Les Défis du CEA n°241 jui/aoû 2020
Les Défis du CEA n°241 jui/aoû 2020
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°241 de jui/aoû 2020

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 255) mm

  • Nombre de pages : 36

  • Taille du fichier PDF : 3 Mo

  • Dans ce numéro : dossier énergies, pour un mix décarboné.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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6 EURÊKA CC-by-SA James Gathany EURÊKA L’ACTU DES LABOS TOXICOLOGIE Des toxines tueuses de moustiques ↑ Ci-dessus Larves de moustique à la surface d’une eau stagnante. ↗ À droite Cristaux de la toxine Cyt1Aa vus au microscope électronique à balayage. LEXIQUE Oligomérisation Formation d’un complexe stable entre plusieurs macromolécules identiques. 7 I REPÈRES Paludisme 228 millions de cas dans le monde en 2018, dont 405 000 décès. Dengue 290 millions de cas par an dans le monde. (Source  : OMS) CEA-Irig Institut de recherche interdisciplinaire de Grenoble. Comment se débarrasser des moustiques et des maladies qu’ils véhiculent sans utiliser de produits chimiques ? En recourant à des bactéries aux propriétés insecticides. Les toxines qu’elles produisent sont étudiées de très près par les chercheurs. PAR SYLVIE RIVIÈRE Quel est l’insecte le plus néfaste à la santé humaine ? Sans aucun doute  : le moustique ! En transportant virus, bactéries et parasites, ce micro-animal est en effet responsable de maladies telles que le paludisme, la dengue ou encore le chikungunya. Pour en réduire les populations, la plupart des pays utilisent des insecticides chimiques, mais les inconvénients sont majeurs  : apparition de résistances et toxicité pour de nombreux animaux à sang froid, comme les abeilles, les crustacés et les poissons. D’autres pistes existent et sont déjà mises en œuvre dans certaines régions, comme l’utilisation des bactéries de la famille Bacillus thuringiensis. L’une d’elle, Bacillus thuringiensis israelensis (Bti), produit quatre toxines sous forme de nanocristaux qui ciblent spécifiquement LES DÉFIS DU CEA #241 les larves de moustiques. Ingérés par les larves, les cristaux se dissolvent dans leur système digestif et s’oligomérisent dans les membranes des cellules intestinales sous l’action d’enzymes. S’ensuit une perforation de l’intestin de l’animal qui entraîne sa mort. Ces mécanismes d’action sont cependant très mal connus. Cristaux fatals Des chercheurs du CEA-Irig, au sein d’un consortium de 11 laboratoires, se sont focalisés sur l’une de ces toxines, Cyt1Aa, pour laquelle aucune résistance n’a été observée à ce jour dans les zones traitées au Bti. En combinant plusieurs approches de biologie, biochimie, biophysique et toxicologie, ils ont élucidé toute la cascade d’activation de Cyt1Aa, depuis sa cristallisation au sein de la bactérie jusqu’à l’activité toxique chez l’insecte. Ces travaux ouvrent la voie à une optimisation par voie génétique des propriétés de cette molécule antimoustique, pour la rendre encore plus performante. La lutte contre d’autres espèces nuisibles, comme la chenille processionnaire du pin et la pyrale du buis, pourrait elle aussi en être améliorée. CEA
LES DÉFIS DU CEA #241 EURÊKA 7 STOCKAGE DE L’ÉNERGIE Le bel avenir des supercondensateurs Bonne nouvelle pour la start-up NAWATechnologies ! Ses batteries au carbone à charge ultrarapide disposent désormais d’un procédé de fabrication industrielle des plus prometteurs. PAR SYLVIE RIVIÈRE Pourrait-on recharger un appareil électrique en quelques secondes au lieu de quelques heures ? Oui, grâce aux supercondensateurs  : ces dispositifs de stockage à charge ultrarapide se situent entre les condensateurs 1 et les batteries usuelles 2, mais sont encore limités en puissance électrique stockée. Ils représentent néanmoins un marché naissant à fort potentiel, dans lequel l’innovation portée par NAWATechnologies, start-up issue du CEA-Iramis, a toute sa place. Ces batteries sont un assemblage de supercondensateurs qui fonctionnent avec des électrodes révolutionnaires, composées d’un tapis de nanotubes de carbone alignés verticalement. Cette structure augmente très significativement la puissance électrique stockée, tout en permettant la charge ultrarapide, apportant ainsi un avantage concurrentiel décisif. Une étape critique vient d’être franchie avec la mise au point d’une méthode de fabrication industrielle en continu, simple et peu coûteuse. Réalisée en une seule étape, elle utilise comme substrat des rouleaux de feuilles d’aluminium commercial. !..1111L rer I Du silicium à l’aluminium Plusieurs verrous technologiques ont dû être levés pour transformer et industrialiser le procédé de laboratoire, initialement développé sur silicium à 850 °C. « De façon générale, la croissance de tapis de nanotubes de carbone est plus rapide et engendre moins de défauts à haute température. Or, nous devions rester en-dessous de 660 °C, point de fusion de l’aluminium. Tout le challenge a été d’optimiser le procédé pour une croissance optimale dans ces nouvelles conditions », précise Martine Mayne, responsable de laboratoire au CEA-Iramis. Concrètement, le procédé utilise l’acétylène comme source de carbone, favorable à une décomposition à basse température, et le ferrocène comme catalyseur métallique. Il conduit à d’excellents résultats, puisqu’il aboutit à la production d’un tapis de nanotubes dense, homogène et de hauteur suffisante. De quoi conforter le pari de NAWATechnologies. ← CEA-Iramis Pascal Boulanger, NAWAtechnologies FOCUS Les nanotubes de carbone Les nanotubes de carbone ont un diamètre de plusieurs nanomètres, pour une longueur allant de plusieurs microns à plusieurs millimètres. Assemblés « en tapis », ils forment une structure de canaux poreux aux propriétés remarquables  : très grande surface spécifique et excellente conductivité électrique. Un laboratoire commun Pour sa R&D, NAWATechnologies s’appuie sur NAWALab, laboratoire commun associant le CEA et les universités CY Cergy Paris et de Tours. 1. Énergie limitée ; charge et décharge rapides. 2. Forte énergie stockée ; charge et décharge lentes. Ci-contre Site pilote de production des batteries à charge ultrarapide de NAWATechnologies (Rousset, 13). Institut rayonnement - matière de Saclay.



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