De l’énergie solaire rayonnée depuis l’espace aux cartes génétiques du cerveau et aux ponts vivants auto-réparables, la recherche en 2025 est prometteuse. Et nous pourrions assister à davantage de changements rendant les villes plus vertes et plus propres.
Par Antoine Roi
Quiconque pense que la recherche n’est pas passionnante risque d’être surpris. En 2025, nous pourrions assister au décodage génétique du cerveau humain, collecter de l’énergie solaire dans l’espace et traverser un pont construit de champignons contrôlés électroniquement.
Décrypter la génétique du cerveau avec l’aide de l’IA
Des cartes détaillées du cerveau humain élaborées par le projet financé par l’UE Projet Cerveau Humain sont prêts pour le prime time et devraient commencer à prendre leur envol en 2025.
Ces cartes aideront les scientifiques et les médecins à trouver de nouveaux traitements pour les patients atteints de maladies cérébrales, selon le professeur Katrin Amunts, neuroscientifique allemande à l’Université de Düsseldorf et au Forschungszentrum Jülich en Allemagne. Elle a dirigé l’exploration historique du cerveau humain sur 10 ans qui a généré l’atlas du cerveau humain – les cartes les plus détaillées des zones cérébrales et de leur architecture cellulaire jamais réalisées – avec de nouveaux développements en cours pour aider à exploiter leur plein potentiel.
« L’IA nous aide avec le cerveau. Le cerveau compte 86 milliards de cellules nerveuses, chacune possédant jusqu’à 10 000 connexions avec d’autres cellules, ce qui en fait un réseau incroyablement complexe. Aujourd’hui, nos plus gros ordinateurs ont du mal à gérer cela.
« En 2025, nous disposerons d’une énorme puissance de calcul lorsque l’une des plus grandes machines d’IA – JUPITER – démarrera à Juliers. En rassemblant les données avec l’IA, nous pourrons exécuter des scénarios d’experts virtuels sur les effets de certaines thérapies sur le cerveau.
« Je veux vraiment que les atlas cérébraux que nous avons développés profitent à davantage de patients. J’aimerais vraiment qu’ils soient un instrument utile pour éclairer le diagnostic et la chirurgie, par exemple sur la localisation d’une tumeur.
« Nos collègues en France viennent de terminer la première étude clinique sur la chirurgie de l’épilepsie, en l’utilisant pour prédire où les chirurgiens pourraient prélever les tissus des patients. Les chirurgiens veulent retirer autant que possible pour avoir un patient sans crises, mais le moins possible pour éviter des dommages inutiles. Nous attendons maintenant les résultats. Ces nouveaux développements me passionnent vraiment. C’est pourquoi j’ai étudié la médecine : pour aider les gens.
« Une avancée que j’aimerais voir concerne la compréhension du fonctionnement du cerveau au niveau cellulaire. Nous connaissons de nombreux types de cellules, profils moléculaires et leurs gènes, mais pas chacun des 86 milliards de cellules nerveuses. Parfois, nous voyons les arbres, mais nous ne voyons pas la forêt. J’espère qu’en 2025, nous pourrons combler certains écarts entre nos connaissances sur la relation entre les cellules cérébrales, leurs gènes et leurs maladies à différentes échelles, des cellules aux réseaux, en passant par le cerveau tout entier.
L’énergie solaire reçoit un coup de main de l’espace
La combinaison des données satellitaires avec l’IA offre de nouvelles opportunités surprenantes où « le ciel est la limite », déclare Effie Makri, ingénieur en électronique et vice-président de la recherche et de l’innovation de la société technologique grecque Future Intelligence.
Makri dirige le projet financé par l’UE INTIMÉ projet, qui combine la puissance de l’IA, des observations par satellite et des mini-stations météorologiques pour améliorer les prévisions d’énergie acheminée vers le réseau à partir d’une ferme solaire. Makri prédit que 2025 verra une plus grande utilisation des données satellitaires, parfois dans des domaines inattendus de notre vie.
« Les programmes de satellites Galileo et Copernicus sont incroyables, et l’Europe devrait être très fière de ces technologies. Il existe de nombreux domaines dans lesquels nous utiliserons à l’avenir les données satellitaires. Ils sont là pour être utilisés, de l’agriculture à l’énergie, en passant par la banque ou les loisirs. Nous espérons adapter notre propre solution technologique à l’énergie éolienne. Les données satellitaires peuvent également être utilisées pour sélectionner le meilleur endroit pour installer un parc solaire photovoltaïque.
« Davantage de données collectées en temps réel seront combinées avec des données historiques pour mieux entraîner les modèles d’IA. Cela peut alors permettre d’accélérer le processus d’imagerie à partir des satellites et, par exemple, de mieux suivre le changement climatique. Nous surveillerons mieux les glaciers ou la déforestation, ou améliorerons nos prévisions sur la propagation des incendies de forêt. Il n’y a vraiment aucune limite. »
« Un autre développement potentiel que je prévois est celui de l’énergie spatiale. Cela permettrait de collecter de l’énergie solaire dans l’espace, qui serait ensuite transmise sans fil à la Terre. [via microwaves or lasers]. C’est un domaine énergétique qui deviendra probablement de plus en plus intéressant.
«Je veux cependant que l’IA soit utilisée à bon escient. Il y a eu beaucoup de sentiments mitigés concernant l’IA. Je suis très enthousiaste à l’idée de voir de nouveaux développements qui apportent des avantages à la société, mais je ne voudrais pas être impliqué dans une technologie exploitée à des fins nuisibles. La Commission européenne a fait un travail fantastique en gardant ces éléments à l’esprit et en élaborant des réglementations.
Matériaux de structure vivants et autoréparables
Nous disposons de ressources limitées et devrons être conscients de l’impact que nous avons sur le climat, déclare le Dr Kunal Masania, ingénieur à l’Université de technologie de Delft aux Pays-Bas et membre du projet financé par l’UE. SUIS-IMATE projet.
Il crée des matériaux composites à base de champignons qui pourraient être utilisés dans le futur mobilier domestique, dans des pièces d’avion et même dans de grands projets de construction tels que des ponts. Les champignons sont une ressource renouvelable et certaines espèces peuvent être cultivées sur des déchets agricoles ou forestiers.
« Nous avons fabriqué des composites avec de la sciure de bois et des morceaux de bois liés entre eux par des champignons. Les ingénieurs utilisent déjà des fibres renforcées par une matrice – de la même manière que les arbres sont renforcés. Mais ce que nous avons manqué, ce sont toutes les fonctionnalités intéressantes disponibles lorsque votre matériel est vivant. Je fabrique des pièces de type Lego composées de cellules fongiques, qui sont assemblées par un robot pour construire un petit pont. D’autres membres de la communauté scientifique se joignent également à cet objectif : faire des matériaux et des structures vivants une réalité.
« Nous prévoyons de placer des électrodes dans ce matériau afin de pouvoir détecter les signaux de contrainte mécanique provenant des champignons. Nous voulons également signaler aux champignons en réponse à réparer les dégâts ou à renforcer localement certaines zones, ce que les hyphes [filaments] des champignons peuvent le faire. Récemment, un groupe aux États-Unis a construit un robot marcheur souple utilisant des champignons et leur a fait signe de contrôler les mouvements. Il s’agit donc d’un domaine vraiment passionnant dans lequel je m’attends à voir de nombreuses nouvelles innovations en 2025. »
L’avantage des structures constituées d’organismes vivants pourrait être que les matériaux sont capables de détecter, de signaler et de s’adapter aux contraintes, en renforçant uniquement là où le matériau est nécessaire. Imaginez un vélo ou un pont qui pourrait se réparer tout seul !
Un avenir meilleur pour les abeilles et la nature en Europe
Les abeilles domestiques sont les visiteurs les plus fréquents des fleurs dans les habitats naturels du monde entier et pollinisent environ la moitié de toutes les cultures. Pourtant, ils ne se portent pas bien, explique le professeur Dirk de Graaf, biologiste à l’Université de Gand, en Belgique.
« La pollinisation des cultures et des fleurs sauvages par les abeilles a plus de valeur que tout le miel qu’elles produisent – et de loin. Pourtant, en moyenne, chaque année, un tiers de nos colonies en Europe disparaissent. Cela signifie que pour certains apiculteurs, toutes leurs abeilles sont mortes. »
Cependant, grâce au retour à la nature – avec l’aide de la technologie – la situation des abeilles européennes s’améliorera en 2025 et au-delà. De Graaf dirige un projet de recherche sur les abeilles soutenu par l’UE et appelé B-BONqui cherche à restaurer leur harmonie avec la nature.
« La grande majorité des abeilles que nous avons en Belgique et en Europe du Nord ont été importées, nous n’avons donc pas de race adaptée à notre climat. Au lieu de cela, notre apiculture s’est entièrement concentrée sur les abeilles qui étaient bonnes pour la production de miel et le calme des abeilles. À l’avenir, il sera nécessaire de sélectionner des abeilles capables de mieux résister à des parasites tels que le varroa, plutôt que de compter sur des produits chimiques pour tuer ces parasites.
« Nous devrions nous efforcer dans les années à venir de ne pas trop interférer avec nos ruches. Nous pouvons y parvenir en utilisant des technologies développées en Europe, telles que des capteurs placés sur une ruche pour suivre à distance l’activité et la température. Une étude récente a révélé qu’environ 21 % des apiculteurs dans 18 pays européens disposent déjà d’une collecte automatisée de données.
“La véritable valeur ajoutée résidera dans le développement d’algorithmes plus intelligents qui interpréteront les données et enverront des alertes à l’apiculteur, afin qu’il passe moins de temps à travailler avec les abeilles, et pourtant, celles-ci seront en meilleure santé.”
«Je prédis que l’adoption continuera d’augmenter, en particulier parmi les jeunes apiculteurs qui sont tellement habitués à consulter leur smartphone. Ils apprécieront de surveiller leurs abeilles à distance et de les laisser tranquilles.
Des villes plus vertes et plus propres qui profitent à tous
Nos villes du futur seront plus vertes, généreront moins d’émissions de carbone et seront plus belles, prédit le Dr Annemie Wyckmans, architecte à l’Université norvégienne des sciences et technologies de Trondheim. En tant que leader du projet financé par l’UE ARTISANAT projet, elle rassemble des groupes artistiques et culturels pour aider à susciter un changement durable dans les rues de la ville. Ces transformations seront poussées principalement par les communautés locales.
« À l’heure actuelle, nous assistons à de nombreux changements en politique et les médias se concentrent tellement sur tous les aspects négatifs. Il y a une crise énergétique, une crise alimentaire et une crise sanitaire. Cela peut sembler désespéré. Pourtant, de nombreuses personnes ont trouvé l’espoir de pouvoir faire quelque chose localement et de réellement faire une différence tangible dans leurs propres communautés, quartiers et villes.
« À titre d’exemple, nous avons visité de nombreux jardins maraîchers urbains dans des villes comme Zagreb et Sarajevo. Je n’en avais jamais entendu parler, mais c’est une force régionale. Cela permet aux gens de cultiver leurs propres fruits et légumes. Ceci est important car, souvent, les gens n’ont pas assez d’argent pour acheter des aliments sains, locaux et durables – ils peuvent être plus chers que la restauration rapide et difficiles à trouver dans certains endroits. Pourtant, il est facile de donner aux gens accès à un lopin de terre pour cultiver leur propre nourriture, leur permettant ainsi de rencontrer d’autres personnes faisant de même et de s’entraider.
« De tels changements positifs ne font souvent pas la une des journaux. Ils ne coûtent pas très cher, ne nécessitent pas d’attente de grandes décisions politiques et sont facilement négligés. J’espère qu’en 2025, ce type de mouvement sera trop important pour être ignoré, car il atteindra une masse critique et fera surface, attirant l’attention des politiciens, des investisseurs et autres.»
L’équipe CRAFT s’inspire d’une initiative de l’UE visant à amener le Green Deal européen là où les gens vivent. Appelé Nouveau Bauhaus européen, ou NEB, il souhaite que la vie quotidienne et les espaces de vie des gens s’inspirent de l’art et de la culture, soient en harmonie avec la nature et impliquent des interactions sociales.
Aux côtés de CRAFT, des projets tels que Re-Value, Bauhaus Bites et NEB-STAR travaillent vers les mêmes objectifs, impliquant ensemble plus de 100 villes et communautés en Europe.
À l’instar du mouvement Bauhaus en Allemagne il y a un siècle, l’ONÉ vise à fusionner le design urbain, la science, la technologie, l’art et l’esprit communautaire pour relever les défis sociétaux majeurs. L’art lui-même peut être une force motrice car il est largement exposé dans les villes et a le pouvoir de galvaniser les gens.
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