaine pour les toits des grands ensembles : la Roof Water - Farm. L'idée consiste à intégrer l'agriculture dans un environnement urbain en occupant notamment les toits des immeubles. Ceux-ci présentent plusieurs avantages comparés aux sols ou aux cultures dans des hangars : l'ensoleillement et la possibilité d'utiliser les eaux usées du bâtiment.

Roof Water - Farm inclut deux types de culture : d'une part une culture hydroponique, où les plantes utilisent les eaux usées des sanitaires riches en nitrates et phosphores. D'autre part, une culture aquaponique, qui utilise les eaux usées faiblement polluées (douche, lavabo, baignoire).

L'équipe travaille actuellement sur un projet pilote pour un bâtiment du quartier de Marzahn à Berlin. Les chercheurs sont en contact avec le Sénat de Berlin, ainsi que d'autres partenaires privés et publics, dont l'Institut Fraunhofer des technologies de l'environnement, de la sécurité et de l'énergie (UMSICHT), pour développer ce concept.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ARD

Les océans : 7ème richesse mondiale !
Mardi, 02/06/2015 - 22:13

Selon le dernier rapport du WWF, réalisé conjointement par le Global change Institute de l'Université du Queensland (Australie) et le cabinet conseil Boston consulting group (BCG), les océans du monde auraient une valeur économique de 22 000 milliards d'euros, soit 30 % du produit mondial brut, estimé à environ 72 000 milliards d'euros en 2013. ce rapport est "le premier du genre à se pencher aussi précisément sur la question du patrimoine océanique", souligne l'ONG. Alors que les océans couvrent plus des deux tiers de la surface de la Terre, l'étude a essayé d'évaluer la valeur globale de l'ensemble des services économiques et écologiques fournis par les océans.

L'étude inclut également le commerce maritime (voies de navigation) qui rapporte 5.200 milliards de dollars ainsi que les activités touristiques, estimées à 7.800 milliards de dollars. Autre contribution : la valeur des océans - qui absorbent 30 % des émissions anthropiques de dioxyde de carbone (CO2) est évaluée à 4.300 milliards de dollars.

Si l'on calcule ce "Produit marin brut mondial" avec la même méthode que les PIB (produit intérieur brut) nationaux, les océans arrivent au septième rang des économies mondiales, grâce à une production annuelle de biens et de services estimée à 2 400 milliards d'euros. Encore faut-il souligner que cette valeur est largement sous-estimée car elle n'intègre pas certaines productions énergétiques issues de la mer, comme le pétrole et le gaz sous-marins, ou encore l'énergie éolienne marine, en plein essor…

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

WWF

Le coût humain et financier de la pollution en Europe est considérable
Mardi, 02/06/2015 - 22:02

Selon une étude publiée par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE), la pollution de l'air serait responsable d'au moins 600 000 décès prématurés par an en Europe et aurait un coût global, direct et indirect, de 1 400 milliards d'euros par an, soit plus de 12 % du PIB européen !

L'étude souligne que cette situation pourrait encore s'aggraver pour la France, si aucune mesure nouvelle n'est prise pour limiter la pollution aux particules fines dans dix agglomérations, dont Paris et Lyon.

Ces recherches montrent qu'en 2012, dans les 53 pays étudiés, la pollution atmosphérique a entraîné 482 000 décès prématurés. Cette surmortalité a été provoquée par des maladies cardiaques et respiratoires, des maladies coronariennes, des accidents vasculaires cérébraux ou encore le cancer du poumon.

A ces morts prématurées, il faut également ajouter 117 200 décès entraînés par la pollution de l’air intérieur, essentiellement dans les pays à revenus faibles et moyens où les foyers ouverts, encore souvent utilisés à l’intérieur des habitations, émettent de nombreux polluants. Au total, la pollution de l’air extérieure et intérieure a causé quelque 600 000 décès prématurés.

Enfin, l'étude précise qu'il faut également prendre en compte le coût du traitement des maladies provoquées par la pollution, ce qui porte le bilan annuel total de l’impact sanitaire de la pollution de l’air à 1 600 milliards de dollars (1 400 milliards d’euros).

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

OMS

Forêt amazonienne : 1% des espèces d'arbres stockent la moitié du carbone !
Lundi, 01/06/2015 - 10:10

L’Amazonie représente l'écosystème le plus vaste et le plus diversifié de la planète et la compréhension du cycle du carbone dans cette forêt est un enjeu scientifiqe majeur. Grâce à la photosynthèse, les arbres produisent des sucres à partir du CO2, de la lumière et de l’eau et une partie est stockée sous forme de bois. La forêt amazonienne joue ainsi un rôle de puits de carbone atmosphérique, aidant à limiter l’impact du réchauffement global.

Les scientifiques de Rainfor, réseau de chercheurs sud-américains et européens dédié au suivi des forêts amazoniennes (dont des chercheurs de l’Inra, du CNRS et du Cirad pour la France) ont cherché à estimer la contribution des différentes espèces. Ces chercheurs ont analysé les données issues de plus de 500 parcelles réparties sur l'ensemble du territoire amazonien, soit au total 200 000 arbres appartenant à 3.600 espèces.

L’objectif de cette étude était d’explorer si l’hyperdominance de certaines espèces (c’est-à-dire la forte représentation d’un petit nombre d’espèces) est liée au cycle du carbone et de quelle manière. Les auteurs ont montré, en effet, que la contribution au stockage du carbone et à la production de biomasse était concentrée chez un petit nombre d’espèces d’arbres. Ainsi, 1 % des espèces d’arbres sont responsables de la moitié de la croissance et du stockage du carbone de l’ensemble de l’Amazonie.

Un exemple frappant illustre ce phénomène : le Bertholletia excelsa, ou noyer du Brésil, représente moins d’un arbre pour mille en Amazonie, mais se place au troisième rang des espèces pour le stockage du carbone et en quatrième position pour la vitesse de croissance. Cette découverte qu’une infime fraction d’espèces d’arbres contribue à la majorité de la biomasse pourrait aider les scientifiques à prédire le comportement des forêts humides tropicales dans le contexte du changement climatique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Sclérose en plaques : une nouvelle molécule et un anticorps à l'essai
Jeudi, 04/06/2015 - 15:46

MedDay, une société française de biotechnologie, vient d’annoncer la mise au point d’une molécule prometteuse, le MD1003, qui semble à même d'améliorer l'état de patients atteints de sclérose en plaques progressive primaire et secondaire. « C’est la première fois qu’un médicament est capable à la fois de ralentir le taux de progression de la maladie et d’entraîner une amélioration d’une proportion significative de patients atteints de sclérose en plaques progressive », affirme Frédéric Sedel, président de MedDay.

Dans le cadre d'une étude clinique de phase III, le MD1003 a, en effet, permis d’obtenir des résultats encourageants. Les patients traités (300 mg/jour) ont ainsi présenté une amélioration à 12 mois, accompagnée d’une diminution du risque de progression de la maladie.

Le MD1003 est un composé proche de la famille de la biotine (appelée aussi vitamine H ou B8). Cette coenzyme interveint dans le métabolisme des acides gras, ainsi qu’à la biosynthèse des vitamines B9 et B12. La MD1003 semble agir selon deux modes distincts : d'une part, elle active une enzyme synthétisant certains acides gras, eux-mêmes nécessaires à la synthèse de nouvelles molécules de myéline. D'autre part, elle augmente la production d’énergie dans les neurones démyélinisés sous les effets de la maladie.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PharmiWeb

American Academy of Neurology

Le lait maternel protège les bébés contre une maladie intestinale grave
Jeudi, 04/06/2015 - 15:32

Des chercheurs américains de l'Université John-Hopkins de Baltimore affirment que « l'allaitement pourrait permettre une meilleure prévention de l'entérocolite nécrosante », une maladie grave de l'intestin dont souffrent les nouveau-nés prématurés et qui peut être mortelle.

Ces travaux ont montré qu'une protéine, la TLR4, qui est chargée, entre autres, de réguler le développement intestinal du nourrisson, jouait un rôle important dans la formation de ces nécroses. L'étude des cellules intestinales non matures, exposées à une bactérie provocant les nécroses, montre que celles qui avaient été traitées avec du lait maternel, riche en facteur de croissance épidermique (EGF), présentaient un taux plus bas en TLR4. Autrement dit, le lait maternel bloquerait donc l'action de la protéine TLR4, facteur de l'entérocolite nécrosante.

Selon ces recherches, l'allaitement serait donc susceptible de prévenir l'entérocolite nécrosante, grâce à l'action protectrice de l'EGF sur les cellules intestinales.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

MNT

Découverte d'un nouveau gène de prédisposition au cancer du sein
Jeudi, 04/06/2015 - 15:27

Les travaux conjoints de chercheurs des universités McGill, Toronto et de Poméranie, en Pologne, ont permis d’identifier les mutations d’un nouveau gène de prédisposition au cancer du sein qui toucherait environ 1 femme sur 2000.

Pour identifier ce nouveau gène prédisposant, les chercheurs ont passé au crible les gènes de 195 femmes atteintes de cancer au Québec et en Pologne, dont les familles présentaient une forte incidence de cancer du sein. Dans ces deux régions où les mutations sont moins nombreuses que dans d’autres populations caucasiennes, cette méthode a permis de découvrir une mutation liée au gène RECQL, un gène intervenant dans la réparation de l’ADN.

« C’est la première fois qu’on trouve un gène de prédisposition dans ces deux bassins de population distincts, ce qui vient confirmer le rôle du gène RECQL. Cette découverte est importante car on ne connaît le gène responsable que dans la moitié des cas de cancers héréditaires », affirme le Docteur William Foulkes, généticien et chercheur à l’Institut de recherche du CUSM et de l’Hôpital général juif. Selon le Docteur Foulkes, cette prédisposition pourrait augmenter ce risque jusqu’à 50 %.

On estime aujourd'hui que la demi-douzaine de gènes de prédisposition identifiés sont responsables de 15 à 20 % des cas de cancer héréditaires, mais les gènes en cause dans les familles affichant un fort historique de cancer du sein demeurent inconnus dans 50 % des cas.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

News Medical

Un vaccin expérimental contre le mélanome
Jeudi, 04/06/2015 - 15:21

Des chercheurs de l'Université de Saint-Louis aux Etats-Unis ont développé un vaccin de type thérapeutique contre le mélanome. Ce vaccin thérapeutique  stimule le système immunitaire du malade et l'aide à mieux détruire les cellules cancéreuses. Pour mettre au point cette injection, dont la composition est propre à chaque cancer, les chercheurs ont analysé les tumeurs de trois patients, "souffrant de mélanomes à un stade avancé, avec un risque élevé de récidive après intervention chirurgicale", précise l'étude.

Contrairement aux vaccins classiques dits "préventifs", le vaccin thérapeutique n'a pas pour vocation de prévenir l'apparition d'une maladie, mais bien de contribuer à sa guérison en stimulant le système immunitaire, qui cible normalement les cellules étrangères à l'organisme. Or, les cellules cancéreuses ne sont pas réellement reconnues comme "étrangères" et sont donc épargnées par le système immunitaire. Le but du vaccin est donc de multiplier les cellules immunitaires, pour qu'elles aillent détruire les tumeurs visées.

L'ADN des cellules cancéreuses a été séquencé pour mettre en évidence les mutations responsables de chaque cancer. C'est à partir de l'identification et de la localisation de ces mutations que les chercheurs ont pu concevoir la composition de leur vaccin immunothérapeutique. "Ce vaccin cible les néo-antigènes, des protéines nouvelles, qui apparaissent à la surface des tumeurs lors de leur formation"  précise le Docteur Beatriz Carreno, professeure à l'Université de Saint-Louis.

Après trois injections du vaccin, tous les patients étaient en rémission et aucun effet secondaire grave n'a été observé. La "qualité de la réponse immunitaire" est également mise en avant. En effet, au-delà de son action sur la tumeur, le vaccin a augmenté et diversifié le nombre de lymphocytes T dans l'organisme, des cellules essentielles du système immunitaire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Un lien entre tabagisme et tendance suicidaire ?
Mardi, 02/06/2015 - 22:07

Selon une étude américaine, le tabac favoriserait les tentatives de suicide. Pour parvenir à cette conclusion surprenante, 43 093 personnes ont été interrogées en 2001-2002 et 34 653 d’entre elles ont été réinterrogées en 2004-2005. Le but était d’évaluer leur rapport aux drogues, à l’alcool, à la cigarette ainsi que leurs troubles de santé, y compris psychiatriques.

Entre les deux vagues d’interviews, 328 personnes ont fait une tentative de suicide (0,88 %). Parmi celles-ci, le risque de tentative de suicide était 50 % plus élevé chez les fumeurs que chez les non-fumeurs. Cette recherche montre également que, chez les personnes qui ont repris le tabac, le risque de tentative de suicide a augmenté de 4,5 fois par rapport aux non-fumeurs.

Ces résultats ont été obtenus après ajustement et pondération des facteurs de risques, comme la situation de famille, les revenus annuels faibles, le chômage ou encore les troubles de santé et les problèmes psychiatriques. Les résultats ont montré que ce risque accru était indépendant de tous ces facteurs qui pouvaient influencer le risque de tentative de suicide. L'arrêt du tabac serait donc particulièrement recommandé chez les personnes susceptibles d'être déprimées.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PLOS

Papillomavirus : le vaccin pourrait être recommandé pour les garçons
Mardi, 02/06/2015 - 21:57

Une étude canadienne réalisée par des chercheurs du Centre de recherche sur le cancer Princess Margaret de Toronto vient de montrer que le fait de vacciner les garçons contre le papillomavirus pourrait être bénéfique dans la prévention des cancers de l'oropharynx. Le vaccin HPV contre le papillomavirus, disponible en France depuis 6 ans et dans de nombreux pays occidentaux, permet de protéger les jeunes filles contre la survenue de cancers du col de l'utérus.

Or, cette vaccination serait aussi fortement utile chez les garçons dans la prévention d'un autre cancer : celui de l'oropharynx, la partie du milieu du pharynx qui se trouve derrière la bouche et dans laquelle se situent le palais mou, les amygdales et la base de la langue. Certaines souches du papillomavirus pouvant provoquer des tumeurs oropharyngées.

Pour parvenir à cette conclusion, les chercheurs ont analysé l'ensemble des données existantes concernant le nombre de cancers ORL dans le monde chez l'homme, les dépenses de santé qu'ils génèrent et l'efficacité du vaccin. L'étude souligne que les cancers oropharyngés représentent 78 % des cancers associés au papillomavirus chez les hommes et leur progression à l'échelle mondiale et dans les pays développés ces dernières années a encouragé certains pays comme la Suisse, l'Autriche, l'Australie ou les Etats-Unis à recommander la vaccination aux garçons. L'intérêt de cette vaccination serait aussi, selon les chercheurs, de compléter la couverture vaccinale contre le HPV chez les femmes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cancer

Le froid contre la maladie d'Alzheimer !
Lundi, 01/06/2015 - 10:00

Les ours en état d'hibernation vont-ils permettre de mieux lutter contre la maladie d'Alzheimer ? Peut-être, si l'on en croit des chercheurs de l’Université de Cambridge, dirigés par Giovanna Mallucci, professeure de neurobiologie. Celle-ci souligne que "L’hibernation des ours est un processus très intéressant d’un point de vue biologique car, à leur réveil, leurs fonctions vitales et cognitives sont intactes".

Selon ces travaux, il semblerait qu'une protéine générée pendant cette longue pause, la RBM3, possède la faculté de protéger les connexions neuronales et les synapses, lorsque la température corporelle des ours s’abaisse. "Cette protéine est également présente chez l’être humain, mais on ne sait pas encore très bien comment elle interagit avec la protection des synapses", précise Giovanna Mallucci.

Ces scientifiques ont pu montrer qu'il était possible d'empêcher la détérioration des synapses chez la souris en lui injectant cette protéine RBM3. Il ont notamment constaté que l'administration de cette protéine augmentait le nombre de synapses, ce qui préserve le réseau de connexions entre les cellules nerveuses. A terme, après des essais cliniques sur l'homme, ces chercheurs espèrent parvenir à développer un médicament qui agisse comme cette molécule de protection.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Autisme : Le diabète gestationnel accroît les risques de développer la maladie
Lundi, 01/06/2015 - 09:30

Selon une étude réalisée par des chercheurs des centres médicaux de Kaiser Permanente (Californie), les enfants dont la mère a contracté un diabète durant sa grossesse auraient un risque plus élevé de développer des troubles autistiques.

Au cours de cette étude qui a duré plus de cinq ans, les chercheurs des centres médicaux de Kaiser Permanente ont travaillé sur les dossiers médicaux de plus de 322.000 enfants de différentes origines ethniques, nés entre 28 et 44 semaines de grossesse entre 1995 et 2009. Ils ont constaté que les enfants exposés au diabète gestationnel de leur mère avant la 26e semaine de grossesse connaissaient un risque accru de 63 % de développer des troubles autistiques par rapport à ceux n'ayant pas été exposés. Ce chiffre aété ramené à 42 % une fois pris en compte l'âge maternel, le niveau d'éducation, l'origine ethnique et les revenus du foyer.

La chercheuse Anny Xiang, du Centre de recherche et d'évaluation du Kaiser Permanente, précise que « l'exposition des fœtus à l'hyperglycémie maternelle pourrait avoir des effets durables sur le développement et le fonctionnement des organes de l'enfant ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JAMA

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