regroupantletitout

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cea.
fr02L'INTERVIEWVincentArteroexploredanssonprojetERCunevoiebio-inspiréepourlaproductiond'hydrogène04ACTUALITMircenreoitlaFondationpourlarecherchemédicaledeFranceAutopdesprojetsTICdeH2020LeCEAs'engagepourlesjeunesNouvelleprésidencedel'AncrePartenariats06SURLEVIFTara,capsurlesrécifscoralliensduPacifiqueTHN102,boosterdetraitementsneurologiques09LEPOINTSURLaspintronique20SCIENCESENBREFLatoilecosmiqueen3DPrédirel'évolutionducancerduseinPilotagetactileetsensorielUnnouveaubrasrobotisépourl'industrienucléaireDubiocarburantdanslesalguesDescarottespourdoperlestechnologiessolaires23KIOSQUEoctobre2017221LemagazinedelarechercheetdesesapplicationsTOUTS'EXPLIQUESupplémentdétachableJWST:levoyagedeMirimLecompteàreboursestlancé12DOSSIERJamesWebbSpaceTelescope02L'INTERVIEWVousvousintéressezàdenouvellesméthodesdeproductiond'hydrogène.
Dequois'agit-ilNousnousinspironsdelanature:l'idéeestdeprendrecommemodèlelessitesactifsd'enzymescapablesdeproduiredel'hydrogène,commeleshydrogénases.
CertainesmicroalguesexprimentcesbiocatalyseursetlesintègrentdansDRL'hydrogèneestaucurdesquestionsliéesàlatransitionénergétique.
Saproduction,quirequiertbiensouventduplatine,unmétalrare,restecependanttroponéreusepourenvisagerunusageàgrandeéchelle.
LeprojetERCquedéveloppeVincentArteroestambitieux:produiredel'hydrogèneavecdel'énergiesolaireetsansplatine,ens'inspirantdufonctionnementdesmicroalgues.
Ensomme,ils'agitdefabriquerducarburantsolaire,propre,renouvelableetbonmarché!
ProposrecueillisparSylvieRivièreVersunenouvellevoiedeproductiond'hydrogène:bio-inspirée!
VINCENTARTERO,Directeurderechercheàl'InstitutdebiosciencesetbiotechnologiedeGrenoble(BIG)Onsaitdéjàproduiredel'hydrogène.
PourquoicesnouvellespistesderechercheL'hydrogèneestuncarburantquipourraitsesubstituerauxhydrocarburesetsonutilisationestnonpolluante.
Ilestdeplusparticulièrementbienadaptéaustockagedesénergiesrenouvelables.
Aujourd'hui,noussavonsproduiredel'électricitéàpartird'énergiesolaireouéolienne,maisnousnesavonspaslastocker.
Sionveutdéveloppercetyped'énergies,nousauronsbesoind'unmoyendestockagepropre,tell'hydrogène.
Cecarburantpourraalorsêtreutiliséaumomentvoulu,dansunepileàcombustibleparexemple.
L'hydrogèneestaujourd'huiessentiellementproduitàpartirdegaznaturel,unprocessusquidégageduCO2…Unevoiealternative,durableetpropre,consisteàélectrolyserl'eau,c'est-à-direàdécomposerlesmoléculesd'eau(H2O)enmoléculesd'oxygène(O2)etd'hydrogène(H2).
leprocessusdephotosynthèsepourtransformerl'eauenhydrogènegrceàl'énergiesolaire.
Leshydrogénasesfonctionnentavecdesmétauxabondantsetbonmarchécommeleferoulenickel.
Nousreproduisons,paruneapprocheditebio-inspirée,lastructureetsurtoutlafonctiondecessitesactifsdansdesnouvellesmoléculesquenoussynthétisons.
03L'INTERVIEWCeprocédéexigelaprésencedecatalyseurs,commeleplatine.
Cemétal,extrêmementrareetdonctrèscher,nepermettracependantpasledéveloppementd'uneéconomiedel'hydrogèneàgrandeéchelle.
Undesenjeuxdelafilièrehydrogèneestdoncderemplacerleplatine,entrouvantdescatalyseursalternatifsàbascot.
Aujourd'hui,aprèsplusieursannéesderecherche,noussommescapablesdesynthétiserdesmoléculesinspiréesdusiteactifdeshydrogénases–onparledecatalyseursbio-inspirés–quiutilisentdesmétauxabondantsetpeuchers.
C'estlàqueseplacevotreprojetderechercheERC…Nousdévelopponsuneapprochedephotosynthèseartificielle,quiconsisteàcapterl'énergiesolairepourlastockerdirectementsousformed'hydrogène.
Desprocédésexistentdéjà.
Ilscouplentdescellulesphotovoltaquesetunélectrolyseur,maisrestentonéreuxcomptetenuducotélevédesmatériauxetprocédésrequis.
Nousvisonsunealternativemoinschèreetpluscompacte.
L'idéeestd'élaborerundispositiftechnologiquecompletappelécellulephoto-électrochimique.
Auseindetellescellules,l'hydrogèneestproduitauniveaud'unephotocathode,quicombineuncatalyseurbio-inspiréavecunphotosensibilisateur,c'est-à-direunemoléculecapabled'absorberlalumière,tousdeuxgrefféssurunmatériautransparentetconducteur.
Produiredetellesphotocathodesestl'objetdemonprojetERCinitiéen2012.
CommentestélaboréecettenouvellephotocathodeAudébutduprojet,nousavionsunesériedecatalyseursbio-inspirés,àbasedecobaltoudemolybdène.
Pourlechoixdesphotosensibilisateurs,nousnoussommesappuyéssurlestechnologiesphotovoltaquesde3egénération,exploitantdesmoléculesorganiquesquiabsorbentlalumière.
Nouslesavonssynthétiséesetmodifiéespourpouvoir,d'unepartlescoupleravecuncatalyseur,etd'autrepartlesgreffersurl'électrode.
Pourquelesystèmefonctionne,nousavonsdajusterlespropriétésdecesassemblagespourquelefluxd'électronsgénéréparlephotosensibilisateursoitdirigéexclusivementverslecatalyseur.
Lapartiecatalytiqueaégalementdemandéungroseffortderecherche.
L'absorptiondephotonsdirigelesélectronsunparunverslecatalyseuravecdeséchellesdetempsdel'ordredelananoseconde,maiscelui-cilesconsommedeuxpardeuxetmillefoispluslentement(àl'échelledetempsdelamicroseconde),pourproduirel'hydrogène.
Ilfautdoncarriveràstockerlesélectronsenattendantqu'ilssoientutilisés,cequenousavonsfaitenintroduisantdesréservoirsd'électronsàproximitédusitecatalytique.
VotreprojetERCs'achèveencettefind'année2017.
Avez-vousobtenulesrésultatsattendusL'ensembledesobjectifsaétéatteintetnousavonsdéjàpublié25articles.
DeuxfamillesdephotocathodesactivesettrèsprometteusespourlaproductionBIOEXPRESS2002EntréeauCEAaprèsunethèseàl'UniversitéParisVIetunpost-docàl'Universitéd'Aix-la-Chapelle(Allemagne)2011GrandprixMergier-Bourdeixdel'Académiedessciencessurlacatalysebio-inspirée2012Vice-Présidentdel'ActionCostPerspect-H2Osurlaphotosynthèseartificielle;PrésidentduConseilscientifiqueduLaboratoired'excellence(Labex)Arcanedel'UniversitéGrenobleAlpesBourseERCConsolidatorGrant2016DirecteurderechercheauCEAd'hydrogèneexistentdésormais.
Pouraméliorerleursperformances,notammentlesrendementsdeconversionentrel'énergiesolaireetlaproductiond'hydrogène,ainsiqueleurstabilité,nousdevonsmaintenantallerplusloindansl'étudedeleurfonctionnement.
Noscellulesphoto-électrochimiquesfontquelquescm2etleursconstituantssontproduitsàl'échelledugrammedansnotrelaboratoire,cequilaisseenvisager,pourl'avenir,unpassageàl'échelleindustriellerelativementaisé.
L'introductiondesréservoirsd'électronsàproximitédessitescatalytiquesouvreparailleursdenouvellesperspectivespourlacatalyse.
Quediriez-vousauxchercheurstentésparl'aventureERCQu'ilsn'hésitentpasàyaller,sanss'autocensurer!
Etpuis,mêmesiaufinalleprojetERCn'estpasaccepté,toutel'étapedepréparationrestehautementbénéfique.
Jeviensd'ailleursdesoumettreunnouveauprojetERCAdvancedGrantdontlesrésultatssontattendusenavril!
LESCONTRATSERCLescontratsdel'EuropeanResearchCouncil(ERC)sontattribuésdepuis2007àdeschercheursdumeilleurniveauinternationaldontlesprojetssontenruptureparrapportàl'étatdel'art.
NotionsclésCatalyseurAccélérateurderéactionchimique.
Photocathodelectrodecapabled'absorberlerayonnementlumineuxpoureffectueruneréactionderéduction,parexemplelaproductiond'hydrogèneparréductiondel'eau.
04ACTUALITRechercheeuropéenneAutopdesprojetsTICdeH2020Danslesappelsàproposition2017duprogramme-cadreHorizon2020,thématiqueTechnologiesdel'informationetdelacommunication(TIC),laCommissioneuropéennearetenuonzeprojetsimpliquantleCEA.
CetauxderéussitefaitainsiduCEAlepremierorganismederecherchepubliceuropéensélectionnéenlamatière.
Unrésultatquiconfirmel'excellenceetladiversitédesrecherchesdepointemenéesparseséquipesdesinstitutsLetietList,etparcellesdelaDirectiondelarecherchefondamentale.
Quatreprojetsserontàsuivreparticulièrement:MONT-BLANC2020:développementd'unprocesseureuropéenpourlesfuturscalculateursexascale,capablesd'exécuterunmilliarddemilliardsdecalculsparseconde(1018Flops);3D-Muse:intégrationen3DdestransistorsCMOSavecdesinterconnexionsdensespourdesapplicationsdecapteursintelligentsminiaturisésetbasseconsommationélectrique;3eFERRO:réalisation,encompatibilitéaveclatechnologieCMOS,demémoiresferroélectriques(stockagedel'information)etdetransistorsferroélectriques(circuitslogiques)pourl'interfaageInternetdesobjets(IoT);COVR:miseenplacedeprotocoless'assurantdelaconformitédessystèmesrobotiquescollaboratifsàlaréglementationeuropéenneentermesdesécuritéetdesreté.
AGNotes:1.
21septembre2017.
2.
MolecularImagingResearchCENter,centrederechercheCEA/Inserm.
Baudouin/CEARobotcollaboratifABB-YuMIdelaplateformeFLOORdeCEATechGrandEst.
Jayet/CEAZonechimiquepourl'intégration3Dd'unesalleblancheduCEA.
VisiteMircenreoitlaFondationpourlarecherchemédicaledeFranceEnamontdelajournéemondialedelamaladied'Alzheimer1,laFondationpourlarecherchemédicaledeFrance(FRM)s'estrenduele12septembreàMircen2,surlesiteCEAdeFontenay-aux-Roses.
ThierryLhermitte,parraindelaFRM,aainsivisitéleséquipementsuniquesdececentrederecherchesdédiénotammentàl'évaluationdesthérapiesinnovantespourlesmaladiesneurodégénératives.
L'occasionpourluid'échangeravecleséquipesdontPhilippeHantraye,directeurdeMircen,etNathalieCartier,quibénéficied'unfinancementdelaFRMpourunprojetdetraitementparthérapiegéniquedelamaladied'Alzheimer.
AGRetrouvezl'interviewdeNathalieCartieretdeThierryLhermitte.
http://urlz.
fr/5PZyThierryLhermitte,parraindelaFRM,etNathalieCartier(Inserm),spécialisteenthérapiegéniqueàMircen.
wwwCEA05ACTUALITRessourceshumainesLeCEAs'engagepourlesjeunesChaqueannée,prèsde900doctorantsetétudiantsenalternanceachèventleurformationauCEA.
Depuisle1erseptembre,pourallerplusloinetlesaccompagnerversleurpremieremploi,leCEAleurdonnelapossibilitéd'accéderàlaplateformeEngagementJeunes.
LeprincipeestdeprésenterlesCVdenosanciensalternantsetdoctorantsàlarecherched'unemploiàl'ensembledesentreprisespartenairesdelaplateforme.
ChaqueCVestcomplétéetvaloriséparl'appréciationdututeur,donnantainsiungagedequalitéauprofilducandidat,expliquePhilippeSansy,DirecteurdesressourceshumainesetdesrelationssocialesduCEA.
70entreprisessontaujourd'huiadhérentesausite,parmilesquellesEDF,Areva,Safran,Sanofi…LaconsultationdelaCVthèque,toutcommelamiseenlignedesoffresd'emploi,permetnotammentauxPME-ETIdetrouverlàunemannedecandidatsqualifiésetrecommandésparleurstuteurs.
Aujourd'hui,leschiffresparlentd'eux-mêmes:depuisl'ouverturedusiteen2014,environ2500entreprisessontvenuespuiserdejeunestalentsdansprèsde8000CVdisponibles,etplusde130000offresontétépubliées!
SRAlliancederechercheNouvelleprésidencedel'AncreL'AdministrateurgénéraladjointduCEA,ChristopheGégout,devientlenouveauprésidentdel'Alliancenationaledecoordinationdelarecherchepourl'énergie(Ancre).
IlsuccèdeauPrésidentd'IFPEN,DidierHoussin,danslecadred'uneprésidencebisannuelletournanteexercéeparlesquatremembresfondateurs:CEA,CNRS,CPU,IFPEN.
Rassemblantdepuis2009dix-neuforganismesderechercheetconférencesd'établissementd'enseignementsupérieur,enliaisonaveclesplesdecompétitivitéetlesagencesdefinancement,l'Ancrecontribueàélaborerdesvisionsstratégiquestechnologiquesdansledomainedelarecherchepourl'énergie.
Enjeu:définirdesprioritéspourlesacteurspublicsfranais,ensoutienauxdéveloppementsindustrielsactuelsetfuturs.
AGL.
Godart/CEAUNEPILECOMBUSTIBLEAVECFAURECIAFaurecia,l'undesprincipauxéquipementiersautomobilesmondiaux,signeunaccordavecleCEAautourd'unprogrammedeR&Ddansledomainedelapileàcombustible.
Pendantcinqans,ilpourrabénéficierdel'expertiseetdestravauxderecherchequel'organismemèneenlamatièredepuisplusdevingtans,notammentsurcertainscomposantscléscommelesplaquesbipolaires.
L'objectifdugroupeindustriel:mettreaupoint,produireensérieetcommercialiserunepileàcombustiblehauteperformancerépondantauxattentesdusecteurautomobile.
DOSOENLIBREACCSPOURLEBIPMDansuncontextededemandeaccruedematrisedesrayonnementsionisants,leCEAetleBureauinternationaldespoidsetmesures(BIPM)signentunaccordsurl'utilisationdesaccélérateursmédicauxderadiothérapiedelaplateformeDoséo.
LeBIPMyréaliseradescomparaisonsd'étalonsetd'étalonnagesdedosimétres,afinderépondreauxbesoinsdetraabilitéinternationaledansledomainedelaradiothérapieexterne.
Cedomaine,parmilesplusexigeantsenmatièredeprécision,crotrapidementgrceauxnouvellestechniquesdepersonnalisationdestraitementspourépargnerlestissussains.
ONERA,NOUVEAUPARTENAIREDUCCRTL'Officenationald'étudesetderecherchesaérospatiales(Onera)devientle17epartenaireduCentredecalculrechercheettechnologie(CCRT)duCEA.
PlacésouslatutelleduministèredesArmées,l'Oneraprépareladéfensededemainenrépondantauxenjeuxaéronautiquesetspatiaux,ycomprisdecompétitivitéindustrielle.
LeCCRTaétécrééen2003pourrépondreauxbesoinsduCEAetdesespartenairesengrandessimulationsnumériques;proposerexpertiseetcompétenceencalculhauteperformance;etfavoriserlescollaborationsscientifiquesentreleCEAetlesindustriels.
AGPARTENARIATSL.
Godart/CEARecherchessurlesmicroalguesàlaCitédesénergiesduCEA.
www.
engagement-jeunes.
comwww06SURLEVIFBiodiversitéTara,capsurlesrécifscoralliensduPacifiqueDanstouteslesmersdumonde,lesrécifscorallienssubissentdesstressdeplusenplusnombreux,notammentdusauréchauffementclimatique.
Quelestaujourd'huileurétatdesantéC'estprécisémentl'objectifdelaonzièmeexpéditiondelagoéletteTara,partiepourdeuxanssurleseauxduPacifique.
LesscientifiquesduGenoscope,partenairesduprojet,sechargerontdedécrypterl'ADNdemilliersd'échantillonsdecorauxetdeplancton.
parSylvieRivièreQuatorzeansdéjàquelagoéletteTarasillonnelesocéansdumondeentier!
Aveclemêmeobjectif:comprendrel'impactdeschangementsclimatiquesetenvironnementauxsurlesocéans.
Depuismai2016etpoursaonzièmeexpédition,Taranaviguedanstoutl'océanPacifique.
Pendantdeuxans,lesscientifiquesvontsesuccéderàbordafind'ausculterleplusgrandnombrederécifscoralliens,ycomprislesplusisolés,pourmieuxconnatreleurbio-diversitéainsiqueleurscapacitésderésistance,d'adaptationetderésiliencefaceauchangementclimatique.
DesrécifsendangerSilesscientifiquess'intéressentauxcoraux,c'estparcequecesmilieuxfra-giles,extrêmementsensiblesauxvaria-tionsdel'environnement,sontdebonsindicateursdelasantédesocéans.
Leseffetsdeschangementsenviron-nementauxsontdéjàmalheureuse-mentbienvisibles:depuisledébutdel'èreindustrielle,environ20%desrécifscoralliensontdéfinitivementdis-paru.
.
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Etlephénomènenesemblepasvouloirralentir.
LescausesPollution,dégradationsduesautourisme,etc.
,maisaussihaussedelatempéra-turedel'eau.
Or,lesrécifscoralliens,mêmes'ilscouvrentmoinsde0,2%delasuperficiedesocéans,réunissentprèsde30%delabiodiversitémarineconnue.
tudier–etprotéger–cetéco-systèmefragileetmenacédevientparconséquentunepriorité,àlafoispourladiversitédesespècesqu'ilabrite,maisaussipourl'humanité.
Aujourd'huiàmi-parcours,l'expé-ditionTaraPacificadéjàparcouruSitedePaulReef,danslagrandebarrièredecorail(N-Edel'Australie).
FranoisAurat/FondationTaraExpéditions07SURLEVIFInstitutFranoisJacobInstitutdebiologieFranoisJacob,situéàFontenay-aux-RosesetEvry,regroupantlesservicesIRCM,Imeti,IGetMircenduCEA07SURLEVIF50000kmd'estenouestetcollectéprèsde15000échantillonssur17sitescoralliens.
Lespremiersconstatsnesesontpasfaitattendre:surl'ensembleduPacifique,desmassifsdecorauxblanchissent,premiersigned'unealté-rationpouvantconduireàlamortducorail!
Encause,leréchauffementcli-matique,puisquelephénomèneestvisiblemêmedansleszonestrèspeupeupléesetdonctrèspeupolluées…Unehausseimportantedestempéra-turesdeseauxdesurface(3-4degrésparrapportauxnormales)provoqueeneffetunstresschezlecorailquiexpulsealorslesalguessymbiotiquesquilecolonisent,perdantdumêmecouptoussespigmentsetlaissantvoirpartransparencesonsquelettecalcaire…blanc.
Silestempératuresélevéespersistenttroplongtemps,c'esttoutlerécifquiestmenacédemort!
MinIon,unséquenceurdepocheOutrel'observationdescoraux,l'ac-tivitéprincipaledel'équipedeTaraconsisteàcollecteretanalyserlesmilliersd'échantillonsprélevés.
LesscientifiquesduGenoscope(CEA,Evry)1ontamenéàbordunetoutenouvelletechniquedeséquenage:delatailled'unegrossecléUSB,leMinIonpermetleséquenageàhautdébitetquasiinstantanédesADNetARN,moyennantuneétapedeprépa-rationdeséchantillonssurlebateau(broyagedescorauxetextractionchimiquedesacidesnucléiques).
LeMinIonnouspermetd'identifieruneespèceenmoinsde24heures,enciblantungènemarqueur,pré-ciseQuentinCarradec,ingénieur-chercheurauGenoscope.
Dequoirenseignerlesplongeurssurlesespècesremontéesetorientertrèsrapidementleurscollectes.
Nouscherchonsaussiàoptimiserlaprocé-dured'utilisationduMinIon.
L'objectif,àterme,estd'arriveràfairelemaximumd'analysessurplace,pourréduirelenombred'échantillonstransportésjusqu'auGenoscope,àEvry.
Constituerunebasededonnéesinéditeterre,leséquipesduGenoscopeontcommencéàséquencerleséchantillonsdecorauxetdeplanc-tonreus.
Cescreeningsysté-matiquepermettradedresserunpanoramacompletdel'ensembledesmicro-organismescohabitantavecetautourducorail,ainsiqueleursréponsesauxstressliésauréchauffementclimatique.
Grceàl'ADNetauxobservationsmorpho-logiques,leschercheurstenterontensuitedereconstituerl'évolutiondescoloniescoralliennesaucoursdutemps,etd'envisagerleurfutur,grceàdesmodélisations.
Pendantcetemps,TarapoursuitsonpéripleetfileradanslesjoursetmoisàvenirsurlaNouvelle-Calédonie,leslesSalomon,laPapouasieNouvelle-Guinée,l'Indonésie.
Puiscapsurlescteschinoisesetjaponaises,avantderetraverserlePacifiqueetl'Atlan-tiquepourrejoindreleportdeLorientenoctobre2018,aprèsavoirboucléles100000kmprogrammés.
Note:1.
LeGenoscopeestuncentrederecherchesspécialisédanslagénomiqueenvironnementale;ilfaitpartiedel'InstitutdebiologieFranoisJacobduCEA.
TARAETSESPARTENAIRESTaraPacificestsoutenueparleCNRS,leCEA,leCentrescientifiquedeMonaco,l'UniversitéParisSciences&Lettresetdenombreuxautrespartenairespublicsetprivés.
Prèsde100scientifiquesparticipentàcetteaventure.
ColoniedecorailLobophyllia.
MorceaudecorailmortretrouvésurOmura,uneplagedel'ledeChichijima,auJapon.
TillRthig/FondationTaraExpéditionsSarahFretwell/FondationTaraExpéditionsAnalysedeséchantillonsavecleséquenceurMinIon,àborddeTara.
wwwoceans.
taraexpeditions.
orgwwwCEA08SURLEVIFInstitutFranoisJacobInstitutdebiologieFranoisJacob,situéàFontenay-aux-RosesetEvry,regroupantlesservicesIRCM,Imeti,IGetMircenduCEABiopharmaceutiqueNotes:1.
Autresbrevetsdélivrés,ouencoursdel'être,enEurope,Australie,Isral,AfriqueduSud,CoréeduSudetJapon.
2.
Duchêneetal.
2016.
3.
ESRS,septembre2016.
THN102,boosterdetraitementsneurologiquesLastart-upduCEATheranexusvoitsoncandidatmédicamentTHN102protégéparunbrevetaméricain.
Enlignedemire:letraitementdesymptmesdelanarcolepsieetdelamaladiedeParkinson.
parAudeGanierEssaiscliniquesencoursNousavionsobservéquel'inhi-bitiondesconnexinesdescellulesgliales,parexemplegrceàlafléca-nide,amplifiaitl'efficacitédesmédi-camentspsychotropescommelemodafinilsursesneuronescibles,sesouvientMathieuChévériat,direc-teurscientifiqueetco-fondateurdeTheranexus.
En2016,leTHN102adepuismontrésasupériorité,parrap-portàunepriseseuledeModafinil,dansdesmodèlesinvivodelanar-colepsie2ainsiquechezdesvolon-tairessainsprivésdesommeil3.
LeTHN102estactuellementenessaicli-niquedephaseIIchezdespatientsnarcoleptiques.
Parallèlement,nousmèneronsen2018unautreessaicliniquedephaseIIchezdespersonnesatteintesdelamaladiedeParkinsonetsouf-frantdesomnolencediurneexces-siveindiqueFranckMouthon,co-fondateuretPrésidentdeTheranexus.
Sesrésultatspourraientporterl'espoird'uneaméliorationdelaqualitédeviedeprèsde30%despatientsparkinsoniensdontiln'existeaucuntraitementpourlessoulagerdecettesomnolencediurne.
N°US9,750,734:voicilenumérodubrevetquiprotège,surl'ensembleduterritoireaméricainjusqu'en2034,lecandidatmédicamentTHN1021.
SicebrevetestoctroyéauCEA,c'estsastart-upTheranexusquijouitdelalicenceexclusiveetmondiale.
Fondéeen2013pardeuxchercheursdel'Ins-titutJacob,lajeunesociétédéveloppedessolutionsdansletraitementdesmaladiesdusystèmenerveux,notam-mentpourlanarcolepsieetlamaladiedeParkinson.
SoninnovationpharereposesurlacombinaisonthérapeutiqueTHN102quiassociedeuxéléments:lemoda-finil,médicamentdepremièrelignedansletraitementdelasomnolencediurneexcessive;etlaflécanide,uti-liséeentantqu'agentmodulantlesconnexinesetpotentialisantleseffetsdumodafinil.
NarcolepsieMaladieneurologiquecaractérisépardelasomnolencediurne.
ConnexineProtéineimpliquéedanslacommunicationentrelescellulesneuronales.
iStockHistoriquement,lemagnétismeatoujoursétéignorédesmicroélectroniciens,rappelleBernardDieny,chercheurauCEA-Inac1etdirecteurscien-tifiquedulaboratoireSpintecàGrenoble(voirencadré).
Lesmatériauxmagnétiquesétaientconsidéréscommedesimpuretésàbannirdessallesblanches!
Maisdepuisquelquesannées,leventtourneetlesnombreuxatoutsdesmémoiresmagnétiquesobligentlesmicroélectroni-ciensàrevoirleurcopieetàs'intéresserdeprèsauxphé-nomènesmagnétiques.
C'estunchangementradicaldeculturepourlesfondeurs!
,observeBernardDieny.
Tirerpartidudegrédelibertéduspindel'électronConcrètement,quesecache-t-ilderrièrecenomunpeubarbaredespintroniqueLeconceptestrelativementsimpleàcomprendre.
Lesélectronssontdesparticulesélé-mentaireschargéesnégativement.
Ilsfontpartiedesbriquesdebasedesatomesetformentlecourantélectriquequandilssedéplacent.
Cesontceschargesnégativesquelesdis-positifsdelamicroélectroniqueconventionnelle,commeletransistor,manipulent.
Lesélectronspossèdentégalementuneautrepropriétéintéressante,appeléespin.
Lespinestunegrandeurquantiquequin'apasd'équivalentclas-siquemaisquiestassimilableàunmomentmagnétiqueintrinsèqueàlaparticule,décritBernardDieny.
Unpeucommesil'électronétaitenfaitunminusculeaimantenrotationsurlui-même.
Etcommeunaimantpossèdeunplenordetunplesud,lespinpossèdeaussiuneorien-tation,verslehaut(up)ouverslebas(down).
Toutl'artdelaspintroniqueestdoncdetirerpartidecedegrédelibertépourgénérerdesphénomènesnouveauxetchercheràlesutiliserpouraméliorerlesperformancesdecircuitsélectroniquesouintroduiredenouvellesfonctionnalités.
Magnétorésistancegéantedanslesdisquesdursdesordinateurs…Cettedisciplineémergeen1988,avecladécouvertedelamagnétorésistancegéante(GMR)parleFranaisAlbertFertetl'AllemandPeterGrünberg,nobélisésen2007.
Leprincipe:fairevarierlarésistanceélectriqued'unmatériauconstituédecouchessuccessivesmagnétiques(fer,cobalt,nickel…)etnonmagnétiques(chrome,cuivre,argent…)enlesoumettantàunchampmagnétiqueexterne.
LaspintroniqueCircuithybridesemiconducteur/magnétiqueréaliséàSpintec.
Note:1.
InstitutdenanosciencesdelaDirectiondelarecherchefondamentaleduCEA.
SpinPropriétéquantiqued'uneparticule,associéeàunmomentmagnétique.
RésistanceélectriqueAptituded'unmatériauàs'opposeraupassaged'uncourantélectrique.
En2018,lecoréenSamsungentameralaproductionindustrielledemémoiresmagnétiquesSTT-MRAM;letawainaisTSMCdevraitlancerdespucesdotéesdemémoiresmagnétiquesembarquées(eMRAM)…Cesderniersmois,lesannoncesdecegenresesontmultipliées.
Preuvequelesgrandsnomsdelamicroélectroniquecroientenl'avenirdelaspintronique,jeunedisciplinemariantlamicroélectroniqueetlemagnétisme…parFabriceDemarthon09LEPOINTSURSpintec/CEA10LEPOINTSURMagnétorésistancetunnelpourlesmémoiresMRAMpartirdelà,lesinnovationsthéoriquesetpratiquess'en-chanent.
En1995,deschercheursdécouvrentlamagnéto-résistancetunnel(TMR)àtempératureambiante.
Ils'agitlàencoredemodifierlarésistanceélectriqued'unmatériaumulticouche.
Mais,cettefois,lescouchesmagnétiques(lesélectrodes)sontséparéesparunecoucheisolantetrèsfine,faited'oxyde,quiconstitueunebarrièretunnelpourlepassagedesélectrons.
Lorsqu'uncourantélec-triquetraversecesandwich,lesélectronspeuventsau-terd'uneélectrodeàl'autreàtraverslabarrièreisolanteparunphénomènequantiqueappeléeffettunnel.
Cettecapacitédépendtoutefoisdel'orientationrelativedel'ai-mantationdesélectrodes:parallèle,lecourantpasseplusfacilementqu'anti-parallèle.
LaTMRpermetalorslamiseaupointdesmémoiresmagné-tiquesMRAM(MagneticRandomAccessMemory):lesbitsd'informationsontstockésdansdescellulesvial'orientationrelativedesaimantationsdesdeuxcouchesmagnétiquesdepartetd'autredelabarrièretunnel;etcela,selonleprin-cipesuivant:uneorientationparallèleengendreunefaiblerésistance,uneorientationanti-parallèleconduitàuneforterésistance.
L'unedecescouchesdontl'aimantationestfixeestappeléeélectrodederéférence;l'autrecouchedontl'aimantationestcommutable,parpulsedechampmagné-tiqueoupulsedecourant,estappeléeélectrodedestoc-kage.
Lalecture,elle,sefaitparlamesuredelarésistanceélectriquedelacelluleenquestion.
LecoupledetransfertdespinaucurdesSTT-MRAMvolutionplusrécentedesMRAM,lesSTT-MRAMfontappelàuntroisièmephénomènefondamentaldel'élec-troniquedespin,misenévidencedanslesannées2000,lecoupledetransfertdespin(SpinTransferTorque).
Selonlui,uncourantélectriquepolariséenspin,c'est-à-direLarecherchefondamentaleeuropéenneestàlapointe.
Resteànosgrandesentreprisesàs'engageractivementBernardDiény,chercheurauCEA-InacEffettunnelPhénomènequantiqueparlequelunobjetpeutfranchirunebarrièredepotentielmêmesisonénergieestinférieureàcelleminimalerequisepourfranchircettebarrière.
Spintec/CEANote:1.
Enparticulierceuxappelésvannesdespin.
Testélectriqued'uncircuitréaliséàSpintec.
l'époque,iln'étaitpossibledemodifierlarésistanced'unmatériauquedequelquespourcents,expliqueBernardDieny.
AveclaGMR,larésistancepouvaitêtrevariéed'unfacteurdeux!
L'explicationestàtrouverdanslespindesélectronsetsonorientationrelativeàl'aimantationlocaledumatériau:lorsquespinetaimantationontlemêmesens,l'électronestfaiblementdiffusédanslematériau;lorsqu'ilssonttête-bêche,l'électronestfortementdiffusé.
Précisément,lesmatériauxmulticouchesàGMR1sontconstituésdecouchesmétalliquesmagnétiquesdontonpeutvarierl'orientationrelativedesaimantationsdeparallèleàantiparallèle;cescouchesmagnétiquessontséparéesparunecouchemétalliquenon-magnétique.
Lorsquelesaimantationsdescouchesmagnétiquessontenconfigurationantiparallèle,lematériaumulticouchepossèdealorsuneforterésistanceélectrique,puisquelesélectronsquiletraversentsontfortementdiffusésdansl'uneoul'autredescouchesmagnétiques,quelquesoitleurspin.
Enrevanche,lorsquelematériauestsoumisàunchampmagnétiqueexterne,lesaimantationsdetoutessescouchess'alignentdanslesensduchamp.
Lesélec-trons,dontlespinestorientédelamêmemanière,peuventalorsfacilementcirculerdanstoutlematériau:larésis-tanceélectriquechutealorsdrastiquement.
Cettedécouvertemajeuretrouverapidementdesapplica-tions,notammentaveclafabricationdecapteursdechampmagnétiquetrèssensiblesquiontétéabondammentuti-lisés,entre1998et2004,danslesdisquesdursmagné-tiquesdesordinateurspourrelirelesbitsd'informations(0ou1)écritsdanslemédiamagnétique.
11LEPOINTSURdontlamajoritédesélectronsontlespinorientédanslemêmesens,peutdirectementmodifierl'aimantationdenanostructuresmagnétiques.
Dèslors,plusbesoindechampmagnétiqueexterne,trèsconsommateurd'éner-gieetàlarésolutionspatialelimitée,pourécrireauseindelacelluleMRAM!
LesMRAMetSTT-MRAMontdenombreuxatoutsparrapportauxautresmémoiresutiliséesaujourd'hui,rap-pelleBernardDieny.
Ellessontrapides(quelquesnano-secondesenécriture)etendurantes(onpeutlesécrireunnombrequasiillimitédefois)contrairementàlamémoireFlash,etellessontnon-volatilescontrairementauDRAMetSRAM.
End'autrestermes,onpeutcouperlecou-rant,l'informationyresterastockée.
Unatoutconsidérablelorsqu'ils'agitdeminimiserlaconsommationélectriqueetl'échauffementdespucesdanslesappareilsnomades,dontl'autonomieestunenjeuimportant,oudanslescalcu-lateurshauteperformanceetfermesdecalculqui,encoreaujourd'hui,consommentautantd'énergiepourleurrefroi-dissementquepourleurfonctionnement.
Spintec,lesprochainesgénérationsdeMRAMsontdéjàencoursdepréparation.
LaSOT-MRAM(SpinOrbitTorqueMRAM),parexemple,permettrad'augmenterencorelarapiditéd'écritureenévitantlesrisquesdeclaquageélectriquequipèsentsurlesSTT-MRAMlorsquel'onchercheàlesécrireavecdespulsesdecourantdel'ordredelananoseconde2.
Lamémoiremagnétiquenedevraitpourtantpasrempla-certouteslesmémoiresélectriques:pourlestockageparexemple,lamémoireFlashquiéquipemaintenantdenom-breuxappareils,bienquemoinsendurante(ellesupporteunmaximumde100000écritures)etmoinsrapide(del'ordredelamicrosecondeàlamillisecondeenécriture),restebienmoinscoteuseàproduire.
LaMRAMestunpeulaF1desmémoires,souritBernardDieny.
Ellenepeutpasêtreutiliséepartout.
DelaspintroniqueàlaspincaloritroniqueAprèslestêtesdelecturedesdisquesdursd'ordinateurs,laspintroniqueatrouvécetteapplicationdanslesmémoiresmaisellenes'ycantonnepas.
Ellepermetainsil'élaborationdecapteursdechampmagnétiqueextrêmementprécisafin,parexemple,deconnatrel'orientationd'objetsdansl'espace.
l'heuredel'Internetdesobjets,lademandepourcetypededispositifsestenperpétuelleaugmen-tation,observeBernardDieny.
Cescapteurspeuventaussiserviràenregistrerl'activitéducerveau,quiémetunchampmagnétiquetrèsfaibleàlasurfaceducrne.
Ledomainedestélécommunicationss'intéresseaussideprèsàlamanipulationdesspinsélectroniques.
Grceauphénomènedetransfertdespin,utilisédanslesSTT-MRAM,ilestpossibledeproduiredesnano-oscillateursditsaccordablesenfréquence.
l'avenir,ilspourraiententrerdanslafabricationdetéléphonesportablesoudeborneswificapablesdescannerlesfréquencesautourd'euxetdes'accorderautomatiquementsurlesmoinsengorgéesafind'améliorerlescommunications.
Laspincaloritronique,elle,entendmarierspin,chargeélectriqueetcourantdechaleuravec,envue,laproduc-tiond'énergie.
Quantauxmemristorsàbasedejonctionstunnelmagnétiques,ilspermettentdesavancéesimpor-tantesdanslaconceptiondesynapsesélectroniquespourl'intelligenceartificielle.
L'avenirdelaspintroniquesembledonctrèsprometteur.
Larecherchefondamentaleeuro-péenneestàlapointe,acquiesceBernardDieny.
Resteànosgrandesentreprisesd'électroniqueàs'engageracti-vementdanscedomaine…Spintec/CEADispositifd'écrituredemémoiresmagnétiques.
SPINTEC,LETEMPLEDELASPINTRONIQUECrééen2002parleCEA,leCNRSetl'universitéGrenobleAlpes,lelaboratoireSpintecréunitunecentainedechercheursetd'ingénieurs(dontunesoixantainedepost-docsetthésards)entièrementdédiésàl'électroniquedespin.
Lesprojetsquiysontmenéscouvrenttoutelachanedesrecherchesfondamentalesjusqu'àl'élaborationdedémonstrateurs.
Spintecadéposéunecinquantainedebrevets,dontcertainsfondamentaux,etconduitàlacréationdequatrestart-up:CrocusTechnology(MRAMetcapteursmagnétiques),eVaderis(conceptiondecircuitshybrides),Antaos(SOT-MRAM),etHProbe(solutionstestsdesmémoiresmagnétiques).
Note:2.
Augmenterlarapiditéd'écrituresignifieaugmenterlatensionélectriqueappliquéeàlacelluleMRAM.
Ellepeutaugmenterdel'ordrede0,4Vpouruneécritureen20ns,à1Vpouruneécritureen1ns:celarapprochedelatensiondeclaquagediélectriquedelabarrièretunnelépaissed'àpeineplusde1nm.
12LEDOSSIERHubble/NasaNaissanced'étoilesdanslanébuleusedel'Aigle:imageréaliséeàpartirdesdonnéesrecueilliesparHubble.
13LEDOSSIERP.
14JWST:plusgrand,plusfin,plusloinP.
18MirimetMirisurlamêmelongueurd'ondeIlseraleplusgrandsatellitejamaisenvoyédansl'espace.
Ilexploreral'Univers,telqu'ilétaitilyaplusdetreizemilliardsd'années,lorsquesesontforméslestoutpremiersobjetslumineux.
Ilscruteralesphénomènesextragalactiques,appréhenderalachimieetlastructuredesdisquesprotoplanétaires,analyseral'atmosphèredesexoplanètes.
Sonnom:leJamesWebbSpaceTelescope,leJamesWebb,leWebb,ouencore,leJWST.
sonbordquatreinstruments,dontl'un,Miri,engagefortementl'Europe,laFrance…etleséquipesdel'institutIrfuduCEA.
Actuellementencoursdetestsfinaux,sonlancementestprogramméauprintemps2019.
Direction:lepointdeLagrangeL2,à1,5milliondekmdelaTerre.
UnemissionsignéeNasa,ASCetEsa.
parVahéTerMinassianJamesWebbSpaceTelescopeLecompteàreboursestlancé14LEDOSSIERExpansiondel'UniversPhénomènequivoitàgrandeéchellelesobjetscomposantl'Universs'éloignerlesunsdesautres,parungonflementdel'espacelui-même.
sensibilitéinéditesdansledomainedel'infrarougemoyen.
DéveloppéparlaNasaavecleconcoursdel'ASC(Agencespatialecanadienne)etdel'Europevial'ESA(Agencespatialeeuropéenne),cesatelliteseralancéen2019parlafuséeAriane5depuislabasedeKourou(Guyane).
sonbord,quatreinstrumentsdepointedontl'un,Miri,aimpliquéfortementleCEA.
LeWebb,successeurdeHubbleImaginédès1989,leJWSTfutàl'origineconucommeunsuccesseurduHubbleSpaceTelescope(HST),àmêmederepéreretd'étudierdesobjetstroploin-tainspourêtrediscernésparcedernier.
Trèsprobablement,lespremièresétoilesetgalaxiesapparuesquelquescentainesdemillionsd'annéesaprèsleBigbang,voici13,7milliardsd'années.
Enraisondel'expansiondel'Universsurvenuedepuiscetteépoque,leursspectreslumineuxonteneffetétédécalésverslerougeetl'infrarouge,lesrendantdif-ficilementdétectablesparuntéles-copefonctionnantessentiellementdanslevisibleetl'ultraviolettelqueleHST.
D'oùl'idéed'unobservatoireenorbiteopérantdanslagammedelongueursd'ondesde0,6à28micromètres1.
LeJWSTseradoncnonseulementcapableJWST:plusgrand,plusfin,plusloinLeJWSTseralesatelliteleplusgrandjamaisenvoyédansl'espace.
Observantl'Universàtraverssonrayonnementinfrarougemoyen,sonlancementestprévuauprintemps2019.
Direction:lepointdeLagrangeL2avecàsonbordquatreinstrumentsdontl'unimpliquefortementleCEA.
Sesmissions,nombreuses,promettentdesaventuresextragalactiquesetdesexpéditionsatmosphériquesauplusprèsdesexoplanètes.
Ildiscerneralesgalaxieslespluslointaines;rendracomptedelaformationdessystèmesstellairesdanslesnébu-leusesobscurciesparlespoussières;analyseral'atmos-phèredesexoplanètes…Longde22mètres,largede14etpesantprèsde6,2tonnes,leJamesWebbSpaceTelescope(JWST)observeralecielavecunerésolutionetunePréparationdumiroirprimaireduJWSTàdestests,enmai2017,auJohnsonSpaceCenterdelaNasa.
Nasa15LEDOSSIERNotes:1.
ladifférenceduHST,leJWSTnepourradoncpasfaired'observationsdansledomainedel'ultraviolet.
2.
Letélescopeauracoté8,8milliardsdedollars,17foislasommeprévueaudépart!
dedonnerauxastronomesunevued'ensembledecettepopulationmalconnued'astresprimordiaux;maisilpourraégalementréaliserdesimagesdequalitédecesderniers.
Eneffet,expliqueDavidElbaz,astrophysicienetresponsabledelaboratoireauCEA,desobservationsantérieuresontdémontréquecesgalaxiesprimitivescontiennentdegrandesquantitésdepoussières.
Or,cesdernièresabsorbentlalumièredansledomaineaccessibleauHST,maislaissentfacilementtraverserlalumièreauxfréquencessélectionnéespourlamissionJWST.
Celapourraitfaciliterladescriptiondescorpscélestes.
UnemissionàrebondissementsQuellesquepuissentêtresesdécou-vertes,unechoseparatcertaine:ellessonnerontcommeunerevanchepourlesconcepteursduJWST.
Ceux-ciontdbataillerprèsdetroisdécenniesavantdevoirenfinleurrêvedevenirréalité.
Lancéen1989,leprojetfutrapidementmodifiésuiteàladéci-siondeprolongerHubble,puisreto-quéànouveauen1995àlademandedel'administrateurdelaNasa,DanGoldin,quiincitalesastronomesàtravaillersurl'optiond'ungrandtéles-copeàbasprix:leNGST.
Lancéesen1997,lesétudesdefaisabilitédecettemissionfinirentparconclureen2001quelebudgetnécessaireàsamiseaupointavaitétésous-estimé,obligeantlesingénieursàrevoirunenouvellefoisleurcopie.
Rebaptisél'annéesui-vanteJamesWebbSpaceTelescope,leprogrammeconnutparlasuitedemultiplesvicissitudes,duesauxdépensestoujoursplusimportantesqu'ilagénérées2:en2011,leCongrèsenvisageamêmedel'arrêterdéfini-tivement!
Initialementprévupour2010,lelancementduJWSTn'inter-viendraqu'en2019.
Lemiroirpliable:undéfitechnologiquemajeurcesaléasd'ordrefinanciersesontajoutéeslesdifficultéstechniquesliéesàlamiseaupointd'unéquipementscientifiquesiimposantqu'ilpourraitoccuperlasurfaced'uncourtdetennis.
Car,àrésolutionéquivalente,lemiroirprimaired'untélescopeinfrarougeestplusgrandqueceluid'uninstrumentopérantdanslevisible.
Pourrépondreauxexigencesdesastronomes,celuiduJWSTdoitavoirundiamètrede6,5mètresdediamètrecontreles2,4mduHST.
Aucundeslanceursdisponiblesn'ayantlataillesuffisantepourtransporterunepareillepièced'unseultenant,lesscientifiquesdelaNasasesontrésolusàdécomposercettedernièreen18segmentshexa-gonauxdebérylliumassembléssurunestructuredecarbonecompositedetellemanièrequel'ensemblepuisseêtrepliéentroispourrentrerdanslessoutesd'Ariane5,puisdépliéunefoisarrivédansl'espace!
Unbouclierthermiquepourprotégerlesoptiquesceproblèmedéjàredoutable,s'ajou-taitaussicelui,hautementcomplexe,durefroidissement–commeleJWSTestuntélescopeinfrarouge,ildoitêtremaintenuàunetempératureinférieureà-223°C(50,15°K)pournepasLemiroirprimaireetlebouclierthermiqueduJWSTdevrontêtrepliéspourentrerdanslelanceurd'Ariane5,avantdesedéployerdansl'espace.
Nasa.
LEJWST,ENBREFUnsatelliteinfrarougeNasa,Esa,ASCProjetinitiéen1989Lancementprévu:printemps2019Miseenorbiteà1,5milliondekm(PointdeLagrangeL2)Plusquelesuccesseurd'HubbleLongueur:22m,largeur:14m,poids:6,2tLongueursd'ondes:0,6à28micromètresSensibilité50foissupérieureTempératuredefonctionnement:-223°C,(50,15°K)Défistechnologiques:télescopepliable,bouclierthermiquedéployable4instruments:Miri,Nircam,Nirspec,Niriss4000heuresdetempsd'observationgarantiauxlaboratoiresimpliqués(1350pourl'Europe)Missionscientifique:formationetévolutiondesgalaxies,étoiles,planèteslespluslointainesObjetsd'étude:phénomènesextragalactiques,disquesprotoplanétaires,protoétoiles,supernov,exoplanètes(dontatmosphèreTrappist-1)Budget:8,8milliards$Esa16LEDOSSIERRé-ionisationdel'Universpoque(environ400millionsd'annéesaprèsleBigbang)oùlesatomesd'hydrogènedel'espaceintergalactiqueontétéionisés(arrachementdeleurélectron)parlatoutepremièregénérationd'étoiles.
RésolutionangulaireDéfinitiondestélescopestraduisantlacapacitéàobserverdesdétailsdeplusenplusfins.
dégagerunechaleurquiperturberaitlessignauxenprovenanceducosmos.
Cerefroidissementsefaitpassive-ment,àconditionqueriennevienneleréchauffer.
Conséquence:laNasaadéquiperlaplateformeduJWSTd'ungigantesquebouclierthermiquepliableenpolymèresouple,de22mètresdelongetde12mètresdelarge.
Agissantcommeunparasol,ilestchargédeblo-querlalumièreduSoleil,delaTerreetdelaLune.
Toujoursdanslebutdepro-tégeraumaximumlesoptiques,déci-sionaaussiétéprised'éloignerlepluspossibleletélescopedecessourcesderayonnement,enlepositionnantà1,5milliondekilomètresdenotrepla-nètesurlepointdeLagrangeditL2.
Unchoixquin'estpassanscompor-terdesrisques.
Occupantuneorbiterelativementbasse(environ550km),untélescopespatialcommeleHSTétaitjusqu'àrécemmentrépa-rable.
Entre1993et2009,c'est-à-direavantlamisehorsservicedesnavettes,laNasaavaitainsiconduitcinqopérationsdemaintenancesurcetinstrument,permettantd'enrepousserlafindemissionde2005à2021.
AvecleJWST,unetelleoptionestinenvisageable.
QuatreinstrumentsàbordEnfin,ilafalluconcevoirlesinstru-mentsdebordquipermettrontauxastronomesderéaliser,outredesimages,desspectresdesobjetsobservéspourrenseignerleurcom-positionettempérature.
Aunombredequatre,leurslongueursd'ondesvontde0,6à28micromètres:l'ima-geurNircam,lespectromètreNirspecetlespectro-imageurNiriss(respec-tivementplacéssouslaresponsabi-litédelaNasa,del'Esaetdel'ASC)opérerontendessousde5micro-mètres;quandlespectro-imageurMiri(construitconjointementparlestats-Unisetl'EuropeavecleconcoursdeséquipesfranaisesdontcellesduCEA)iraau-delà(voirarticlesuivant).
Alorsquelesinstrumentsopérantendessousde5micromètresserontrefroidispas-sivementcommeletélescope,Miriserarefroidià-267°C(6,15°K)paruncryogénérateurdédié.
DutempsdetéléscopedisponibleCommedansunobservatoireter-restre,ceséquipementsserontmisàladispositiondetouslesastronomesquienferontlademande,aprèssélec-tiondeleursprojetsparuncomitéscientifique.
Descentresd'expertiseNasaDenombreusesdisciplinestirerontprofitdesarésolutionangulaireetdesasensibilitésupérieuresàcelledeSpitzer,lepluspuissanttélescopespatialinfrarougeactuellementenservicePierre-OlivierLagage,directeurderechercheàl'IrfuduCEAetresponsablescientifiquefranaisdeMiriontmêmeétémisenplacepourlesaideràsefamiliariseràleurmanie-ment,indiquePatriceBouchet,responsablepourlaFrancedel'und'entreeuxdédiéàMiri.
8%dutempsd'utilisationdecesinstruments,soit4000heures,sontainsiréservésauxlaboratoiresimpliquésdansleurfabrication3.
Parexemple,laconstructiondeNirspecetlamoitiédecelledeMiriétantsouslaresponsabilitédel'Europe,cesont1350heuresquesesontrépar-tiesleschercheursassociésàcesinstruments4.
Delacosmologieàl'habitabilitédesmondesDurantlescinqàdixansoùilseraenactivité–decinqans,lamissionnominalepourraitfacilementêtreprolongéesansproblèmetechniquemajeur–leJWSTdevraitainsiappor-terquantitéderéponsesauxquestionsqueseposentlescosmologistes.
Ensondantl'Universprofond,ilpourraitétablirlesquellesdesgalaxiesoudesétoilessontd'abordapparuesdanslecosmos,etaideràmieuxcom-prendrecommentlespremièresontfusionnéentreellespourdonnernais-sanceauxgalaxiesdutypeactuel;ilpourraitmêmepréciserlerledessecondesdansl'étapecrucialedelaré-ionisationdel'Universquivit,àlafindesgessombres,lesélec-tronsêtreéjectésmassivementdesatomes.
Enfin,poursuitDavidElbaz,lesatellitetenteradepercerlesecretd'unphénomèneencoreinexpliquéquivit,voicidixmilliardsd'années,lerythmedeformationdesétoilesbrus-quements'emballer.
Mêmesiunegrandepartiedesontempsseraconsacréeàcetypederecherches,leJWSTn'estpaspourautantunobservatoiredédiéauxétudesencosmologie,pré-cisePierre-OlivierLagage,directeurderechercheàl'IrfuduCEAetres-ponsablescientifiquefranaisdel'instrumentMiri.
Nombred'autresdisciplinesdel'astronomiepourronttirerprofitdesarésolutionangulaireetdesasensibilitéhorsnorme,septetcinquantefoissupérieuresàcelledeSpitzer(Nasa),lepluspuissantInspection,en2015,dubouclierthermiquetailleréellecomposédecinqfinesmembranesd'argent.
17LEDOSSIERDisquesprotoplanétairesEnsemblesdegaz,deglacesetdepoussièresdanslesquelsnaissentlesétoilesetlesplanètes.
NasaNasaNotes:3.
cela,s'ajoutent500heures,ditesd'EarlyreleasescienceprisessurletempsdiscrétionnairedudirecteurduJWST.
4.
Unminimumde15%dutempsouvertdutélescopeestparailleursréservéauxEuropéensquicontribuentaussiàlamissionparlamiseàdispositiondulanceurAriane5.
Laconceptiondutélescopelui-mêmeetlesegmentsolsontplacéssouslaresponsabilitédelaNasa.
5.
Voirpp9à11LesdéfisduCEAn°216.
123télescopespatialinfrarougeactuel-lementenservice.
Enparticulier,lestravauxsurlaformationetl'évo-lutiondessystèmessolairesdelaVoieLactéedevraientgrandementbénéficierdelamiseenroutedecetinstrument.
Grceàlui,lachimieetlastructuredesdisquesprotoplanétairesserontmieuxappréhen-dées;toutcommelesatmosphèresd'exoplanètesquiserontpourlapre-mièrefoisobservéeseninfrarougemoyen;domainequiapportedesinformationsuniquessurlacomposi-tionchimiquedel'atmosphère,notam-mentencequiconcernelaprésenced'ammoniac,d'ozone,d'eau…laconquêtedeTrappist-1L'atmosphèredesexoplanètesdusystèmestellaireTrappist-1,estconsidéréecommeunecibleprio-ritairedelarecherchedelaviedansl'UniversrévèlePierre-OlivierLagage.
Découvertenmai2015parunpetittélescopedel'universitédeLiègeinstalléauChili,lesystèmeTrappist-1recèlepasmoinsdeseptplanètesdemoindredensitéquelaTerremaistoutesdetaillessimi-laires5.
Tournantautourdeleurpetiteétoilefroideen1,5à12jours,àsifaibledistancequel'ensembleducortègepourraitteniràl'intérieurdel'orbitedeMercure,cesmondes–quiprésententàleurétoileperpétuellementlamêmeface–accusentunelargevariétéd'in-solations.
Sicertainssonttrèschauds,d'autressontaussifroidsqueMars.
Ettroisd'entreeuxcirculentdansdeszonestempérées,laissantàpenserquedel'eauliquidepourraitexisteràleursurface.
Mais,sont-ilsdotésd'uneatmosphèreC'estcequeten-terad'établirl'équipeeuropéennedeMiri,sousladirectiondePierre-OlivierLagage,ensondantdurantvingt-cinqheuresl'undecesastreslepluschaud(autourde130°C),Trappist-1-b,avecl'espoird'ydécelerlaprésencedegazcarbonique.
Etc'estcequ'essaierontdefaireégalementdesscientifiquesdeNirspecetdeNirisssurquatreautresdecesseptcorps.
Dequoi,encasdesuccès,faireduJWSTl'instru-mentdelaprochainegranderévolu-tiondel'astronomie…Nasa(1)Réceptionduspectro-imageurMiriauGoddardSpaceFlightCenterdelaNasaen2012,oùilestintégréauxtroisautresinstrumentsduJWSTpourformerl'Isim;lequelestplacé(2)dansunecagedoréequisimulel'environnementthermiquespatial,danslecadred'unesériedetests-à-froidconduitsen2014(3).
18LEDOSSIERMirimetMirisurlamêmelongueurd'ondeSiMirim,dansMiri,vientdepasseravecsuccèslestestsàfroiddel'assemblagedelachargeutilequilescontientetdutélescopeduJWST,c'estqu'uneattentionparticulièreluiaétéapportée.
NotammentcelleduCEA,fortdesescompétencesenmatièred'imagerieinfrarougeetdesonsavoir-fairesurlaconduitedegrandsprojets.
Danslacommunautédesastronomes,samiseenserviceesttrèsattendue.
MiripourMidInfraRedInstrumentestl'undesquatreinstru-mentsscientifiquesquiseraembarquéàbordduJWSTen2019.
Toutcommesespetitsfrères,Nirspec,NircametNiriss,cedispositifseraemployépourréaliser,depuisl'espace,desspectresoudesimagesducieldansledomainedel'infrarougemoyen.
Mais,opérantàdeslongueursd'onde(de5à28micromètres)différentesdecellesdesautreséquipements,ilpour-raitêtreestleseulcapabled'effectuercertainstypesdedécouvertesdanslesdomainesdelacosmologie,desdisquescircumstellairesouencoredesexoplanètesdontiltentera,pourlapremièrefois,dedétecteretmêmed'analyserunepartiedel'atmosphère.
Miri,instrumentréaliséengrandepartieenEuropePlacéesouslaresponsabilitéconjointedel'EsaetdelaNasa,quiaélaborélesmatricesdedétecteursetlecryogéné-rateurdecetinstrumentfonctionnantàunetempératurede6,15°K(-267°C),laconceptiondeMiris'estsurtoutdérouléeenEurope,auseind'unconsortiumdedixpayscoordon-nésparl'Observatoireroyald'Edim-burg.
Ellecomprendlaconstructionduspectromètre,sousladirectiondesPays-BasetduRoyaume-Uni,etledéveloppementdel'imageurMirimavecpourcontributeurprincipallaFrance(20millionsd'euros).
Organiséesouslamatrised'ouvrageduCnes,l'élaborationdecettecaméraamobiliséplusieurslaboratoiresfran-aisdontlesactivitésontétécoordon-néesparleCEA.
CommelerappellePierre-OlivierLagage,directeurderecherchesàl'IrfuduCEAetrespon-sablescientifiquefranaisdeMiri:autraversdesesparticipationssuccessivesàplusieursmissionsetprojetsdepuislesannées1980,dontlaréalisationdel'imageurIsocamdusatelliteIsodel'Esaetcelledel'instrumentVisirdutélescopeausolVLT1auChili,notredépartementd'astrophysiques'esteneffetdotédelargescompétencesenmatièred'ins-trumentationinfrarougedestinéeàl'astronomie.
Note:1.
VeryLargeTelescope.
Intégrationetcontrlequalitédel'imageurMirim,auCEAen2007,avantsonintégrationàMiri,l'undesquatreinstrumentsduJWST.
L.
GODART/CEADisquecircumstellaireDisqueautourd'uneétoiledetroistypes:protoplanétaire,detransitionoudedébit.
19LEDOSSIERCoronographieTechniqueoptiquepermettant,grceàdesmasques,desimulerl'éclipsed'uneétoile,del'éteindre,pourobserversonenvironnementprochesansêtreébloui.
Mirim,contributionfranaisesousresponsabilitéduCEAAinsi,silesexpertisesdel'IAS2,duLam3etduLesia4sesontavéréesindispensables,leCEAjoueégale-mentunrlemajeur.
Coordinateurdetouslespartenairesfranais,ilanotammentbeaucoupuvrédanslaconceptionetlaréalisationdusystèmeoptomécaniquedeMirim.
L'imageurcombineainsil'avantaged'Isocam,imageurtrèssensible,etdeVisir,instrumentàlatrèsbonneréso-lutionangulaire.
Nousavonsréussiàconcevoiruninstrumentsimple,comprenantunseulmécanisme,quipossèdelestroismodesd'observa-tionrequisscientifiquement,àsavoirl'imagerie,lacoronographie,laspec-troscopiebasserésolution.
Cetobjectifdeperformancesscientifiquesdanslasimplicité,nousl'avonseneffetacquisavecl'instrumentVisirindiquePierre-OlivierLagage.
LeCEAs'estensuitechargédumontagefinaldeMirimetdesestestsdansdesconditionsdefonctionnementdansl'espace;et,àpartirde2010,ilasuivilesdifférentesétapesdesesintégrationssuccessivesauxcomposantesduJWST,dontlestestsàfroidsquiviennentdeseter-mineravecsuccèsauJohnsonSpaceCenter(JSC)deHouston(tats-Unis);etce,jusqu'aulancementprogramméen2019(voirl'infographieJWST:levoyagedeMirim).
LamobilisationdeséquipesduCEAnecesserapasalorspourautant.
Ellesserontsollicitéespourlestestsdecalibrationenvolquicommen-cerontsittquel'enginspatialauraralliélepointdeLagrangeL2oùilserapositionné.
LeCEAestaussichargéd'animer,souslaresponsa-bilitédePatriceBouchet,lecentred'expertisefranais–etbientteuropéen–deMirimetdeMiri.
Cettestructuredecinqpersonnesdoitaiderlesastronomesdésireuxdefairedesobservationsàélabo-rerleursdemandesdetempsdetélescopeetàtraiterlesdonnéesqu'ilsaurontrecueillies.
cetitre,lecentred'expertiseparticipeacti-vementàl'élaborationdesoutilsd'analysedelamissionetareu–faituniqueenEurope–l'habili-tationduJetpropulsionlaboratory(JPL-Nasa)pourparticiperauxtestsréalisésdansseslocauxsurlestroismatricesdedétecteursdeMiri.
eux:Trappist-1-b,Wasp-107-b,supernova1987A…Cederniertiendra-t-ilsespro-messesC'estcequ'espèrentlesastronomeseuropéensquiattendentd'ailleursbeaucoupdespremièresobservationsquel'instrumentréali-seradanslecadredutempsgarantidelamission.
Outresuivredeséclipsesetdestransitsdesexopla-nètesTrappist-1-b,Wasp-107-betHat-P-12-bpourétudierleuratmos-phère,lesobservationsvontconsis-ter,expliqueDavidElbaz,directeurderecherchesauCEA,àtenterdecapterlalumièredegalaxieslointainesdansunepetiterégionducielbaptiséeHUDFsurveilléedepuisdesannéespardestélescopesausolcommeAlmaauChili.
Cela,avantquelesscientifiquesnepointentleJWSTversd'autressourcesnonmoinsintéres-santescommelafameuseSupernova1987-AquePatriceBouchetestl'undesraresastronomesencorevivantsàavoirpuadmirerendirectdepuisl'observatoiredeLaSillaauChili.
Sonobjectif:essayerdedéterminersilespoussièresproduitesaucoursdecettefor-midableexplosiond'étoilemassiven'ontpasfinipardisparatreaveclesannées.
Cequipourraitbousculerlesthéoriessurlerlejouéparcesphéno-mènesdansl'histoirereculéedel'Univers.
CelleduJWSTnefait,quantàelle,quecom-mencer.
MIRIM,ENBREFMatrised'ouvrageduCnesCoordinationCEAInfrarougemoyen(longueursd'ondede5à28micromètres)Températuredefonctionnement:-267°C(6,15°K)Troismodesd'observation:imagerie,coronographie,spectroscopiebasserésolutionObjetsd'étude:ExoplanètesTrappist-1-b,Wasp-107-b,Hat-P-12-b;galaxieslointainesdanslarégionducielHUDF;Supernova1987-ACentred'expertiseinstalléàSaclayBudget:20millionsInspectionduspectro-imageurMiriauGoddardSpaceFlightCenterdelaNasa,en2012;etintégrationauxautresinstruments,dansl'Isim(chargeutile)duJWST,en2013.
Nasa2.
Institutd'astrophysiquespatiale,CNRS-UniversitéParissud11.
3.
Laboratoired'astrophysiquedeMarseille,InsuduCNRS-Universitéd'AixMarseille.
4.
Laboratoired'étudesspatialesetd'instrumentationenastrophysique,CNRS-ObservatoiredeParis-l'UniversitéPierreetMarieCurie(Paris-6)-UniversitéParis-Diderot(Paris-7).
20SCIENCESENBREFGravitationPhénomèneparlequeldescorpss'attirentdusimplefaitdeleurmasse.
Notes:1.
ECEA-Irfu,UniversitédeJérusalem,InstitutdephysiquenucléairedeLyon,Universitéd'Hawa.
2.
VoirLesdéfisduCEA193(Octobre2014).
3.
VoirLesdéfisduCEA215(Mars2017).
Irfu/CEAInstitutderecherchesurlesloisfondamentalesdel'UniversBIG/CEAInstitutdebiosciencesetdebiotechnologiesdeGrenobleCancérologiePrédirel'évolutionducancerduseinRéussiràprédirel'évolutiond'uncancerduseinmétastatique:c'estl'objectifques'estfixéuneéquipedel'institutBIG,danslecadredel'essaicliniqueSemtofpilotéparlecentreLéonBérard.
Laprésencedemétastases,cescellulescancéreusesdisséminéesau-delàdusein,esteneffetlaprincipalecausededécèschezlesmalades.
D'oùl'idéederechercherunbiomarqueurspécifiquedel'évolutiondecescancers…etladécouvertedurledelaVE-cadhérine.
Cettedernièreestuneprotéinetransmembranairespécifiquedescellulesendothélialesquitapissentl'intérieurdesvaisseauxsanguins.
Lorsqu'unetumeursedéveloppe–etafortiorilorsquedesmétastasess'installent,ellecréedesvaisseauxsanguinsquivontl'alimenter,c'estl'angiogenèse.
EnmesurantlaVE-cadhérinedanslesangdespatientes,leschercheursontmontréqu'untauxélevédecetteprotéineindiquaituneforteangiogenèse,etparextensionunmauvaispronosticdesurvie.
Aucontraire,unfaibletauxdeVE-cadhérineaprèstraitementconfirmaitunaffaiblissementtumoraletdoncunbonpronosticvital.
L'étapesuivante–testerl'intérêtdelaVE-cadhérinesolublecommebiomarqueurdel'évolutiondesmétastasesestdéjàencourssurunecohortede500patientes.
laclé:l'améliorationdupronosticpourunepriseenchargethérapeutiquepersonnalisée.
SRAstrophysiqueLatoilecosmiqueen3DVoicilepremieratlasdelatoilecosmiquedesvitesses!
C'est-à-direunecartographie3Ddesstructuresdel'Univers,ycompriscellesnonobservablesparlesméthodesclassiques,queproposeunecollaborationinternationale1associantleCEA.
ToilecosmiqueLamatièreneserépartitpasuniformémentdansl'Univers.
Certaineszonesensontquasimentvides;d'autreslaconcentrentauseindegalaxiesquisontentranéespardesfilamentsversdesattracteursgravitationnelsetrepousséespardesrégionsvides.
Cettedistributiondelamatièreformeunréseaudenudsconnectésparlesfilaments,appelétoilecosmique,historiquementdéfiniàpartirdespositionsdesgalaxies.
Dansunenouvelleétude,lesvitessesde8000galaxiessontutiliséespourreconstruireceréseau.
Cetteapprochenouvelles'appuiesurlavisualisationdesarchitectures,grceaulogicielSDvisiondéveloppéparDanielPomarèdeduCEA-Irfu.
Desstructuresdel'Univers,jusque-làoccultéesparlespoussièresdudisquedenotrepropreVoielactée,ontainsipuêtrecartographiéesdufaitdel'influenceattractiveourépulsivequ'ellesexercentsurles8000galaxies.
Pourrappel,lacollaborationn'enestpasàsapremièredécouverte:enseptembre2014,elledécouvraitLaniakea,lecontinentextragalactiquedanslequelsesituelaVoielactée2;enfévrier2017,elleidentifiaitleDipoleRepeller,cetteforcerépulsiveexpliquantpourquoilaVoieLactéesedéplaceà630km/s3.
AGCartedunordgalactiqueoùapparaissentleszonesauparavantinobservablescommePerseus-ComaouShapley-Lepus.
SDVision/CEAVoielactéeShapley-LepusfilamentPerseus-Comafilament21SCIENCESENBREFPlastroniqueContractiondeplasturgieetélectronique:technologiepermettantd'intégrerdel'intelligencedanslespiècesplastiques.
ThermoformageTechniqueconsistantàchaufferunmatériaupourleramolliretlemettreenformeavecunmoule.
PiezzoélectriquePropriétédecertainsmatériauxdesepolariserélectriquementsousl'actiond'unecontraintemécaniqueoudesedéformersousl'effetd'unchampélectrique.
Note:1.
CEA,CNRS,ESRF,InsermetUniversitésAix-Marseille,Grenoble-AlpesetParis-Sud.
AcidesgrasBriquesélémentairesdenombreuxlipides.
Liten/CEATechLaboratoiredesnouvellestechnologiesdel'énergieetdesnanomatériauxList/CEATechLaboratoiredessystèmesnumériquesintelligentsIntelligenceembarquéePilotagetactileetsensorielDessurfacesréactivesintelligentes,pluttquedespanneauxdecommandeauxmultiplestouches:l'avenirdel'automobilesenicheaussidanscegenrededétails.
C'estentouslescasleparid'uneéquipeduLiten.
Grceàsonsavoir-faireenélectroniqueimpriméeetenplastronique,elleaprésentélorsdusalondel'automobiledeGenèveundémonstrateurdetableaudebordcomplètementlisse.
Ilestconstituéd'uneclefmobileàsurfacetactilebombéeetd'uneconsolecentraleavecfaadeinteractivedotéedehuitcapteurscapacitifsenformedeboutonsàpresserouàfaireglisser.
Lescomposantsactifssontimpriméssurunfilmpolycarbonate,puisthermoformésetdécoupésavantd'êtresurmoulésparinjectionplastiquepourobtenirunepiècemonolithique.
Desactionneurshaptiquesimprimésàpartird'unmatériaupiézoélectriqueprocurantunretourd'informationpareffetvibrantaucontactdudoigt(200-300Hz)serontégalementintégrésaudémonstrateurfinal.
AGInstrumentationUnnouveaubrasrobotisépourl'industrienucléairePourtrieretséparerdesdéchetsradioactifsentoutesécurité,lesopérateurspourrontbienttdisposerd'unnouveloutil:untélémanipulateurrobotiqueàretourd'effort,aufonctionnementbeaucoupplusintuitifquelesgénérationsprécédentes.
DéveloppédanslecadreduprojeteuropéenRoMaNS1,ledémonstrateurs'appuiesurlestechnologiesrobotiquesdéveloppéesauList:unbrasrobotiséesclaveintervientenzonecontaminée,enreproduisantlesmouvementsréalisésparunbrasmatre,pilotéparunopérateur.
Lebrasmatreestconstituéd'ungantàretourd'effortmontésurunbrashaptique2commercialiséparHaption,sociétéissueduList.
Compactetléger,legantpermetunemanipulationfinedesobjets.
Lebrasesclaveestcomposéd'unrobotàsixaxessurlequelestmontéunmécanismesemblableàunemainhumaine,pourunemanipulationlaplusnaturelleetintuitivepossible.
SRTypedecapteurscapacitifsintégrésaudémonstrateurdetableaudebord.
Notes:1.
RoboticManipulationforNuclearSortandSegregation(https://www.
h2020romans.
eu/).
2.
Cesystèmerestitueàl'utilisateurlaperceptiondutoucher.
BiotechnologieDubiocarburantdanslesalguesPrenezunealgueverte,éclairez-là,etrecueillezdubiocarburant…L'idéefaitsonchemin,grceàladécouverted'unephotoenzymeparuneéquipedechercheursfranais1!
Lachlorelle,algueverteunicellulaired'eaudouce,contienteneffetuneenzymequitransformecertainsdesesacidesgrasenhydrocarburesàl'aidedelaseuleénergielumineuse.
Pourfonctionner,FAPc'estsonnom,pourFattyacidphotodecarboxylase,s'associeàuncofacteur(undérivédelaflavine),quilorsqu'ilestexcitéparlalumièrebleue,vientarracherunélectronaugroupementcarboxyledel'acidegras.
Cequiprovoqueladécarboxylationspontanéedel'acidegrasenunemoléculed'hydrocarbure.
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Godart/CEACEACulturedemicroalgues.
22SCIENCESENBREFNote:1.
CEA,UniversitédeYale,ArizonaStateUniversity,ArgonneNationalLab,InstitutpourlecalculàhauteperformancedeSingapour.
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C.
S.
ParisB77568019|DirecteurdelapublicationXavierClément|RédactriceenchefAudeGanier|RédactriceenchefadjointeSylvieRivière|Ontcontribuéàcenuméro:FabriceDemarthonetVahéTerMinassian|ComitééditorialStéphanieDelage,AlexandraBender,HélèneBurlet,ElizabethLefevre-Remy,SophieMartin,BrigitteRaffray,FranoisePoggi,CamilleGiroudetSophieKerhoas-Cavata|IconographieMichelineBayard|InfographieAurelienBoudault|PhotodecouvertureChrisGum/Nasa|DiffusionLuciaLeClech|Conceptionetréalisationwww.
grouperougevif.
fr|N°ISSN1163-619X|Tousdroitsdereproductionréservés.
CemagazineestimprimésurdupapierSatimat,issudeforêtsgéréesdurablement.
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L'auteurproposedanscetouvrageuneautremanièred'aborderlareprésentationdel'espace.
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23LARECHERCHEDESEXTRATERRESTRESLephysicienEnricoFermisedemandaiten1950,aprèsdesavantesestimations:Silenombredecivilisationsextraterrestresenmesuredenousrendrevisiteaujourd'huiestsigrand,commentsefait-ilquenousn'enayonsjamaisperuaucunsigneCinqscientifiques,dontdeuxchercheursduCEA,nousfontpartdeleursconnaissancessurcesujetpassionnant.
Oùsont-ilsLesextraterrestresetleparadoxedeFermi,M.
Agelou,G.
Chardin,J.
Duprat,A.
Delaigue,R.
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