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Lasers à l'honneur pour le Prix Nobel 2018

Arthur Ashkin a été primé pour l'invention des «pinces optiques», dont le principe repose sur l'utilisation des forces liées à la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent. Cette force va alors permettre de maintenir et de déplacer des objets microscopiques, voire ...

L'enjeu des débris spatiaux

Des débris dangereux qui s'accumulent

Depuis le lancement de Spoutnik 1 en 1957, le nombre de satellites artificiels en orbite autour de la Terre n'a cessé de croître. En 61 ans, on compte plus de 5000 lancements d'engins dans l'espace. Actuellement, quelque 1500 satellites sont actifs ...

Lidar au service du climat

L'altimétrie satellitaire

Le satellite ICESat-2 a été mis en orbite à une altitude de 466 km, avec à son bord le système ATLAS (Advanced Topographic Laser Altimeter System). Ce système d'altimétrie par satellite va analyser l'état des calottes polaires ...

Fin de partie pour les lampes halogènes

Pourquoi en finir avec les halogènes ?

À cause de leur durée de vie assez courte (2000 heures en moyenne) et d'une efficacité lumineuse médiocre, les lampes halogènes sont devenues obsolètes, dans un contexte où la sobriété énergétique ...

Titan Krios

Une technologie de pointe pour visualiser des composantes microscopiques

Le Titan KriosTM est un microscope électronique doté d'une caméra ultrasophistiquée, capable de fournir des images révolutionnaires par leur résolution. ...

Le LHC haute luminosité

Des données cruciales pour la recherche

Le LHC, Large Hadron Collider, est un accélérateur de particules circulaire, enfoui entre la France et la Suisse. Avec ses 27 km de circonférence, c'est le plus grand collisionneur de particules au monde, et aussi le plus puissant. Les particules y sont ...

Vitiligo

Une maladie de la peau assez fréquente

Le vitiligo se manifeste par l'apparition de zones dépigmentées sur la peau, due à la disparition de mélanocytes, les cellules pigmentaires productrices de mélanine, pigment de la peau. Si les causes exactes de la maladie restent mystérieuses, ...

La lutte contre la drépanocytose

Un enjeu majeur de santé publique

Chaque année, 275 000 nouveaux cas sont dépistés dans le monde, chez les nourissons. La drépanocytose touche particulièrement les populations d'Afrique et d'Inde. La France n'est pas totalement épargnée avec un enfant pour 1900 nouveaux nés atteint de la maladie. En 2009, elle a été classée au quatrième rang des priorités en matière de santé publique par l'OMS.

Qu'est-ce que la drépanocytose ?

La drépanocytose est une maladie génétique résultant de la mutation d'un gène. Elle ne s'exprime que si les deux allèles dont dispose l'individu ont mutés. Si un seul des deux a muté, on parle de porteur sain de la maladie.

La drépanocytose se caractérise par une anomalie dans la forme des globules rouges : au lieu d'être biconcaves, ils prennent une forme de croissant ou de faucille, d'où l'autre nom de la maladie, l'« anémie falciforme » (sickle cell anemia en anglais). Les globules rouges de cette forme sont plus fragiles et leur durée de vie chute drastiquement de 120 à une vingtaine de jours ce qui contribue à augmenter la viscosité du sang, avec la conséquence de boucher potentiellement de petites artères.

Les symptômes de la drépanocytose sont d'intensité variable mais généralement graves et handicapants. Parmi eux, on trouve principalement l'anémie chronique, des crises douloureuses vaso-occlusives dues à l'obturation des vaisseaux sanguins et une sensibilité plus importante aux infections.

Diagnostic

Le diagnostic de la drépanocytose peut se faire par deux moyens : par frottis sanguin, la forme de faucille des globules rouges étant observable au microscope, ou par test génétique qui permet de déterminer si le gène concerné a muté ou non. Un diagnostic prénatal peut même être fait pour les couples les plus à risques (si au moins l'un des deux est drépanocytaire et que l'autre est porteur sain). En effet, pour un couple de porteurs sains, le risque d'avoir un enfant drépanocytaire est de un sur quatre, et passe à un sur deux si l'un des deux est lui-même drépanocytaire.

Traitements et avancées de la thérapie génique

Les traitements les plus courants sont des traitements des symptômes de la maladie : pour éviter les complications, on prescrit au patient des antibiotiques et une couverture vaccinale renforcée pour se prémunir des infections, et des transfusions de sang provenant de donneurs sains pour éviter les troubles d'obturation et d'anémie chronique. Les transfusions répétées peuvent toutefois être rendues obsolètes si le système immunitaire du patient détecte le sang transfusé comme un corps étranger.

Le seul traitement curateur existant aujourd'hui est la greffe de cellules souches de la moelle osseuse, lieu de la production des globules rouges, pour rétablir une production normale. C'est une intervention lourde et non sans risque, qui nécessite de plus un donneur compatible de la famille (frère ou sœur), ce qui la rend inaccessible à bon nombre de malades. Elle est réservée aux personnes atteintes des formes les plus sévères de la maladie et disposant d'un donneur compatible.

Cependant, la thérapie génique pourrait apporter un nouveau traitement aussi performant et moins contraignant : une autogreffe de cellules souches hématopoïétiques (les cellules à l'origine de la production de toutes les cellules sanguines). Les résultats semblent pour l'instant encourageants : deux ans après l'administration du traitement dans le cadre d'un essai, un patient a produit plus de 50% d'hémoglobine normale (alors que 20% suffisent pour traiter la maladie). C'est une rémission complète avec disparition des symtômes, sans nécessiter de transfusion sanguine. Quelques années d'observation s'imposent toutefois avant de pouvoir déclarer le patient guéri. 

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Le canal à houle
Application à la modélisation des états de mer et de leurs effets sur le littoral et les structures maritimes

(C) Marlene Thyssen. CC Bys 4.0

L’impact du changement climatique sur le littoral

Selon un dernier rapport du GIEC, les océans se seraient élevés de plus de 20 cm depuis la fin du XIXe siècle, et cette élévation pourrait atteindre 1 mètre d'ici à la fin du siècle, impactant par là le quotidien de plus d'un milliard de personnes. De fait, dix des plus grandes villes du monde sont menacées de disparaître partiellement. Il est donc essentiel de pouvoir suivre l'évolution de cette montée des eaux causée par le réchauffement climatique et ses conséquences sur le littoral et sur la stabilité des profils de côte. Il importe également de développer des moyens permettant d'évaluer les performances des structures de défense maritime telles les digues, môles, jetées, brise-lames.

Un outil au service de la modélisation

L'Ecole Supérieure d’Ingénieurs des Travaux de la Construction (ESITC) a ainsi décidé de construire un canal à houle. Cet outil servira à réaliser des essais sur des représentations simplifiées à échelle réduite des différents "états de mer" et de leurs effets. En l'occurrence, la houle, mais aussi les situations de déferlement susceptibles d'impacts violents et répétés. Long de 40 mètres, large d'1 mètre, le canal est semblable à une longue veine vitrée. Il est conçu pour modéliser des vagues hautes de 15 mètres et pour affiner la fiabilité des prévisions, grâce à ses dimensions hors norme, qui visent à limiter les inévitables effets d'échelle d'un modèle réduit (on s'appuie sur des rapports de similitude, notamment celle de Froude, l'un des pionniers de l'hydrodynamique, mais des grandeurs telles la pesanteur et la tension de surface restent constantes quelle que soit l'échelle). Le système mécanique de génération de vagues (le batteur à houle) sera sophistiqué. Le responsable de projet, Guillaume Carpentier nous le décrit : " il sera capable de reproduire ce qui s'est passé lors de tempêtes passées (dont les spectres représentatifs ont été préalablement enregistrés). Par superposition de "trains d'onde" à un rythme approprié, il est possible de focaliser l'impact en un endroit bien précis, où une instrumentation adaptée (des capteurs de pression à dynamique suffisante) et tout une chaîne d'acquisition et de traitement des données sert à mesurer les grandeurs mécaniques".

Applications

Rappelons que l'expérimentation reste fondamentale pour compléter, valider et améliorer les modélisations et simulations numériques. Celles-ci se fondent en effet sur la résolution d’équations censées représenter le réel, avec d’inévitables limites, liées à la représentation incomplète des phénomènes par des lois, ou à des approximations dans la résolution numérique des équations. La confrontation des modélisations avec des données expérimentales est donc impérative. L'expérimentation nourrit également les théories.

Les travaux maritimes et portuaires faisant partie intégrante de l'enseignement dispensé par l'ESITC, le canal à houle bénéficiera aux élèves-ingénieurs, en particulier ceux du master spécialisé "Ouvrages maritimes et portuaires" créé en 2011, mais aussi aux chercheurs et aux entreprises du secteur, dans le cadre de contrats de prestation. Co-financé et co-piloté par le CEREMA (Centre d'étude et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement), la DGPR (Direction générale de la prévention des risques), la DGITM (Direction générale des infrastructures, des transports et de la mer), et l'ESITC, l'équipement devrait être prêt pour utilisation à partir de juin 2018. Des souffleries pourraient s'ajouter pour étudier les ouvrages offshore tels les éoliennes.
Publié le 08/01/2018

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