Séminaire
de recherche sur le coût écologique des agrocarburants
Jean-Paul Baquiast 05/02/2008
Une cinquantaine de chercheurs ont participé à
Grenoble, les 28 et 29 janvier, à un séminaire
intitulé « Agrocarburants et développement
durable ». Ce séminaire était organisé
par le ministère de l’écologie. Les conclusions,
qui malheureusement ne figurent pas à ce jour sur le
site du ministère, sont globalement pessimistes. Que
ce soit dans nos régions ou dans les pays tropicaux,
les rendements en C02 économisé sont généralement
marginaux. Par contre, les coûts environnementaux divers
sont considérables. Il apparaît bien maintenant
que le soutien à la production des agrocarburants a été
donné par les gouvernements pour s’attirer les
faveurs des lobbies de céréaliers, sucriers, oléoproducteurs.
Des filières plus « intelligentes » dites
de 2e génération utilisant la dégradation
des biomasses et déchets par divers agents biologiques
ou nanotechnologiques, seraient sans doute plus productives.
Encore ne faudrait-il pas, à nouveau, détruire
les végétations naturelles pour produire biomasses
et déchets. Ce sont des algues, du type de celles qui
poussent abondamment dans les marécages d'eau salée
ou saumâtre, qui semblent offrir la meilleure solution.
On a estimé que 10 millions d'hectares de tels marécages
pourraient suffire à satisfaire les besoins actuels des
Etats-Unis en carburant pour véhicules. Encore faut-il
les trouver. La meilleure façon de lutter contre le C02
reste donc bien la limitation de la consommation d’énergie.
*
http://www.ecologie.gouv.fr/-Developpement-durable-.html
Actualité
du quorum sensing
Jean-Paul
Baquiast 11/01/2008
Nous
avions précédemment signalé (http://www.automatesintelligents.com/actu/030129_actu.html#actu5)
l'importance de la découverte du phénomène
dit quorum sensing par lequel les bactéries
communiquent entre elles et, notamment, se mettent d'accord,
quand elles sont en nombre suffisant, pour déclencher
une invasion massive de l'hôte infecté, submergeant
ses défenses immunitaires.
Sous
le titre de "Learning the Language of Bacteria"
(numéro de novembre 2007 de l'American Chemical Society
(Biology)), des scientifiques britanniques annoncent avoir découvert
le moyen de contrer le langage chimique qu'utilisent à
cette fin les bactéries. Ceci pourrait conduire à
des progrès dans la lutte contre les bactéries
antibio-résistantes qui se développent actuellement
de façon inquiétante (dites super-bugs dans le
monde anglo-saxon).
Les chercheurs
David Spring, Martin Welch et James T. Hodgkinson décrivent
les composants qu'ils ont identifiés comme susceptibles
de freiner les échanges entre bactéries responsables
du quorum sensing ou d'autres activités collectives comme
la formation de bio-films (photo). Il s'agirait d'une famille
appelée N-acylated homoserine lactone (AHL). Affaire
à suivre donc.
Les
recherches sur les systèmes complexes
Jean-Paul Baquiast - Christophe Jacquemin
23/12/2007
Les
recherches sur les systèmes complexes sont dorénavant
incontournables. Dès la création de notre revue
en 2000 nous avions signalé qu’elles auraient
dû être prises au sérieux en France bien
plus qu’elles ne l’étaient alors. Il est
vrai que le concept de système complexe est difficile
à définir(1). N’importe quel esprit
aux capacités de formalisation réduites et au
vocabulaire embarrassé pourra, avec un peu de culot,
prétendre qu’il travaille dans la complexité.
Il existe cependant depuis longtemps une référence
souvent citée mais mal imitée, le Santa Fe Institute
américain. Il s’agit d’une fondation privée
non-profit. Elle dispose d’un budget non négligeable,
7 millions de dollars, dont la moitié provient de donations
et l’autre de concours publics. Les thèmes de
recherches et les formations sont définis annuellement
d’une façon assez ouverte, afin de ne pas exclure
les idées originales mais peu reconnues.
En France, un Institut rhônalpin des systèmes
complexes (IXXI) a été crée dans le même
esprit il y a un an. Son budget est de 300.000 euros provenant
du CNRS, de l’Institut de Recherche pour le Développement,
de l’Inria et de quelques universités de la région.
Mais il existe aussi un Institut des Systèmes Complexes
de Paris-Ile de France (ISCPIF) et un Réseau National
des Systèmes Complexes (RNSC) regroupant les précédents
et d’autres Instituts, dont l’Inserm. Au total,
il semble que 500 chercheurs soient aujourd’hui affectés
à divers projets visant à réaliser, notamment,
des systèmes complexes adaptatifs.
D'autres Instituts existent ou sont en voie de création
en Europe, notamment aux Pays-Bas et en Italie. Entre 2003
et 2006, la Commission européenne aurait alloué
100 millions d'euros à ce domaine, ce qui cesse d’être
négligeable.
Regrettons cependant que les travaux et les résultats
soient encore trop peu connus. Sans doute pour la raison évoquée
en début d’article : peu de gens comprennent
ce que cache le concept et quelles sont ses applications pratiques.
On ne peut que regretter, par ailleurs, que les scientifiques
ayant développé de véritables systèmes
multi-agents auto-adaptatifs, comme Alain Cardon en matière
de conscience artificielle, ou d'autres de ses collègues
du LIP6 et d'ailleurs, n'aient soit jamais pu être financés,
soit été privés de financement et contraints
de s'exporter.
(1)
NDLR : si de nombreux systèmes sont constitués
d'un grand nombre d'entités en interaction, on les
qualifie de complexes lorsqu'un observateur ne peut prévoir
le comportement ou l'évolution d'un tel système
par un raccourci de calcul. Malgré une connaissance
parfaite des composants élémentaires d'un système,
il est impossible de prévoir son comportement, autrement
que par l'expérience ou la simulation. Que l'on étudie
par exemple le changement climatique, le réseau des
transports urbains, en passant par les maladies infectieuses
ou la génétique des populations, tous ces systèmes
mettent en jeu de nombreuses composantes dont les interactions
génèrent des propriétés ou phénomènes
nouveaux - qu'on appelle "émergents" - que
les modèles mathématiques traditionnels sont
impuissants à décrire.
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Qu'est-ce qu'un système complexe ?
(tiré de http://rnsc.csregistry.org)
Les
systèmes complexes, depuis la cellule jusqu'à
l'écosphère, résultent de processus
d'évolution et d'adaptation. Ils présentent
des propriétés émergentes : le
niveau microscopique sous-jacent fait émerger
des formes organisées au niveau macroscopique,
lequel influence en retour le niveau microscopique.
Ces propriétés émergentes sont
robustes et peuvent être étudiées
de différents points de vue, selon la classe
de systèmes adaptatifs complexes considérée.
L'apport
des disciplines formelles pour la modélisation
des systèmes complexes, qu'ils soient naturels
ou artificiels, est considérable. Que serait
la modélisation des systèmes complexes
sans les transitions de phase, la renormalisation, les
états critiques auto-organisés de la physique
statistique, sans les systèmes dynamiques des
mathématiques et sans les systèmes discrets
ou les automates cellulaires de l'informatique ?
La
compréhension des systèmes adaptatifs
complexes passe par leur modélisation. Certes
leurs modèles sont doublement contraints selon
les règles habituelles de la science : d'une
part, ils doivent être les plus parcimonieux possibles,
avec un contenu théorique intelligible ; d'autre
part, ils doivent fournir une reconstruction de l'ensemble
des données provenant de l'observation de ces
systèmes. Mais la nouveauté vient de la
quantité des données accumulées
sur les systèmes complexes qui connaît
une expansion aujourd'hui très rapide, non seulement
sous forme de données numériques en 1D
mais aussi d'images en 2D et 3D. Dans ce flux croissant
de données, il s'agit de repérer les patterns
spatiaux-temporels à soumettre aux reconstructions
rationnelles de la modélisation et de la simulation.
Cette reconstruction met en oeuvre des méthodes
inductives de plus en plus sophistiquées avec
l'aide de moyens computationnels puissants. Cette activité
de reconstruction est par nature interdisciplinaire,
associant chaque discipline directement concernée
avec des spécialistes venant des disciplines
formelles, mathématiques, informatiques et physiques.
C'est
dans cet aller-retour entre l'acquisition de données
sur la base d'hypothèses modélisatrices
et leur reconstruction par la modélisation qu'une
science des systèmes complexes peut se développer.
Les systèmes complexes sont des objets intrinsèquement
pluridisciplinaires. Pour un même objet, ce sont
des théories différentes et hétérogènes
qui peuvent en rendre compte : les activités
neuronales peuvent être pensées à
la fois comme des équations dynamiques et comme
structure logique d'un contenu. Il reste beaucoup à
faire au plan théorique, sur la base des avancées
du siècle passé, pour avoir les concepts
et les modèles qui fournissent des explications
élégantes aux phénomènes
émergents.
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Pour
en savoir plus
http://www.ixxi.fr/
http://iscpif.csregistry.org/tiki-index.php
http://rnsc.csregistry.org/tiki-index.php
http://www.santafe.edu/
L'apport
des nanotechnologies dans la réalisation de vaisseaux
sanguins artificiels par croissance contrôlée
Christophe
Jacquemin - 21/12/07
La
fabrication de vaisseaux sanguins artificiels en grande quantité
est une étape importante dans le futur pour la mise au
point d'organes fortement vascularisés, métaboliques
et complexes comme les reins, le foie et le coeur. Mais si de
nombreuses techniques sont employées pour contrôler
la croissance de structures vasculaires organisées aussi
bien in vivo qu'in vitro, très peu d'entres
elles permettent de définir précisément
leur direction de propagation.
Le problème semble aujourd'hui bien avancé grâce
aux travaux(1) d'une équipe scientifique groupant
le Charles Stark Draper Laboratory (Cambridge, MA), le MIT (Cambridge,
MA) et la John Hopkins University (Baltimore, MD). Avec le renfort
des nanotechnologies, ces chercheurs ont en effet montré
la possibilité de forcer des cellules à former
des structures tubulaires qui possèdent les mêmes
propriétés physiques que les vaisseaux sanguins.
Leur technique consiste à faciliter l'organisation de
cellules PEC (Progéniteurs Endothéliaux Circulants)
en ligne en les déposant sur un substrat de silicium
sur lequel on a formé par gravure plasma des rainures
parallèles. Le dépôt d'un gel (BD Matrigel
Matrix) sur les cellules disposées en ligne permet ensuite
la formation de tubes capillaires.
L'étude
d'échantillons réalisés sur un substrat
plat et sur un substrat nanostructuré montre que les
tubes formés aléatoirement sur le substrat plat
ont une longueur moyenne de 140 micro-mètres alors que
les tubes formés en parallèle à l'aide
des nanostructures ont une longueur moyenne de 400 micro-mètres.
La croissance de vaisseaux sanguins artificiels sur une surface
nanostructurée permet donc aux chercheurs un meilleur
degré de contrôle par rapport aux techniques classiques
qui sont bien plus aléatoires.
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A
gauche : croissance sur substrat plat
A droite : croissance sur substrat nanostructuré
Images : Christopher Bettinger |
Soulignons que ces travaux - encore en amont - font désormais
rêver les chercheurs d'une prochaine étape : l'intégration
de tubes capillaires poussés en laboratoire aux tissus
d'animaux vivants.
(1)
Avanced Materials, 11/12/2007 :"Enhancement
of In Vitro Capillary Tube Formation by Substrate Nanotopography",
par C. J. Bettinger , Z. Zhang , S. Gerecht , J.T. Borenstein
et R. Langer.
Pour
en savoir plus
Site
du MIT : http://web.mit.edu/newsoffice/2007/vascular-1217.html
Le
Blue Brain Project annonce avoir atteint une étape
importantre
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin 20/12/07
Nous
avions relaté en son temps(1) le lancement d'un
projet associant IBM et l'Ecole Polytechnique Fédérale
de Lausanne, en vue de développer un modèle
du cortex cérébral en utilisant le supercalculateur
Blue Gene. Le projet, inauguré en juillet 2005, aurait
atteint aujourd'hui, selon ses responsables, un premier stade
décisif. Il se traduit par la production d'un modèle
de ce que l'on considère comme l'unité fonctionnelle
de base du cerveau, la colonne néo-corticale. Le modèle
pourrait reconstruire à la demande un réseau
de neurones et leurs 30 millions de synapses représentés
en 3 dimensions. Le modèle a été construit
en rassemblant des données expérimentales de
15 années concernant la morphologie, l'expression des
gènes, les canaux ioniques la connectivité synaptique
et des enregistrements electrophysiologiques de cerveaux de
rats. Des outils logiciels ont été développés
pour utiliser ces données et reconstruire une représentation
précise de la partie du cortex concernée.
Henry
Markram, codirecteur du Brain Mind Institute de l'Ecole Polytechnique
Fédérale de Lausanne et responsable du projet,
estime qu'à partir de cette étape importante,
constituant une véritable "rétro-ingénierie
du cerveau", il devrait être possible de réaliser
progressivement un cerveau plus complet. Ce travail pourrait
dans un premier temps aider à comprendre, voire soigner,
certaines pathologies cérébrales. Il sera présenté
à la conférence de la Fédération
européenne des neurosciences à Genève
en juillet 2008.
Une
telle approche analytique des fonctions du cerveau, on le
sait, est souvent contestée. Les tenants de l'approche
globale ou holiste estiment qu'elle ne permet pas de simuler
le cerveau en situation, au sein du corps d'abord et de l'environnement
ensuite. Par ailleurs, le modèle ne reprend que des
observations nécessairement limitées et même
biaisées faites précédemment, de façon
souvent sommaire ou traduisant le point de vue a priori de
l'observateur.
Nous pensons pour notre part que différentes voies
peuvent utilement être poursuivies pour mieux comprendre
le cerveau et ses fonctions cérébrales, depuis
celle décrite ici - mais qui trouverait à notre
avis avantage à inclure dans sa formalisation le cadre
théorique des interactions fonctionnelles de Gilbert
Chauvet(2), voire aussi des simulations informatiques
à partir de systèmes d'agents évolutionnaires
s'auto-organisant librement(3).
(1)
Voir notre actualité du 19 juin 2005 : Reconstruction
du cerveau " silico"..
(2) Cf.notre
interview du professeur Gilbert Chauvet du 15 mai
2006.
(3) Voir par exemple l'ouvrage d'Alain Cardon
"Modéliser
et concevoir une machine pensante - Approche de la conscience
artificielle" ainsi que sa conférence
(voir
la vidéo) lors du Congrès "Physique
et conscience"(9 et 10 décembre 2005).
Pour en savoir plus
Site
du projet : http://bluebrain.epfl.ch/
Eric
Drexler publie une feuille de route pour la production industrielle
de nanosystèmes
Jean-Paul Baquiast 17/12/07
Eric
Drexler, le père des nanotechnologies, vient de publier
sur son site personnel une ambitieuse "feuille de route'"
(le mot est à la mode) pour la réalisation à
grande échelle de nanosystèmes destinés
à opérer dans tous les domaines de la production.
C'est la "Technology Roadmap for Productive Nanosystems".
L'objectif
poursuivi vise à explorer la façon dont les
techniques courantes de laboratoires peuvent être utilisées
pour construire pas à pas des produits et fonctions
de plus en plus sophistiqués.
L'étude
a été conduite par le Battelle Memorial Institute,
une organisation non-profit rassemblant un ensemble de grands
laboratoires américains, dont Pacific Northwest, Oak
Ridge et Brookhaven. Elle a rassemblé 70 experts, scientifiques
et ingénieurs, provenant de l'université, de
l'industrie et des laboratoires nationaux.
Une
série de groupes de travail a été lancée
en 2005, dont est issu le rapport final de 400 pages. Ce rapport
présente un l'état de l'art de la nano-ingénierie
et présente des propositions intéressant aussi
bien des réalisations à court terme que des
projets de recherche à long terme.
Eric Drexler estime que le rapport arrive à point nommé.
Le Conseil National de la Recherche (U.S. National Research
Council) avait validé les orientations qu'il avait
proposées dans sa propre étude ( Nanosystems:
Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation)
laquelle se terminait par un appel à des recherches
expérimentales concernant l'ingénierie moléculaire.
A la suite de quoi la Darpa (Pentagone) avait lancé
un appel à propositions pour la réalisation
de nano-objets précis à l'atome près.
Le gouvernement britannique, de son côté, avait
offert des crédits de recherche à des équipes
capable de fabriquer des matériaux molécule
par molécule.
En
dehors des perspectives et directions qu'elle propose, la
Feuille de route recommande des techniques permettant d'évaluer
les projets les plus aptes à faire émerger le
domaine encore trop expérimental de la nano-ingénierie
atomique. Une des directions les plus prometteuses sera la
possibilité d'intégrer divers approches dans
des systèmes fonctionnels exploitant les découvertes
récentes en matière de structures génétiques
(DNA) auto-organisatrices à l'échelle de l'atome.
Eric
Drexler se dit persuadé qu'en dehors des applications
qui seront données à ces propositions aux Etats-Unis,
les pays asiatiques à la recherche de perspectives
à long terme ne manqueront pas de s'y intéresser.
Pour
ce qui concerne l'Europe et la France en particulier, des
crédits publics de recherche existent. Mais comme toujours
en pareil cas, les industriels susceptibles d'utiliser ces
crédits localement (sans se délocaliser) ne
se présentent pas ou ne parviennent pas à s'entendre.
C'est ainsi qu'au sein du pôle Minatec, le site de Crolles2
inauguré par Jacques Chirac en mars 2003 et présenté
comme un «accord historique » entre Freescale
(Motorola), Philips et STMicroelectronics pour la fabrication
de composants électroniques avancés ne doit
sa survie temporaire qu'à la participation de fonds
d'investissement américains dont le principal objectif
est le pillage technologique.
Pour
en savoir plus
La
feuille de route : http://e-drexler.com/p/07/00/1204TechnologyRoadmap.html
Sur
Crolles2, lire l'appel de « Sauvons la Recherche »
: http://www.sauvonslarecherche.fr/IMG/doc/ComPresseCROLLE2.doc
Décès
de Gilbert Chauvet, père de la physiologie intégrative
06/12/07
Nadine
Rocard-Chauvet, son épouse
Pierre, Anne et Line, ses enfants
et toute la famille
ses collaborateurs et tous ses amis
ont la
tristesse de vous faire part du décès, le 6
décembre du
Professeur
Gilbert CHAUVET
Docteur es-Sciences - Docteur en Médecine
père de la Physiologie Intégrative
survenu
le 6 décembre 2007
Le recueillement
aura lieu au crématorium du Père-Lachaise, le
mercredi 12 décembre à
13h30
24, rue
Saint Martin
75004 Paris
www.gilbert-chauvet.com
A
lire :
Interviews:
- Gilbert
Chauvet, théoricien en physiologie intégrative(2006)
;
- Gilbert
Chauvet, physiologiste intégrateur (2002).
Lancement
de la navette spatiale chinoise habitée « Shenzhou
VII » prévu pour octobre prochain
C.Jacquemin. - 04/12/07
Après
la Russie et les Etats-Unis, la chine est aujourd'hui la troisième
puissance spatiale capable d'envoyer un homme dans l'espace
par ses propres moyens. Elle prévoit son troisième
vol habité* pour octobre 2008. La nouveauté
sera ici deux à trois sorties extravéhiculaires
d'au moins un des trois occupants, une première pour
ce pays, qui devrait préfigurer à plus long
terme l'assemblage d'une future station spatiale en orbite
autour de la Terre. Serait par ailleurs visé, début
2009, le rendez-vous et l'amarrage de Shenzhou VIII avec un
autre satellite.
Peu
avant la présente sortie dans l'espace, devrait être
libéré en orbite un nanosatellites auxiliaire
(de la taille d'un ballon de football) pouvant être
télécommandé au choix depuis le vaisseau
ou depuis la Terre. Equipé de caméras et de
moteurs, il permettra de visualiser le travail du taikonaute**
sous un angle idéal. Les combinaisons utilisées
seront similaires à celles des Russes et des Américains.
Elles protégeront les astronautes des micrométéorites
et intégreront un système de régulation
de la température et de la pression. Les gants seront
ici scellés au reste de la combinaison, mais seront
flexibles. Le pack dorsal des scaphandres chinois serait équipé
de systèmes de commandes et de communications, qui
incluent un dispositif de propulsion intégré
permettant au marcheur spatial de s'orienter et de se diriger.
Une fois dans l'espace, les taïkonautes seront constamment
attachés à un câble relié au vaisseau.
Pour
Ma Xingrui - chef adjoint du groupe chargé de la direction
du projet d'exploration lunaire et Directeur Général
de China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC)
- les difficultés techniques que peut poser une sortie
dans l'espace sont déjà surmontées. Selon
ses déclarations, la réalisation du vaisseau
dans son ensemble est d'ores et déjà dans sa
phase d'expertise générale et l'assemblage final
de la fusée porteuse Changzheng-2F utilisée
pour le lancement sera achevée avant la fin de ce mois.Toujours
selon Ma Xingrui, " la Chine a fait des percées
scientifiques importantes quant à plusieurs technologies
clés de la nouvelle génération de fusée
porteuse chinoise."
Rappelons
que les fusées porteuses de la série Changzheng
(Longue marche) ont été utilisées jusqu'à
présent pour 104 lancements de satellites ou d'engins
spatiaux et lque e taux de réussite de lancement dépasse
90%.
Signalons aussi que les travaux de réalisation de la
base industrielle de construction de la nouvelle génération
de fusées porteuses chinoises ont démarré
dernièrement à Tianjin, grande métropole
économique de la Chine du Nord Est.
* La Chine a réussi son premier vol habité
"Shenshou V" le 15 octobre 2003, suivi, en 2005
de."Shenzhou VI" d'une durée de 5 jours.
** Nom chinois donné aux astronautes
Automates
Intelligents s'enrichit du