Ces ruptures technologiques dessinent le futur de l'économie, de la communication, de la santé ou encore de l'industrie.
Remplacer la fibre optique par de la soie d'araignée, stocker ses mots de passe dans une bague, aimanter la saleté grâce à un savon ou opérer une tumeur sans chirurgie... Cela paraît aujourd'hui impossible et pourtant des chercheurs ou des start-up sont sur le point d'aboutir. Voici 15 inventions qui bouleverseront les secteurs de l'environnement, de la médecine ou encore de l'électronique.
Stocker ses mots de passe sur une bague, une pilule ou un tatouage
Actuellement, un internaute dispose en moyenne de 20 à 25
comptes différents sur Internet d'après Microsoft. Et la majorité
d'entre eux utilisent des mots de passe ridiculement facile à pirater, comme
"123456" ou leur date de naissance.
En mars 2013, Google a présenté un projet de bague NFC qui
permet de s'authentifier sur tous ses comptes. Motorola [qui appartient à
Google] a de son côté imaginé une pilule, qui une fois avalée, émet un signal
unique reconnu par sa tablette ou son ordinateur. Son autre idée, pour laquelle
l'entreprise a noué un partenariat avec la start-up MC10, est un circuit imprimé
tatoué sur la peau qui permet de s'identifier.
De la soie d'araignée comme fibre optique
On connaissait déjà de nombreuses qualités à la soie d'araignée : plus résistante que l'acier, biocompatible, elle peut être moulée comme du plastique. Mais son avenir le plus prometteur est dans l'électronique, grâce à ses propriétés optiques. Nolwenn Huby, de l'Institut de physique de Rennes (CNRS), a réussi à produire une puce dont les circuits imprimés sont fabriqués à partir de soie d'araignée.
De son côté, le chercheur Fiorenzo Omenetto, qui travaille
depuis plusieurs années sur ce matériau, a identifié plus de 20 nouveaux usages possibles de la soie, comme des
puces biodégradables ou des hologrammes. Le tout pour un coût de fabrication
modique.
Les chercheurs visent en particulier les personnes déficientes visuelles. Mais comme le programme de recherche est financé par la DARPA, l'agence de recherche du Pentagone, on peut supposer que des applications militaires sont également dans les tuyaux.
L'arbre artificiel
C'est un vieux rêve que celui de reproduire le processus de photosynthèse des plantes. Parmi les projets les plus aboutis, celui des "feuilles artificielles" du professeur Klaus Lacker et son équipe, à l'Université de Columbia. Lorsque l'air est sec, une résine absorbante piège le CO2, qui est ensuite relâché dans un espace confiné humide. Il peut alors être stocké ou solidifié dans de la roche par exemple. La capacité de fixation du carbone de cet "arbre artificiel" est 1 000 fois plus grande que celle d'un arbre naturel. De quoi lutter efficacement contre la pollution ? Il y a malheureusement un hic. Chaque tonne de CO2 fixée par cet arbre artificiel revient à environ 200 dollars. Même ramené à 30 dollars, comme le prévoit l'auteur, cela reste largement au-dessus du cours actuel des droits à polluer (6 euros environ la tonne de CO2).
Un savon magnétique pour aimanter la saleté
En ajoutant du fer à des tensioactifs jusque là inertes, il est possible "d'attirer" certaines molécules. La découverte de chercheurs de l'Université de Bristol pourrait révolutionner le nettoyage industriel. L'équipe dirigée par le professeur Julian Eastoe a incorporé des sels riches en fer à une molécule tensioactive. Les particules adhérant aux tensioactifs peuvent alors être facilement éliminées grâce à un aimant.
Un tel produit est "une découverte majeure", rapporte Peter Dowding, un chimiste cité par l'Université de Bristol. Les applications potentielles touchent les produits industriels de nettoyage, la dépollution des eaux ou le captage de nappes de pétrole lors de marées noires par exemple.
Certaines algues seraient particulièrement adaptées à la fabrication de kérosène "vert". Pour limiter l'impact environnemental du trafic aérien, de nombreux constructeurs planchent sur des carburants alternatifs "verts". Parmi ces derniers, le kérosène à base de micro-algues semble un candidat sérieux. Certaines espèces contiennent des taux élevés d'huiles grasses et leur rendement par hectare est 30 fois plus élevé que le colza par exemple.
Le projet "Greenstars", qui associe plusieurs laboratoires de recherche français, ambitionne d'être un des leaders mondiaux des biocarburants à base de micro-algues d'ici 5 ans. EADS a de son côté a annoncé la construction d'un centre de production de biokérosène en Allemagne et prévoit les premiers vols d'avions hybrides d'ici 20 ans.
L'image que l'on se fait du robot, c'est un mécanisme en acier bardé d'électronique. L'équipe de Seung-Wuk Lee, de l'université de Berkeley a imaginé un robot mou, inspiré de la méduse ou du calmar. Ce robot gélatineux, à base de protéines et de graphène (des feuilles d'un atome de carbone d'épaisseur), absorbe l'eau et la relâche en fonction de son exposition à de la lumière infra-rouge. L'équipe a réalisé démonstration avec une vidéo montrant une main en hydrogel contrôlée par la lumière. Outre des robots mous, capables par exemple se glisser dans des anfractuosités ou des petits espaces, Seung-Wuk Lee envisage des applications plus étonnantes comme "remplacer un membre" humain.
Une pile aux microbes
A l'université de Rennes-I, Frédéric Barrière s'applique à nourrir les bactéries de sa "biopile". Des bactéries qui "digèrent" les molécules organiques - contenues par exemple dans des eaux usées - et transfèrent les électrons produits à l'anode de la pile pour produire de l'électricité. Le rendement est certes encore faible mais des applications ciblées, par exemple dans des stations d'épuration, grosses consommatrices d'énergie, seraient tout à fait pertinentes. Et les progrès pourraient survenir rapidement. "Il y a une croissance exponentielle des recherches dans le monde dans le domaine des piles bactériennes", explique le jeune chercheur, qui travaille dans le cadre du projet européen Plant Power.
Dessaler l'eau de mer avec une puce électronique
Alors que de plus en plus de pays souffrent de pénurie d'eau potable, les usines de dessalement d'eau de mer fleurissent un peu partout dans le monde : les capacités ont augmenté de 57% ces cinq dernières années, selon l'Association mondiale de désalinisation. Problème, les procédés actuels (distillation et osmose inverse) sont extrêmement coûteux en énergie. Okeanos, une start-up créée en 2010, espère avoir trouvé la solution, grâce à une micropuce générant un champ électrique qui sépare le sel et l'eau. Montées en série dans des "cartouches", ces puces pourraient être utilisées à grande échelle. Mais elles seraient aussi utilisables dans des dispositifs portables pour des particuliers.
Un ascenseur pour les gratte-ciels géants
Des gratte-ciels de plus en plus hauts sont en construction un peu partout dans le monde. Le site spécialisé Emporis recense 10 projets de tours dépassant les 500 mètres d'ici 2018, dont la Kingdom Tower, en Arabie Saoudite, qui atteindra les 1 000 mètres. Le problème, c'est que les ascenseurs actuels sont incapables d'aller au-delà des 500 m de hauteur (il faut changer d'ascenseur au-delà). L'UltraRope de Kone, un des leaders mondiaux des ascenseurs, permettra de doubler ce plafond. Le groupe a mis au point une technologie permettant de réduire le poids transporté de 90% et la consommation de 45%, en utilisant notamment un câble en fibre de carbone à la place de l'acier. De quoi relancer la course au gigantisme.
La fabrication express du vaccin contre la grippe
La fabrication du vaccin contre la grippe - qu'il faut renouveler chaque année puisque le virus mute en permanence - est un processus long et coûteux. Il faut isoler le virus, le purifier, et l'implanter dans des millions d'œufs de poule, ce qui prend au bas mot six mois. Et en cas de pandémie, cela peut virer à la panique. La biotech américaine VaxInnate, elle, projette de le faire fabriquer par des bactéries. En un mois, deux milliards de doses pourraient être produites, selon elle, soit plus que la capacité annuelle de tous les fabricants réunis (1,4 milliard). Les essais, financés en partie par la fondation Bill & Melinda Gates, sont en cours. La start-up ne compte pas s'arrêter là et développe un "vaccin universel", efficace contres toutes les mutations du virus.
Du caoutchouc de pissenlit
D'ici 2020, la demande en caoutchouc naturel va augmenter de 3,3% par an et dépassera l'offre, selon les estimations du groupe international d'études sur le caoutchouc (IRSG). Pour l'heure, les fabricants de pneus et d'objets en latex ont le choix entre le caoutchouc synthétique, fabriqué à base de pétrole, mais dont les propriétés n'égalent pas le caoutchouc naturel, et la production limitée issue de l'hévéa. La biotech néerlandaise KeyGene et Kultevat, une autre biotech américaine, ont annoncé en avril 2013 une collaboration visant à la production commerciale de caoutchouc à partir du pissenlit caucasien modifié. Une autre initiative allemande envisage une production à l'échelle agricole d'ici 2015.
La chirurgie sans cicatrice
Opérer sans scalpel ? C'est désormais possible, grâce à la start-up israélienne InSightec . Sa machine ExAblate utilise des ultrasons pour détruire tumeurs ou kystes sans aucune incision ou anesthésie. La technologie a déjà évité à 9 000 femmes de subir une opération lourde d'hystérectomie (ablation de l'utérus), selon la start-up. Aujourd'hui, les champs d'application s'étendent : InSightec a reçu en octobre 2012 un agrément pour utiliser sa machine sur les tumeurs cancéreuses, et elle vise la neurologie (maladie de Parkinson, tremblements et douleurs neuropathiques). "Nous espérons à terme équiper tous les grands hôpitaux", explique une responsable de l'entreprise. Insightec a déjà levé 200 millions de dollars auprès de divers investisseurs.
Le stockage perpétuel
Saviez-vous que la durée d'un disque dur ne dépasse pas quelques années et que vos photos gravées sur DVD ne tiendront pas plus de 10 ans ? C'est pour remédier à cet inconvénient que la firme japonaise Hitachi développe un stockage "éternel", en gravant des données sur des plaques de verre en quartz. Révélé en septembre 2012, son prototype de 40 Mo est en plus résistant aux incendies, aux ondes radio et aux chocs. Et le quartz ne consomme pas d'énergie tant que l'on n'accède pas aux données. Les premières applications devraient voir le jour d'ici 3 ans, dans un premier temps pour la conservation de documents stratégiques ou patrimoniaux (agences d'Etat et musées).
L'Internet par la lumière
Le Li-fi (pour light fidelity), c'est "L'Internet par la lumière", comme le résume Cédric Mayer, un des co-fondateurs d'Oledcomm, une start-up française qui s'apprête à commercialiser une application grand public. Le système fonctionne un peu comme le morse : lorsque la LED est allumée, elle émet un et lorsqu'elle est éteinte, un 0. Avantage : le débit peut atteindre 1 Gbit par seconde, 10 fois plus rapide que le wi-fi. Certes, cette technologie ne passe pas à travers les murs, mais cela renforce la sécurité des échanges (on ne peut pas pirater la connexion de l'extérieur). Oledcomm commercialise déjà des solutions pour la géolocalisation dans les bâtiments (magasin, entrepôts...). Son ambition ? "Transformer les 14 milliards d'ampoules dans le monde en antennes écologiques"
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