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Énergie

Récupérer la chaleur des batteries électriques

Les batteries des équipements nomades (ordinateurs et téléphones portables, par exemple) sont connues pour leur propension à chauffer, réduisant leurs performances et pouvant même entraîner leur explosion. Ce qui a poussé des chercheurs des universités de Wuhan, en Chine, et de Los Angeles, en Californie, à imaginer un film hydrogel dans lequel les ions et l’eau subissent deux processus thermodynamiques distincts. Résultat : ce dispositif est à la fois capable de rafraîchir les composants électroniques, par évaporation de l’eau, et de récupérer les ions libérés par cette évaporation pour les transformer en électricité. Finie la perte d’énergie sous forme de chaleur ! Des tests ont montré qu’un simple film hydrogel de 2 millimètres d’épaisseur parvient à abaisser les surchauffes de 20 °C, tout en récupérant 5 microwatts (1 μW = 10–6 W) d’électricité. PIERRE-YVES BOCQUET

Pour en savoir plus 
: actualité de phys.org

Énergie

Des déchets plastiques recyclables

Du plastique recyclable à l’infini grâce à une nouvelle enzyme performante ? Une avancée qui permettrait de réduire les millions de tonnes de déchets plastiques rejetés chaque année dans la nature. L’enzyme, appelée PET dépolymérase, cible le PET (polyéthylène téréphtalate), un polymère plastique qui entre dans la composition d’emballages et de fibres textiles. Conçue par un collectif de chercheurs académiques et industriels français, l’enzyme agit sur le PET en le fractionnant en plus petites unités (monomères), avec une grande productivité. Ces monomères peuvent être réassemblés après purification pour produire de nouvelles molécules de PET aux propriétés identiques à celles du PET d’origine, contrairement aux traitements thermiques utilisés d’ordinaire pour tenter de le recycler. le plastique recyclé grâce à la PET polymérase a pu servir à fabriquer des bouteilles, preuve que cette enzyme révolutionnaire offrirait une piste prometteuse dans le cadre d’une économie circulaire. GAËLLE COURTY

Pour en savoir plus : actualité de l'INRAE

Médecine

Des rayons X moins dangereux

L’exposition régulière aux rayons X (utilisés en radiographie dentaire ou dans les scanners médicaux) peut être dangereuse pour la santé au-delà d’un certain taux de radiation. Les lésions cellulaires qui s’ensuivent peuvent provoquer, à court terme, des troubles cutanés ou une baisse de la fertilité, voire même, à plus longue échéance, des cancers ou des anomalies génétiques. C’est pourquoi des chercheurs du laboratoire national de Los Alamos et du laboratoire national d’Argonne, aux États-Unis, ont développé un nouveau procédé d’imagerie médicale, toujours basé sur les rayons X, mais avec un risque réduit d’exposition au rayonnement. Comment ? En employant un film de pérovskite (titanate de calcium, un minéral de formule chimique CaTiO3) qui rend les rayons X cent fois plus sensibles que dans les détecteurs classiques et permet de se passer d’une source extérieure d’énergie pour amplifier le signal. Résultat : ce procédé permet d’obtenir une image avec une exposition aux rayonnements cent fois moins forte. Outre l’imagerie médicale, la technique pourrait également être utilisée pour améliorer la sensibilité des scanners à rayons X qui sondent les bagages dans les aéroports. P.-Y. B.

Pour en savoir plus
 : actualité du laboratoire national de Los Alamos

Énergie

Vers des panneaux solaires sous-marins

Les drones sous-marins sont utilisés de plus en plus souvent pour étudier ou dépolluer les fonds marins. Mais le rayon d’action de ces engins électriques est limité par leur faible autonomie. En effet, les panneaux solaires classiques, comme ceux posés sur le toit des maisons, ne peuvent pas être employés pour recharger les batteries sous l’eau, car celle-là filtre les rayons lumineux dont les cellules photovoltaïques ont besoin pour produire de l’électricité. La lumière rouge par exemple, dont la longueur d’onde est supérieure à 600 nanomètres (1 nm = 10–9 m), est bloquée complètement dès 4 mètres sous la surface. Partant du constat que les rayons de longueur d’onde inférieure (vers le bleu) parviennent à s’enfoncer plus profondément dans l’eau, des chercheurs de l’université de New York estiment qu’il serait possible de concevoir des cellules photovoltaïques sous-marines en se servant de semi-conducteurs plus sensibles à ces longueurs d’onde que celles en silicium utilisées aujourd’hui. Selon leurs estimations, des composants à base d’arsenic, de gallium et d’indium (AlGaAs, InGaP et GaAsP), d’oxyde de cuivre (CuO2) ou encore de tellurure de zinc (ZnTe) pourraient produire ainsi de l’électricité jusqu’à 50 mètres sous la surface, avec un rendement de 63 %, voire plus. P.-Y. B.

Pour en savoir plus : article de Joule

Biologie

De la vie dans les abysses… donc peut-être sur Mars ?

Les fonds marins, c’est-à-dire l’espace immergé à grande profondeur, à la surface de la croûte océanique, constituent un environnement considéré comme l’un des plus inhospitaliers de la Terre. En effet, il y règne des conditions de température, de pression, d’absence d’oxygène et de lumière si extrêmes que les scientifiques les comparent à celles trouvées sur d’autres planètes. Cependant, des chercheurs de l’université de Tokyo ont découvert que certaines régions du plancher océanique, riches en fer, sont colonisées par la vie : ils y ont détecté des densités microbiennes très élevées, dépassant les 10 milliards de cellules par centimètre cube. Ce qui les laisse donc supposer que les planètes possédant des caractéristiques similaires (roches basaltiques riches en fer alliées à la présence d’eau) pourraient, elles aussi, abriter de la vie. Notamment la planète Mars... P.-Y. B.

Pour en savoir plus
 : article de Communications Biology

Médecine

Un champignon pour soigner des maladies génétiques rares ?

Le champignon comestible Lepista inversa posséderait une propriété étonnante : la capacité de soigner certaines maladies génétiques rares. Son efficacité, démontrée notamment sur des cellules provenant de patients atteints de mucoviscidose, réside dans l’un de ses principes actifs (molécules dotées d’effets thérapeutiques). Ce dernier permettrait de corriger un type spécifique de mutations de l’ADN (acide désoxyribonucléique) dites non-sens. Ces mutations introduisent un codon (brique de trois nucléotides) dit stop à un endroit inapproprié de la chaîne de traduction, qui s’interrompt. Cela aboutit à la production d’une protéine dysfonctionnelle, à l’origine de certaines pathologies. l’exploitation à visée thérapeutique de la substance active de L. inversa, identifiée par des chercheurs français, a fait l’objet d’un dépôt de brevet. Cette avancée considérable dans le domaine de la médecine offrirait un espoir aux nombreux patients atteints de maladies rares résultant d’une mutation non-sens, qui ne bénéficient d’aucun traitement à l’heure actuelle. G. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'Inserm

Santé

Stress et baisse des défenses immunitaires

Le lien entre stress psychologique et défenses immunitaires affaiblies était déjà établi. Mais les mécanismes sous-jacents demeuraient inconnus. Des chercheurs français ont identifié une voie cellulaire dont l’activation entraînerait une diminution de la réponse immunitaire innée et de la résistance virale en cas d’infection. Cette voie met en jeu des récepteurs dits ß2-adrénergiques situés à la surface des cellules, immunitaires notamment, auxquels se lient les hormones du stress, adrénaline et noradrénaline. Cette découverte provient de travaux réalisés sur des souris infectées par un virus. les rongeurs soumis au préalable à un stress chronique – par stimulation des récepteurs ß2-adrénergiques – affichaient une mortalité supérieure à celle des individus non stressés. Quant à ceux privés de ces récepteurs par modification génétique, ils présentaient une survie supérieure aux témoins possédant lesdits récepteurs. En poursuivant leurs investigations, les chercheurs ont mis en évidence que les récepteurs ß2-adrénergiques inhibaient les cellules NK (Natural Killer). Ces cellules immunitaires libèrent des cytokines inflammatoires, molécules impliquées dans la lutte contre l’infection virale. Une piste prometteuse pour renforcer la résistance à certaines maladies infectieuses. G. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'Inserm

Informatique

Réduire l’empreinte carbone de l’intelligence artificielle

L’apprentissage des réseaux de neurones, à la base de la plupart des systèmes d’intelligence artificielle, est réputé pour être très gourmand en énergie : le système doit en effet être entraîné, c’est-à-dire exposé à de grosses bases de données et effectuer de nombreux essais-erreurs avant d’être paramétré correctement et devenir opérationnel. Processus qu’il faut répéter en fonction de chaque application souhaitée (reconnaissance d’images, traduction, simulations...). C’est pourquoi des chercheurs de l’institut de technologie du Massachusetts (MIT) ont imaginé une nouvelle approche permettant de réduire drastiquement le temps nécessaire à cette étape, et donc les coûts et les émissions de dioxyde de carbone associés. Leur idée ? Concevoir une forme d’architecture de réseau de neurones permettant d’entraîner l’algorithme une fois pour toutes, qu’il est possible ensuite de spécialiser avec une moindre dépense énergétique pour effectuer une tâche particulière. Selon les chercheurs, la technique serait plusieurs dizaines, voire centaines de fois plus économique et écologique que l’approche traditionnelle. P.-Y. B.

Pour en savoir plus : publication du MIT Han Lab

Neurosciences

Retrouver le sens du toucher grâce à une interface cerveau-machine

Un patient souffrant de paralysie de la main à la suite d’une lésion complète de la moelle épinière a retrouvé des capacités de mouvement, mais aussi le sens du toucher à l’aide d’une nouvelle interface cerveau-machine mise au point par des chercheurs du Battelle Memorial Institute et du Wexner Medical Center de l’université de l’Ohio. Une performance obtenue grâce à la capacité du dispositif, connecté au cortex cérébral du patient, à séparer les signaux neuronaux destinés aux mouvements de ceux liés au sens du toucher. Outre ce gain, déjà fortement bénéfique en lui-même puisqu’il permet de détecter des objets, la récupération du sens du toucher a aussi un impact important sur celle de fonctions sensorimotrices complexes, comme la préhension des objets. La technique pourrait donc améliorer et accélérer sensiblement la rééducation des personnes touchées par un handicap moteur. P.-Y. B.

Pour en savoir plus : article de Cell

Biologie

Après un repas équilibré, la satiété expliquée

Des chercheurs français et luxembourgeois ont mis en évidence les mécanismes physiologiques aboutissant à la sensation de satiété chez la souris. À l’origine, l’élévation du taux de glucose après un repas équilibré. À terme, le changement de forme des astrocytes entourant les neurones du cerveau qui limitent la prise alimentaire (neurones dits POMC, à pro-opiomélanocortine, situés dans l’hypothalamus). À la suite d’une cascade de réactions, les astrocytes (cellules entourant les neurones et assurant leur soutien et leur protection) se rétractent, levant ainsi l’inhibition qu’ils exerçaient sur les neurones POMC. libérés, ces derniers peuvent s’activer et déclencher ainsi la sensation de satiété. Les circuits neuronaux impliqués dans la régulation du comportement alimentaire ne voient donc pas leurs connexions modifiées à l’échelle d’un repas, bien que ce phénomène (appelé plasticité neuronale) ait été déjà mis en évidence dans d’autres conditions nutritionnelles. À noter que les chercheurs n’ont pas observé cette modification des astrocytes après la consommation d’un repas riche en lipides, indiquant que le phénomène dépend de la nature des nutriments ingérés. G. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'Inserm

Paléontologie

Faire parler le vieux squelette d’un jeune ancêtre

Dans le domaine de la paléontologie, la découverte d’un squelette ancien bien conservé fait partie des événements rares, et celle d’ossements juvéniles encore plus. C’est pourtant la chance qu’ont eue des chercheurs du Modesto Junior College, en Californie, et de l’université de Witwatersrand à Johannesbourg. En effet, ils pensent avoir identifié, dans une grotte sud-africaine, des fragments (dents, mandibules, humérus...) d’un squelette d’Homo naledi datant de 226 000 à 335 000 ans avant notre ère et appartenant à un individu mort à un âge précoce, entre 8 et 15 ans. Une première pour cette espèce, qui permettra d’en savoir plus sur la façon dont H. naledi grandissait (en comparant ce squelette immature à d’autres, plus âgés), mais aussi sur la manière dont les espèces ont évolué sur une échelle de temps plus longue. P.-Y. B.

Pour en savoir plus 
: article de PLOS One

Technologie

Des planeurs en carton pour explorer Mars

Des conditions particulières règnent à la surface de certaines planètes. Ainsi, Mars est caractérisée par un ensoleillement réduit, une faible densité atmosphérique et une gravité moins forte que sur Terre. Des chercheurs de l’université de Pennsylvanie estiment que de petites plaques en « nanocarton », de 50 nanomètres (1 nm = 10–9 m) d’épaisseur, seraient suffisamment légères pour léviter dans l’atmosphère sans avoir besoin de mode de propulsion ou de sustentation supplémentaire. Cette version martienne des avions en papier disposerait d’une surface micro-perforée permettant de créer une portance (la force qui s’oppose à la gravité et maintient les avions en l’air) grâce au flux thermique provoqué par les rayons lumineux se propageant à travers un matériau conducteur de chaleur. Selon les chercheurs, ces mini-planeurs seraient même capables d’embarquer des capteurs permettant d’explorer la planète plus facilement que des technologies robotiques traditionnelles à moteurs et hélices, et à un moindre coût. P.-Y. B.

Pour en savoir plus 
: article de Advanced Materials