Petit tour d’horizon sur le climat (Partie II)

Suite de la présentation du Village des Sciences, à la Gare Saint-Sauveur de Lille, qui s’est tenu lors de la fête de la Science (semaine du 7 octobre) : une manifestation organisée par la Communauté d’Universités et d’Etablissements Lille Nord de France (ComUE LNF).
Le thème choisi : « Climat(s) » balayait une large palette de préoccupations, de travaux de recherche.

Nous parcourons aujourd’hui quelques uns des ateliers des circuits N°2 (Alternatives énergétiques) et N°3 (Environnement et Santé).
Si vous avez râté la première partie (Les impacts), c’est ici.

Quelques alternatives énergétiques

Un atelier était consacré à la manipulation de maquettes visant à montrer comment on peut ajuster la production d’énergie par rapport aux besoins. On y explique ici en quoi consistent les énergies renouvelables et dans quelles mesures, elles peuvent faire partie intégrante du paysage énergétique.

FDS_maquettes

Une large place était également consacrée aux nanotechnologies.
Que sont les nanotechnologies, tout d’abord ?
Il s’agit des procédés de fabrication de structures ou de  machines à l’échelle du nanomètre, c’est-à-dire d’un millionième de mm, soit la taille de quelques atomes. De telles structures existent ben et bien dans la nature (comme la patte du lézard, gecko, munie de poils extrêmement fins ce qui permet une super adhérence).

Et alors ? A l’échelle du nanomètre, la matière se comporte de manière différente de ce qui se passe l’échelle macroscopique (la particule adopte un comportement ondulatoire). En particulier, les propriétés physico-chimiques sont différentes : on obtient des matériaux de couleur différente ou plus légers, plus résistants, plus souples. L’exemple le plus connu, est celui des nanotubes de carbone, utilisés dans notre quotidien (voir un précédent article sur ce blog)

Nanotubes de carbone

Deux techniques permettent de construire ce nano-monde : l’approche descendante (ou top-down) qui consiste à miniaturiser avec des motifs de plus en plus fins et l’approche ascendante (ou bottom-up) qui consister à assembler des atomes ou molécules.
Une équipe d’un laboratoire de technologie de pointe a même réussi à fabriquer une « nano-pince » permettant d’analyser et de manipuler des cellules.

Quel lien avec le domaine de l’énergie ?
Grâce aux nanotechnologies, de nouvelles perspectives s’ouvrent dans le secteur des capteurs solaires.

En effet, les filières en plein développement actuellement, sont dites à couche mince à base de silicium amorphe (ou d’autres éléments chimiques  tels que le tellure-cadnium (Te-Cd) ou la technologie CIGS pour cuivre, indium, gallium, sélénium). Mais la « couche mince » signifie quelques microns, et dans le cas du silicium amorphe, cela ne permet pas un bonne absorption de la lumière : les rendements sont peu élevés (de l’ordre de 10 % contre 25% avec la filière classique au silicium monocristal).
L’ajout d’une couche de nanoparticules permet alors une meilleure interaction avec la lumière incidente : notamment par une meilleure diffusion de la lumière (visible), et donc un meilleur piégeage des photons.

panneau_photovolt

Ont été également évoquées, les cellules photovoltaïques à colorant, qui reposent sur un concept calqué sur ce qui se passe au niveau des végétaux lors de la photosynthèse. Le colorant absorbe les photons (comme la chlorophylle) et permet d’exciter les molécules qui les constituent : des électrons sont arrachés et acheminés vers une électrode.

Pour terminer dans le domaine de l’énergie, j’évoquerais les présentations faites sur le fonctionnement des piles avec des expériences (classiques mais toujours aussi efficaces) de deux tiges en métaux différents plantées dans un citron.  La présentation de la pile à combustible (ou pile à hydrogène) était également au programme (un article dédié lui sera consacré).

Environnement et santé
La pollution de l’air est plutôt problématique pour la santé, notamment par la présence de particules fines (les fameuses PM – Particulate Matter) pénétrant le système respiratoire ou les gaz acides (oxydes de soufre et d’azote) plutôt irritants et inflammatoires. La pollution peut même contenir des éléments toxiques préjudiciables pour le fonctionnement cérébral.
Le réchauffement climatique a tendance à accentuer cette pollution et les problèmes de santé qui en découlent. Mais il n’y a pas que cela.
Bref, il était normal que la santé soit à l’ordre du jour de cette manifestation.

Trois espaces m’ont particulièrement marquée.
Le premier était dédié à la compréhension de notre labyrinthe cérébral. Comment communiquent nos cellules nerveuses, les neurones ? Certains ont un rôle excitateur, d’autres un rôle inhibiteur, et le cheminement d’une information dans ce dédale « organisé » était appréhendé de façon très ludique et percutante, avec des jeux, des histoires, des spectacles vivants : par exemple des « peluches-neurones » qui s’attachent, se détachent selon les stimulations, les apprentissages ou des jeux de balles permettant de simuler des facteurs environnementaux positifs ou négatifs (de façon à observer la performance des circuits neuronaux) !

peluches_neurones

Les peluches neurones qui peuvent « s’attacher ». Cliquez pour en savoir plus.

Les différents ateliers étaient présentés par l’association Emotions Synesthètes (projets artistiques et créatifs alliés à la vulgarisation scientifique), Cogni Junior (vulgarisation scientifique sur les sciences cognitives) et le réseau DN2M (Démence des Maladies Neurologiques et Mentales).

Le deuxième espace  que je souhaitais évoquer dans cette restitution, était consacré aux microbes qui nous entourent au quotidien : les gentils (ceux qui favorisent l’immunité par exemple) et les plus agressifs (ou pathogènes).
Présenté par l’institut Pasteur de Lille, le stand exhibait une belle collection de boites de Petri où chacun pouvait admirer la mise en culture de micro-organismes très divers (ceux qui traînent sur nos mains, dans notre bouche ou ceux qu’on trouve dans le fromage par exemple).

petri

Le lien avec le climat dans tout çà ?
La dynamique de propagation d’épidémies véhiculées par des micro-organismes tels que bactéries ou virus est tributaire des conditions climatiques (température, pression, humidité). La connaissance des modifications des conditions météorologiques doit donc être couplée à celle des microbes et de leurs vecteurs (insectes par exemple) afin d’essayer de déterminer les nouveaux chemins potentiels empruntés par une épidémie. Pas simple !

Un dernier petit mot, en cette année internationale de la Lumière (décrétée par l’UNESCO), sur une présentation de l’Inserm. L’exposition pédagogique Que la lumière soigne emmène les jeunes à la découverte de technologies qui exploitent la lumière au service de la santé et de la recherche biomédicale. Une des présentations concernait l’utilisation de la lumière pour traiter certaines formes de cancers cutanés : la thérapie photodynamique.
De quoi s’agit-il ? Les cellules cancéreuses absorbent certaines molécules avec une cinétique différente de celles des cellules saines ce qui constitue un moyen de les discriminer, et de ne s’attaquer qu’aux cellules indésirables. Parmi ces molécules, certaines sont sensibles à la lumière et donnent lieu à une réaction photochimique dont le résultat fait mourir la cellule.

Mais pour déclencher la réaction, l’énergie véhiculée par la lumière doit être suffisante : la longueur d’onde est donc bien précise.

molécule photosensible* + O2 ==> produit de réaction cytotoxique (sous l’effet de lumière de la bonne longueur d’onde)

*ex : acide 5 aminolevulinique (ALA)

fibre_optique

Fibres optiques

De façon pratique, la thérapie consiste à appliquer sur la peau un produit contenant ces fameuses molécules (pour l’instant seule la peau est ciblée avec les pathologies incluant les carcinomes et kératoses actiniques). Les cellules cancéreuses restent plus longtemps chargées en la molécule photosensible, les cellules saines en sont débarrassées. Il suffit d’appliquer la lumière cible à ce moment précis, pour déclencher la destruction.
Maintenant pour s’adapter à la morphologie plutôt arrondie de la tête du patient (c’est le moins qu’on puisse dire !), l’idéal est d’avoir un réseau de fibres optiques sous forme de tissage, bref un vrai textile souple et flexible. Le projet Flexitheralight met en jeu les travaux de différentes équipes en plus de l’INSERM  (Centre Hospitalier Régional Universitaire de Lille, ENSAIT (école d’ingénieur) et Innotex.

Je vous conseille de visionner la vidéo de l’exposition ICI.

Bref, comme vous pouvez le constater, des sujets passionnants expliqués simplement par des chercheurs motivés, ont été présentés pendant ces journées de la fête de la science. Voilà de quoi redonner de l’espoir à ceux qui l’auraient perdu, et déclencher des vocations chez les plus jeunes…

Ma soif de découvertes et de connaissances n’est cependant pas assouvie (et heureusement) donc on y retourne dès que possible : rendez-vous prochainement, sur le même thème (changement climatique) pour la présentation des messagers du train du climat.

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