DÉPISTAGE La lumière dans la peau Le projet TB-Dermatest touche à son terme. Grâce à lui, des chercheurs du CEA-Leti ont pu concevoir un instrument nomade rapide de lecture des tests de dépistage de la tuberculose. Une avancée précieuse pour lutter contre cette maladie qui a fait 1,4 million de victimes dans le monde en 2011. Le principe est inchangé, mais le gain de temps réel. Après injection de tuberculine•, la réaction cutanée révèle normalement en 2 à 3 jours la présence de la tuberculose ou la fabrication d’anticorps suite à une vaccination (BCG•). Grâce aux instruments développés au sein de TB-Dermatest, « point besoin d’attendre la formation d’une rougeur et d’un bouton pour connaître le résultat : une lecture de cette réaction est possible dès 18 heures après l’injection, sur 75% des patients testés », selon Anne Koenig, chercheuse au CEA-Leti. Le médecin n’a qu’à appliquer une sonde à fibre optique qui envoie un rayon lumineux sur le bras du patient. D’abord sur une zone indemne puis sur le site de l’injection. En effet, la lumière se propage différemment dans les tissus s’il y a une réaction, notamment à cause de l’afflux de cellules et d’hémoglobine. La lumière réémise s’en trouve modifiée car certaines longueurs d’ondes sont plus ou moins absorbées par la peau. « Le signal lumineux rétrodiffusé est alors capté par la fibre optique et analysé par un spectromètre•. Un logiciel compare et analyse les spectres acquis sur les deux zones et peut ainsi lire le test », explique la chercheuse. Esther Leburgue CEA-Leti Le laboratoire d’électronique et de technologies de l’information est un centre de recherche appliquée en microélectronique et en technologies de l’information et de la santé. Au sein du campus d’innovation Minatec à Grenoble, il est une interface entre le monde industriel et la recherche. CEA• Tuberculine : extrait purifié tiré d’une culture de bacilles de Koch, bactéries responsables de la tuberculose.• BCG : Bacille de Calmette et Guérin.• Spectromètre : appareil capable de déterminer les longueurs d’ondes composant un faisceau lumineux, c’est-à-dire son spectre. Sonde à fibre optique pour un test rapide de dépistage de la tuberculose. matériaux des déformations simulées à l’échelle atomique Réacteurs nucléaires, moteurs d’avion, turbines… certains matériaux ont la vie dure ! D’où l’importance de comprendre leur propension à se déformer suivant les contraintes et les variations de température auxquelles ils sont soumis. Des chercheurs du CEA-DEN franchissent une étape importante dans la prédiction du comportement des matériaux à partir de simulations à l’échelle de l’atome… Développer des outils de simulations numériques ab initio capables de calculer la déformation des matériaux à partir de la seule et unique donnée de leurs constituants : les atomes. Un défi dans lequel s’est lancée une équipe du CEA-DEN. « En s’approchant des basses températures, au niveau du zéro absolu (-273,15 °C), les simulations atomiques indiquaient qu’un matériau (comme le fer ou le tungstène) se déformait sous l’effet de contraintes qui s’avéraient supérieures à celles observées lors des expériences », se souvient Laurent Proville. Manquait-il une donnée importante dans les codes de calcul ? Affirmatif, démontrent les chercheurs, forts d’une nouvelle approche théorique 1. La mécanique quantique• à la rescousse Dans un cristal, les atomes vibrent et ces vibrations facilitent la propagation des dislocations dans le matériau et donc sa déformation. D’après la physique statistique classique, ces vibrations diminuent à mesure que la température baisse pour finalement cesser complètement au zéro absolu, rendant ainsi plus difficile la déformation. Or, en cherchant du côté de la mécanique quantique, les scientifiques sont parvenus à une autre conclusion. À l’échelle de l’atome, les vibrations diminuent effectivement avec la baisse de la température, mais elles ne descendent pas en dessous d’un certain seuil dit de « vibration de point zéro ». Elles sont donc toujours actives, facilitant la propagation des dislocations et la déformation du matériau à toute petite échelle. Avec ce résultat, les chercheurs ont pu valider leurs prédictions sur la plasticité• de certains matériaux, en cohérence avec les phénomènes observés en laboratoire. Esther Leburgue• Mécanique quantique : étude et description des phénomènes fondamentaux à l’œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l’échelle atomique et subatomique.• Plasticité : propension d’un matériau à se déformer de manière irréversible au-delà d’un certain seuil d’étirement ou de torsion, par opposition à l’élasticité d’un matériau qui lui permet de retrouver sa forme initiale. CEA-DEN La direction de l’énergie nucléaire a pour but de développer un nucléaire durable, sûr et compétitif. Ses travaux portent sur les systèmes nucléaires du futur, l’optimisation du nucléaire industriel actuel et le développement et l’exploitation d’outils expérimentaux et de simulation. Ses recherches sur les matériaux sont menées dans le cadre du projet MINOS du CEA. Note : 1. Étude réalisée en partenariat avec le laboratoire SIMAP du groupe académique INP Grenoble et dont le résultat a été publié dans la revue Nature Materials. Décembre 2012 - Janvier 2013 N°176 9