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Édition numéro 38 - 15 décembre 2011
CENTRE D'ÉTUDE UNIVERSITAIRE DES STRUCTURES SOUS CHARGES EXTRÊMES (CEISCE)RÉDUIRE LES EFFETS DES TREMBLEMENTS DE TERRE GRÂCE À DES AMORTISSEURS DE VIBRATIONS EN CAOUTCHOUC Philippines, Japon, Chili, Haïti, Turquie, Indonésie, Chine, etc. Nous restons tous sans voix devant le drame des pertes en vies humaines et l’ampleur des dégâts matériels qui suivent souvent un tremblement de terre de forte intensité. Mais comment faire en sorte que les bâtiments résistent mieux aux séismes de façon à réduire le nombre de victimes? La clé ne semble pas résidée tellement dans la solidité, mais plutôt dans la souplesse, c’est-à-dire dans la capacité du bâtiment à bouger sans s’effondrer, comme l’a démontré l’équipe dirigée par Patrick Paultre, professeur–chercheur à l’Université de Sherbrooke et directeur du CEISCE. Cette équipe a mis au point une approche innovatrice pour réduire les effets des tremblements de terre sur la structure des bâtiments de faible ou moyenne hauteur, soit d’un à quatre étages. Le concept développé par les chercheurs consiste à intégrer dans la construction des dissipateurs d’énergie qui sont, dans le cas présent, des amortisseurs de vibrations en caoutchouc naturel. 
Montage expérimental pour les essais « Le contrôle des vibrations joue un rôle crucial dans la construction des structures modernes, que l’on pense aux ponts, aux barrages ou aux édifices en hauteur. Même la nouvelle salle de l’Orchestre symphonique de Montréal (OSM) repose sur des amortisseurs de vibrations. La recherche dans ce domaine connaît présentement un essor considérable », souligne Patrick Paultre, qui est aussi titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génie parasismique et dynamique des structures. L’équipe sherbrookoise a mis au point un nouveau système de contrôle des vibrations afin d’améliorer la réponse de bâtiments de faible et moyenne hauteur aux secousses sismiques et de réduire ainsi les dommages durant les tremblements de terre. « L’idée nous est venue d’insérer une sorte de coussin en caoutchouc dans un contreventement d’acier. Le contreventement est un système statique destiné à protéger un bâtiment contre les déformations causées par le vent, un séisme ou un choc quelconque. En disposant de tels amortisseurs de vibrations en remplacement des contreventements usuels dans la structure du bâtiment, celle-ci devient plus souple et peut bouger. Elle est par le fait même moins vulnérable aux forces sismiques. Comme le roseau de la fable, la construction doit pouvoir se déformer sans se rompre », explique M. Paultre. Ce système de contrôle des vibrations peut être utilisé autant lors de la réhabilitation d’une structure existante que lors d’une nouvelle construction. Un autre aspect innovateur de ce projet tient dans l’utilisation du caoutchouc de source naturel comme matériau pour fabriquer les amortisseurs. « Nous avons bénéficié d’un partenariat privilégié avec la compagnie Hévéa, une entreprise québécoise qui détient une expertise unique dans les applications de ce type de produit. Le caoutchouc s’est avéré, durant la période d’essais, un matériau fort intéressant pour amortir les vibrations », fait valoir le chercheur sherbrookois. En outre, il est important de souligner que ce système de contrôle ne requiert pas d’électricité, ni de systèmes informatiques ou de prise de décision pour entrer en action. Il en devient du coup plus économique puisque seule l’atteinte d’un certain niveau de vibration suffit pour enclencher le système. Les chercheurs sherbrookois n’ont pas lésiné sur les efforts afin de mettre à l’épreuve leur système de contrôle des vibrations avec toute la rigueur qu’il se doit. Après avoir construit un bâtiment de trois étages doté d’amortisseurs de vibrations, celui-ci a ensuite été soumis à une série d’essais à grandeur réelle, notamment avec la table sismique (table vibrante qui simule des séismes) et divers autres équipements spécialisés. « Les essais de notre système sont concluants. Ils montrent un niveau d’amortissement élevé qui réduit énormément l’effet des tremblements de terre sur la structure d’un bâtiment », précise Patrick Paultre. Haïtien d’origine, M. Paultre envisage maintenant d’appliquer ce système d’amortissement des vibrations à la reconstruction de la Faculté des sciences de l’Université d’Haïti et éventuellement à d’autres constructions.
Pour information Monsieur Patrick Paultre
PROJET DE RECHERCHE EN ÉQUIPE
UN CHEVAL DE TROIE POUR LUTTER CONTRE LES CANCERS HORMONO-DÉPENDANTSLa plupart des cancers chez les femmes, ceux du sein, de l’utérus et de l’ovaire, sont dans la majorité des cas hormono-dépendants. Ce type de cancers a la particularité de produire en abondance le récepteur des oestrogènes dans les cellules et a besoin d’estradiol, l’hormone sexuelle féminine, pour se développer. Ces cancers sont responsables d’environ 25 % de la mortalité par cancer chez les femmes. Est-il possible de faire des hormones un avantage plutôt qu’un désavantage? Tout indique que oui, si l’on en juge par les résultats remarquables obtenus récemment par une équipe de chercheurs de l’Université du Québec à Trois-Rivières. Dirigée par les professeurs Gervais Bérubé et Éric Asselin, cette équipe a développé une nouvelle molécule hybride, la VP-128, qui a démontré une efficacité remarquable in vivo, chez un groupe de souris. Protégée par un brevet, cette molécule fort prometteuse permet de cibler directement les cellules cancéreuses porteuses du récepteur des oestrogènes retrouvé chez les cancers hormono-dépendants. Le traitement conventionnel des cancers féminins repose sur divers agents thérapeutiques tels que le Cisplatine, une molécule très toxique qui, malheureusement, ne se limite pas aux cellules cancéreuses. Elle affecte aussi les cellules saines et entraîne des effets secondaires importants, difficiles à supporter pour les patientes. « Nous avons pensé combiner ce médicament à un transporteur naturel, l’estradiol (hormone responsable des caractères sexuels féminins), afin de cibler exclusivement les cellules cancéreuses dans les organes touchés. Il s’avère que le savant amalgame estradiol-Cisplatine, le VP-128, possède une puissante activité cytotoxique, plusieurs fois supérieure à celle du Cisplatine », souligne Gervais Bérubé. Il s’agit là d’un pas important dans le développement de ce qu’il est convenu d’appeler le ciblage thérapeutique. « Cette approche peut se comparer à un cheval de Troie1. La partie estradiol de la molécule se colle naturellement aux récepteurs des cellules hormono-dépendantes. Ce faisant, elle apporte avec elle sa partie toxique, le Cisplatine, directement dans la cellule cancéreuse, explique le chercheur. Grâce à cette molécule hybride, on emploie trois fois moins de Cisplatine que dans les traitements conventionnels pour obtenir de bien meilleurs résultats. » Jusqu’à maintenant, les résultats de cette découverte suscitent de grands espoirs pour les cancers du sein et des ovaires. « Les tumeurs cancéreuses des souris traitées avec la nouvelle molécule ont régressé de façon remarquable sans engendrer d’effets secondaires apparents comme la perte de poids, fait remarquer M. Bérubé. En somme, en utilisant ce composé anticancéreux très sélectif et plus puissant, on peut augmenter l’efficacité du traitement tout en en diminuant la dose, la durée et les effets secondaires. »
Ciblage thérapeutique Pas question pour l’équipe trifluvienne de s’arrêter en si bon chemin! Elle n’a pas encore exploité à fond cette nouvelle approche thérapeutique et, plus particulièrement, tout le potentiel des hybrides estrogène-platine. « Outre l’estradiol-Cisplatine, d’autres familles de composés hybrides estrogène-platine offrent tout un éventail de possibilités pour le développement de médicaments anticancéreux, précise Gervais Bérubé. Des résultats préliminaires avec un second composé similaire, le CD-38 qui présente une moins forte activité cytotoxique, mais une plus grande sélectivité pour les récepteurs hormonaux, se révèlent extrêmement intéressants. On fait l’hypothèse qu’une diminution d’activité pourrait être compensée par une sélectivité accrue. » L’équipe de l’UQTR mise sur le même principe et la même approche afin de développer un composé androgène-platine qui pourrait, cette fois, s’appliquer au cancer de la prostate. « En misant sur les procédés que nous avons inventés, nous continuons à élaborer d’autres composés anticancéreux originaux et à faire la démonstration que ces molécules bioactives peuvent efficacement et sélectivement détruire les cellules cancéreuses chez l’animal, fait valoir le chercheur de l’UQTR. La mise au point d’une telle molécule pourrait un jour révolutionner notre approche de la chimiothérapie et réduire considérablement les effets néfastes des médicaments utilisés actuellement pour traiter le cancer. » Il reste bien sûr le test ultime : les essais chez l’humain. « C’est là où nous en sommes rendus avec la molécule VP-128, après avoir passé avec succès les tests in vivo chez l’animal et avoir obtenu un brevet pour notre découverte », note Gervais Bérubé. Pour aller de l’avant avec les essais chez l’humain, le chercheur compte établir une entente de collaboration avec une entreprise pharmaceutique. « Malgré l’intérêt de nos découvertes, les sommes nécessaires pour continuer à avancer rapidement ne sont pas toujours au rendez-vous, surtout dans le contexte économique actuel. Ce qui est dommage dans tout cela, c’est que les besoins pour des thérapies alternatives contre le cancer se font plus pressants que jamais », conclut-il. 1 Le cheval de Troie réfère à la guerre de Troie racontée par le poète Homère. Selon la mythologie, des soldats grecs réussissent à s’introduire dans la ville de Troie en se cachant dans un cheval de bois géant livré en cadeau. L’analogie avec la méthode du ciblage thérapeutique se résume à ceci : l’estradiol est le cheval de Troie et le Cisplatine représente une armée capable de faire la guerre au cancer, un ennemi des temps modernes. Pour informationMonsieur Gervais Bérubé REGROUPEMENT STRATÉGIQUE EN MICROSYSTÈME DU QUÉBEC (ReSMIQ)UN SCANNER MÉDICAL QUÉBÉCOIS PARMI LES MEILLEURS APPAREILS D’IMAGERIE AU MONDE Que ce soit dans les télécommunications avec les téléphones intelligents, ou dans le biomédical avec des prothèses et autres implants, le domaine de la microélectronique est au cœur d’avancées technologiques essentielles pour améliorer notre qualité de vie. Depuis quelques années, les microsystèmes font aussi leur marque en imagerie médicale. Des chercheurs de l’Université de Sherbrooke ont en effet mis au point un scanner de tomographie d’émission par positrons (TEP) pour l’imagerie à haute résolution, dynamique et fonctionnelle, destiné à la recherche préclinique, soit les petits animaux de laboratoire. Ce scanner, appelé LabPET, a propulsé l’équipe sherbrookoise parmi les meilleures au monde dans le domaine. Fort de ce succès, l’équipe dirigée par les chercheurs Réjean Fontaine, professeur au département de génie électrique et membre du ReSMIQ, et Roger Lecomte, physicien en médecine nucléaire, travaille actuellement à développer un appareil d’imagerie de deuxième génération doté d’une résolution spatiale inédite à ce jour ainsi que d’une qualité d’image accrue.
Composantes du LabPET Déjà utilisé dans de nombreux établissements de recherche au Canada et même ailleurs dans le monde, le scanner LabPET s’impose comme une pierre angulaire de la recherche préclinique dans le domaine de la santé. Il permet notamment de révéler des pathologies avoisinant le millimètre de diamètre par l’acquisition d’images décrivant le métabolisme de certains traceurs. Ce numériseur d’imagerie de pointe est utilisé par des équipes de recherche dans des domaines comme l’oncologie, la cardiologie, la génétique, la pharmacologie ou le génie tissulaire, pour ne nommer que ceux-là. Il s’agit d’un véritable outil de recherche, doté d’un traitement numérique en temps réel du signal, servant à visualiser et à quantifier les processus biologiques et pharmacologiques chez les animaux de laboratoires. « De façon plus spécifique, la technologie de la tomographie d’émission par positrons (TEP) vise à localiser la trajectoire d’un positron émis par un traceur dans un organe ou un tissu ciblé et ainsi identifier la concentration de ce traceur en chaque point de l’organe ou du tissu sous forme d’une image. Le traceur le plus utilisé est un analogue du glucose (sucre) qui se fixe dans à peu près tous les tissus, dont certains, comme les tissus cancéreux, le muscle cardiaque ou le cerveau, en sont de grands consommateurs. Nous pouvons ainsi arriver, par exemple, à localiser précisément un cancer », explique Réjean Fontaine. Commercialisé depuis quatre ans, le LabPET de première génération occupe déjà environ 25 % des parts dans ce marché de niche. Il bénéficie actuellement d’une entente de distribution avec la compagnie Gamma Medica. Mais l’équipe de Sherbrooke voit plus grand… ou plutôt plus petit! Elle œuvre actuellement à la mise au point d’un scanner de deuxième génération qui devrait être disponible d’ici un an. « La puissance d’un scanner TEP provient de sa résolution spatiale, de sa sensibilité et de son contraste. Avec l’appareil actuel, le plus petit cancer que nous puissions détecter possède un diamètre de 1,3 mm comparativement à 3 ou 4 mm pour les scanners utilisés chez l’humain. Avec l’appareil plus perfectionné sur lequel nous travaillons, nous réalisons presque un saut quantique puisqu’il sera possible de détecter un cancer de 0,9 mm. Déjà, avec une résolution en dessous du millimètre, ce sera une révolution dans le domaine du diagnostic », fait valoir M. Fontaine qui est aussi titulaire de la Chaire de recherche en conception d’appareil d’imagerie médicale. L’augmentation du contraste de l’image, qui constitue un défi constant pour les chercheurs, repose de plus en plus sur des méthodes numériques, ce en quoi excelle l’équipe de Sherbrooke. « Nous développons actuellement des algorithmes qui font appel à une technologie en émergence appelée électronique 3D sur laquelle sera basé le scanner de troisième génération. Nous bénéficions pour ce faire de l’expertise de Jean-François Pratte (membre ReSMIQ) dans l’équipe. Nous sommes d’ailleurs les leaders en ce domaine au Canada, note Réjean Fontaine. D’ici cinq ans, nous croyons être en mesure d’obtenir des images plus contrastées et d’une très grande précision. »
Représentation 3D du système
Si l’on se fie aux dires visionnaires de Réjean Fontaine, l’équipe a encore du pain sur la planche pour de nombreuses années. « Parmi les prochaines étapes, nous comptons fusionner deux types d’imagerie, celles de la tomographie d’émission par positrons et de la tomodensitométrie. Mais à beaucoup plus long terme, on peut se permettre de rêver à un scanner LabPET portable, doté d’un seul bouton du type « photocopieuse ». Et c’est envisageable lorsque l’on considère les avancées remarquables en matière de micro-électronique mixte (analogique et numérique) et des intégrations matérielles-logicielles sans cesse plus performantes », soutient M. Fontaine. Pour informationMonsieur Réjean Fontaine
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