Graphène, le projet du XXIe siècle pour l’Europe

Avec le Human Brain Project qui sera piloté par la Suisse, le projet Graphène a remporté le second Future Emerging Technology (FET) Flagship accordé par la Commission européenne le 28 janvier 2013, à Bruxelles. Soit un financement total d’un milliard d’euros sur 10 ans pour le développement de ce matériau confié à l’université technologique Chalmers, à Göteborg en Suède. Si le choix de ce projet visant l’industrialisation du graphène n’est guère surprenant, il est notable que, après la Suisse, ce soit un “petit” pays européen qui ait été choisi pour piloter un programme disposant d’un financement aussi important. D’autant que l’université la plus logique aurait sans douté été celle de Manchester où travaille Andre Geim qui a obtenu le prix Nobel de physique en 2010 avec son collègue, d’origine russe comme lui, Konstantin Novoselov pour la découverte du graphène ou du moins pour la première mise en évidence expérimentale de l’existence de ce matériau.

1°/ Qu’est-ce que le graphène ?

On le décrit souvent comme le premier matériau en deux dimensions. Ce qui est presque vrai étant donné que sa troisième dimension, l’épaisseur, est égale à la taille d’un seul atome de carbone. Le graphène est donc un matériau plan qui se présente, au microscope, sous la forme d’un réseau hexagonal à 6 atomes parfaitement pur et ordonné. Il forme ainsi un grillage. Pour arriver à l’observer, de longues années de recherche ont été nécessaires alors qu’il existe à l’état naturel… dans les cristaux de graphite. Autrement dit, dans les mines de crayon à papier… Mais de là à isoler une couche unique. Les techniques ont longtemps buté sur la réduction du nombre de couches superposées. Les chercheurs sont parvenus à 100, puis à 10. ils étaient au bord du découragement lorsque, en 2004, André Geim et ses collègues ont réalisé “la” découverte grâce à un bel exemple de sérendipité. Sans vraiment y croire, les chercheurs ont utilisé la bande adhésive d’un rouleau de scotch pour y coller des débris de graphite présents sur une table. Ensuite, ils ont plié cette bande dont la face adhésive était couverte de graphite. En la dépliant, ils en ont réduit l’épaisseur. Et ainsi de suite… Au final, il ne restait plus qu’une couche de graphite. André Geim avait réalisé la découverte qui lui vaudrait le prix Nobel.

2°/ Quelles sont ses propriétés ?

Matériau unique par sa structure, le graphène l’est aussi par ses propriétés. Malgré sa très faible épaisseur, il se révèle extraordinairement résistant et dur tout en conservant une assez grande souplesse. Surtout, c’est le meilleur conducteur de l’électricité connu à ce jour. Il surpasse tous les métaux dans ce domaine. Les chercheurs pensent que sa structure et sa pureté jouent un rôle important. Sans atteindre la supraconductivité, le graphène offre, à température ambiante, un conducteur inégalable.

Mais l’originalité du graphène va bien au delà. Soumis à un champ électrique, il devient le siège de phénomènes quantiques. C’est-à-dire qui ne relèvent pas de la physique classique. Les scientifiques rêvent donc de l’utiliser pour étudier des  phénomènes de la mécanique quantique relativiste qui restait essentiellement le domaine des astrophysiciens ou des physiciens des particules utilisant des instruments gigantesques comme le LHC du Cern qui traque le boson de Higgs. Demain, ils pourront peut-être travailler sur les trous noirs… dans un vulgaire laboratoire, un crayon à la main et du graphène sous leur microscope.

3°/ Quelles sont ses applications ?

Le graphène pourrait devenir le silicium du XXI siècle. Ses caractéristiques de conduction, entre autres, intéressent fortement les fabricants de puces électroniques qui buttent, aujourd’hui, sur les limites du silicium en matière de miniaturisation. Plus les microprocesseurs sont petits, plus ils chauffent. Plus le matériau utilisé est conducteur, moins leur température sera élevée. André Geim estime ainsi que, grâce au graphène, la fameuse loi de Mooore qui prévoit un doublement de la performance des puces tous les 12 à 18 mois, trouvera un second souffle. C’est dire les enjeux industriels du graphène. La maîtrise de sa production peut ouvrir la voie à de nouvelles générations d’ordinateurs.

Le graphène, qui est transparent, pourrait également révolutionner les technologies de fabrication des écrans souples ou des cellules photovoltaïques. Il est également utilisable pour réaliser des capteurs chimiques.  Sans doute d’autres applications viendront s’ajouter à ces perspectives. Comme dans le textile, par exemple.

En fait, le graphène n’est autre que la version plane des nanotubes de carbone. Autrement dit, ces derniers sont constitués de feuilles de graphène mises sous forme cylindrique. Ces nanotubes sont également promis à une multitude d’applications. C’est donc bien une nouvelle génération de matériau qui surgit. Après celle du silicium, l’ère du carbone s’ouvre aujourd’hui. Que l’Europe tente d’y jouer un rôle majeur est donc bien une excellente nouvelle.

Michel Alberganti

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Human Brain Project : La Suisse prend la tête de l’Europe

100 milliards de neurones. 1 milliard d’euros… L’un des deux programmes de recherche “vaisseau amiral” (flagship) de la Commission Européenne (Future Emerging Technology (FET) Flagship) est le projet Human Brain Project (HBP) avec, pour leader, l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). L’annonce a été faite le 28 janvier 2013 par Neelie Kroes, vice-présidente de la Commission européenne (CE) en charge du programme numérique, lors d’une conférence de presse organisée à Bruxelles. Le second projet vainqueur, le graphène, sera piloté par l’université de Chalmers de Göteborg, en Suède.

Ces annonces ne constituent pas vraiment des surprises car elles avaient été dévoilées par la revue Nature, pourtant très stricte sur ses propres embargos, dès le 23 janvier 2013. Néanmoins, le fait que la Suisse, pays qui ne fait pas partie de l’Union Européenne (UE) et qui, en matière de recherche, a le statut de “membre associé” comme la Turquie, la Norvège ou Israël, soit promue à la tête d’un tel projet va faire grincer pas mal de dents en Allemagne, en France ou en Angleterre. Pas de quoi contribuer, par exemple, à resserrer les liens distendus des Anglais avec l’UE.

“La Suisse est un pays européen”

En Suisse, en revanche, la décision de la CE est fêtée comme un triomphe de la recherche helvétique. La qualité de cette dernière n’est pas contestée grâce à des établissements réputés comme, justement, l’EPFL, mais aussi l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) et, bien entendu, le CERN de Genève. De là à lui confier le pilotage d’un tel projet, il y a un pas. Justement, lors de la conférence de presse, la première question posée par une journaliste de la télévision suisse a porté sur ce choix de la Suisse. Neelie Kroes a simplement répondu : “La Suisse est un pays européen !” Elle a ajouté que l’Europe avait besoin d’unir toutes ses forces… La vice-présidente de la CE a poursuivi les réponses aux questions posées, en particulier sur le financement, sur le même mode. C’est-à-dire en évitant soigneusement… les réponses précises.

Je reviendrai très vite sur le graphène, projet moins controversé. Le débat du jour concerne plus le Human Brain Project à la fois sur la forme et sur le fond.

1°/ Pourquoi la Suisse ?

Malgré l’absence de précisions données par Neelie Kroes, les raisons du choix de la Suisse sont claires. Le Human Brain Project était proposé par l’EPFL qui a recruté, en 2002, un homme, Henry Markram, qui a fait de ce programme celui de sa vie.  De nationalité israélienne, il a fait ses études en Afrique du sud (université de Cape Town) et à l’Institut Weizmann, en  Israël, avant de passer par les National Health Institutes (NIH) américains et le Max Planck Institute  de Heidelberg en Allemagne. A l’EPFL, il a lancé en 2005 le Blue Brain Project que le HBP va prolonger. Pour cela, il a convaincu Patrick Aebischer, le neurologue qui dirige l’EPFL, d’acquérir un supercalculateur Blue Gene d’IBM. Il a ainsi construit les bases du HBP et permis à la Suisse d’être candidate dans la course aux programmes FET Flagship. C’est donc grâce à l’israélien Henry Markram qu’un pays non membre de l’UE a remporté ce concours.

2°/ Pourquoi le Human Brain Project ?

“Un ordinateur qui pense comme nous”. C’est ainsi que Neelie Kroes a décrit l’objectif du HBP et justifié la victoire de ce projet. Pas sûr qu’Henry Markram se retrouve vraiment dans cette formulation, à moins qu’il en soit l’auteur… Pour convaincre les décideurs politiques, il faut savoir leur “vendre” des sujets de recherche souvent complexes. C’est bien le cas du HBP. Son réel objectif est d’intégrer l’ensemble des travaux des chercheurs du monde entier sur le fonctionnement du cerveau dans un seul supercalculateur. A terme, ce dernier pourrait simuler le fonctionnement complet du cerveau humain. Il permettrait alors de mieux comprendre les mécanismes de maladies neurodégénératives et même de tester des médicaments pour les soigner.

Cette approche suscite de nombreuses critiques et pas mal de doutes sur ses chances d’aboutir. La recherche sur le cerveau génère environ 60 000 publications scientifiques par an. La plupart portent sur des mécanismes très précis des neurones, des synapses ou des canaux ioniques. Ces recherches ne permettent pas d’aboutir à une vue d’ensemble du fonctionnement du cerveau. C’est justement l’objectif du HBP. Pour autant, rien n’assure qu’un modèle synthétique émergera de ce rassemblement de travaux épars. Certains pensent qu’une telle démarche risque d’induire une modélisation unique, conçue par…  Henry Markram lui-même.

“Nous avons besoin de diversité en neuroscience”, a déclaré à Nature Rodney Douglas, co-directeur de l’Institut pour la neuroinformatique (INI) qui regroupe l’université de  Zurich et l’Institut fédéral de technologie (ETH) de Zurich. Certains mauvais esprit pourrait expliquer une telle remarque par la concurrence entre Lausanne et Zurich. Gageons que l’intérêt supérieur de l’Europe permettra de surmonter pareilles réactions… Il n’en reste pas moins que les chances de succès du HBP sont très loin d’être garanties.

“Le risque fait partie de la recherche”, comme le rappelle Neelie Kroes. Dans le cas de ce projet, le risque est justifié par l’ambition du projet. Mais cela ne diminue en rien les possibilités d’échec. D’autant que le succès, lui, dépend de la qualité de la collaboration de l’ensemble des 70 institutions provenant de 22 pays européens participant au HBP. Et de la bonne volonté des chercheurs des autres pays. Seront-ils motivés par le succès de la Suisse ? Le cerveau de l’Europe pourra-t-il devenir celui du monde ?

3°/ Comment trouver 1 milliard d’euros ?

La question a été posée plusieurs fois à Neelie Kroes: “Le financement du HBP est-il assuré?” Les journalistes présents ont fait remarquer que seuls 53 M€ étaient alloués pour l’année 2013. La vice-président s’est déclarée confiante dans la participation des Etats membres à ce financement. Pour atteindre 1 milliard d’euros sur 10 ans, il faut trouver 100 M€ par an, en moyenne. La moitié proviendra des fonds de l’UE, l’autre moitié devra être apportée par les Etats membres. Et la Suisse ? Il sera intéressant de mesurer la participation du leader qui, lui, n’est pas contraint par la mécanique économique de Bruxelles. Le choix d’un pays réputé “riche” n’est peut-être pas un hasard. La CE pourrait espérer que les Suisses, motivés par la désignation de leur projet, mettront la main à la poche pour compléter le financement de pays européens encore rongés par la crise.

Michel Alberganti

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Mona Lisa expédiée sur la Lune par laser

On pourrait penser que les ingénieurs de la Nasa s’ennuient et que, pour tuer le temps, leur dernière blague a consisté à envoyer une photo de Mona Lisa sur la Lune. Grossière erreur. L’expérience est on ne peut plus sérieuse ! Il s’agit, en effet, de la première transmission d’informations par laser à une distance planétaire. Certes, il s’agit de la plus courte distance méritant ce titre. Mais la Lune est toute de même située à environ 400 000 km de la Terre. L’avantage, pour une transmission par laser, c’est qu’aucun obstacle ne peut interrompre le faisceau de lumière. Enfin presque. La traversée de l”atmosphère reste délicate. Pour preuve, les dégâts qu’elle introduit dans l’image (vue de gauche). Rien d’irréparable toutefois comme le montre l’image de droite, de bien meilleure qualité après corrections numériques des erreurs.

A 50 km d’altitude au dessus de la Lune

La transmission laser n’a pas été véritablement jusqu’à la Lune. Pour la bonne raison que rien, ni personne n’aurait été là pour recevoir Mona Lisa. La Nasa, plus précisément le Goddard Space Flight Center, a utilisé un engin spatial inhabité, le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), actuellement en mission en orbite à 50 km d’altitude autour de la Lune dont il effectue une cartographie très précise en préparation des futures missions habitées et de l’éventuelle construction d’une station lunaire. A bord du LRO, se trouve un altimètre laser (LOLA). Cet instrument a été utilisé pour recevoir le signal émis par le nouveau laser de la Nasa (Next Generation Satellite Laser Ranging (NGSLR)). En fait, la communication laser sert habituellement à contrôler la position de la sonde.

152 x 200 pixels embarqués sur un laser

Pour l’expérience, l’image de la Joconde a été embarquée à bord du laser. Chacun des 152 x 200 pixels de la photographie, a été codée pour intégrer une nuance de gris représentée par un chiffre compris entre 0 et 4095. Ainsi, chaque pixel a pu être transmis à bord d’une impulsion laser, en s’adaptant aux courtes fenêtre de tir prévue par le système de suivi de la sonde spatiale. Au final, un débit de 300 bits par seconde a été atteint. Pas terrible… Mais le but de la manip n’était pas dans le débit. Il s’agissait de montrer qu’une transmission de données par laser était possible à cette distance… malgré l’atmosphère. Et cet objectif est atteint.

L’avenir des communications spatiales

La Nasa a ainsi expérimenté en grandeur nature une technologie promise à un grand avenir en matière de télécommunications spatiales. Il s’agit en effet de remplacer, à terme, les échanges d’informations par radiofréquences. Grâce au laser, les quantités de données qui pourront être rapidement transmises entre la Terre et un vaisseau ou une station lunaire, par exemple, devraient être nettement plus importantes. Verra-t-on, pour autant, le ciel zébré de rayons lasers pointés vers l’espace, style discothèque ? Probablement pas avant un certain temps…

Michel Alberganti

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Passe-moi la bobine de fil de carbone…

L’équipe de chercheurs de l’université Rice retient sa joie… Pourtant, elle vient de réussir un joli coup avec la mise au point d’un nouveau fil réalisé en nanotube de carbone prêt pour l’industrialisation. Demain, ce nouveau matériau deviendra peut-être aussi banal que le fil de pêche en nylon ou le fil de machine à coudre.  Pour des applications sans doute assez différentes. La performance de cette équipe, rapportée dans l’article publié dans la revue Science du 11 janvier 2013, est d’avoir obtenu les propriétés prédites par la théorie des nanotubes et d’avoir mis au point un procédé de production par tréfilage qui pourrait aboutir à une fabrication de masse.

100 fois plus résistants que l’acier, 10 fois plus conducteurs

Coté propriétés, les nanotubes de carbone sont de la taille d’un brin dADN (quelques dizaines de nanomètres de diamètre). Ils font rêver les ingénieurs depuis leur découverte officielle attribuée à Sumio Iijima (NEC) en 1991.  Il faut dire qu’ils sont 100 plus résistants que l’acier avec un sixième de son poids. Quant à leur conductivité électrique et thermique, elle est dix fois supérieure à celle des meilleurs conducteurs métalliques.  Ils sont déjà utilisés, par exemple,  dans les semi-conducteurs, les systèmes délivrance de médicaments et les éponges pour ramasser le pétrole. Restait à fabriquer un fil utilisant ces nanotubes miracles.

Coton noir

C’est ce que les chercheurs de l’université de Rice, associés à l’entreprise Teijin Aramid des Pays-Bas, à l’institut Technion d’Haifa (Israël) et à un laboratoire de l’armée de l’air américaine (AFRL), ont réalisé. Ils ont obtenu une fibre en nanotubes “dont les propriétés n’existent dans aucun autre matériau”, selon les termes de Matteo Pasquali, professeur de chimie et d’ingénierie biomoléculaire à l’université de Rice. “Cela ressemble à des fils de coton noir mais cela se comporte comme des fils de métal ayant la résistance de fibres de carbone”, précise-t-il.

Le diamètre d’une seule fibre du  nouveau fil ne dépasse pas le quart de celui d’un cheveu humain et il contient des dizaines de millions de nanotubes en rangs serrés, côte à côte. Toute la difficulté réside dans la production de tels fils à partir de nanotubes purs. C’est le procédé mis au point à l’université Rice à la fois grâce au travail fondamental des chercheurs et à l’apport de l’expérience industrielle de l’entreprise Teijin Aramid, spécialisée dans la fabrication de fibres d’aramides telles que celles qui composent le fameux Kevlar de Dupont de Neunours.

Les images de la production du fil de nanotubes par tréfilage sont spectaculaires sur la vidéo réalisée par les chercheurs (ci-dessous). Plus impressionnant que l’exemple d’utilisation à l’aide d’une lampe halogène suspendue à deux fils en nanotubes… Certes, cela montre que les fils conduisent l’électricité nécessaire malgré leur composition et leur faible diamètre. Mais, bon, ce n’est guère renversant.

Grâce à une résistance mécanique et une conductivité 10 fois supérieures aux précédentes réalisations de telles fibres, le nouveau fil rivalise avec le cuivre, l’or et l’aluminium. Ces deux propriétés rassemblées pourraient lui donner l’avantage sur le métal pour le transport de données et les applications imposant une faible consommation. Deux domaines plein d’avenir. L’aérospatial, l’automobile, la médecine et les textiles intelligents sont dans le collimateur. Imaginons une veste au tissu ultra-résistant et conduisant l’électricité. Des capteurs solaires intégrés pourraient recharger en permanence un téléphone portable ou une tablette de poche. Sans parler de l’imagination des créateurs de mode pouvant nous tailler des costumes lumineux. Effet garanti…

Michel Alberganti

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Réveillon d’enfer sur le Soleil [Vidéo]

S’agit-il d’une sorte de feu d’artifice de fin d’année pour le Soleil ? Plus surement, c’est un hasard qui a provoqué une formidable éruption solaire, qualifiée pourtant de “relativement mineure” par la Nasa, le 21 décembre 2012. Néanmoins, le jet de plasma éjecté par notre étoile a atteint l’altitude de quelque 257 500 km, soit un peu plus de 20 fois le diamètre de la Terre (12 756 km).

Par chance pour nous, l’énorme attraction gravitationnelle exercée par le Soleil a fait retomber l’essentiel de ce plasma sur sa surface. L’éruption a duré 4 heures et a été filmée par le Solar Dynamics Observatory de la Nasa au rythme d’une image toutes les 36 secondes dans l’ultraviolet extrême. C’est donc une vidéo très accélérée et spectaculaire que nous fournit l’observatoire :

Les éruptions solaires n’engendrent pas que de magnifiques spectacles. Elles constituent également un sévère danger pour les installations électriques sur Terre. Le phénomène a été enregistré dès les débuts du développement de technologies comme le télégraphe. Ainsi, en 1859, la tempête solaire dite de Carrington, du nom de l’astronome qui l’a observée, a fortement endommagé des stations télégraphiques, certaines prenant même feu. Il s’agissait en fait d’une double tempête solaire dont la seconde est arrivée très vite sur Terre (en 17 heures au lieu de 60 pour parcourir 150 millions de km) et a fortement compressé le champ magnétique terrestre, le faisant passer d’un diamètre de 60 000 km à seulement quelques milliers.

Blackout au Québec en 1989

Outre le bombardement par les particules du fait d’une protection magnétique affaiblie, les variations de champ magnétique induisent des courants très intenses dans les installations électriques. C’est ce qui s’est produit en 1989, en particulier au Quebec où 6 millions de foyers ont été privés d’électricité pendant 9 heures.  Dans cette intéressante vidéo (en anglais…), l’expert explique que les courants induits par la tempête solaire dans un transformateur de la centrale nucléaire de Salem, dans le New-Jersey, a fait monter la température dans les conducteurs en cuivre à plus de 1000 °C. Ce qui fortement déformé la structure de l’installation pesant pourtant quelque 200 tonnes. La montée en température qui commencé à faire fondre le cuivre s’est produite en quelques secondes. C’est dire la violence de l’impact d’un tel orage magnétique.

Ces événements démontrent notre vulnérabilité face aux sautes d’humeur de notre étoile. Une très violente tempête solaire, similaire à celle de 1859 pourrait avoir, aujourd’hui, des conséquences catastrophiques sur l’alimentation en électricité. Des coupures durant des jours, des semaines ou des mois sont envisagées par les experts.
D’où les programmes de recherche lancés aux Etats-Unis (Solar Shield) et en Europe (EURISGIC). Il s’agit d’aider les entreprises productrices de courant électrique à concevoir des réseaux pouvant mieux résister aux courants induits par les orages magnétiques. Pour cela, des simulations du comportement de la magnétosphère terrestre sont réalisées. Objectifs : éviter les blackouts et protéger les transformateurs. Plus que le risque d’une collision avec un gros astéroïde, celui d’une éruption solaire majeure fait partie des catastrophes possibles à tout moment pour notre civilisation entièrement dépendante de la fée électricité.

Michel Alberganti

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Le robot mulet répond à la voix du soldat, le suit et porte son barda

Lorsqu’il fera son apparition sur les champs de bataille, nul doute que le robot mulet LS3 donnera l’avantage aux soldats qui l’utiliseront, ne serait-ce que par l’effet de surprise de leurs adversaires. L’engin développé par l’entreprise Boston Dymanics est probablement le plus gros robot parvenu à un stade aussi avancé de développement. Il peut en effet transporter environ 180 kg de matériel et dispose d’assez de carburant pour parcourir 30 km et fonctionner pendant 24 heures. Déjà, lorsque le LS3 était à l’entrainement dans un laboratoire, bardé de fils et de câbles, il impressionnait par les mouvements de ses quatre pattes, très proches de celles d’un animal comme une vache, un cheval ou un mulet, mais aussi par ses capacités de relèvement après une chute. Mais les premiers séquences vidéo filmées dans la nature sont, elles, tout bonnement sidérantes. Vous pouvez juger par vous-même :

La dernière vidéo date du 19 décembre 2012 et montre, pour la première fois, le LS3 lourdement chargé et, surtout, capable de suivre un soldat sur des terrains accidentés. On note qu’il répond aux commandes vocales et qu’il est capable de trouver son chemin pour rejoindre le soldat en évitant les obstacles. L’engin conserve son aptitude à se relever après une chute, même sur un terrain boueux. Une fonction essentielle car, vu son poids, il est impossible à un homme seul de le remettre debout. Ses flancs équipés d’arceaux jouent un rôle important pour cette opération tandis qu’un réseau de barres protègent la tête et son électronique.

Un tel engin démontre, une nouvelle fois, les ressources fournies par le biomimétisme. La démarche des quadrupèdes est, ici, parfaitement reproduite. Au trot, le LS3 semble ne plus toucher le sol. Et il compense son manque de souplesse par un  jeu des articulations des pattes avant qui lui permettent de se sortir de tous les mauvais pas.

Financé par la Darpa, l’agence américaine des projets avancés de l’armée, et par la marine américaine, le LS3 préfigure peut-être l’équipement des soldats de demain. Difficile de ne pas penser, en le voyant évoluer, à certains robots de Star Wars. Pourtant, la fonction de ce mulet métallique n’est guère belliqueuse puisqu’elle se limite au transport de matériel. La tentation de l’équiper d’armement doit néanmoins titiller certains responsables militaires. Le mulet se transformerait alors en dragon crachant du feu et des balles sur son passage, sorte d’hélicoptère au sol… De quoi rêver, ou cauchemarder…

Michel Alberganti

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Fin du monde : dernier coup d’oeil aux merveilles de la vie sur Terre

Bon, c’est pour demain… Pour ceux qui croient à la fin du monde et qui risquent de céder à la panique, voici une forme d’antidote. Comment imaginer que de telles merveilles disparaissent demain ? Combien de temps a-t-il fallu pour atteindre un tel mariage de la beauté et de l’efficacité ?

Les merveilles de notre univers sont révélées depuis des décennies grâce aux progrès de l’imagerie scientifique. La biologie, comme l’espace, est une source inépuisable d’émerveillement visuel. Depuis 10 ans, la filiale américaine du fabricant d’appareils photo et de microscopes japonais Olympus organise un concours annuel international  intitulé BioScapes. Les lauréats de l’édition 2012 viennent d’être révélés et ils donnent largement raison au président d’Olympus America lorsqu’il déclare: “Les images au microscope forgent un lien extraordinaire entre la science et l’art”. Contrairement aux images des télescopes qui bénéficient de l’impulsion de puissantes agences comme la Nasa, celles qui proviennent de la biologie sont beaucoup moins popularisées. Même si elle n’est pas dénuée d’objectifs commerciaux, on ne peut donc que saluer l’initiative d’Olympus America.

Vous pouvez découvrir les 10 images et vidéos gagnantes ainsi que les 62 mentions honorables décernées cette année. Vous y retrouvez l’image ci-dessus ainsi que celles ci-dessous. Je ne résiste pas au plaisir de vous montrer mes préférées. Avec une mention spéciale pour la vidéo sur les Rotifères, classée première. On note que plusieurs Français se trouvent parmi les lauréats et les mentions.

Michel Alberganti

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L’Inria (ré)invente le troisième oeil [Vidéo]

Alfred Faucher n’aurait sans pas manqué de sourire s’il avait assisté, ce matin, à la présentation de la dernière innovation de l’Inria,les inventeurs du monde numérique” (sic). Mardi 4 décembre 2012, en effet, l’Institut de recherche en informatique dévoilait “FlyViz, des yeux derrière la tête”. En 1906, il y a donc plus de 100 ans, Alfred Faucher déposait, lui, le brevet N°369 252 relatif au… rétroviseur. Un objet si utile qu’il est devenu obligatoire sur toutes les automobiles dès 1921. Pas sûr que le FlyViz trouve autant d’applications.

Pourtant le dossier de presse n’hésite pas à imaginer jusqu’à l’improbable: “permettre à des soldats, des policiers ou des pompiers d’éviter des dangers potentiels (…). La technologie peut être envisagée dans de nombreuses situations du quotidien pour voir ce dont nous avons toujours rêvé: ce qu’il se passe “dans notre dos”! Surveiller une classe alors que le professeur écrit au tableau ou encore bébé confortablement installé dans son parc de jeu tout en cuisinant sont autant d’exemples d’applications qui pourraient vite rendre FlyViz indispensable !”.

Le visiocasque FlyViz pourrait peut-être servir dès à présent aux chercheurs de l’Inria pour la surveillance de ceux qui écrivent leur dossier de presse… dans leur dos, probablement.

Michel Alberganti

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L’Ircam nous invite à découvrir une véritable Matrice sonore (Vidéo)

Aimer la musique, c’est, d’abord, être sensible au son. A tous les sons. Au bruit même. Mais dans la vie, l’essentiel du sonore est nuisance. On se protège plus du son qu’on ne l’écoute. Sauf lors d’un concert. Là, soudain, le silence d’abord, ce grand absent de la ville, s’installe. Rupture. Et puis, le son naît. D’une pureté douloureuse, presque, au début, tant il faut convaincre notre cerveau de l’accepter, de le laisser nous pénétrer.

L’expérience sonore peut transporter dans un autre monde plus surement que toute autre. Il suffit de fermer les yeux pour entrer dans l’univers parallèle créé par le compositeur. A quelques imperfections près. Ce monde parallèle n’en est est pas vraiment un. Les limites de la technologie brident le son et, de l’univers rêvé, ne nous parvient que des pans, des bribes, des traversées, parfois, au mieux.

Mais que se passerait-il si ces imperfections disparaissaient ? Si l’autre monde était aussi parfait que celui de la Matrice ? Avec tous ses volumes, ses angles, ses raclements, ses brisures, ses échos et ses étouffements, ses émergences et ses effondrements, ses voix d’un au-delà qui serait bien là ? A portée de la main, au sens propre. Un son qui peut naître au milieu des spectateurs avant de s’évanouir pour ressurgir là-bas, tout près ou au loin. Un son libre dans l’espace tout entier d’une salle. Le compositeur devient alors l’architecte de sa musique.  Il rejoint le sculpteur, autre maître de l’espace. Alors, sans doute, serions-nous vraiment transportés ailleurs, aussi surement qu’avec ce que promet la téléportation.

Bien sûr, il faudra laisser le temps à nos neurones ancestraux d’apprendre à voyager, les oreilles grandes ouvertes, dans ce nouvel espace. “A l’origine, l’audition spatiale servait essentiellement à nous prévenir d’un danger pouvant surgir derrière nous ou hors de notre vue”, rappelle Huges Vinet, directeur de la recherche et développement de l’Ircam. Depuis, les choses ont empiré. Si les risques de danger sont plus faibles, c’est du son lui-même, du bruit, que nous avons appris à nous protéger. Tout un nouveau parcours est donc nécessaire.

Eh bien, un tel voyage initiatique dans une Matrice sonore est désormais possible. Le 29 novembre 2012, le grand public pourra le découvrir dans les entrailles de l’Ircam, à Paris lors de l’inauguration du nouveau système de spatialisation, l’aboutissement d’une dizaine d’années de travail. L’installation est sans doute unique au monde en raison de l’association, dans le même espace, de deux systèmes : le Wave Field Synthesis et l’Ambisonique.

Pour Globule et Télescope, Hugues Vinet présente la nouvelle installation de l’Ircam. Le fondateur des lieux, Pierre Boulez, peut être fier de cette réalisation qui permet de nous projeter dans ce que sera l’univers sonore des salles de concert bientôt, des salles de cinéma demain et de nos voitures et salons, après-demain.

Pour assister à la soirée d’inauguration, le 29 novembre 2012, à 19 heures :
www.ircam.fr/eac.html
Accès gratuit sur réservation au : 01 44 78 12 40
Lieu : Ircam, 1 place Igor-Stravinsky, 75004 Paris – Métro Hôtel de ville, Rambuteau, Les Halles ou Châtelet

Michel Alberganti

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Un aveugle lit des mots en braille… grâce à des électrodes sur sa rétine

Peu à peu, la rétine électronique sort des laboratoires. Le système Argus II fabriqué par l’entreprise américaine Second Sight est déjà implanté sur 50 patients. Il fonctionne avec un réseau de 10×6 électrodes, soit 60 électrodes de 200 microns de diamètre, implantées sur la rétine, une mini-caméra intégrée à une paire de lunettes et un ordinateur portable qui traite les images vidéo et génère le courant électrique qui stimule, en temps réel, le nerf optique via les électrodes. Argus II permet aux personnes aveugles de discerner des couleurs, des mouvements et des objets.

Des chercheurs appartenant à Second Sight, à l’université Brigham Young, à l’Institut de la vision et au Centre Hospitalier National d’Ophtalmologie des Quinze-Vingts de Paris, ont publié le 22 novembre 2012 dans la revue Frontiers in neuroprosthetics une étude concernant l’utilisation de ce système pour la lecture directe du braille sans passer par la caméra.

6 électrodes sur 60

Dans ce cas, un réseau de 6 électrodes, sur les 60 de l’Argus II, est utilisé. En court-circuitant la caméra, ces électrodes ont été directement stimulée pour créer une “perception visuelle des lettres en braille”, indiquent les chercheurs. L’expérience a été réalisée avec un seul patient, né en France. Ce dernier a réussi à identifier 80% des mots de deux lettres, 60% des mots de trois lettres et 70% des mots de quatre lettres. Un résultat qui confirme, pour les chercheurs, la possibilité de la lecture du braille par des patients équipés d’une prothèse rétinienne.

0,5 seconde par lettre

Grâce à la stimulation directe des électrodes, la vitesse de lecture est considérablement augmentée. Elle a été réalisée avec une stimulation de 0,5 seconde par lettre à 20 Hz et 1 seconde d’interruption entre chaque stimulation. Si l’on reste loin de la vitesse de lecture tactile du braille, le système accélère nettement la cadence de détection obtenue à l’aide de la vision par caméra utilisée dans la vidéo suivante :

89% de réussite

Les chercheurs ont enregistré un taux de reconnaissance de chacune des lettres de 89%. La perception d’une électrode supplémentaire a été la cause d’une erreur dans 64% des cas de lecture erronée. L’électrode en bas à gauche (F5) a été impliquée également dans 64% des erreurs, dont 6 des 11 perceptions d’une électrode supplémentaire. D’où le constat qu’une amélioration de cette électrode devrait avoir un impact significatif sur l’ensemble de résultats. Sur 10 mots de chaque catégorie, le patient en a identifié 8 de deux lettres, 6 de 3 lettres et 7 de 4 lettres. Les scientifiques estiment que ce résultat pourrait être amélioré grâce à l’entrainement. Le patient est un lecteur expérimenté du braille, c’est à dire qu’il identifie 100% des lettres par le toucher.

Pour les chercheurs, cette expérience établit l’efficacité d’une stimulation directe de la prothèse rétinienne. Bien entendu, on peut se demander quel est l’intérêt d’une telle lecture, plus délicate qu’avec les doigts. Pour certains patients paralysés, elle peut être la seule possibilité de lecture autonome. Cette solution impose néanmoins un système supplémentaire de traduction des lettres en stimulations électriques et elle ne peut concerner que les aveugles connaissant préalablement le braille.

Néanmoins, un tel test montre que l’implant rétinien peut fonctionner par stimulation directe et non uniquement par traitement des images provenant d’une caméra. Ce qui peut se révéler précieux pour le développement de futures prothèses rétiniennes.

Michel Alberganti

 

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