UP' Magazine L'innovation pour défi

Firesound

Une soucoupe volante pour détecter et éteindre les incendies de forêts

L’inventeur québécois Charles Bombardier a présenté le concept d’une soucoupe volante destinée à patrouiller dans les forêts afin de prévenir les incendies et d’éteindre les premiers feux à l’aide d’ondes sonores.
 
Charles Bombardier, petit-fils de l’inventeur du Canadair n’en est pas à son coup d’essai. C’est un inventeur prolifique qui a déposé de nombreux brevets et mis au point un nombre impressionnant d’appareils volants ou pas. On dit de lui qu’il sort une invention par semaine…
 
Charles Bombardier
 
Sa dernière trouvaille consiste dans une soucoupe volante étrange : Firesound, un drone qui vole en sustentation au-dessus des forêts et zones à risques. D’un diamètre d’un mètre et d’une épaisseur de 30 cm, la soucoupe est fabriquée à l’aide de matériaux composites légers et fonctionnera à l’aide d’une pile à hydrogène non polluante, qui sera capable d’alimenter quatre turboréacteurs placés de chaque côté du Firesound.
Des buses à jet d’air sont positionnées sous l’appareil fournissent une poussée vectorielle pour permettre au drone de décoller à la verticale et de manœuvrer entre les arbres.
 
 
Bardée d’une multitude de caméras infrarouges et de nez électroniques, la soucoupe détecterait les premiers signes d’incendies, de jour comme de nuit. Selon son constructeur, elle sera également capable d’éteindre les flammes grâce à un extincteur acoustique intégré permettant d’émettre des ondes sonores de basse fréquence. Simultanément, la soucoupe est équipée de systèmes de transmission permettant de donner l’alerte aux autorités gestionnaires des forêts ou aux pompiers.
Un engin qui pourrait être bien utile en ces périodes où la sécheresse et la canicule favorisent les incendies de forêts et la destruction de milliers d’hectares de végétation un peu partout dans le monde.
 
 

 

bois transparent Woodoo

Woodoo invente le matériau bois du futur, il sera translucide

Un architecte français, Timothée Boitouzet, vient d'inventer le bois "transparent". Avec sa startup Woodoo, dans l'anticipation d'une société post-hydrocarbures, il reconstruit le bois pour en faire le matériau le plus performant du XXIe siècle. Le projet se fonde sur une reconstruction de la nature à l’échelle moléculaire, amorçant une métamorphose physique structurelle et optique du matériau. 
 
Imputrescible, plus résistant au feu et trois fois plus rigide que le bois d'origine, le bois translucide Woodoo présente une empreinte carbone deux fois plus faible que le béton et 130 fois moins que l'acier.
Le jeune architecte a mené des recherches fondamentales aux Etats-Unis, en partenariat avec le département de biologie moléculaire et de chimie organique d’Harvard et le Medialab du Massachussetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge, près de Boston. Sa découverte : des polymères biosourcés qui, une fois injectés dans le bois, lui permettent de laisser passer 10 à 20 % de la lumière.
 
Timothée Boitouzet - Photo© Laurence Benoît - CNAM
 
Timothée Boitouzet est un architecte et chercheur de 28 ans, fondateur de la startup Woodoo. Diplômé d’Harvard en 2012, chercheur au MIT et au département de biologie moléculaire du WYSS Institute, il s’est forgé à l’international à travers ses expériences au Japon, USA, France, Danemark et en Suisse. Passionné par l’innovation verte, son ambition est de relever les futurs défi s environnementaux. Son travail combine nature et technologie par la création de nouveaux procédés écologiques et matériaux bio-sourcés. Ses recherches ont déjà reçu de nombreux prix, dont ceux des fondations Fulbright, Sachs, Lafarge et du Mécénat Besnard de Quelen.

Un bois aggloméré de plus ? 

Non, selon Timothée Boitouzet, co-fondateur de la startup : « Avec ce matériau, on garde la structure du bois et on l’améliore en remplaçant l’air et la lignine par un plastique transparent et biosourcé. » Le bois est alors plus dense, il gagne en résistance ce qu’il perd en légèreté et souplesse. Cette perte de propriétés n’est pas un problème, d’après le chercheur : « Le but est de rendre compétitifs et intéressants les arbres français qui sont généralement laissés pour compte ».
 
Ces premiers travaux ont consisté à injecter dans une lame de bois épaisse de 7 à 10 mm une matrice monomère, soit des matériaux plastiques, afin de combler les microcavités. « En fonction des essences, le bois est composé de 60 à 70% d’air » rappelle Timothée Boitouzet. Grâce au comblement des vides d’air par des monomères qui polymérisent in situ, les propriétés du matériau changent tout en respectant sa micro-architecture.
Première conséquence, le bois devient translucide, car « la cellulose, naturellement présente dans le bois, est conservée, tandis que la lignine est remplacée par le monomère », explique-t-il. Puisque la cellulose est un matériau cristalin, le bois laisse désormais passer la lumière.

Un bois bionique

Autre effet de cette opération : le bois devient trois fois plus rigide car plus dense. Après deux ans de travaux, les premiers résultats permettent d’obtenir une fine lame de bois en laboratoire. « La première étape de développement pourrait être de réaliser du mobilier avec ce bois bionique », indique l’architecte. La suivante consisterait à produire des bardages, des menuiseries ou des revêtements de sols. Son application concernera donc le second oeuvre et les éléments de bardage de bâtiments en bois imputrescible. A plus long terme, il permettra la réalisation d’éléments de structure pour la construction d’ouvrages de grande hauteur tels que des tours en bois, impossible aujourd’hui en raison des limites mécaniques du matériau.
 
 
Cette découverte permettrait un renouveau de la filière bois : « La France est la première puissance européenne en matière de volume de bois sur pied (2.4 milliards de m³ disponibles). Elle est également l’une des dernières à l’utiliser dans le secteur du bâtiment (48% de ces ressources sont inexploitées) » explique l’architecte. "Le développement du matériau constituerait un renouveau de la filière bois qui manque aujourd’hui d’innovation pour être compétitive". 
La technologie profite de la valorisation d'essences de faible constitution pour les transformer par un procédé naturel en bois ultra performant, ouvrant des possibilités entièrement nouvelles. Partiellement ou intégralement recyclable selon la nature des composants infusés, le procédé permet donc de valoriser et de transformer les bois de mauvaises constitutions en bois à haute valeur ajoutée.
 
Autre point essentiel sur le plan de sa performance énergétique : son empreinte carbone est minime (0,4MWh/m3), soit deux fois moins énergivore que le béton, trois fois moins que la brique et 130 fois moins que l’acier. Selon les essences, l’amélioration structurelle aux efforts de compression, de traction et de flexion est de 50-200% supérieure à celui du bois d’origine. Sa durée de vie est plus longue que celle du bois standard sans avoir besoin d’être traité.  Cette écoconception en fait un produit écologique de pointe en phase avec les directives environnementales internationales actuelles et à venir.
 
Ce matériau hybride bio-inspiré pourrait porter un souffle d’innovation sur l’industrie de la construction bois, encore sous-exploitée sur le territoire français.
 

 

intelligence artificielle

L'intelligence artificielle se met au service des aveugles

Microsoft vient de développer une application qui permet aux personnes aveugles ou malvoyantes de mieux comprendre le monde qui les entoure. Une petite révolution qui pourrait radicalement changer la vie des aveugles et déficients visuels. Ou comment l’intégration d’intelligence artificielle (IA)  peut apporter des bénéfices considérables pour concevoir des outils permettant d'aider les êtres humains et notamment, de "voir" à la place d'un aveugle.
 
Après l'intelligence artificielle "maison" de Facebook, permettant aux non voyants une description audio des images affichées en son sein, Microsoft a présenté une nouvelle application dédiée aux personnes malvoyantes lors de la dernière conférence "Build 2016" dédiée aux développeurs, le 30 mars dernier à San Francisco. Baptisée «Seeing AI», elle utilise l’intelligence artificielle pour les aider dans leur vie quotidienne, permettant de savoir ce qu’il se passe autour d’eux. 
 
Le projet a été porté par Saqib Shaikh développeur Microsoft depuis dix ans, ingénieur logiciel basé à Londres, qui a perdu la vue à l'âge de sept ans et qui rêvait "d’avoir quelque chose qui puisse me dire à tout moment ce qui m’entoure".
Grâce aux APIs d’intelligence artificielle Cognitive Services (anciennement Project Oxford) de la Cortana Intelligence Suite, il a développé une application pour ses lunettes connectées Pivothead qui permet d’interpréter ce qu’elles voient en temps réel et de l’énoncer à voix haute à l’utilisateur. Ainsi,  un simple passage du doigt sur le côté des lunettes suffit au dispositif pour décrire l’environnement : Seeing AI peut dire à Saqib Shaikh ce qu’il y a devant lui avec précision : "Je pense que c’est un homme qui saute en l’air, réalisant une figure sur un skateboard."  Et l’application va plus loin, elle "peut m’indiquer l’âge et le sexes des gens qui m’entourent, ainsi que leurs émotions".
 
Après avoir pris une photo avec ses lunettes, une voix  indique, par exemple, qu’un jeune homme joue avec un ballon ou qu’une jeune fille lance un frisbee.  
Les lunettes peuvent l’informer de l’expression du visage de ses interlocuteurs lorsqu’il leur parle et qu’ils ne répondent pas, ou lui décrire une scène de la vie de tous les jours (un jeune fait une figure au skateboard dans la rue, une fille joue au frisbee dans le parc…). Le tout avec une précision impressionnante : âge et sexe des personnes, couleur et forme des objets. Une autre scène le montre dans un restaurant où aucune version braille du menu n’est disponible. Saqib Shaikh utilise alors son smartphone pour prendre en photo le menu et obtenir une lecture complète grâce à l’intelligence artificielle. Et le dispositif répond aux commandes vocales.
 
Saqib Shaikh a lui même participé au développement de cette application, tout en s’appuyant sur les années de recherche des scientifiques de Microsoft Research. 
«Il y a quelques années, c’était de la science fiction. Je n’aurais jamais pensé que cela pourrait être réalisable aujourd’hui, mais l’intelligence artificielle progresse rapidement et je suis vraiment excité de voir jusqu’où nous pourrons aller», conclut Saqib Shaikh. Pour l’heure, Seeing AI est encore au stade de projet et Microsoft n’a pas donné d’informations sur une éventuelle commercialisation dans son Windows Store.
 
 
 
 

 

Comètes - vie sur Terre

Des chercheurs niçois le démontrent : la vie sur Terre viendrait des comètes

La question va au-delà de la science, elle est de nature philosophique, métaphysique. L’homme se la pose depuis toujours : Comment la vie est-elle apparue sur notre planète ? Quels sont les ingrédients et la recette qui ont permis de faire jaillir du grand chaudron, quelque chose qui deviendra un être vivant ?
Des chercheurs de l’Université de Nice-Sophia Antipolis, en recréant en laboratoire, une « comète artificielle » sont parvenus à recréer à partir des glaces, une des briques essentielles de la vie. On le soupçonnait depuis longtemps mais c’est la première fois que l’on arrive à montrer que le ribose, un sucre complexe, à la base du matériel génétique des organismes vivants, a pu se former dans les glaces cométaires.
 
Pour parvenir à ce résultat, des scientifiques de l'Institut de chimie de Nice (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) ont analysé très précisément une comète artificielle créée par leurs collègues de l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud). Ils présentent ainsi, en collaboration avec d'autres équipes, dont une du synchrotron SOLEIL de Gif-sur-Yvette, le premier scénario réaliste de formation de ce composé essentiel, encore jamais détecté dans des météorites ou dans des glaces cométaires. Étape importante dans la compréhension de l'émergence de la vie sur Terre.
 

Recette interstellaire

 
Les scientifiques ont présenté leur recette dans la revue Science le vendredi 8 avril 2016. Prenez des grains de sable analogues à ceux que l’on trouve sur les comètes. Il faut les choisir tout petits (un dixième de micromètre). Vous entourez vos grains de sable de glace d’eau, d’un peu de méthanol et d’ammoniac puis vous les éclairez avec des ultraviolets à très basse température. Ceci, pour reconstituer les conditions des nébuleuses stellaires, là où se forment ces grains. Surveillez votre thermomètre, il doit être à -195° C. Une fois cette étape réalisée, vous réchauffez le tout légèrement afin de volatiliser les produits obtenus et de vous rapprocher des conditions d’une comète qui se réchauffe en s’approchant du soleil. Et maintenant, observez ce que vous obtenez dans votre brouet.
 

Du sucre !

 
Surprise des chercheurs qui ne s’attendaient à n’y trouver que ce que l’on connaît déjà, et notamment des acides aminés : or ils découvrent des sucres ! C'est-à-dire des assemblages de plusieurs atomes de carbone et d’oxygène. Comment ont-ils découvert ces molécules qui étaient passées inaperçues aux yeux de tous les scientifiques. Pour analyser la composition du résultat de leur recette, ils sont allés à Grasse. Ce n’est pas très loin de Nice et c’est la patrie des parfumeurs. Or, justement, ceux-ci utilisent quasi quotidiennement la technique de la chromatographie multidimensionnelle en phase gazeuse, couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol. Nom barbare d’un outil utilisé par les parfumeurs pour étudier la composition des huiles essentielles.
En ayant l’idée d’utiliser cette technologie, les scientifiques niçois ont réussi à repérer plus de 4000 composés alors qu’avant, ils n’en observaient laborieusement que 300. C’est pourquoi les sucres étaient restés si longtemps invisibles à toutes les expériences menées jusqu’alors.
 
Dans les sucres trouvés au fond de la marmite, les chercheurs découvrent (en poussant vraisemblablement des hurlements de joie et en bondissant dans une gigue effrénée…)  du ribose. C’est le maillon essentiel de l’ARN, où le R signifie, rappelons-le, ribonucléique.
 

Vie extraterrestre ?

 
Tous les organismes vivants sur Terre, ainsi que les virus, ont un patrimoine génétique fait d'acides nucléiques – ADN ou ARN. L'ARN, considéré comme plus primitif, aurait été l'une des premières molécules caractéristiques de la vie à apparaitre sur Terre. Les scientifiques s'interrogent depuis longtemps sur l'origine de ces molécules biologiques. Selon certains, la Terre aurait été "ensemencée" par des comètes ou astéroïdes contenant les briques de base nécessaires à leur construction. Et effectivement, plusieurs acides aminés (constituants des protéines) et bases azotées (l'un des constituants des acides nucléiques) ont déjà été trouvés dans des météorites, ainsi que dans des comètes artificielles, reproduites en laboratoire.
 
Mais le ribose, l'autre constituant-clé de l'ARN, n'avait encore jamais été détecté dans du matériel extraterrestre, ni produit en laboratoire dans des conditions "astrophysiques". En simulant l'évolution de la glace interstellaire composant les comètes, et en réussissant à former du ribose, les équipes de recherche françaises ont franchi une étape importante pour comprendre l'origine de l'ARN et donc les origines de la vie.
S'il reste à confirmer l'existence de ribose dans les comètes réelles, cette découverte complète la liste des "briques moléculaires" de la vie qui peuvent être formées dans la glace interstellaire. Elle apporte un argument supplémentaire à la théorie des comètes comme source de molécules organiques qui ont rendu la vie possible sur Terre… et peut-être ailleurs dans l'Univers.
 

Mystère, encore…

 
Interrogé par Le Monde, André Brack directeur de recherche honoraire du CNRS, spécialiste de l’origine chimique de la vie sur Terre, salue cette découverte mais tempère nos fantasmes. Il ne faut pas s’imaginer que la vie soit apparue toute rôtie sur Terre, après avoir été mitonnée dans les premiers âges glacés du Système solaire. Le scénario le plus probable est qu’une pluie de météorites soit arrivée sur Terre, apportant une avalanche de matières organiques très anciennes. Selon lui, cela aurait formé une couche de près de 30 mètres d’épaisseur. Il a fallu attendre que les conditions soient propices (eau, rayonnement solaire, chaleur…) pour que cette matière inerte prenne vie et devienne capable de se reproduire. Mais là, c’est encore un mystère.
 

 

Terrasse de café wifi

Deux petits génies du MIT inventent le WIFI sans mot de passe

C’est une aventure que nous avons sans doute tous dû partager : vous êtes installé confortablement à la terrasse d’un bistrot et vous avez besoin de vous connecter. À votre demande, la serveuse vous épelle, en général aimablement, le code d’accès au wifi de l’établissement. Une suite de lettres, de chiffres, de capitales et de minuscules. L’erreur à tous les coups. Une démarche fastidieuse qui devrait bientôt disparaitre grâce à l’invention géniale de deux chercheurs du MIT.
 
Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) veulent changer la façon dont nous nous connectons au Wifi. Pour cela, ils ont mis au point un moyen d’accorder l’accès à un réseau en fonction de la proximité avec le routeur. Chaque borne wifi est ainsi configurée pour accepter les connexions dans une zone donnée, délimitée au quart de mètre près.
 
En pratique, cela signifie que dès que vous entrez dans un café, vous êtes automatiquement connecté au réseau de l’établissement ; si vous sortez du café, votre connexion s’arrête. Cela est aussi vrai pour votre réseau domestique. En entrant dans la limite de votre appartement, vos amis ou visiteurs seront connectés automatiquement à votre borne wifi.
 
C’est simple. Comment ne pas y avoir pensé plus tôt.
Il se trouve que la technologie n’est pas triviale. Elle s’appelle Chronos et  a été mise au point dans le Laboratoire Informatique et Intelligence artificielle du MIT et fonctionne avec une précision de 97 %. Les chercheurs sont en mesure de définir des paramètres de localisation de l’ordre de la dizaine de centimètres. Leur idée géniale est de calculer le temps que met une donnée entre l’émetteur et le récepteur. Le calcul de ce « temps de vol » permet des localisations vingt fois plus précises que tous les systèmes actuels, avec une marge d’erreur inférieure à 0.50 nanosecondes.
Le système est ainsi capable de calculer la distance et l’angle d’un émetteur en multipliant le temps de vol par la vitesse de la lumière. Selon notre confrère numerama, le système utilise pour cela la capacité du point d’accès de passer d’un canal à l’autre sur un spectre de 2,5 Ghz à 5,8 Ghz, mais cette fois-ci très rapidement (toutes les deux ou trois millisecondes). En passant d’un canal à l’autre, Chronos récupère les différentes mesures qui lui serviront à terminer la distance entre le point d’accès et les objets connectés.
 
 
Bien qu’elle soit à un stade expérimental, les potentiels de cette technologie sont immenses. On imagine des applications dans la domotique et l’internet des objets en localisant des objets précisément à l’intérieur de la maison. Les chercheurs pensent aussi à des applications originales comme par exemple le moyen de conserver une distance de sécurité statique entre un drone et son opérateur.
 
 

 

Loading...
Loading...