UP' Magazine L'innovation pour défi

innovation

Graphène " Flagship" : le matériau de demain ?

La feuille de route sur dix ans du programme de recherche européen sur le graphène "Flagship comme matériau de demain ?" vient d'être dévoilée

Dans un papier libre accès publiée le 24 février dans la Royal Society of Chemistry Journal échelle nanométrique, plus de 60 universitaires et industriels ont dévoilé leur feuille de route scientifique et technologique pour le graphène aux cristaux bidimensionnels, d’autres matériaux 2D, et des systèmes hybrides basés sur une combinaison des différents cristaux 2D et d’autres nanomatériaux. Le projet a débuté en octobre 2013 lorsque le milieu universitaire et l’industrie se sont réuni pour former le graphène phare, maintenant avec 142 partenaires dans 23 pays, et un nombre croissant de membres associés.

La feuille de route de février 2015 couvre les dix prochaines années et pose les jalons pour guider la communauté de la recherche et de l’industrie vers le développement de nouveaux produits basés sur le graphène et ses matières connexes. Et les possibilités sont énormes dans tous les domaines – Pour mémoire, le graphène possède des propriétés uniques : il conduit mieux le courant électrique que le cuivre, tout en étant 200 fois plus solide que l’acier et six fois plus léger. Il est aussi quasi transparent, n’absorbant que 2,3% de la lumière.

Le graphène et ses connexes devrait donc révolutionner de nombreux domaines par ses multiples applications. Il a le potentiel pour devenir un des matériaux phare du 21ème siècle. Il viendra compléter et parfois remplacer les substances existantes dans une gamme d’applications presentée dans l’image 2 - Par exemple, le graphène pourrait être intégré dans la photonique sur silicium, en exploitant une technologie établie pour la construction de circuits intégrés.

« La feuille de route constitue une base solide pour la communauté de graphène en Europe de planifier ses activités pour les années à venir, » dixit Jari Kinaret, directeur du graphène Flagship. « Ce ne est pas un document statique, mais évolutif pour tenir compte des progrès dans le domaine, et de nouvelles applications identifiés et poursuivi par l’industrie. »

A noter que cette feuille de route met en évidence trois grands domaines d’activité : identifier de nouveaux matériaux stratifiés, évaluer leur potentiel, et développer des moyens fiables, reproductibles et sûrs de leur production à l’échelle industrielle.

Onze thèmes scientifiques et technologiques sont identifiés et traités dans la feuille de route : la science fondamentale, la santé et l’environnement, la production, les capteurs, l’électronique flexible, la conversion et le stockage d’énergie, les matériaux composites, les dispositifs biomédicaux, les appareils électroniques, y compris spintroniques, la photonique et l’optoélectronique.

Maryline Passini, Fondatrice et directrice de l'agence de prospective Proâme

Sources :
- Andrea C. Ferrari et al. Science et technologie feuille de route pour le graphène, liée cristaux bidimensionnels, et des systèmes hybrides. Nanométrique, 2014, acceptées Manuscrit, 22 septembre 2014; DOI: 10.1039 / C4NR01600A (accès libre)
- PDF en anglais à télécharger du rapport en accès libre : http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/NR/C4NR01600A#!divAbstract

santé et bioéthique

Thync, le casque qui change nos humeurs à volonté

Des experts en neurosciences de Harvard, Stanford et du MIT travaillent depuis 2011 sur un casque capable de modifier nos humeurs, changer le mental. Il s’agit d’un appareil que l’on porte sur la tête, et que l’on peut contrôler grâce à une application smartphone. Adieu yoga ou substances plus ou moins licites : pour vous détendre ou vous stimuler, désormais il y a Thync !

Thync utilise un algorithme de «neurosignalement», le neurosignaling, technique qui permet de communiquer avec les connections neuronale grâce à des ondes, pour transformer l’état d’esprit de l’utilisateur. Il envoie des ondes sur des zones du cerveau spécifiques pour le faire sentir plus détendu ou plus énergique : le dispositif envoie aux nerfs crâniens des ultrasons ou des signaux électroniques à faible teneur qui sont de trois types dont on choisit la nature et l’intensité sur l’application : pour le calme, pour la concentration et pour l’énergie. En quelques minutes, l’utilisateur peut ainsi influer sur son humeur.
Thync est pro-actif : il mesure l’activité électrique du cerveau mais ambitionne de modifier l’activité neuronale. Isy Goldwasser, le PDG et co-fondateur de Thync, affirme que l’onde d’énergie "est aussi efficace que quelques tasses de café"

Les fondateurs de Thync estiment proposer une "alternative sans produit chimique" aux différents traitements actuels contre la dépression ou le stress. Testé sur un échantillon de 2000 personnes dans leurs bureaux à Boston et le City College of New York, Thync souhaite démocratiser la stimulation transcranienne à courant direct (tDCS), utilisée depuis des années pour traiter la dépression ou la mémoire défaillante, les traumatismes crâniens (récupération de certaines facultés cognitives) ou les difficultés d'apprentissage par des médecins hospitaliers qui travaillent déjà avec des entreprises comme Medtronic ou St Jude Medical. Là, il s'agirait d'offrir au grand public une aide alternative à de nouveaux traitements.

Ces technologies relatives à l’électroencéphalographie permettent de détecter l'activité électrique du cerveau résultant du fonctionnement des neurones. Elles sont aujourd’hui en plein essor et connaissent des applications diverses car il s'agit d'une méthode d’exploration fonctionnelle du cerveau utile dans le diagnostic et la prise en charge notamment des états épileptiques. Les examens se font par enregistrement de signaux en plaçant des électrodes sur la tête du patient. On peut ainsi mettre en évidence des dysfonctionnements du cerveau : traumatisme cérébral, mauvaise oxygénation du cerveau, épilepsie ...

Les recherches en neurosciences vont bon train et le champs des possibles est immense pour faire évoluer les capacités neuronales du cerveau. De nombreuses innovations ont déjà vu le jour afin de mieux modifier et maîtriser le cerveau humain comme par exemple le casque de vélo MindRider ou encore les bonnets et masques de nuit Sleep Shepherd et NeuroOn.

La start-up californienne devrait lancer la vente de ce casque Thync en Bluetooth au premier semestre 2015 avec des tutoriels vidéos pour apprendre aux utilisateurs à bien placer les électrodes. Goldwasser affirme que "c’est un moyen pour nous de dépasser nos limites naturelles. Nous pourrons désormais choisir d’être concentré, calme ou créatif quand nous le souhaitons".

Les dirigeants de Thync précisent que la sécurité a toujours été leur priorité dans le développement du casque pour le grand public, en précisant que l’appareil n'adressera que les zones neurologiques stimulées de manière naturelle habituellement par du café par exemple, ou des vitamines. La FDA (Food and Drug Administration) a donné son accord dans le développement de ce projet et réfléchit désormais à la classification de ce nouvel objet : appareil médical ou simple gadget de consommation ? Tout est là quant aux risques d'un pareil instrument : quels dangers d'utilisation ? Quid des manipulations mentales ? Une innovation à suivre de très près...

santé et bioéthique

Sleep Sheperd : un vrai bonnet de nuit !

Sleep Sheperd serait-il la solution miracle pour les insomniaques ? En nous maintenant en somnolence durant toute la nuit, ce bonnet est capable de changer notre quotidien en nous aidant à être véritablement reposé. Une alternative aux drogues de toutes sortes pour dormir paisiblement.

Nous voici de retour aux bonnes vieilles habitudes d'un autre siècle : dormir avec un bonnet de nuit ! Il s'agit donc d'un bonnet que l’utilisateur chausse sur sa tête pour mieux dormir. Equipé de haut-parleurs, il émet des sons en fonction de notre état de sommeil afin de diminuer la fréquence de nos ondes cérébrales dans le but de plonger l’utilisateur dans un état de somnolence. Le bonnet intègre la technologie "Hammock virtuel" inventée par le Dr Michael Larson qui permet une sensation de balancement rythmique en utilisant les mécanismes naturels du centre auditif du cerveau. La pulsation rythmique "entend" lorsque vous portez le Sleep Shepherd, ce qui pemet au cerveau de déchiffrer la différence de fréquence entre les deux tonalités. Cette capacité naturelle, contenue dans la structure de notre cerveau, crée une sensation apaisante de balancement d'avant en arrière comme si le porteur était dans un hamac. 

Il s’agit donc d’une solution capable d’aider à nous endormir et qui permet aussi de dormir mieux tout au long de la nuit en agissant sur le centre auditif du cerveau, en diminuant la fréquence des ondes cérébrales pour favoriser le sommeil de l’utilisateur.

Sleep Shepherd se contente seulement de maintenir l’utilisateur dans un état de somnolence afin d’éviter les réveils en plein milieu de nuit.
Aucune connectivité ici, le principe est simplement d’agir sur le cerveau pour se sentir moins fatigué, moins stressé et mieux dans sa peau. Ce bonnet est fabriqué dans une matière respirante similaire à celle utilisé pour les maillots de sport.

Sleep Shepherd offre une autonomie d’une nuit et se recharge via un port micro USB et contrairement à d'autres produits du quantified self, il ne comporte aucune fonctionnalité d’analyse de données sur le sommeil. 

Présenté en avant-première au CES de Las Vegas 2015, il sera disponible à la vente à partir de Mars 2015 au prix de 160$, frais de port inclus.

L'insomnie en question

Les études montrent qu'environ 10% de la population souffre de véritable insomnie. Selon un sondage d'OpinionWay, les réveils nocturnes deviennent très courants : ils perturbent en effet le sommeil de 69% des français ! Et une baisse accrue de la qualité du sommeil pousse une majorité de français à recourir à l’usage de somnifères. A ce sujet, plusieurs études démontrent des effets secondaires pour le moins inquiétants, qu’il s’agisse des anxiolytiques (benzodiazépines de type Xanax, Valium etc.) ou des somnifères dits de « nouvelle génération » (hypnotiques non-benzodiazépines de type Imovane ou Lunesta). Selon une étude publiée dans le British Medical Journal, l’utilisation continue d’anxiolytiques ou de somnifères multiplie par quatre le risque de mortalité précoce...

Dans son livre "Capitalisme à l'assaut du sommeil" (1), Jonathan Crary dénonce les projets de recherche scientifique pour obtenir des "travailleurs sans sommeil" et précise que le sommeil impose l’idée d’un besoin humain et d’un intervalle de temps qui ne peuvent être ni colonisés ni soumis à une opération de profitabilité massive – raison pour laquelle celui-ci demeure une anomalie et un lieu de crise dans le monde actuel. L’insomnie est l’état dans lequel les activités de produire, de consommer et de jeter s’enchaînent sans la moindre pause, précipitant l’épuisement de la vie et des ressources :
"Malgré tous les efforts de la recherche scientifique en ce domaine, le sommeil persiste à frustrer et à déconcerter les stratégies visant à l’exploiter ou à le remodeler. La réalité, aussi surprenante qu’impensable, est que l’on ne peut pas en extraire de la valeur.

Au regard de l’immensité des enjeux économiques, il n’est pas étonnant que le sommeil subisse aujourd’hui une érosion généralisée. Les assauts contre le temps de sommeil se sont intensifiés au cours du XXe siècle. L’adulte américain moyen dort aujourd’hui environ six heures et demie par nuit, soit une érosion importante par rapport à la génération précédente. (...)
Le régime 24/7 sape toujours davantage les distinctions entre le jour et la nuit, entre la lumière et l’obscurité, de même qu’entre l’action et le repos. Il définit une zone d’insensibilité, d’amnésie, qui défait la possibilité même de l’expérience. Pour paraphraser Maurice Blanchot, cela se produit à la fois après et «d’après» le désastre, c’est-à-dire un état qui se reconnaît à un ciel vide, où ne sont plus visibles aucun astre, aucune étoile ni aucun signe, où l’on a perdu tout repère, et où s’orienter est impossible.
Plus concrètement, c’est comme un état d’urgence : les projecteurs s’allument soudain au milieu de la nuit, sans doute en réponse à quelque situation extrême, mais personne ne les éteint jamais, et on finit par s’y habituer comme à une situation permanente."

Puisse le Sleep-Sheperd redonner confort et paix au sommeil.

(1) Le Capitalisme à l’assaut du sommeil, par Jonathan Crary - Traduit de l’américain par Grégoire Chamayou. 140 pages, 15 euros, éditions Zones-La Découverte.

La pêche aux nuages : renverser la vapeur !

Un chercheur russe, Andreï Kazantsev, a trouvé comment récolter l'eau des nuages au moyen d'un immense filet suspendu à un dirigeable à deux kilomètres d'altitude, pour exploiter l’eau contenue dans les nuages et produire de l’eau potable et de l’électricité.

Ce dispositif, nommé "Air Hes", repose sur un immense filet suspendu à un dirigeable à plus de deux kilomètres d’altitude et à travers lequel l’humidité contenue dans les nuages s’accumule et se condense pour ensuite être ramenée à terre. Transitant par un long tuyau, l’eau récoltée arrive dans une mini centrale hydroélectrique avant d’être stockée en bassin. Un filet de 10 mètres carrés permettrait ainsi d’atteindre une puissance électrique de 200 watts et de produire près de 1000 litres d’eau par jour. Après une chute de 2 000 mètres, l'eau transite dans une minicentrale hydroélectrique avant d'être récupérée dans un bassin. D'après son inventeur, c'est le procédé le plus écologiste pour produire de l'électricité et de l'eau potable.

Les concepteurs affirment qu’un premier prototype produit déjà environ 4 litres d’eau par heure par mètre carré de tissu au niveau du filet. Le modèle final que l’équipe projette de construire serait un ballon d’un diamètre de 18 m avec un filet de 1000 mètres carrés, qui pourrait produire jusqu’à 185 kW d’électricité. 

Déjà, Pierre Amato, microbiologiste de l'environnement à l'ICCF (Institut de Chimie de Clermont-Ferrand) installait en 2013 sur le sommet du Puy-de-Dôme un aspirateur à nuages permettant de récupérer les microorganismes vivants dans les nuages et de les analyser en laboratoire pour comprendre leurs rôles dans la composition chimique de l'atmosphère.

Utopie ou piste sérieuse d'énergie renouvelable ?

La nature met librement à notre disposition une grande variété de ressources pour produire de l’énergie. Pour les exploiter, il suffit de convertir la lumière du soleil, le vent, la biomasse ou l’eau en électricité, en chaleur ou en énergie, de la manière la plus efficace, durable et rentable possible.
En moyenne, l’énergie des rayons solaires qui atteignent la Terre est d’environ un kilowatt par mètre carré. D’après l’Association pour la recherche sur l’énergie solaire, la puissance phénoménale dégagée par les sources renouvelables représente plus de 2 850 fois les besoins en énergie de la planète.
Exemple : en un seul jour, les rayons solaires qui frappent la Terre génèrent assez d’énergie pour satisfaire le niveau de demande actuel pendant huit ans. Bien que seul un infime pourcentage de ce potentiel soit techniquement accessible, son exploitation permettrait de couvrir six fois la demande énergétique mondiale actuelle.

Les énergies renouvelables n’induisent aucun frais de combustible : le vent, le soleil et la pluie sont gratuits ! Alors pourquoi pas ? Le hic reste l'’intermittence de la production liés aux conditions météorologiques qu’on retrouve pour les énergies solaires ou éoliennes... Comment résoudre le problème majeur de l'instabilité de cette production ?

De nombreux projets se développent à travers le monde pour exploiter l'énergie des nuages, comme ce projet de technologie éolienne géant, le BAT (Buoyant Airborne Turbine) : un ballon géant gonflé d'hélium équipé d'une turbine, développé par Altereos Energies, une société fondée en 2010 par le Massachussets Institute of Technology (MIT). Le BAT est actuellement déployé au-dessus d'Alaska, à une altitude jusque-là inédite de 300 mètres. Conçu pour s'adapter à un environnement très rude, il peut résister à des vents allant jusqu'à 160km/h. Il est arrimé au sol par trois câbles qui lui permettent de s'orienter automatiquement pour faire face au vent.

A terme, le potentiel de cette technologie semble infini, puisqu'il suffirait à l'Humanité d'exploiter 1% de l'énergie dégagée par les vents de haute altitude pour satisfaire 100% de ses besoins actuels. Mais avant de rêver à un monde qui tirerait son énergie des nuages,...

(Source : barixa.net)

innovation

La lumière s'imprime désormais sur le papier

Nous y sommes : la lumière n'est plus un transport d'énergie sans transport de matière. Désormais, ce ne sont plus des longueurs d'onde dans le vide mais de la matière lumineuse ! Du papier lumineux, créé par une société américaine, à partir de diodes et d'encre, le Lightpaper. Il est désormais possible d’imprimer de la lumière sur une feuille de papier...

La société Rohinni, aux USA dans l'Idaho, a créé un prototype de papier lumineux à partir d'une source de lumière aussi fine et flexible qu'une feuille. La technologie utilisée est celle des Diodes ÉlectroLuminescentes - DEL - mélangées à de l'encre, et "imprimées" sur un support. Ce dernier est lui-même inséré entre deux couches protectrices, qui sont ensuite scellées. Les différentes couches sont conductrices, afin d'assurer une alimentation électrique. 

Imprimer de la lumière et l’appliquer à n’importe quelle surface est une innovation majeure dans le domaine de l'impression. Le principe est "d'imprimer" une lumière en mélangeant de l'encre et des micro-LEDs (bien plus fines que celles issue de la technologie OLED) sur un calque conducteur et de sceller le tout entre deux autres calques : une technologie qui repose sur la miniaturisation, comme pour les écrans TV extra plats, puisque la taille des diodes utilisées sont de 8 micromètres, soit la taille d'un globule rouge !

De nombreux types de supports et formes sont compatibles avec la technologie, ils doivent toutefois être conducteurs pour permettre au courant d’atteindre les LEDs fixés sur le support. Une fois le courant établi sur la surface conductrice, les LEDs réparties sur le support s’éclairent. Il reste encore à régler le problème de répartition équitable des diodes sur la feuille de papier et le défi pour les mois à venir est d'obtenir le placement spécifique des diodes pour produire uniformément la même intensité de lumière. Autre piste de recherche : créer plusieurs circuits au sein d'une même feuille, afin d'afficher des motifs ou faire clignoter certaines parties lumineuses. Une deuxième version de Lightpaper est donc en cours courant 2015.

De nombreuses applications

La simplicité de la technologie permet d’envisager de vastes applications industrielles dans l’industrie automobile, la fabrication d’écrans de smartphones ou d’autres appareils. Les maisons pourront s’équiper de murs, de mobiliers ou encore de revêtements textiles. De même, l'industrie textile pourra équiper ses créations de vêtements connectés, notamment dans le secteur de la santé. 

 

Nick Smoot, responsable marketing de l'entreprise Rohinni, pense orienter les applications, dans un premier temps, vers de petites surfaces, pour lesquelles l'éclairage reste assez diffus, comme des téléphones portables ou des signaux à l'intérieur des automobiles. Les premiers essais industriels devraient débuter en 2015, et une démocratisation, à l'aide des imprimantes 3D, devra suivre dans la foulée.

(Source : Fastcompany - Déc 2014)

Loading...
Loading...