Ce n’est pas un brouillard comme les autres. Derrière ses apparences de terme original, celui que l’on surnomme « smog » n’a rien de positif, bien au contraire. Inodore, il trotte au-dessus de nos têtes tel un cocktail dangereux, un mélange toxique de gaz et de particules fines en suspension. Un fléau de santé publique qui touche régulièrement les mégalopoles européennes. Dans le collimateur de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), ces particules qui tuent prématurément plusieurs millions de personnes chaque année dans le monde. À la source de ces polluants : l’industrie, les transports ou encore le chauffage, au bois notamment.

Avec la mise en place de nouvelles lois portées sur ces secteurs, la qualité de l’air en Europe s’est progressivement améliorée ces dernières années. Concernant le secteur des transports, un nouveau type de pollution, encore peu étudiée, préoccupe de plus en plus : celle générée par l’abrasion des freins des véhicules. Au sein du Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures, le LaMCoS (1), la problématique est prise à bras de corps depuis plusieurs années.

Selon une étude publiée en 2022 par la revue médicale britannique « The Lancet Planetary Health », la pollution de l’air extérieur entraînerait chaque année dans le monde 4.2 millions de décès prématurés. En cause l’industrie, le chauffage au bois mais également le transport. Dans l’Union européenne, en 2021, on comptait près de 250 millions de véhicules particuliers (+6,5% par rapport à 2017) et près de 30 millions de « véhicules utilitaires » (8.6% par rapport à 2017) en circulation. Un trafic routier qui génère une importante pollution aux particules fines. Paradoxalement, la pollution de l’air générée par les échappements de ces véhicules a globalement baissé ces dernières années, à l’échelle de l’Union européenne, notamment sous la pression réglementaire et grâce à la généralisation des filtres à particules (FAP) devenus obligatoires depuis 2011 sur les moteurs Diesel neufs. Désormais c’est une autre problématique qui préoccupe les autorités sanitaires comme les scientifiques : la pollution hors échappement (PHE).

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Diana Martin de Argenta annonce : « la transition n’a pas encore eu lieu ». Au micro des cœurs audacieux, l’ingénieure et enseignante au département génie mécanique de l’INSA Lyon pose les choses : pour exister, la transition devrait être basée sur la sobriété et sur l’indice de bonheur : « moins d’énergie, moins de puissance, et plus de temps pour faire les choses ».

• Concevoir au juste besoin

« Nous sommes dans une société qui gère les impacts environnementaux en aval de la conception produit. L’idée de l’écoconception est de rendre les ingénieurs conscients de ces mêmes impacts, en amont, avant même qu’ils conçoivent le produit », explique l’enseignante. À travers ses cours d’écoconception et d’éthique de l’ingénieur, elle amène ses élèves-ingénieurs à s’interroger sur le cycle de vie d’un produit : coût écologique de l’extraction et de l’énergie nécessaire à la production d’un produit ; questionnement autour du besoin réel d’un produit ; ses impacts sociaux une fois introduit dans la société ; puis son traitement en tant que déchet.

• Une augmentation de l’énergie

Diana Martin de Argenta est formelle : dans une configuration de croissance, les énergies vertes ne seront pas synonymes de transition, puisqu’elles ne font que s’ajouter à celles que l’on utilise aujourd’hui. « Nous sommes dans une configuration qui présente une augmentation de l’énergie chaque année ; ce qui est normal puisqu’on est dans une dynamique de croissance, et que les matériaux étant de plus en plus dispersés, ils demandent de plus en plus d’énergie à l’extraction (…) On est fatalement dans une augmentation permanente du besoin en énergie (…) Je constate qu’il n’y a pas de transition. »

• Indice de bonheur et PIB

Il faut baser le juste besoin sur la sobriété et le suffisant : « de quoi a-t-on réellement besoin ? », interroge-t-elle. « On peut aussi regarder l’indice de bonheur ; certains pays à partir d’un certain PIB, car celui-ci participe à l’indice de bonheur, le bonheur n’augmente pas. Ainsi, l’indice de bonheur du Costa Rica est équivalent à celui des États-Unis… »

Diana Martin de Argenta, enseignante au département génie mécanique de l’INSA Lyon, était l’invitée du podcast « Les cœurs audacieux », un contenu audio proposé par l’INSA Lyon (Saison 2 – Épisode 5).

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Aussi grand qu’une pièce de monnaie, le système de monitoring du sommeil « Oneiros », développé au sein de l’Institut des Nanotechnologies de Lyon¹ (INL), a révélé la stratégie des manchots à jugulaire de l’Antarctique pour veiller sur leurs nids : des milliers d’assoupissements ultra-courts qui permettent aux oiseaux de bénéficier de 11 heures de sommeil, tout en protégeant les œufs de la colonie. L’expérimentation, récemment mise sous les feux des projecteurs du journal scientifique « Science² », a été rendue possible grâce au développement d’un appareil d’électrophysiologie de pointe dont Bertrand Massot, enseignant-chercheur à l’INSA Lyon et au laboratoire INL avait la charge. Des enjeux électroniques, à l’optimisation de stockage, en passant par l’anticipation des conditions climatiques sur le continent blanc, il explique l’aboutissement de dix années de recherche.

La quête d’un système miniaturisé pour étudier le sommeil animal
La collaboration entre Bertrand Massot et Paul-Antoine Libourel, chercheur au Centre National en Neurosciences de Lyon, a débuté en 2013. « Paul-Antoine s’intéresse à l’évolution animale à travers le sommeil. Alors qu’il cherchait à réaliser des mesures de sommeil sur des reptiles en captivité à l’aide de systèmes assez lourds et encombrants, il nous avait sollicité pour alléger ces derniers », introduit Bertrand Massot.
Après plusieurs tentatives fructueuses en animalerie, l’équipe de chercheurs souhaite aller plus loin, et surtout, au plus près de la condition naturelle des animaux étudiés. « En animalerie, on peut considérer que le sommeil est biaisé car dans la nature, l’animal est entouré de ses pairs mais fait aussi face à la prédation. Autant de facteurs qui peuvent influer les cycles de repos. C’est comme ça que nous avons commencé à réfléchir un système miniaturisé. L’objectif était de taille : dans un objet aussi gros qu’un morceau de sucre, il nous fallait intégrer 32 canaux d’électrophysiologie, dont tous les signaux électriques d’un corps, l’activité physique et l’activité métabolique comme la température corporelle, la fréquence cardiaque ou l’électroencéphalographie par exemple ».
Pendant près de 5 ans, l’équipe cherche le meilleur compromis technique entre la taille, le stockage et la consommation. « Ma recherche consiste à trouver la bonne architecture électronique, en miniature. À l’INL, nous avons l’habitude de travailler sur le corps humain. L’étude animale en conditions naturelles pose d’autres enjeux car nous ne savons pas tout des habitudes de nos sujets d’étude », explique le chercheur de l’INSA Lyon. (…)

Pour protéger leurs pairs, les manchots à jugulaire de l’Antarctique usent
de plusieurs milliers de micro-siestes par jour.

[1] CNRS/Université de Lyon/CPE Lyon/Université Lyon 1/Centrale Lyon/INSA Lyon

[2] https://inl.cnrs.fr/le-systeme-oneiros-concu-a-linl-a-la-une-du-journal-science/

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INSA LYON

Et s’il était possible, grâce à l’intelligence artificielle, de soulager les pressions opérationnelles des équipes soignantes et offrir une meilleure qualité de suivi aux patients en prédisant leurs parcours de soins ?​

C’est le sujet qui a occupé Alice Martin, désormais docteure, lors de sa thèse menée au laboratoire DISP – Decision and Information Systems for Production systems¹. Alors que les structures de santé françaises rencontrent des difficultés structurelles, celles-ci tentent d’améliorer la prise en charge des patients notamment en cas de maladies chroniques. Pour anticiper l’évolution de la consommation des actes thérapeutiques, Alice Martin a cherché à comprendre les aspects du profil des patients à travers la donnée.

Aujourd’hui, les structures de santé rencontrent des difficultés structurelles dans l’organisation des soins et la prise en charge de leurs patients. Quelles sont-elles ?
L’accès aux soins souffre de fractures multiples : augmentation du nombre de maladies chroniques, vieillissement de la population, fracture territoriale dans l’accès aux soins médicaux, pressions financières et recherche d’efficience à tout prix… Beaucoup de structures de santé tentent de s’adapter à ces transformations en optimisant les parcours patients, notamment grâce à la prédiction des évènements cliniques. Cela suppose de mieux comprendre les patients pour leur proposer des prises en charge adaptées à leurs besoins et à leur profil clinique. D’autre part, il y a une disponibilité croissante des données de santé et une meilleure applicabilité de l’intelligence artificielle. Près de 30 % des données stockées dans le monde sont des données de santé et l’exploitation de celles-ci peuvent aider notamment  à assurer la viabilité du système de santé français, qui n’a pas de visée de rentabilité.

Durant votre thèse, vous avez travaillé à cette prédiction des parcours patients. Comment mieux prévoir et soulager les structures dans leurs organisations ? 
Pour anticiper des évènements cliniques sur un profil de patient donné, il a fallu étudier de près beaucoup de données médico-économiques. Ces données, notamment celles issues de la facturations des hôpitaux, sont très révélatrices des parcours de soins. (…)

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Saviez-vous que les technologies GPS s’inspiraient directement du comportement des fourmis ? Jean-Matthieu Cousin, ingénieur INSA Lyon, est chargé d’études industrielles au Ceebios, le centre d’expertise et d’études en biomimétisme en France. Sa mission ? Mobiliser le plus d’acteurs à prendre la voie du biomimétisme pour proposer des innovations durables. Passionné par le biomimétisme qu’il considère comme une vraie philosophie, il souligne l’importance de reconsidérer le vivant, de se reconnecter avec les écosystèmes qui nous entourent afin de s’en inspirer, mais surtout de les préserver. 

• S’inspirer du vivant ou faire avec le vivant ?

« Beaucoup de mots gravitent autour de cette discipline : biomimétique, biomimétisme, bio-inspiration… In fine le dénominateur commun est qu’il s’agit surtout de s’inspirer du vivant pour innover », explique l’ingénieur. Mais plus encore, Jean-Matthieu Cousin considère que l’engouement autour du biomimétisme doit être également considéré comme un appel à challenger notre rapport au vivant.

• L’inspiration, oui. Mais la préservation avant tout.

Santé, énergie, logement, mobilité, alimentation… Les organismes vivants et la nature deviennent depuis plusieurs années une source d’inspiration importante. Jean-Matthieu souligne l’importance de reconsidérer le vivant et les écosystèmes qui nous entourent afin de s’en inspirer, mais surtout de les préserver.

• De l’importance de se reconnecter avec le vivant

« Apprenez de la nature, vous y trouverez le futur », avait dit Léonard de Vinci. Une vision que partage l’expert en biomimétisme et qui voit en la nature un formidable réservoir de la nature dont il est urgent de s’inspirer pour innover dans une perspective durable. « Je voudrais que ma discipline aille plus loin et invite les gens à reconsidérer le vivant différemment. Il est important d’aller au-delà d’une approche très utilitariste », confie-t-il au micro des « Cœurs Audacieux ».

Jean-Matthieu Cousin, diplômé du département de génie mécanique de l’INSA Lyon était l’invité du podcast « Les cœurs audacieux », un contenu audio proposé par l’INSA Lyon (Saison 2 – Épisode 8).

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Bertin Nahum fait partie des innovateurs les plus brillants de sa génération. Père des robots chirurgicaux made in France, ce visionnaire imagine la médecine de demain. Après avoir conçu un robot destiné à la chirurgie du genou, puis un deuxième pour la chirurgie du cerveau, cet ingénieur s’attaque aujourd’hui, avec un nouveau prototype, à la lutte contre le cancer du foie. Animé par la volonté de se sentir utile et de rendre l’acte chirurgical plus sûr, il s’efforce aussi de faire connaître au monde entier, l’excellence des technologies médicales françaises.

• Réduire les aléas

« Quand j’ai commencé à travailler dans ce secteur-là, j’ai été très étonné de voir que la chirurgie était une discipline très artisanale. La robotique est en mesure de faire ce qu’elle a fait dans plein de secteurs de la vie quotidienne : réduire les aléas. Il ne s’agit pas de remplacer le praticien mais d’optimiser l’acte chirurgical en le rendant plus précis et plus fiable. »

• Des robots révolutionnaires

Après avoir occupé des postes de terrain, Bertin Nahum a été confronté à la réalité et à la pratique sur la façon dont la technologie pouvait répondre aux besoins des chirurgiens. Visionnaire, il s’est fait père de robots chirurgicaux révolutionnaires. « Nos robots sont des outils intelligents. Ils utilisent des images pour planifier un acte chirurgical ; aident à la décision du praticien ; puis assistent la réalisation dans le geste à proprement dit. Ils utilisent de l’imagerie, de l’intelligence artificielle et de la robotique. »

• De l’importance du made-in-France

« La prochaine révolution numérique se fera dans le secteur de la santé. Les robots et l’intelligence artificielle pénétreront dans ce secteur. Cependant, quand on touche à la santé de gens, il faut s’assurer que cette activité ne reproduise pas ce qu’il s’est passé jusque-là avec les GAFA. Il est important que l’Europe se saisisse du sujet. »

Diplômé de l’INSA Lyon, Bertin Nahum a été sacré quatrième entrepreneur high-tech le plus révolutionnaire du monde par la revue canadienne Discovery en 2012, juste derrière Steve Jobs, Mark Zuckerberg et James Cameron. Il était l’invité du podcast « Les cœurs audacieux », un contenu audio proposé par l’INSA Lyon (Saison 2 – Épisode 1).

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Les athlètes ne sont pas les seuls à préparer les Jeux Olympiques 2024. Si Gabriel Lanaspeze, diplômé de l’INSA Lyon et docteur en génie mécanique, n’est pas un habitué des vélodromes, il a tout de même consacré ses trois dernières années de thèse à optimiser la transmission par chaîne des cyclistes de piste français. Inscrits dans le cadre du programme « Sciences 2024 » dont l’objectif est d’accompagner les athlètes français dans leur quête de titre aux Jeux Olympiques et Paralympiques à Paris en 2024, les travaux de Gabriel Lanaspeze ont participé à répondre aux enjeux techniques posés par la fédération de cyclisme. Car les cyclistes sur piste de très haut niveau, lancés à vive allure, peuvent s’en remettre aux lois physiques et mécaniques pour optimiser leurs performances.

Vos travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre d’un vaste programme de recherche collectif dédié à l’accompagnement des athlètes français dans leur quête de titres aux Jeux Olympiques et Paralympiques de Paris 2024. Pourriez-vous résumer les grandes lignes du programme ?
L’idée du programme Sciences 2024 est de faire remonter les questions des sportifs, entraîneurs et techniciens, jusqu’aux laboratoires de recherche scientifiques français. La Fédération Française de Cyclisme (FFC) s’est adressée, entre autres structures de recherches, au LaMCoS¹ pour répondre théoriquement et expérimentalement à certaines problématiques techniques et mécaniques auxquelles les coureurs peuvent être régulièrement confrontés. Un des enjeux principaux de ce programme est l’interface entre la communauté scientifique et celle des sportifs. En effet, les enjeux sont différents entre les deux mondes. Parfois, il peut y avoir des incompréhensions, des priorités différentes ou des résultats qui peuvent s’avérer intéressants pour un scientifique et qui n’est pas vraiment celui attendu par un entraîneur. Ce sont deux mondes très différents qui essaient de communiquer à travers Sciences 2024. Il y a un vrai enjeu de vulgarisation et de communication !

Vos travaux ont principalement porté sur le cyclisme sur piste, un sport où la science mécanique est, en raison de l’influence du matériel utilisé, assez importante. Les enjeux mécaniques doivent être nombreux ?
Effectivement, le cyclisme sur piste est une discipline très différente des autres disciplines comme les compétitions sur route, BMX ou VTT. D’abord, les coureurs évoluent dans des conditions très contrôlées, en vélodrome. (…)*

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[1] Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (INSA Lyon/CNRS/UdL).

Maxime Feugier, Bastien Delaye et Lucas Gehin sont trois jeunes ingénieurs diplômés de l’INSA Lyon à l’origine du projet « Rewall ». Avec leur idée, lancée au sein de la filière d’entrepreneuriat étudiant de leur école, les trois jeunes ingénieurs souhaitent prouver que la construction peut allier esthétique, résistance et impact écologique positif à partir d’une idée née dans les années quatre-vingt : l’écodôme en Super Adobe. Ce type de construction bioclimatique sur mesure, couplée à un outil d’Intelligence Artificielle développé par leurs soins, pourrait déployer tout son potentiel.

©Rewall « Rewall One » : une habitation écologique et hors du commun, offre la possibilité d’accueillir deux personnes en autonomie totale sur le plan thermique et électrique. Avec ses 16m², cet habitat dispose d’une kitchenette et d’une salle de bain.

De la terre et des déchets plastiques

C’est de l’esprit de Nader Khalili, architecte irano-américain, que la technique du Super Adobe est née : une construction en forme de calotte qui semble être tout droit sortie de la planète Tatooine dans Star Wars. Pourtant, sous ses allures de maison de hobbit, l’écodôme offre des possibilités architecturales infinies et une efficacité énergétique très performante. « Le Super Adobe consiste à empiler des sacs en polypropylène tissés remplis de terre et de déchets plastiques, en remplacement des parpaings. Empilés très rapidement et une fois enduits de chaux et de chanvre, ce type de construction présente des propriétés isolantes et mécaniques très intéressantes, avec une empreinte carbone très réduite », introduit Lucas Gehin. La forme conique assure à la construction une stabilité et une résistance capable de résister aux séismes et aux vents violents. Originellement développé pour les activités de la NASA, le Super Adobe pourrait même résister aux tempêtes de poussière lunaire. Quant à son efficacité énergétique, elle est sans appel. « Pour une surface de 20m² construite en Super Adobe, on trouve une moyenne de 22 degrés de température en été, pour 35 fois moins de C0₂ émis par rapport à une construction en béton », ajoute l’ingénieur. Face à ce constat, le groupe engagé dans le projet « Rewall » a vu une occasion concrète de faire rimer « génie civil » et « environnement ». Mais comment tirer parti de l’impact positif de cette technique capable d’allier esthétique, résistance et réutilisation des déchets ?

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Insa Lyon

Le plastique n’est plus du tout fantastique : omniprésent, on le sait désormais nocif pour l’environnement, la santé humaine et les écosystèmes. Seulement, le plastique est pratique. Ou tout du moins, l’emballage jetable l’est pour bon nombre de situations de la vie courante.

Pierre-Yves Paslier, diplômé du département matériaux de l’INSA Lyon, a fondé l’entreprise « Notpla ». Avec elle, il met en évidence un fait : dans la nature, l’emballage existe et ne dure jamais plus longtemps que son contenu, comme la peau d’un fruit. L’entreprise de l’ingénieur-produit a trouvé la recette pour fabriquer des emballages jetables et même comestibles à partir d’algues. L’innovation a récemment été récompensée par le Prince William, à travers le Earthshot Prize 2022, dans la catégorie « Construire un monde sans déchets ».

La décomposition du déchet à base d’algues est très rapide. © Notpla

Avec « Notpla », vous introduisez une innovation de taille dans le monde du packaging : remplacer le plastique des emballages jetables par un matériau biosourcé, l’algue. Pourriez-vous résumer ?

Nos produits sont des emballages dits « jetables » dédiés à la consommation instantanée ou hors de chez soi comme les repas à emporter ou les snacks pendant les évènements sportifs. Nous avons souhaité nous concentrer sur l’industrie du déchet jetable car c’est souvent celui qui est le plus à même de se retrouver directement dans la nature. À la différence du packaging plastique ou carton généralement utilisés dans ces cas-là, nos solutions sont naturellement biodégradables puisqu’elles sont fabriquées à base d’algues. L’idée était de ne pas produire un déchet que la nature ne pourrait pas gérer. Concrètement, il suffit de mettre l’emballage au compost ou même, de le manger pour que celui-ci disparaisse ! (…)

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Insa lyon