Des innovations géniales qui rendent le monde meilleur
Mis à jour: Jan. 24, 2024
Des solutions médicales aux idées qui sauvent la planète, de grands penseurs du monde entier ont trouvé des façons d’exercer une influence positive. Voici quelques-uns de nos projets préférés.
Un système d’alerte précoce des feux de forêt
Tous les ans, les feux de forêt font d’énormes ravages dans le monde. En 2021, les États-Unis ont dépensé plus de quatre milliards de dollars américains pour les combattre. Il faut trouver de meilleurs moyens et innovations pour repérer et éteindre les flammes avant qu’elles ne soient hors de contrôle, et c’est précisément ce à quoi s’est attaqué Dryad Networks, une jeune pousse d’entreprise de Berlin.
L’entreprise a développé un capteur à énergie solaire qu’on installe dans les arbres. Ce «nez électronique» détecte l’hydrogène, le monoxyde de carbone et les autres composés libérés quand un feu commence à couver. Il alerte aussitôt les secours via un signal sans fil avant même que la fumée ne soit visible au-dessus des arbres. Dans un récent essai mené en Allemagne, le capteur a signalé un incendie (allumé volontairement) en moins de 14 minutes.
Il transmet également les coordonnées GPS précises qui permettent d’envoyer rapidement les pompiers sur les lieux de l’incendie. Ces capteurs peu coûteux sont actuellement à l’essai dans certaines forêts de Californie et de Sardaigne, en Italie, et Dryad prévoit en déployer 120 millions avant 2030, pour empêcher éventuellement quatre millions d’hectares – selon les projections – de brûler.
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Un implant cérébral surmonte la paralysie
En neurotechnologie, des avancées stupéfiantes nourrissent l’espoir chez ceux qui souffrent de blessures à la colonne vertébrale. À la simple pensée de marcher, un homme a pu retrouver l’usage de ses jambes grâce à une interface numérique cerveau-moelle épinière, élaborée par des chercheurs suisses, qui stimule les signaux neuronaux endommagés par la blessure.
Gert-Jan Oskam, un Néerlandais de 40 ans, se déplace en fauteuil roulant depuis un accident de vélo qui l’a paralysé il y a 12 ans. Les implants électroniques dans son cerveau lui permettent désormais de transmettre ses pensées à un récepteur implanté dans sa moelle épinière. Le récepteur amplifie le signal et l’envoie à ses jambes et à ses pieds via les cellules nerveuses.
Le système est au stade expérimental, mais, pour les spécialistes, cette nouvelle est très encourageante.
Impression 4D de vêtements et autres applications ahurissantes
Grâce à l’impression 4D, la fantaisie sera bientôt une réalité. La nouvelle technologie programme des matériaux «intelligents» qui, quand on les imprime en 3D, changent de forme et de couleur suivant les stimuli extérieurs comme l’eau, la chaleur ou la lumière.
Imaginez une éponge ou un matelas en mousse viscoélastique qui se contracte et se dilate. Ces matériaux travaillent de la même manière, mais avec la programmation, c’est voulu: les vêtements produits par impression 4D sont amenés à s’allonger, à se plier, à s’aplanir, à se tordre et même à changer de couleur. L’Armée américaine, par exemple, teste des uniformes qui adaptent leur camouflage en fonction de l’environnement dans lequel évolue le soldat.
Dans d’autres domaines, les scientifiques ont développé des aides à la préhension pour des patients ayant un usage limité de leurs doigts, des endoprothèses cardiovasculaires qui se dilatent en fonction du battement cardiaque et des implants sous-cutanés conçus pour libérer des microdoses de médicaments.
Envie de vous débarrasser des instructions incompréhensibles d’IKEA au profit d’un meuble qui s’assemble tout seul ? L’impression 4D fabrique des planches plates qui se transforment en chaise quand on ajoute de la chaleur.
La recherche menée par le MIT Self-Assembly Lab, à Cambridge dans le Massachusetts, en est encore à ses balbutiements, mais son effet éventuel sur la santé et l’industrie est illimité.
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Un outil diagnostique alimenté par l’intelligence artificielle (IA)
Ellen Xu avait cinq ans à l’époque quand ses parents se sont précipités aux urgences d’un hôpital de San Diego, en Californie, avec sa petite sœur de trois ans. Kate était tombée gravement malade; elle avait de la fièvre, les yeux rouges, une éruption cutanée et présentait un gonflement des mains et de la langue.
Interloqués, les médecins ont d’abord pensé qu’il s’agissait d’une influenza et ont renvoyé l’enfant chez elle. Sa condition ne s’étant pas améliorée, les Xu sont retournés aux urgences où, par chance, un médecin de garde avait déjà croisé un cas de réaction inflammatoire aiguë dans les vaisseaux sanguins, caractéristique de la maladie de Kawasaki. Bien qu’elle soit rare, c’est la cause principale des cardiopathies acquises chez le nourrisson et le jeune enfant. Les causes et les facteurs déclenchants demeurent mystérieux.
Le médecin savait comment soigner Kate: il a demandé une transfusion d’immunoglobulines et l’enfant a fini par se remettre sans que la maladie n’entraîne de lésions cardiaques.
L’état de santé de sa petite sœur avait soulevé la curiosité d’Ellen, qui ne comprenait pas que les adultes ne puissent répondre à ses questions sur les raisons qui rendaient cette maladie si difficile à détecter. «Dans mon esprit, c’était un mystère, un casse-tête que je souhaitais résoudre», dit-elle.
Dix ans plus tard, voulant s’inscrire à une expo-sciences au secondaire, elle a eu une idée: «Et si on avait un médecin dans sa poche?» Alors elle l’a fabriqué: une application alimentée par l’intelligence artificielle qui, à partir de cinq symptômes physiques, permet de diagnostiquer plus facilement la maladie de Kawasaki.
Sur le site web de la Kawasaki Disease Foundation, l’invention d’Ellen est utilisée comme une application. La technologie est calquée sur le modèle de celles qui identifient les oiseaux et les plantes, grâce aux photos prises avec le téléphone. Les parents inquiets peuvent télécharger des photos de leur enfant et la technologie examinera les images à la recherche de symptômes de la maladie, souvent très visibles, comme l’irruption cutanée ou la langue enflée.
«On pourrait développer cette technologie pour la reconnaissance de maladies auto-immunes et rhumatismales, dit Ellen. C’est important pour moi. J’aimerais que, grâce à l’IA, les gens aient une vie plus heureuse et plus saine.»
Ellen Xu précise que Kate, aujourd’hui en troisième secondaire, rêve de devenir ingénieure en environnement. Elle se porte très bien.
Malgré tout cela, faudrait-il avoir peur de l’intelligence artificielle?
L’agriculture urbaine verticale
Les produits frais vous manquent en hiver? Pas la peine d’attendre ceux qui sont importés d’Amérique du Sud. Courez au bureau chercher une laitue. Non, sérieusement, c’est désormais possible dans un nombre grandissant de centres-villes. En effet, certains immeubles de bureaux – souvent inondés de lumière naturelle – restés vides après la pandémie en raison du télétravail sont aujourd’hui transformés en fermes verticales intérieures.
Les compagnies Agriplay, à Calgary, et Area 2 Farms, à Washington, D.C., souhaitent résoudre deux problèmes à la fois: la location d’immobilier sous-utilisé et l’approvisionnement en produits frais locaux sans recourir aux chaînes logistiques mondiales.
Pour les plantes cultivées hors sol, Agriplay déploie une technique d’arrosage de précision qui vaporise les racines; aussi, des lampes D.E.L. équipées de capteurs envoient des données à un système connecté à une intelligence artificielle qui s’adapte aux conditions de croissance particulières. Cela génère jusqu’à 90% d’économie d’énergie comparativement aux opérations d’agriculture verticales traditionnelles.
Avec ce genre d’innovation technologique, les immeubles de bureaux pourraient devenir les moteurs économiques de la culture de légumes. Farm Zero, de Chicago, est sur le point de louer plus de 279 000 m2 de locaux pour la production annuelle de 27 millions de kilos de légumes protégés des stress agricoles causés par la sécheresse et les inondations.
Et que ça pousse !
S’affranchir de la maltraitance
Les victimes de violence conjugale disposent de nouveaux moyens d’envoyer un SOS qui peuvent éventuellement leur sauver la vie.
La police sud-coréenne a lancé la campagne Knock Knock qui permet aux personnes de signaler discrètement un abus en composant le 112, puis en appuyant deux fois sur n’importe quelle touche numérique. Cela permet d’obtenir un lien cliquable par texte. Il suffit d’appuyer pour que le GPS du téléphone envoie sa localisation à la police qui pourra même surveiller la situation en direct grâce au déclenchement automatique de la caméra.
En Pologne, une jeune élève du secondaire utilise le prétexte d’achats en ligne pour combattre la violence conjugale. Krystyna Paszko a lancé en 2021 un faux magasin de produits de beauté en ligne et prévenu ses contacts sur les réseaux sociaux qu’il s’agissait en réalité d’un service d’alerte pour les victimes.
Si une personne visite la page Facebook Rumianki i Bratki («camomilles et pensées») pour acheter une crème, par exemple, elle est aussitôt mise en relation avec un psychologue. Si elle «passe une commande» et fournit son adresse, la police est envoyée sur-le-champ, comme si elle avait appelé directement les secours pour demander de l’aide. Cette initiative a aidé 350 personnes la première année.
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Remise à l’état sauvage des métropoles
Un peu d’espace vert fait beaucoup de bien, et Madrid, en Espagne, une des grandes capitales d’Europe, ouvre la voie au «réensauvagement» urbain.
Il aura fallu près de 10 ans pour exécuter les travaux, mais le Madrid Rio Project a enfoui plusieurs tronçons de l’autoroute M-30 à plusieurs voies pour permettre aux habitants de pique-niquer là où les voitures roulaient auparavant à vive allure. La rivière Manzanares lourdement polluée a été nettoyée au point de voir revenir les loutres disparues depuis des années. La municipalité a planté des arbres, élargi les voies navigables et aménagé des prés et des plages.
Une étude a révélé d’importantes réductions du bruit et de la pollution atmosphérique après l’achèvement des travaux en 2015; la réduction du CO2 s’élèverait à 30 000 tonnes métriques, estiment les chercheurs.
Le projet n’est pas pour autant terminé: la ville prévoit de s’entourer d’une forêt en plantant environ 1,5 million d’arbres, surtout de jeunes spécimens. «Il s’agit d’implanter ce qui, dans les faits, constituera une forêt métropolitaine de 75 kilomètres», explique Mariano Fuentes, conseiller municipal à la ville de Madrid, durant un entretien avec le magazine Geographical.
Le champignon polyvalent
Quand David Brown et Natasha Jean se sont rencontrés à Fredericton, au Nouveau-Brunswick, les jeunes diplômés en sciences, qui partagent un amour pour une bonne forme physique et une alimentation saine, sont aussitôt devenus amis. Tous deux chimistes, ils connaissaient les méfaits pour l’organisme des conservateurs présents dans certains aliments du commerce. Le propionate de calcium, par exemple, qui empêche le pain de moisir en tuant les bactéries et la levure, mais est associé à un risque élevé de diabète et d’obésité.
La lecture d’une étude sur le pouvoir antimicrobien de la fibre de champignon, qui permet de préserver la durée de conservation des aliments, a éveillé la curiosité des deux amis. Avec en tête le projet de développer un conservateur naturel, ils ont acheté des pieds de champignons à des fermiers qui autrement, les auraient jetés.
Sept ans plus tard, en 2023, Chinova Bioworks, leur entreprise, peut s’enorgueillir d’avoir mis au point un extrait de fibre de champignons qui, ajouté à des aliments comme les produits laitiers, augmente leur durée de conservation sans le moindre arrière-goût.
L’entreprise a testé le conservateur dans de vignobles en Californie et en Nouvelle-Zélande. «Cela a permis de remplacer les sulfites sur lesquels les viticulteurs comptent pour prolonger la conservation du vin», explique David Brown. Les raisins produisent naturellement des sulfites et de nombreuses personnes ne supportent pas ceux qui sont ajoutés dans les cuves.
Le nouveau conservateur est gagnant sur plusieurs tableaux: pour le climat (en réduisant les émissions associées au gaspillage alimentaire), pour notre santé et pour les propriétaires de champignonnières de culture qui pourront vendre leurs résidus.
«Nous tâchons de fabriquer un produit abordable que les entreprises vont utiliser, assure David Brown. Nous souhaitons rendre l’industrie alimentaire plus durable», ajoute-t-elle.
Voici 14 faits captivants sur les champignons!
Une peinture rafraîchissante
L’été 2023 a été l’un des plus chauds jamais mesurés dans l’hémisphère occidental. Xiulin Ruan, professeur d’ingénierie mécanique à l’université Purdue, dans l’Indiana, a mis au point une formule qui augmente le pouvoir réfléchissant de la peinture blanche et permet de réduire jusqu’à 13°C la température à la surface d’un toit à midi.
La peinture de Ruan – qui contient des concentrations élevées de sulfate de baryum – pourrait faire diminuer de 40% nos besoins en climatisation. Si la peinture blanche contribue habituellement à préserver une certaine fraîcheur en réfléchissant de 80 % à 90% de la lumière du soleil, cette nouvelle formule permet d’en réfléchir 98%. Xiulin Ruan s’attend à ce que la peinture soit disponible sur le marché cette année.
Un soin détecteur d’infection
En 2021, Dasia Taylor n’avait que 17 ans quand elle a mis sa créativité au service de la médecine pour résoudre une complication assez fréquente: les infections postopératoires. D’après l’Organisation mondiale de la santé, ce problème qui affecte environ un patient sur dix dans le monde représente un véritable risque pour les femmes qui subissent une césarienne. Avec le soutien de son professeur de chimie à Iowa City, dans l’Iowa, Dasia a mis au point des fils de suture qui changent de couleur quand une infection se développe.
Comment ça marche ? La peau est naturellement acide avec un pH oscillant autour de 5. En présence d’une infection, le niveau de pH augmente. L’adolescente a découvert que certains légumes changeaient de couleur en fonction de leur acidité; il se trouve que la betterave évolue du rouge vif au violet quand son pH augmente à 9. Elle a donc teint des fils de suture avec du jus de betterave, qui sont passés du rouge au violet en présence d’une plaie chirurgicale infectée. Avec ce type de fils, les patients seraient rapidement traités aux antibiotiques pour juguler une infection avant qu’elle ne s’aggrave. Dasie Taylor a remporté de nombreux prix et souhaite faire breveter son produit.
«Capter» l’eau potable du brouillard
Quand l’ingénieur Abel Cruz était enfant dans les contreforts des Andes péruviennes, il devait descendre toutes les semaines au fond d’un ravin pour aller chercher l’eau à une source pour la consommation familiale. «C’était loin de la maison et la pente était raide», se souvient-il. Il a commencé à rêver à un moyen plus efficace pour obtenir de l’eau, observant que leurs grandes feuilles permettaient aux plantes subtropicales de capter la pluie et la brume. D’où l’idée d’un filet à brouillard.
Chaque filet vertical mesure 20 m2 et est composé de mailles en résine synthétique sur lesquelles se condensent des microgouttelettes d’eau avant de ruisseler vers des citernes. Un filet peut recueillir de 200 à 400 litres d’eau par jour. La population locale vient la chercher dans des seaux pour les besoins de la petite exploitation agricole.
Avec le soutien de Creating Water Foundation, l’ingénieur a installé plus de 3600 filets autour de Lima pour capter le brouillard formé par l’océan Pacifique. Avec une population de plus de neuf millions d’habitants, la capitale du Pérou souffre souvent de graves pénuries d’eau en raison de son climat aride.
«L’eau potable se fait de plus en plus rare sur la planète», déplore Abel Cruz, en raison «de la disparition des glaciers qui sont des réservoirs naturels. Il faut donc trouver un moyen d’accumuler et conserver l’eau pour les périodes de sécheresse.»
Nettoyer les océans
Près de 171 billions de déchets de plastique flottent dans nos océans. Que faire pour arrêter ce flux qui provient essentiellement des rivières polluées par les riverains ?
Moritz Schulz, concepteur industriel allemand, a mis au point le «TrashBoom», une sorte de barrière flottante – semblable à celles qui séparent les couloirs de piscine – que l’on déploie sur toute la largeur d’une rivière. Elle agit comme un filet qui bloque les bouteilles et les sacs jetés avant qu’ils ne dérivent vers l’océan.
Ce dispositif simple est essentiellement utilisé en Indonésie et en Inde où, depuis avril 2021, il a empêché quelque 900 000 kilos de déchets de finir dans la mer. Les instructions pour fabriquer un TrashBoom bon marché sont disponibles en ligne, et d’autres organisations appliquent cette technique en exploitation libre. Par exemple à Bali, Sungai Watch déploie des «booms», tandis que Pangea Movement, une compagnie également de Bali, a organisé le nettoyage de rivières dans 11 pays déjà et espère s’attaquer aux 100 rivières les plus polluées du monde.
Un distributeur de pilules pour prévenir la dépendance
La dépendance aux opioïdes constitue l’une des plus gaves crises en santé publique de nos jours. Elle débute souvent avec une ordonnance de médicaments pour soulager la douleur et peut dégénérer rapidement.
Artin Perse était étudiant à l’université de New York quand il a vu son oncle devenir accro aux opioïdes pendant qu’il se remettait de ses blessures causées par accident de voiture. Artin a voulu faire quelque chose pour prévenir la dépendance et a conçu un appareil qui donne les pilules en suivant rigoureusement ce qui a été prescrit par le médecin.
Entre chaque distribution de médicament programmée électroniquement, la bouteille est verrouillée. (Le dispositif est prévu pour des patients qui commencent à gérer leur douleur et non ceux qui sont déjà dépendants.) Artin a fondé Levl, une compagnie qui utilise le même concept pour les patients atteints d’une maladie psychiatrique et qui doivent prendre des médicaments. Le distributeur est encore à l’essai, mais le jeune homme espère le voir sur le marché d’ici un an.
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