Les Défis du CEA n°197 mars 2015
Les Défis du CEA n°197 mars 2015
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°197 de mars 2015

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 297) mm

  • Nombre de pages : 28

  • Taille du fichier PDF : 7,8 Mo

  • Dans ce numéro : Haut Débit... les photons en renfort des électrons.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Thinkstock/Digital Vision. À LA POINTE Note : 1. Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer. TÉLÉCOMMUNICATIONS ALLÔ LA TERRE ? ICI LA LUNE Utiliser le laser pour communiquer dans l’espace ? Encore faut-il un détecteur capable de capter les informations transmises sur de si longues distances. Une prouesse réalisée par une équipe du CEA-Leti, dont le dispositif vient d’être testé, avec succès, entre la Lune et la Terre. Reçu cinq sur cinq ! Voilà ce qu’ont dû se dire les ingénieurs du CEA-Leti dont le détecteur infrarouge a reçu, à des débits de 40 et 80 Mbit/s et sans aucune erreur, des données émises depuis la Lune lors d’essais de communication laser organisés par les agences spatiales américaine (Nasa) et européenne (Esa) en 2013 et 2014. Très prometteurs, ces résultats ont convaincu l’Esa de mener d’autres expériences avec l’appareil. « Au CEA-Leti, nous avons une longue expérience dans le développement de capteurs de lumière très haut de gamme pour les domaines de la défense, du spatial, de la météorologie, explique Johan Rothman, concepteur, avec ses collègues, du détecteur. Et celui-ci fait partie d’une nouvelle gamme dont le potentiel est énorme. » Une avalanche d’électrons Au cœur du détecteur refroidi à -93 °C (180 Kelvins) se trouvent des photodiodes dites à avalanche, composants capables de convertir le signal lumineux en un signal électrique tout en l’amplifiant, et presque sans aucun bruit parasite. « Dans un photodétecteur normal, une particule de lumière produit une seule particule électrique, décrit Johan Rothman. Grâce aux photodiodes à avalanche, un même photon génère des centaines d’électrons. » Et dans cette « avalanche » d’électrons, les perturbations, pour la plupart issues de l’appareil luimême, sont négligeables grâce aux innovations du CEA. D’où la formidable capacité du dispositif à capter des émissions laser, même lointaines, qu’il a prouvée lors de ces essais inédits menés entre la Lune et la Terre. Mais pourquoi vouloir communiquer dans l’espace avec des lasers ? « Aujourd’hui, les transmissions entre la Terre et les engins spatiaux reposent sur les ondes radios qui nécessitent de très grandes antennes de réception au sol et dont les débits plafonnent à 100 Mbits/s. Les communications laser permettraient ainsi de transférer plus rapidement beaucoup plus de données sur de très grandes distances » explique l’ingénieur. Elles pourraient également permettre aux satellites et aux stations spatiales de communiquer directement entre eux. Des perspectives qui font que les chercheurs du CEA- Leti sont d’ores et déjà en discussion avec le Centre national d’études spatiales (CNES) pour envisager l’utilisation du détecteur infrarouge dans d’autres missions dans l’espace. Fabrice Demarthon 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. 8 Les défis du CEA Plus d’informations sur www.cea.fr
NANOMÉDECINE DE LA LUMIÈRE POUR ACTIVER DES COMPOSÉS ANTICANCÉREUX Sous l’action de la lumière, ils bloquent la division des cellules cancéreuses. Voici les nano-vecteurs inédits formés par des micelles développées par des chercheurs du CEA. Les vecteurs nanométriques sont destinés à délivrer des médicaments directement dans l’organe à soigner en se frayant un chemin jusqu’aux cellules cibles. Parmi ces vecteurs, les micelles sont des assemblages sphériques de molécules amphiphiles (composées d’une partie hydrophobe et d’une partie hydrophile) dont le cœur peut servir de réservoir pour un agent thérapeutique. Mais ici, point besoin de délivrer un principe actif ! Les chercheurs du CEA-IBITECS, avec ceux du CEA-I2BM, ont conçu un nouveau genre de micelle qui peut s’avérer toxique sous l’action d’un stimulus externe, tel que l’explique Éric Doris, chimiste au CEA-IBITECS : « nous avons relié les parties hydrophiles et hydrophobes par un motif chimique qui présente la particularité de pouvoir se dégrader sous l’effet d’un rayonnement lumineux UV. Cela a pour conséquence de cliver les micelles, en générant une entité toxique pour les cellules. » Des photons qui génèrent la toxine Ce phénomène de cytotoxicité a été démontré sur des lignées cellulaires de cancer du sein. Il permet donc d’envisager l’utilisation de ces micelles comme agents anticancéreux. Mais les rayons UV ne traversant pas les tissus biologiques, comment activer les micelles dans un organisme ? « Nous explorons la méthode « d’excitation à deux photons », issue de l’imagerie. Elle consiste à envoyer sur la cible deux photons infrarouges qui voient leurs énergies s’additionner, égalant celle d’un photon UV. Ce principe permettrait de dégrader in vivo la micelle en dévoilant le composé cytotoxique » indique le chimiste. L’établissement de la preuve de concept de cette approche est en cours… Amélie Lorec CEA-IBITECS L’Institut de biologie et de technologie de Saclay mène des projets de recherche fondamentale et de recherche finalisée dans des domaines très variés des sciences du vivant dont la pharmacocinétique de médicaments ou de molécules biologiques. TEXTO Luminance record pour les micro-écrans du CEA-Leti 3 000 candelas/m 2 : tel est le record des micro-écrans couleur OLED (LEDs organiques dont les pixels produisent chacun leur propre lumière) développés par le CEA-Leti et sa start-up Microoled. En plus de cette intensité, les dispositifs ont une durée de vie estimée à 5 000 h pour une luminance seulement divisée par deux. De plus, ces micro-écrans ont un encombrement et une consommation bien inférieurs à ceux des écrans LCD. Les travaux, menés dans le cadre du projet européen FP7 SCOOP, reposent sur de nouvelles architectures OLED couleur ainsi que sur des couches d’encapsulation ultra-fine et résistante aux conditions extrêmes. Les démonstrateurs ont également atteint d’excellentes performances en colorimétrie (101% de couverture des couleurs rougevert-bleu), durée de vie (jusqu’à 1 500 heures à des températures de 85 °C et des taux d’humidité de 85%). CEA Sous l’effet de rayons UV, la micelle se dégrade et devient toxique pour la cellule. Candela : Unité de mesure de l’intensité lumineuse. Mars 2015 N°197 9



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