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Des portées innovantes de premier plan

[Article du 05/04/2016]

La manne financière issue du PIA (Programme des investissements d’avenir) donne lieu, en bout de chaîne, à des innovations déterminantes, parfois en rupture avec les pratiques en place dans les filières. Plusieurs découvertes récentes laissent entrevoir de nouvelles opportunités et le changement de visage à venir de certaines industries.

Des portées innovantes de premier plan

Des portées innovantes de premier plan

Le PIA passe à la vitesse supérieure. Avec 689 projets ayant fait l’objet d’un engagement de financement en 2015, soit 20 % de plus que lors de l’année précédente, le soutien à l’innovation accélère sa cadence. Une accélération du processus décisionnel caractérise également l’évolution du programme. « Le délai moyen entre le dépôt d’un dossier et la décision d’engagement est tombé au dernier trimestre 2015 à trois mois », mentionne Louis Schweitzer, commissaire général à l’investissement, dans son dernier rapport d’activité. Bon nombre de secteurs ont connu des avancées technologiques notables, comme l’industrie des transports, la santé et les biotechnologies, l’énergie. Avec le numérique et la transition écologique comme axes de développement transversaux à tous les secteurs, ils seront sans doute aussi les premiers gagnants des prochains efforts consentis par les pouvoirs publics dans le cadre du PIA. Retour sur des initiatives concrètes qui ont animé les investissements d’avenir au cours des derniers mois, et les mutations qu’elles induisent dans les milieux industriels.

Un tournant dans le domaine des nanotechnologies
Le nouveau laboratoire commun InCVD est spécialisé dans les procédés innovants de dépôt chimique en phase vapeur et matériaux associés et apporte des conclusions extrêmement prometteuses. Il réunit d’une part l’Institut des nanotechnologies de Lyon, le CNRS, ainsi que l’Ecole centrale de Lyon, et d’autre part les savoir-faire de la société Annealsys, qui fabrique des fours et machines de dépôts de couches minces pour les laboratoires et les entreprises. De nombreuses applications découlent de ces procédés innovants de dépôt de matériaux mis au point dans ce laboratoire. « Nous nous intéressons en particulier aux applications en nanoélectronique, car nos procédés permettent de réaliser des couches extrêmement minces et à fonctionnalité contrôlée. Concrètement, ils peuvent servir à l’élaboration de matériels isolants qui entrent dans la fabrication des transistors se trouvant dans les ordinateurs, de mémoires très performantes pour mettre en place du calcul de type neuromorphique, c’est-à-dire en reproduisant les mécanismes du cerveau lorsqu’il effectue des calculs », indique Catherine Dubourdieu, directrice de recherche au CNRS et directrice du laboratoire commun InCVD.
Grâce à cette technologie, il est également possible de créer des revêtements pour des verres intelligents ayant la faculté de changer de couleur en fonction de l’ensoleillement, et donc de s’opacifier si nécessaire. Le secteur automobile, les bâtiments publics sont intéressés par ce type de nouveautés, notamment pour réduire le recours à la climatisation et économiser de l’énergie. Il est aussi question de se servir de cette technologie pour créer des cellules photovoltaïques plus performantes. « Que ce soit dans l’électronique ou dans d’autres domaines, on recherche de plus en plus de solutions plus performantes tout en consommant moins d’énergie. Les innovations issues du laboratoire InCVD vont pleinement dans ce sens et intéresseront de nombreux industriels », assure Catherine Dubourdieu. « Nous avons également, au sein du laboratoire, des interactions en vue avec des équipes de biotechnologies, car le secteur de la santé peut lui aussi tirer profit des procédés et matériaux que nous développons. »

BIO EXPRESS
Catherine Dubourdieu est titulaire d’une formation d’ingénieur spécialisée en physique. Elle a longuement collaboré avec l’industrie, notamment avec STMicroelectronics, sur des sujets relatifs aux nanotechnologies, mais aussi avec Air Liquide et IBM.

Les communications à l’aube d’une révolution ?
L’avenir des communications sera peut-être bouleversé grâce à la découverte récente d’une équipe de Télécom ParisTech. Elle a mis en évidence l’apparition d’un chaos dans les lasers à cascade quantique, pourtant réputés pour leur stabilité à toute épreuve. C’est en faisant varier la taille de la cavité optique, le lieu où se produit le phénomène de création et d’amplification des photons, et la quantité de lumière renvoyée dans cette dernière que l’émergence d’une telle dynamique a été constatée. « L’expérience s’avère particulièrement complexe, car il faut disposer de très bons composants optoélectroniques et un environnement de travail ultra-stable », explique Frédéric Grillot, directeur de ces recherches, maître de conférences à Télécom ParisTech et Research Professor à l’université du Nouveau Mexique, aux Etats-Unis. Les travaux ont été menés avec le concours de l’Ecole centrale Supélec et de la société MirSense, une spin-off issue d’un laboratoire de Thalès, d’Alcatel-Lucent et du CEA Leti.
Les conclusions de ces recherches remettent en question les certitudes des physiciens et apportent de nouvelles perspectives dans le développement des technologies lasers. Les diodes lasers mises au point en 1962 sont largement utilisées à l’heure actuelle au quotidien. Grâce aux impulsions optiques qu’elles génèrent, l’information peut être transportée sur les réseaux fibrés, permettant les communications sur des débits et des distances très élevés. Mais avec l’augmentation forte du trafic Internet, notamment en raison du développement de la vidéo en ligne et du nombre d’appareils mobiles connectés, les bandes passantes sont de plus en plus saturées. Une des alternatives est justement d’exploiter les lasers à cascade quantique opérant dans le moyen infrarouge. « Générer du chaos à ces longueurs d’onde permettant de faire de la cryptographie est intéressant », indique Frédéric Grillot. « Un autre marché important qui en découle est la spectroscopie, la détection de molécules, de polluants par exemple, qui se trouvent dans l’air. »

BIO EXPRESS
Frédéric Grillot est physicien théorique de formation, titulaire d’un doctorat en optoélectronique. En plus de ses travaux de recherche à Télécom ParisTech, il enseigne au sein de l’école, ainsi qu’à l’université du Nouveau Mexique (Etats-Unis).

L’analyse ADN gagne en efficacité
Le domaine de la biologie est lui aussi concerné par des nouveautés marquantes. Une nouvelle méthode pour l’analyse de l’ADN a été mise au point par le LAAS-CNRS (Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes), à Toulouse. Baptisé microLAS, le projet a fait l’objet d’un accompagnement par la structure Toulouse Tech Transfer et marque une approche innovante dans son domaine. La séparation des molécules d’ADN en fonction de leur taille permet l’identification des séquences génomiques, la vérification de la qualité d’un échantillon, ou encore la récolte d’un fragment d’ADN utilisé pour éditer un génome « artificiel ». Mais la méthode fréquemment utilisée, via une matrice formée d’un polymère alimentaire appelé l’aragose, montre des limites, comme son temps de mise en œuvre et sa sensibilité qui implique une consommation importante d’échantillon d’ADN. Le caractère innovant de microLAS réside dans le fait que la méthode ne nécessite pas de matrice. La séparation de l’ADN se fait plus rapidement et, de plus, autorise l’augmentation de la concentration de l’échantillon dans une chaîne analytique intégrée.
L’ADN peut ainsi être caractérisé en dix minutes avec des niveaux de sensibilité mille fois plus faibles que ceux des technologies actuelles du marché. « Ces avantages répondent pleinement à un certain nombre de besoins actuels et futurs de la part de l’industrie, pour l’identification des personnes, les modifications des organismes vivants visant à répondre à des souhaits sectoriels comme la sélection de gènes de résistance au froid », souligne Aurélien Bancaud, chargé de recherche CNRS au sein du LAAS. Cette découverte lui a valu en février le prix d’instrumentation de la Société française de chimie. Le projet a fait l’objet d’un accord de licence avec la société Picometrics Technologies, spécialisée dans la détection haute sensibilité de fluorescence induite par laser ou LED pour les sciences du vivant. La technologie transférée permet à l’entreprise de concevoir un appareil unique pour mettre en œuvre cette innovation. 

BIO EXPRESS
Aurélien Bancaud est ingénieur de formation dans le domaine des sciences physiques. Il consacre bon nombre de ses travaux aux liens entre la physique et la biologie, notamment en matière de génomique. Il participe aux travaux du LAAS-CNRS depuis 2006.

[ENCADRÉS]

Une innovation de rupture en oncologie
» Le laboratoire MN3T (The Microenvironmental Niche in Tumorigenesis and Targeted Therapy), à l’université de Strasbourg, a mis au point une nouvelle approche permettant de développer une classe de composés thérapeutiques entièrement nouvelle par son mode d’action et sa structure. Les thérapies ciblées, qui visent à bloquer les mécanismes spécifiques du développement des cancers, sont des stratégies connues pour leur pertinence en oncologie. Mais la multiplicité des processus tumorigéniques impliqués pour un type de cancer donné constitue en quelque sorte la limite de cette approche. En ciblant le domaine transmembranaire de cibles thérapeutiques, cette innovation, soutenue et accompagnée notamment par la SATT Conectus Alsace, rend possible l’inhibition de plusieurs processus tumorigéniques grâce à un seul et même composé. A l’inverse de la majorité des autres thérapies ciblées, qui bloquent une voie unique, les peptides transmembranaires altèrent la formation de complexes de récepteurs à l’origine d’un ensemble de voies de signalisations impliquées dans le développement des tumeurs. La start-up Peptimimesis vient d’être créée, à la suite des travaux de recherche, afin de poursuivre le développement de ce premier produit et concevoir de nouveaux peptides thérapeutiques « first-in-class ».

Au cœur des défis de la cybersécurité
» L’IRT SystemX, dédié à l’ingénierie numérique des systèmes du futur, a récemment dévoilé sa plateforme CHESS (Cybersecurity Hardening Environment for Systems of Systems), élaborée dans le but d’accueillir les futurs systèmes connectés par simulation hybride. Elle offre un environnement visant à répondre aux défis des industriels au cours de leurs étapes de conception, de modélisation, de simulation et d’expérimentation de leurs innovations. Concrètement, grace à la plateforme, il est possible de collecter et de traiter des données massives permettant la reproduction d’une architecture. Elle modélise et simule des attaques malveillantes et visualise les menaces potentielles, ainsi que leurs impacts sur les systèmes. Il s’agit pour les fournisseurs de solutions de sécurité de pouvoir évaluer le niveau de protection lorsque les systèmes sont immergés dans des situations concrètes. Nombre de grands utilisateurs, notamment industriels, pourront par ailleurs s’appuyer sur la plateforme pour tester leurs choix d’architecture et de solutions de sécurité afin d’identifier les meilleures alternatives. A noter que cette nouvelle offre de l’IRT SystemX est développée dans le cadre du projet Environnement pour l’interopérabilité et l’intégration en cybersécurité (EIC), soutenu par l’Anssi (Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information).

[EXERGUES]

Une équipe de Télécom ParisTech a mis en évidence l’apparition d’un chaos dans les lasers à cascade quantique

Une nouvelle méthode pour l’analyse de l’ADN a été mise au point par le LAAS-CNRS

Mathieu NEU

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