Un nouveau rapport du World Economic Forum (WEF) révèle les dix plus grandes technologies qui ont émergé en cette année 2020 qui touche bientôt à sa fin. Parmi elles, des répliques numériques de haute technologie qui viendraient remplacer les volontaires humains pour rendre les essais et tests cliniques de médicaments ou de vaccins plus rapides et plus sûrs. Mais ce ne sont pas les seules innovations susceptibles de secouer l'industrie, la santé et la société, selon le Top 10 des technologies émergentes de 2020.

Répliques numériques

Si l'objectif d'échanger les humains volontaires contre des répliques numériques afin de rendre les essais cliniques plus rapides et plus sûrs semble simple à réaliser, la science derrière ce processus ne l’est pas du tout! Lisez plutôt: les données prises à partir d'images de haute résolution d'un organe humain sont introduites dans un modèle mathématique complexe qui contrôle le mécanisme et la fonction de cet organe. Suite à quoi des algorithmes informatiques vont résoudre des équations complexes pour enfin générer un organe virtuel qui sera une "réplique" de l’original. "Ces organes virtuels […] pourraient remplacer les personnes dans les évaluations initiales des médicaments et des traitements, rendant le processus plus rapide, plus sûr et moins coûteux", soutient le WEF.

Médecine numérique

Que les sceptiques se calment: la médecine numérique ne remplacera pas de sitôt les médecins. En revanche, les applications qui administrent des soins thérapeutiques pourraient gagner en qualité et, surtout, soutenir les patients victimes d’un accès souvent limité aux services de santé. De nombreuses montres intelligentes peuvent déjà alerter leur porteur en cas d’apparition d’un rythme cardiaque irrégulier. Et des outils similaires sont en cours de développement pour aider à lutter contre les troubles respiratoires, la dépression, ou encore la maladie d'Alzheimer. Des pilules contenant des capteurs sont même en cours de développement - celles-ci envoient des données à des applications pour aider à détecter des éléments tels que la température corporelle, les saignements d'estomac et l'ADN cancéreux.

C’est d’ailleurs le cas en Tunisie, où a récemment vu le jour une startup prometteuse: Epilert. Celle-ci proposera très prochainement des bracelets intelligents connectés pouvant capter les signaux d’arrivée imminente d’une crise épileptique. Il est même d’ores et déjà possible de les précommander.

Détection quantique

Imaginez des voitures autonomes qui peuvent scruter ce qui se cache dans les coins, ou des scanners portables qui peuvent surveiller l'activité cérébrale d'une personne. La détection quantique pourrait faire de ces choses et bien plus une réalité. Les capteurs quantiques fonctionnent avec des niveaux de précision extrême en exploitant la nature quantique de la matière. "Par exemple, illustre le WEF, en [misant sur des différences] entre les électrons dans différents états d'énergie comme unité de base". La plupart de ces systèmes sont complexes et coûteux, nuance le WEF. Mais des exemples plus petits et plus abordables sont en cours de développement et pourraient ouvrir la voie à de nouvelles utilisations.

Micro-aiguilles pour des injections indolores

Ces minuscules aiguilles, ne dépassant pas la profondeur d'une feuille de papier et la largeur d'un cheveu humain, pourraient nous rendre indolores injections et tests sanguins. Ces micro-aiguilles pénètrent en effet dans la peau sans perturber les terminaisons nerveuses sous-jacentes. Elles devraient permettre que les analyses de sang soient effectuées à domicile puis envoyées au laboratoire. Par ailleurs, comme leur utilisation ne nécessite a priori ni équipement coûteux ni haut niveau de qualification, des tests et des traitements pourraient être dispensés dans des zones mal desservies, rendant les soins plus accessibles.

Chimie solaire

La fabrication de nombreux produits chimiques nécessite des combustibles fossiles. Mais une nouvelle approche promet de réduire les émissions en utilisant la lumière du soleil pour convertir les déchets de dioxyde de carbone en produits chimiques utiles. "Les développements récents des catalyseurs activés par la lumière du soleil nécessaires à ce processus [constituent] une étape vers la création de raffineries ‘solaires’ pour produire des composés utiles à partir de gaz résiduaires, qui pourraient être transformés en tout, des médicaments et détergents aux engrais et textiles", précise le WEF.

Calcul spatial

L'informatique spatiale est la prochaine étape dans le rapprochement des mondes physique et numérique que nous constatons d’ailleurs déjà avec les applications de réalité virtuelle et de réalité augmentée. Comme pour la RV et la RA, elle numérise les objets qui se connectent via le cloud, permet aux capteurs et aux moteurs de réagir les uns aux autres et crée une représentation numérique du monde réel. Mais cela va encore plus loin, dit le WEF, puisqu’elle ajoute une "cartographie spatiale qui permet à un ‘coordinateur’ informatique de suivre et de contrôler les mouvements et les interactions des objets au fur et à mesure qu'une personne se déplace dans le monde numérique ou physique". Le WEF souligne que cette technologie apportera de nouveaux développements dans la manière dont les personnes et les machines interagissent. Plusieurs secteurs seront touchés. Citons parmi eux l'industrie, les soins de santé ou encore les transports.

Aviation électrique

La propulsion électrique devrait faire en sorte que les voyages aériens émettent moins de carbone, nécessitent des coûts de carburant moins élevés et même qu’ils produisent une moindre nuisance sonore. De nombreuses organisations, d'Airbus à la NASA, travaillent actuellement sur cette technologie. Bien que les vols électriques long-courriers soient encore loin d’exister, et malgré les obstacles de coût et de réglementation, des sommes importantes commencent à être investies dans ce domaine de recherche. Il existe selon le WEF environ 170 projets d'avions électriques en développement, principalement pour les voyages privés et d'entreprise - mais Airbus affirme pouvoir détenir d’ici à 2030 des avions électriques de 100 passagers prêts à décoller.

Ciment à faible teneur en carbone

Aujourd'hui, 4 milliards de tonnes de ciment - un composant clé du béton - sont produites chaque année, dans un processus qui nécessite la combustion de combustibles fossiles. Cela représente environ 8% des émissions mondiales de CO2. À mesure que l'urbanisation s'accroît, ce chiffre devrait passer à 5 milliards de tonnes sur les 30 prochaines années. Or des chercheurs et des startups innovantes travaillent sur des approches à faible émission de carbone, notamment en modifiant l'équilibre des ingrédients utilisés dans le processus, en utilisant la technologie de capture et de stockage du carbone pour éliminer les émissions et en retirant complètement le ciment du béton.

Hydrogène vert

Lorsque l'hydrogène brûle, le seul sous-produit qui en reste est l'eau. Et lorsqu'il est produit par électrolyse à l'aide de l’énergie renouvelable, il devient "vert". Plus tôt cette année, on prévoyait que l'hydrogène vert deviendrait un marché de 12 000 milliards de dollars d'ici à 2050, souligne le WEF. Pour une raison simple: il pourrait jouer un rôle clé dans la transition énergétique en aidant à décarboner des secteurs comme le transport maritime et l'industrie, plus difficiles à électrifier car ils nécessitent des carburants à haute densité d’énergie.

Synthèse du génome entier

Les améliorations technologiques nécessaires pour concevoir des séquences génétiques qui sont ensuite introduites dans les microbes permettent d'imprimer des quantités toujours plus grandes de matériel génétique et de modifier plus largement les génomes. Cela peut donner des informations sur la façon dont les virus se propagent ou aider à produire des vaccins et d'autres traitements. À l'avenir, cela pourrait aider à produire de manière durable des produits chimiques, des carburants ou des matériaux de construction à partir de la biomasse ou des gaz résiduaires, explique le WEF. Et cela pourrait même permettre aux scientifiques de concevoir des plantes résistantes aux agents pathogènes, ou nous permettre d'écrire notre propre génome. Ce qui peut bien sûr ouvrir la voie à la possibilité d’une (très) mauvaise utilisation, mais aussi à des remèdes contre les maladies génétiques.