UP' Magazine L'innovation pour défi

talc

Le géomimétisme : s’inspirer des minéraux pour synthétiser de nouveaux matériaux

Après le biomimétisme, voici le géomimétisme ! Il s’agit d’un processus qui s’inspire du minéral pour créer de nouveaux matériaux. Bien que présentant une structure similaire à leurs homologues naturels, ces nouveaux minéraux synthétiques présentent l’avantage d’avoir une chimie et une taille contrôlées. La taille nanométrique de ces nouveaux minéraux permet de leur conférer de nouvelles propriétés et de nouveaux signaux cristallochimiques
 
Une collaboration étroite entre des minéralogistes du laboratoire Géosciences environnement Toulouse (GET/OMP, UPS / IRD / CNRS / CNES) et des chimistes des matériaux de l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB, CNRS / Université Bordeaux / Bordeaux INP) a permis de réaliser la synthèse de talc en seulement 20 secondes à l’aide d’un procédé innovant et rapide, s’inspirant des processus naturels de formation des minéraux : la synthèse hydrothermale en continu et en conditions supercritiques.
 
Un communiqué du CNRS précise que ce nouvel outil pour les géosciences et la science des matériaux leur a permis de créer un nanominéral modèle de talc en seulement quelques dizaines de secondes.
Ce talc possède une structure tétraèdre-octaèdre-tétraèdre (TOT) trioactaédrique comme le talc naturel dont il se distingue cependant par des tailles de cristallites nanométriques. Cette taille nanométrique lui confère des signatures cristallochimiques singulières et de nouvelles propriétés de surface telles une hydrophilie, le talc naturel étant hydrophobe.
 
Étudier des nanominéraux modèles permet d’identifier les propriétés physico-chimiques liées uniquement à la phase nanométrique. Dans le cas du talc, les signatures cristallochimiques du nanotalc ont conduit à l’identification dans un minerai de talc d’une phase submicronique jusqu’alors insoupçonnée.
 
En permettant de reproduire les premiers stades de formation des minéraux, la synthèse hydrothermale en continu et en conditions proche- et supercritiques offre une nouvelle approche vers la nanominéralogie, d’une part, et vers le développement de nouveaux géo-matériaux avancés, d’autre part.
 
Ce procédé breveté (1) fait aujourd’hui l’objet d’un partenariat industriel avec la société Imerys Talc pour le transfert de technologie. Ce procédé est également développé dans le cadre d’un projet prématuration du CNRS pour l’élaboration hydrothermale supercritique de phyllo-aluminosilicates.
 
 
Note(s):
C. Aymonier, A. Dumas, C. Le Roux, F. Martin, P. Micoud, C. Slostowski (2015) Procédé de préparation de particules synthétiques phyllominérales en continu. PCT/FR2015/050984, aux noms du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l’Université Paul Sabatier Toulouse III.
Source(s):
Dumas, M. Claverie, C. Slostowski, G. Aubert, C. Carême, C. Le Roux, P. Micoud, F. Martin, C. Aymonier, Fast-geomimicking using chemistry in supercritical water. Angewandte Chemie International Edition, 2016, DOI: 10.1002/anie.201604096. (Very important paper).
 
 

 

Aquila

Aquila de Facebook : un drone géant pour connecter le monde

Alors que Solar Impulse venait tout juste de boucler son tour du monde sans une goutte de kérosène, par la simple énergie du soleil, un exploit du même ordre était lancé :  le premier vol du drone géant Aquila, propulsé par l’énergie solaire et capable de voler trois mois à 18 000 mètres d’altitude sans interruption. Un projet fou lancé par Facebook pour connecter l’ensemble de l’humanité à Internet.
 
Il y a tout juste un an, Facebook dévoilait son prototype de drone solaire. Objectif de l’opération : diffuser l’Internet à haut débit dans des zones non desservies ou disposant d’un accès de mauvaise qualité. Après plusieurs mois d’essais sur des modèles à taille réduite, le premier vol du drone de Facebook grandeur nature a été couronné de succès.
 
Baptisé Aquila (pour aigle en latin), l’engin est impressionnant par sa forme. C’est une unique aile en fibre de carbone de 42 mètres d’envergure, soit plus que celle d’un Airbus A320. Une aile fine et élégante mais particulièrement légère : l’ensemble de l’appareil ne pèse pas plus lourd qu’un tiers d’une voiture électrique. Pour avoir un ordre de grandeur, la Zoé de Renault pèse environ 1 500 kg à vide.
 
Comme Solar Impulse, cet appareil vole sans une goutte de carburant. Le drone fonctionne à l’énergie solaire produite par les cellules photovoltaïques dont il est recouvert. La consommation électrique de l’appareil la nuit ne dépasse pas 5000 watts, soit l’équivalent de trois sèche-cheveux. Ainsi équipé, Aquila est capable de voler trois mois, sans interruption, à une altitude variant entre 60 et 90 000 pieds (soit 18 à 27 000 mètres). Inutile de préciser qu’il n’y a pas de pilote à bord. L’engin est automatique et vole à la vitesse de 40 km/h.
 
Pour atteindre les performances attendues, les ingénieurs se sont lancés dans une course contre le poids. De ce fait l’engin ne possède pas de train d’atterrissage. Il décolle à l’aide d’un dispositif pyrotechnique et prend son envol uniquement à l’aide de son pilote automatique. Les essais d’Aquila ne sont pas encore terminés ; il faut encore valider la performance des batteries à haute densité énergétique, la résistance de l’appareil en conditions atmosphériques réelles, la forme même de l’engin fera l’objet de nombreux tests.
 
À terme, l’idée est de lancer des escadrilles d’Aquila, pour créer un réseau de drones solaires volant en haute altitude de manière géostationnaire. Les drones seraient équipés d’un système de transmission par laser. Ce procédé permettra de recevoir le signal Internet depuis le sol et de le relayer d’un drone à l’autre afin de propager la connexion sur de vastes zones.
 
Le choix du réseau social d’utiliser la transmission laser est particulièrement audacieux. En effet, selon nos confrères de Futura-Sciences, cette technologie implique une grande précision, d’autant plus complexe que l’appareil est en mouvement. Les chercheurs du Connectivy Lab de Facebook ont publié récemment dans la revue The Optical Society, la description d’un détecteur de lumière permettant d’assurer la connexion du drone vers le sol. Il s’agirait d’une sorte d’ampoule fabriquée à partir de fibres de plastique fluorescentes, qui absorberaient une couleur (le bleu) et émettraient une autre (le vert). Selon les auteurs de cette publication, le temps entre émission et réémission serait ainsi réduit à 2 nanosecondes. Les premiers essais de cette technologie ont permis d’atteindre 2 gigabits/s. En juillet 2015, l’équipe avait annoncé que son système laser pouvait atteindre un taux de transfert de données de plusieurs dizaines de gigabits par seconde en rayonnement infrarouge invisible.  
 
L’ambition du projet est de fournir une connexion internet à 4 milliards de personnes, soit 60 % des habitants de la planète qui n’y ont pas accès, en particulier dans les pays émergents. Facebook précise qu’aujourd’hui, « 1.6 milliard de personnes vivent dans des régions qui n’ont pas de réseau mobile à haut débit. Connecter ces parties du monde avec les technologies existantes comme la fibre optique enterrée ou des liaisons hertziennes est souvent trop coûteux ». 
 
 

 

LinkNYC

Google déploie des bornes WIFI pour espionner dans les rues de New York

D’ici fin juillet, 500 bornes wifi à haut débit seront installées dans les rues de New York. Des milliers le seront ensuite à rythme soutenu sur plusieurs années. L’intention est bonne : permettre aux passants de se connecter facilement à Internet via leurs smartphones. Mais derrière les intentions affichées, il y en a d’autres, plus sombres. En effet, la revue The Voice People dévoile que ces bornes wifi devront aussi servir à aspirer les données des utilisateurs. Et que derrière ce plan, à la manœuvre, on retrouve Google.
 
Le projet a pour nom LinkNYC et sa mise en œuvre a été confiée à une société spécialisée dans la vente de balises Bluetooth, Gimbal. 500 bornes sont prévues, chacune offrant une connexion wifi gratuite de plusieurs gigabits, d’une prise USB et d’une tablette.
« Ce sera le réseau le plus grand et le plus rapide dans le monde –et entièrement gratuit, clamait le maire Bill de Blasio lors de l'inauguration, en février dernier. Je suis sûr d’une chose à propos de mes concitoyens new-yorkais, ils aiment les choses qui sont tout à fait gratuites ».
Oui mais, ce qui est gratuit ayant toujours un prix, en contrepartie de ce service, les newyorkais devront communiquer toutes leurs données personnelles.
 
Pour comprendre l’astuce, il faut décrypter le montage du projet. Éliminons d’abord la ville de New York qui offre ses trottoirs mais n’a pas la moindre influence dans la construction du réseau. C’est un consortium d’entreprises privées qui en est chargé : CityBridge. L’histoire de cette structure est plutôt romanesque. En effet, à sa création en 2014, le consortium comprend quelques sociétés qui travaillent dans le secteur des télécoms comme Qualcom ou Civiq Smartscapes dont l’intérêt se porte sur les villes connectées. Un groupe de publicité tient le contrôle du consortium : la société Titan. Un montage parfaitement logique puisque les bornes comporteront des espaces d’affichage permettant de financer le business model.
 
Ce bel équilibre est soudainement rompu l’été dernier. Titan et deux autres partenaires du consortium, détenant le contrôle de la structure fusionnent dans une nouvelle société : Intersection. Or cette société Intersection est elle-même détenue par une « société urbaine d’innovation », Sidewalk Labs. Vous suivez ? Or il se trouve que cette société est la propriété d’une société mère du nom d’Alphabet.
Alphabet étant la société holding abritant toutes les activités de Google.
 
Ainsi, les bornes LinkNYC sont la propriété de Google. C’est le géant de Mountain View qui assurera la production, l’installation et la maintenance de l’intégralité du parc de bornes wifi. Un budget d’au moins un demi-milliard de dollars selon The Voice People. Un investissement qui serait financé par la publicité via les panneaux d’affichage électronique de chacune des bornes. Ces panneaux proposeront des affichages de publicités ciblées en fonction des comportements des passants, données que leur auront transmises les passants eux-mêmes. Le vieil adage qui dit, « si vous ne payez pas le produit, c’est que vous êtes le produit », se vérifie encore une fois.
 
Et Google est maître en la matière. Ses 75 milliards de dollars de revenus engrangés l’année dernière se sont construits sur la thésaurisation des données comportementales des utilisateurs. Condamné à plusieurs reprises aux États-Unis comme en Europe pour atteinte à la vie privée, Google est trop gros pour succomber ou simplement être ébranlé du fait de ces tracasseries judiciaires.
 
 
Mais, avec le réseau LinkNYC, Google franchit une étape radicale. Il s’installe désormais dans la ville, et déploie son influence bloc d’immeubles par bloc d’immeubles. Google étend son réseau dans le paysage physique. Nul doute que Google voudra vite cloner son système et l’implanter dans de nombreuses villes dans le monde. Chaque quartier, chaque rue deviendra ainsi un centre de profit dans l’activité de Google. La firme engrangeant ainsi des informations précieuses et lucratives non seulement sur nos comportements virtuels mais aussi sur nos parcours bien réels.
 
 
Image d’en-tête : ILOVEDUST / The Voice People
 

 

Cuir

Cette startup fabrique un cuir biosynthétique plus vrai que nature

Bientôt, nous n’aurons plus besoin d’abattre des animaux pour obtenir du cuir. Cette startup de Brooklyn a inventé un procédé de biofabrication permettant de créer du cuir, possédant les mêmes qualités que le matériau original sans les inconvénients liés aussi bien à la prise en considération des animaux que de l’environnement.
 
La société Modern Meadow a été fondée en 2011. Depuis cette date, la startup travaille à création par biofabrication de cuir. Ses avancées technologiques et l’immensité du marché qu’elle est en mesure de révolutionner -évalué à 100 milliards de dollars- , lui ont permis de lever plus de 50 millions de dollars de financement. Il est vrai que le produit est prometteur. Non seulement, il dispense de tout abattage animal mais, en plus, il est écologique puisque les phases très polluantes de tannage sont éliminées du processus de fabrication.
 
Andras Forgacs, le cofondateur de la société explique que son cuir biofrabriqué en laboratoire ressemble parfaitement au cuir traditionnel puisqu’il est fait de cellules animales. Il offre, en outre, une latitude inédite pour définir des caractéristiques particulières, structurelles ou esthétiques, en fonction des besoins.
 
Pour produire ce cuir révolutionnaire, la société mise sur les biotechnologies les plus avancées. Sa méthode de biofabrication consiste à cultiver du collagène, cette protéine que l’on trouve dans la peau des animaux. Les chercheurs modifient le code génétique de ces cellules pour les coder afin de produire la quantité de collagène désiré. Ces cellules de collagène fabriquées en laboratoire sont ensuite assemblées pour former des fibrilles, sorte de méga-molécules de collagène à triple hélice.
 
 
Ces fibrilles sont ensuite assemblées pour former des fibres de cuir qui vont structurer la base protéinique du cuir. Le matériau obtenu est alors tanné selon un procédé respectueux de l’environnement qui n’utilise ni chrome ni chaulage comme c’est le cas dans les tanneries traditionnelles.
Le cuir obtenu à l’arrivée ressemble à s’y méprendre à du cuir traditionnel. Mais il n’a nécessité aucune mort d’animal pour être produit.
 
La société affirme qu’elle n’a aucune limite pour fabriquer tout type de cuir, y compris ceux qui émergent des rêves créatifs les plus fous : un cuir de kangourou qui aurait la souplesse d’une peau de serpent, ou la souplesse de l’agneau, ou l’esthétique du crocodile. Et pourquoi ne pas ressusciter, par la magie de l’ADN, le cuir d’un animal disparu : une veste en mammouth laineux, ça vous dit ?
 
La société, qui a terminé sa phase de R&D, entend maintenant passer à l’industrialisation à grande échelle. Une première usine est en construction à New York. Bart Swanson, de Horizons Ventures, qui a investi dans la startup, pense que le grand défi à venir est celui de faire baisser les coûts de production. Mais il est persuadé que la société atteindra un excellent niveau de compétitivité très rapidement. Pour cela elle sera portée par le marché qui est très demandeur de ce type d’innovations respectueuses des animaux et de la nature.  Le cuir traditionnel sera alors remisé au rayon des souvenirs, comme l’énergie fossile que nous utilisions pour nous éclairer et nous déplacer.
 
 
Source : Futurism
 

 

Impossible Foods

Un hamburger sans viande pour sauver la planète

Il ressemble à un hamburger, une viande dorée, croustillante et juteuse, appétissante. Et pourtant ce hamburger créé à San Francisco ne contient pas la moindre parcelle de viande. Il est 100 % végétal. Son créateur mise sur son goût « délicieux » pour le faire adopter par le plus grand nombre et résoudre les problèmes de la planète. Une stratégie à la Tesla où le discours écologique est estompé au profit de la qualité et du plaisir.
 
Sur le grill, la viande grésille come un steak traditionnel. Quand on le découpe, il est saignant, juteux, et ressemble à s’y méprendre à un bon steak haché bien appétissant. Au goût, on retrouve toutes les impressions que procure la viande, de la texture au parfum. Et pourtant, ce steak est fabriqué sans viande, uniquement à base de produits végétaux.
 
Ce hamburger a été créé par Patrick Brown, un ancien biochimiste de Stanford qui rêvait, comme nombre de ses condisciples de la Silicon Valley, de changer le monde. Car ce steak mise sur son plaisir gustatif pour convaincre tout le monde et pas seulement les végétariens ou les adeptes du régime vegan.
 
Tous ceux qui l’ont goûté, l’ont approuvé : il est effectivement délicieux et ressemble, à s’y méprendre, à de la vraie viande. Alors, comment a-t-il été possible de réaliser cet exploit ?
Impossible Foods, c’est le nom de cette startup de la baie de San Francisco, a travaillé pendant cinq ans pour mettre au point son produit. À force d’analyser les molécules composant la viande, la texture d’un hamburger, son parfum, son aspect, les équipes de recherche de Patrick Brown ont découvert un ingrédient très spécifique à la viande, dont le goût est différent de tout autre aliment. Cet ingrédient magique, c’est le heme.
 
Il s’agit d’une molécule qui contient du fer et procure à la viande sa couleur rouge et son goût légèrement métallique. Le heme est fortement concentré dans la viande rouge, mais on peut le trouver ailleurs, et notamment dans les plantes. Euréka !  L’ingrédient magique été trouvé. Mais extraire cette molécule de légumineuses comme le soja, qui contient, dans sa racine, des nodules contenant le fameux heme, aurait coûté beaucoup de ressources. Et notamment des coûts de carbone que l’équipe d’Impossible Foods, respectueuse de l’environnement, tient à exclure de ses préparations.
Les chercheurs ont donc trouvé un autre moyen en transférant le gène de soja qui code la protéine heme à de la levure, ce qui permet de produire l’ingrédient miracle en très grandes quantités.
« Nous avons été en mesure de produire du heme à une échelle gigantesque » s’enthousiasme Patrick Brown. « En fin de compte nous voulions que notre méthode soit pratique pour parvenir à des coûts très compétitifs ». Remplacer la viande c’est bien, mais pouvoir fournir ce produit de substitution à des milliards d’amateurs de viande dans le monde entier, c’est une autre affaire.
 
Convaincre des amateurs de viande à changer leurs habitudes ne peut se faire que si le produit proposé ressemble vraiment à de la viande. La question du goût et de sensations olfactives ou de textures a donc été la préoccupation centrale des chercheurs d’Impossible Foods. Ils ont donc mis en batterie toute leur créativité pour parvenir à leur objectif. Ainsi, par exemple, pour reproduire la texture de graisse animale d’un steak, ils ont eu recours à des émulsions d’huile de noix de coco mélangée à des protéines de blé texturé et de pommes de terre qui composent la « viande végétale » de leur hamburger. Le résultat est saisissant. Cette huile reste solide jusqu’à ce que le hamburger soit déposé dans une poêle chaude. La galette de « viande » commence alors à grésiller et suinter, comme le ferait la graisse animale d’un vrai steak.
 
Pour réussir à reconstituer l’odeur du steak, les chercheurs ont travaillé à l’aide de spectromètres de masse en phase gazeuse. Ils ont ainsi pu décomposer les milliers de particules qui font l’odeur d’un steak. Ils ont ainsi distingué des arômes de beurre, d’herbe, de fumée et même des pointes de framboise. Ce sont ces centaines d’arômes mélangés, qui font le parfum de la viande, que les équipes ont pu reconstituer.
Sur le plan diététique, ce hamburger contient plus de protéines que la viande, moins de gras et moins de calories. De plus, aucune trace de cholestérol dans le steak de Patrick Brown.
 
La consommation de viande rouge dans le monde est à un niveau élevé mais sa production en masse pour satisfaire une demande accrue n’est plus soutenable du fait de son lourd tribut avéré sur l’environnement. De plus, des questions éthiques sur le bien-être animal et les conditions d’abattage apparaissent avec intensité un peu partout dans le monde. Les solutions alternatives comme le passage à un régime alimentaire végétarien, même si elles convainquent un nombre de plus en plus important de consommateurs, ne parviennent pas à détrôner le bon vieux steak pour encore de très nombreux carnivores. Le hamburger recréé de Patricjk Brown est une solution parmi d’autres. Ce qui la différencie de toutes les expériences alternatives qui émergent régulièrement, c’est qu’elle mise sur le goût, le plaisir de la dégustation. Elle met au second plan de son discours les considérations éthiques ou environnementales. La startup souhaite conquérir son marché par le plaisir, de la même façon que la Tesla d’Elon Musk a su conquérir le sien par le luxe et la qualité de ses berlines. L’argument écologique passant en lointain arrière-plan.
Vous achetez une Tesla parce que c’est une voiture fantastique. Vous mangerez les hamburgers de Patrick Brown parce qu’ils sont délicieux.
 
 

 

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