Conclusion et synthèses

Conclusion

            La maîtrise de l'échelle nanométrique permet une nouvelle compréhension du corps humain et donc la détection des tous premiers symptômes des maladies. La connaissance du fonctionnement des bio marqueurs permet en effet la mise au point de tests diagnostiquant des pathologies beaucoup plus tôt que les tests actuels. De nouveaux outils apparaissent, exploitant des propriétés étonnantes de nanoparticules : notamment les quantum dots et leurs capacités fluorescentes qui apportent aux médecins des images très précises et observables facilement. Par le biais de ces 2 grandes découvertes, nous constatons une amélioration considérable des méthodes de diagnostic.

Après avoir permis la détection et le diagnostic des maladies, les nanotechnologies les combattent.

Effectivement, les scientifiques sont capables de créer des nanostructures protégeant les médicaments, et surtout sont capables de les diriger précisément vers les cellules à traiter. Cette nano vectorisation augmente sensiblement l'efficacité des traitements et limite les effets secondaires : principales problématiques des soins actuels. De plus, de nouvelles armes contre des maladies jusqu'ici incurables voient le jour avec l'utilisation des propriétés des nanoparticules ferromagnétiques.

La maîtrise de l'échelle nano offre alors de nouvelles perspectives, et dans le diagnostic, et dans la lutte contre les maladies.                

 

 

On commence à voir le mot nanotechnologies arriver sur certains emballages, certains produits : la cosmétique utilise des nanoparticules de dioxide de titane dans la protection des rayons UV, des nanotubes de carbone sont utilisés comme matériaux pour l'équipement de sport : clubs de golf, raquettes de tennis.

Ce ne sont que des applications des formes de nanotechnologies les plus simples à maîtriser.

Mais pour les techniques plus complexes de la nano médecine, où en est-on aujourd'hui ?

- les tests utilisant les bio marqueurs sont déjà au point, dès 2009 on les utilisait pour diagnostiquer le virus H1N1. Les grands laboratoires en sont équipés, ils faut maintenant les développer dans les hôpitaux voire jusqu'aux médecins traitants en baissant les coûts.

- Les quantum dots, eux, sont encore loin de cette distribution car leur utilisation ne se fait qu'en laboratoire pour le moment. Les essais sur des animaux ont été positifs et de nouveaux essais, les premiers sur des humains, se font depuis peu.

- la création des liposomes et autres nano vecteurs est maîtrisée, les tests sur animaux sont déjà bien avancés. Les premiers tests sur les hommes devraient commencer prochainement.

- l'utilisation de nanoparticules ferromagnétiques contre les tumeurs a donnée de très bon résultats sur des animaux, mais là encore il n'y a pas encore de tests sur les humains. L'analyse des résultats et la recherche d'éventuels effets secondaires sont toujours en cours.

 

 

 En effet, dans le développement des nanotechnologies, l'étude des risques est primordiale et c'est ce dont nous allons parler maintenant.

Comme toutes les nouvelles découvertes, les nanotechnologies sucitent autant la curiosité que la crainte, c'est pourquoi ces recherches approfondies sur les risques sont entreprises. 

Par l'analyse des tests cliniques, nous devons tout d'abord améliorer nos connaissances encore incomplètes à propos des risques et des effets secondaires de leur utilisation. Certains matériaux que nous utilisons aujourd'hui peuvent présenter un caractère toxique ou polluant à l'échelle nanométrique. Il faut determiner quels nanoparticules sont capables, comme les nanotubes de carbone, de franchir la barrière cutanée ou les membranes, puis s'accumuler dans les cellules en modifiant potentiellement l'ADN de ces cellules.

Dans ce cas il faudrait réviser les normes de sécurité: conditions de protection lors de l'utilisation, contrôle des déchets etc.

scan000453.jpgDes institutions internationales et nationales tentent de mettre au point une méthode commune d'évaluation des risques associés aux nanoproduits ( ex : nanosafe2 en Europe)

 

D'autre part, avec l'amélioration des systèmes de traçabilité, la miniaturisation de l'informatique peut entrainer une surveillance invisible et de tous les instants. Il faut donc veiller à ce que les droits de libertés individuelles, de confidentialité et le droit à l'intimité soient respectés.

 Le développement des recherches sur les techniques à l'échelle nano peut avoir des répercutions géopolitiques. Un mauvais contrôle de cet essor pourrait accroitre encore les écarts Nord/Sud à cause de l'inégal accés à la recherche.

Le débat éthique le plus important est celui traitant du rapport entre l'humain et la machine : l'interfaçage vivant/non-vivant.

Il est facile d'imaginer que l'homme va chercher à améliorer ses capacités. Notamment le secteur de la Défense, mais aussi imaginer qu'une prothèse pour le cerveau nous permette un apprentissage ultra-rapide de connaissances très appronfondies dans tous les domaines : comment se passerait alors l'éducation des enfants, puis l'organisation dans la société entre tous les hommes égaux en intelligence ? 

Le surhomme ou le couple homme-machine, hier personnages de science fiction, correspondent-ils à un avenir désormais envisageable? Cet avenir est il souhaitable ou faut il au contraire tenter de l'éviter? De nombreux problèmes éthiques, autre fois théoriques, rejoignent à présent l'actualité. Ils s'inscrivent dans une évolution générale qui est appelée à modifier en profondeur nos rapports avec la nature. 

Comme le réchauffement climatique, les OGM ou les déchets nucléaires, ces nouveaux enjeux sont planétaires. Ils sont cependant assez mal connus et encore peu débattus dans la société. La faiblesse de cette prise de conscience est compréhensible si l'on considère que la plupart des innovations nano technologiques ne sont encore que potentielles mais il importe d'y remédier sans tarder.

La vulgarisation de l'information est importante pour que les populations du monde entier puissent faire, au moment opportun et à bon escient, les multiples choix de société qui vont se présenter.

                               

 "Toute bonne chose a une fin."
                                      Proverbe Québécois

 

Synthèse du TPE Pierre Masset

            Avant tout, Hugo et moi souhaitions réaliser notre TPE sur un sujet qui nous passionne, à propos duquel nous voudrions développer nos connaissances. Nous souhaitions choisir aussi un sujet en rapport avec l'actualité scientifique. Hugo voulant s'orienter vers des études de médecine et moi obtenir un diplôme d'ingénieur, nous avons trouvé un parfait compromis en choisissant de travailler sur une avancée technologique contemporaine qui puisse améliorer la condition humaine. Notre sujet aborde deux des thèmes nationaux proposés : Avancées Scientifiques et Réalisations Techniques mais aussi Santé et Bien Etre.

            Nous avons envisagé les grandes avancées scientifiques récentes, et trois d'entre elles, certes les plus vastes, ont retenu  notre attention : Le clonage, la thérapie génique et les nanotechnologies. Ces sujets étant  complètement obscurs pour nous, nous avons décidé de réaliser des recherches préliminaires et d'en discuter avec les professeurs encadrants. La découverte du clonage et de la thérapie génique datant de 30 ans, nous nous éloignions de notre volonté de travailler sur une problématique actuelle. De plus, M. Lespinasse nous a clairement déconseillé ces deux sujets "bateaux" et mal adaptés aux TPE. Il nous a ensuite indiqué que les Nanotechnologies étaient aussi un sujet risqué car très large et très souvent mal abordé par les élèves. En effet, une quantité énorme de ressources sont disponibles sur internet. On trouve notamment des listes d'applications possibles des nanotechnologies. Mais un sujet si vaste, si intéressant, si peu connu du grand public et pourtant si complexe à l'échelle moléculaire, ne peut être que plus séduisant. Nous avons relevé ce défi et essayé d'éviter de tomber dans le piège d'un TPE sans profondeur.

            Avec la limite de temps que présente le projet de TPE, et au vu de l'abysse de connaissances que représentent les nanotechnologies, nous avons décidé de nous concentrer sur les techniques apportées par les nanotechnologies dans le cadre de la médecine. Ainsi nous pouvions  être plus précis et complets.

Nous avons d'abord dégagé la problématique suivante  :

De quelle manière les Nanotechnologies peuvent-elles améliorer la médecine actuelle ?

Après plusieurs reformulations liées à l'évolution de nos recherches, nous sommes parvenus à notre problématique finale :

Comment la maîtrise de l'échelle nano offre-t-elle de nouvelles perspectives à la médecine ?

En effet, nous avons remarqué que le terme Nanotechnologies était plus commercial et destiné au grand public qu'un terme scientifique. Notre problématique met en évidence notre volonté de parler de la manière dont la compréhension de l'échelle nanométrique permet une nouvelle approche de la médecine.

            La problématique définie, nous avons fait de nouvelles recherches pour dégager les grands axes de notre sujet, et choisi la production la plus adapté. Hugo s'est consacré à la partie sur le meilleur diagnostic des maladies grâce aux Nanotechnologies alors que j'ai choisi la partie sur les nouvelles méthodes de soins disponibles. En accord avec M. Delecluse, notre deuxième professeur référant, nous avons opté pour une production qui pourrait expliquer à tout un chacun ce que nous avons compris grâce à nos recherches, que nous pourrions mettre à disposition du public sur internet ou au CDI par exemple. Il semble en effet que le public soit très peu informé sur les Nanotechnologies. Nous avons donc pensé réaliser un diaporama explicatif contenant des vidéos d'animation 3D que nous aurions réalisées avec le logiciel Blender. En effet, une vidéo claire et précise est le meilleur moyen de comprendre une notion scientifique. Nous avons aussi pensé à un site internet ludique et bien organisé qui nous permettrait de toucher un plus grand nombre de gens.

            Des recherches approfondies étant la condition sine qua none à une production explicative de bonne qualité, nous avons passé presque 10 semaines sur nos recherches dans des livres du CDI, des documentaires sur Arte, le site internet du CNRS, des thèses de chercheurs, etc. Notre planning était organisé de manière simple : le mercredi soir nous cherchions de nouveaux documents et connaissances chacun de notre coté, le dimanche après midi nous mettions tout en commun et résumions sous formes de notes les notions que l'on abordait. Le lundi matin, pendant la plage horaire du TPE, nous mettions  au propre notre carnet de bord, et on insérait nos connaissances dans notre plan de base, pour rédiger plus simplement nos parties définitives plus tard.

            En même temps, nous apprenions à maîtriser le logiciel Blender. Des forums spécialisés mettent à disposition des tutoriels clairs. Mais malgré de nombreux exercices nous n'étions pas satisfaits de la qualité de nos animations, trop faible pour modéliser des déplacements d'atomes, des interactions, des commentaires audio. Nous avons donc opté pour le site internet pour notre production.

            Nous avons également contacté Patricia Lefebvre, responsable du projet Nanoécole Lille, qui est une collaboration entre l'université de Lille 1, l'IEMN et le CNRS. Nous avons souhaité la rencontrer dans les dernières semaines des TPE pour pouvoir concevoir les nanotechnologies à l'échelle universitaire et professionnelle : maintenant que nous maitrisons les notions importantes nous pouvons échanger avec des professionnels de la recherche et cette expérience risque d'être très enrichissante. Cette rencontre serait la récompense à tous nos efforts, notre travail ne se limiterait plus juste à un travail scolaire, mais bien une expérience forte dans notre vie de lycéen.

            En effet, devoir mener un projet en même temps que les heures de cours normales représente un effort qui porte sur plusieurs mois. Il a donc été nécessaire de dégager du temps. De plus, si notre choix de constituer un petit groupe de deux nous a permis de nous voir régulièrement et a facilité la prise de décision, nos recherches personnelles étaient plus importantes que dans un groupe de 4.

            Concernant ma partie,  j'ai travaillé sur le fonctionnement du système immunitaire et le mode d'action des principes actifs. Ces recherches très intéressantes m'ont permis de comprendre des notions qui pourront m'être très utiles en cours de SVT par exemple. J'ai passé un temps considérable, me noyant dans des sites internet peu fiables ou trop compliqués et cela m'a fait prendre conscience qu'il n'est pas simple de mener des recherches poussées sur un sujet scientifique. De plus, même si mon apprentissage du logiciel Blender a été vaine pour le TPE, il m'a permis de réaliser l'importance de maîtriser certains logiciels informatiques et je pense que je vais poursuivre mon apprentissage de ce logiciel.

            On nous a fait comprendre qu'une expérience était conseillée lors du TPE. Malheureusement l'échelle nano rend impossible toute expérience avec le matériel du lycée. Nous avons consulté la Nanoécole, qui n'ont pas pu répondre positivement à notre demande d'expérience dans leur locaux. Notre TPE ne présente donc pas de démarche expérimentale. De plus malgré tous nos efforts, nos informations sur les applications de l'échelle nano à la médecine ne sont pas parfaitement complètes, certaines applications ont été omises et nous le regrettons. Notre projet  d'informer la population par le biais d'un site internet sur ce que sont les Nanotechnologies est je trouve réussi et j'en suis fier. Notre organisation avec Hugo était correcte ce qui nous a permis de finir notre TPE dans les temps sans avoir à nous dépêcher dans les dernières semaines.

            Je pense que le projet de TPE est bénéfique en classe de 1ère. Il nous permet de réaliser à 16 ans la difficulté de mener un projet sur le moyen terme. Cela nous apprend aussi à rendre des comptes, aux professeurs référants notamment. En revanche, vu l'énergie que l'on dépense dans ce projet, on se voit déçu de ne pas avoir plus de temps pour l'étoffer et lui donner plus d'ampleur. Ce projet m'a beaucoup apporté,: des connaissances scientifiques, des compétences comme l'apprentissage du logiciel Blender, et la réalisation d'un site internet. Il m'a donné goût de la Recherche et a confirmé ma volonté de continuer mes études dans le domaine scientifique.

          

  Je tiens à remercier Mme Patricia Lefebvre, responsable du projet Nanoécole Lille pour sa disponibilité et son accueil, M. Delecluse et M. Lespinasse pour leur écoute durant les heures de TPE, Mme Lanthier  documentaliste du Lycée Pasteur pour ses conseils avisés et M. Campion, professeur d'SVT qui m'a apporté de précieux conseils sur des notions complexes.

Synthèse du TPE Hugo Walbecq

 

            Tout d’abord, nous avons voulu nous diriger vers un thème d’actualité, donc une innovation récente, mais qui va également de paire avec notre filière. Aussi nous voulions particulièrement un sujet qui nous intéresserait pour nous pousser à vouloir en connaître toujours plus. Nous nous sommes donc orienté vers le thème « Avancées scientifiques et réalisations techniques ». Après une concertation et plusieurs propositions, nous avons avancé trois sujets potentiels:

-le clonage

-la thérapie génique

-les nanotechnologies

Ces trois sujets nous étant complètements inconnus, nous avons décidé de réaliser des recherches préliminaires et d’interroger nos professeurs pour en savoir plus. Après cela, nous avons donc suivit les conseils d’un de nos professeur et avons définitivement choisit de présenter les nanotechnologies. Cependant, après quelques recherches nous nous sommes rendu compte que c’était un sujet très large et qu’il fallait donc le recentrer. Nous avons alors choisit de traiter ce sujet mais plus particulièrement dans le domaine de la médecine. Ce domaine se trouve justement en plein dans l’actualité, de plus, je m’intéresse d’avantage à cette car je compte m’orienter vers une fac de médecine.

Nous sommes enfin de compte en rapport avec deux des thèmes proposés:

-« Innovation et application technique ».

- « Santé et bien être »

            Notre problématique a été complexe à trouver pour ne pas trop restreindre le sujet ni trop l’ouvrir. Il nous est venu alors plusieurs problématiques, la première:

De quelle manière les nanotechnologies peuvent-elles améliorer la condition humaine? C‘est après de multiples retournements, interrogations et propositions que celle-ci est devenue:

Comment la maîtrise de l’échelle nano offre-t-elle de nouvelles perspectives à la médecine?

            Ensuite tout le travail fournit était fait, chacun de notre côté, pour nos recherches. Ce TPE m’a d’ailleurs servit à mieux organiser mes travaux de recherches pour ensuite structurer ce que j‘en tirais. Nous mettions alors régulièrement ce que nous trouvions en commun. Après avoir accumuler une forte quantité d’informations, dont certaines vraiment complexes, au niveau du vocabulaire par exemple, la difficulté fut de tout trier pour ne garder que ce qui s’avèrerait pertinent pour notre TPE. Nous en avons ensuite déduis deux grands axes pour en traiter chacun un. Une fois ces axes choisis et répartis à chacun de nous deux, il s’agissait d’approfondir nos recherche pour se centrer sur l’axe qui nous était attribué.

Pour ce qui est de notre production le choix fut plus difficile, car nous voulions faire dans l’originalité mais tout en restant dans nos limites pour ne pas se fixer des objectifs que nous ne pourrions pas atteindre. Notre premier choix fut alors porté vers le logiciel de conception et d’animation 3D Blender. Ce genre de logiciel, réputé pour être complexes d’utilisation, restait inconnu pour nous et il a fallu un certain temps pour s’y accommoder. Malgré un apprentissage sur environ deux mois à l’aide de tutoriels trouvés sur des sites spécialisés nous ne sommes pas parvenu à maitriser suffisamment bien Blender pour pouvoir présenter une animation correct. Nous nous sommes alors rabattu sur la conception d’un site sur lequel nous présenterions notre travail de recherche. Bien sûr j’aurais préféré présenter une animation 3D comme nous l’avions choisi premièrement mais je suis quand même satisfait du site internet que nous avons créer.

            En ce qui concerne notre organisation pour la répartition des tâches etc. Nous avons su gérer cela de manière équitable mais aussi efficace. Premièrement nous avons décidé de nous mettre qu’à deux, seulement, dans notre groupe ce qui est un compromis car il nous fallait fournir un peu plus de travail mais cela nous permettait de ne pas avoir trop d’avis sur ce travail et donc moins de chance d’arriver a des points de vu divergents. Le sujet que nous avons choisi me plaît particulièrement car j’ai pour but de m’orienter professionnellement vers le domaine médical et l’utilisation des nanotechnologies fera surement parti intégrante de la « médecine de demain ». Fournir de l’énergie pour ce TPE était donc un travail plaisant et enrichissant pour moi et je sais que je n’ai pas perdu mon temps.

         

        Personnellement, j’ai trouvé ce travail de recherche enrichissant je trouve que les TPE sont, quelque soit le sujet choisi, utiles pour plusieurs choses notamment pour nous aider à organiser notre travail, faire des choix concernant une présentation. J’ai trouvé quand même compliqué par moment de jumeler le travail pour ce TPE ainsi que le travail quotidien demandé pour les cours de première. Cependant, je pense que ce type de travail s’avère vraiment enrichissant dans le sens où l’on choisit le sujet traité et que donc on a la possibilité de travailler sur quelque chose qui nous intéresse vraiment.

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