Les Étincelles du Palais de la découverte
La médiation scientifique
PALÉONTOLOGIE
Un fragment d'ambre opaque découvert dans les Charentes, datant d'environ 100 millions d'années, cachait en réalité deux fossiles de grillons remarquablement bien conservés, et révélé grâce à la microtomographie à rayons X. Une découverte inédite puisque jusqu'à présent, les plus anciens fossiles d'orthoptères – criquets, grillons, sauterelles – étaient essentiellement constitués d'ailes isolées ou d'empreintes partielles, seulement parfois de spécimens juvéniles. Cette trouvaille est remarquable car non seulement il s'agit ici d'adultes appartenant à deux espèces de grillons nouvelles pour la science, Palaeonemobius occidentalis et Picogryllus carentonensis, mais elles représentent désormais les plus anciennes connues. Mieux, avec son corps de 3,3 mm de long, le mâle de Picogryllus carentonensis est le plus petit grillon jamais découvert à ce jour. Son appareil stridulatoire, complet, indique qu'il communiquait par des signaux acoustiques, probablement à des fréquences bien plus élevées que celles émises par les grillons actuels. Chez les espèces actuelles, plus les grillons sont petits, plus la fréquence de leurs chants est élevée. Marine Cygler
Pour en savoir plus : communiqué de presse du Mnhn
MÉDECINE
La fibrillation auriculaire, qui constitue la forme la plus fréquente de trouble du rythme cardiaque, est causée par un dérèglement des signaux électriques qui contrôlent les contractions du cœur. Elle se manifeste d'abord par des épisodes occasionnels et temporaires d'arythmie, avant d'évoluer vers une forme persistante. Malheureusement, la moitié des patients recevant le traitement recommandé, à savoir des médicaments, va de nouveau et rapidement être confronté à une récidive d'arythmie. Un essai clinique comparant le devenir de plus de 300 patients traités soit avec des médicaments, soit par cryoablation, a révélé que cette dernière réduisait de 51 % le risque de récidive d'arythmie auriculaire et de 75 % celui d'évolution vers une forme persistante. La cryoablation consiste à introduire un cathéter au niveau de l'aine, guidé jusqu'à l'entrée des oreillettes cardiaques, afin de détruire par le froid les tissus cardiaques responsables des battements irréguliers. Il semble que cette procédure est d'autant plus efficace si elle est réalisée à un stade précoce, si bien que les chercheurs plaident en faveur d'une évolution des recommandations officielles. M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'université Laval
ASTRONOMIE
Quelle est l'origine de l'excès de rayonnement ultraviolet dans la haute atmosphère de Saturne ? La question est d'importance, car ce rayonnement révèle une contamination et un réchauffement de la haute atmosphère de la planète depuis l'extérieur. Mais que se passe-t-il exactement ? Le mystère vient d'être résolu grâce à l'analyse minutieuse des données collectées par Voyager 1, Cassini et le télescope Hubble entre 1980 et 2017. Il semblerait que les anneaux de Saturne en soient directement la cause, plus précisément les particules glacées qui les composent. Ces dernières, arrachées des anneaux par des micrométéorites et par le rayonnement UV solaire, sont ensuite attirées par le champ gravitationnel de Saturne, entraînant une pluie de particules sur l'atmosphère de la planète. Lorsque la sonde Cassini a plongé dans l'atmosphère de Saturne à la fin de sa mission en 2017, elle a d’ailleurs confirmé l'existence de ces nombreuses chutes depuis les anneaux. Ce processus engendre un réchauffement de la haute atmosphère de la planète, un phénomène observé totalement inédit dans le système solaire jusqu'à présent. M. C.
Pour en savoir plus : actualités du CNRS
BIOLOGIE / POLLUTION
Une récente étude menée par une équipe du Max Planck Institute (Allemagne) a révélé les effets néfastes des taux élevés d'ozone, causés par la pollution de l'air, sur la reproduction des insectes. Elle altère les messages olfactifs, qui jouent un rôle crucial dans la sexualité de ces animaux. Dans les zones urbaines et industrielles, les taux d'ozone atteignent généralement 210 parties par milliard (ppb) et la dégradation des phéromones commence dès 100 ppb. À cette concentration, l'ozone casse la double liaison carbone-carbone des phéromones, ce qui entrave le fonctionnement normal de l'accouplement. Les femelles ne sont plus attirées par les mâles, lesquels ont tendance à s'accoupler au hasard, préférant alors d'autres mâles. Cette observation a été confirmée chez neuf des dix espèces de drosophile, la mouche du vinaigre, modèle étudié en biologie. Les résultats de cette étude peuvent être généralisés à la grande majorité des insectes, tels que les papillons, les fourmis, les abeilles ou encore les guêpes, dont la reproduction dépend largement des phéromones. M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'Institut Max Planck
CLIMAT
Le programme européen « Beyond EPICA – Oldest Ice » vise à remonter la glace la plus ancienne de l'Antarctique. Pour y parvenir, ce projet requiert de nouvelles technologies d'analyse des bulles d'air emprisonnées dans une carotte de glace vieille d'1,5 millions d'années. Les méthodes actuelles impliquent la destruction, souvent par la fonte, d’une grande quantité de glace pour récupérer les gaz. Il était donc essentiel de développer une méthode d'analyse moins consommatrice en matériau et plus précise. Des chercheurs de l'université de Berne (Suisse) ont récemment mis au point une technique permettant de mesurer conjointement les gaz à effet de serre, tels que le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O), présents dans l'air piégé de la glace. De plus, il est désormais possible de déterminer la provenance des atomes de carbone. Cette nouvelle méthode repose sur la sublimation, c'est-à-dire le passage direct de la glace à l'état de vapeur d'eau gazeuse, ce qui évite que les gaz solubles dans l'eau, comme le CO2, ne soient pas analysables. Les chercheurs ont développé un spectromètre de masse capable de fournir des résultats avec des échantillons de glace de seulement 1,5 ml. M. C.
Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'université de Berne
MÉDECINE / TECHNOLOGIE
Pour aider la reconstruction des nerfs endommagés, il est nécessaire de suturer des tubes qui agissent comme des tuteurs entre les deux sections du nerf. Cependant, cette méthode ne fonctionne pas sur des lésions trop importantes. Des chercheurs des universités d'Oxford en Angleterre et de Vienne en Autriche viennent de tester avec succès un tout nouveau type de tube, dont la paroi est fabriquée à partir de soie des vers à soie (Bombyx mori), et dont l'intérieur est rempli de soie tissée par des araignées (Trichonephila edulis). Chez le rat, ces guides nerveux ont permis la régénération d'un nerf sciatique sectionné sur 10 mm, ce qui représente une longueur très significative chez le rat. Cette réussite s'explique par la structure très poreuse des tubes de soie, qui favorise l'échange de nutriments et de déchets. En outre, les cellules de Schwann, essentielles dans la régénération des nerfs périphériques, adhérent aisément aux tubes et y migrent à une vitesse remarquable, ont constaté les chercheurs en suivant le processus par microscopie. M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'université d'Oxford
POLLUTION / ENVIRONNEMENT
« Un filtre Brita, mais mille fois mieux » : c'est ainsi que les chercheurs de l'université de Colombie britannique (Canada) qualifient leur nouveau système de filtration. Ce nouveau système présente une efficacité inédite pour éliminer les « polluants éternels », connus sous le nom de PFAS ou per- et polyfluoroalkylées. Largement utilisés dans l’industrie pour leurs propriétés antiadhésives, imperméables ou encore de résistance à la chaleur, ces composés chimiques sont d'autant plus toxiques qu'ils persistent dans l'environnement. Ils contaminent les cours d'eau et sont la cause de certains cancers, de maladies cardiovasculaires et perturbations hormonales chez l'homme. Les méthodes traditionnelles de traitement de l'eau à domicile, telles que le charbon actif et les systèmes d'échange d'ions, se révèlent peu efficaces contre les PFAS. L'équipe de chercheurs canadiens a conçu un matériau adsorbant qui piège et retient les PFAS, présents dans l'eau du robinet. Ces substances sont ensuite détruites à l'aide d'un procédé appelé « oxydation électrochimique ». M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'université de la Colombie-Britannique
ARCHÉOLOGIE / MATÉRIAUX
La plupart des armatures métalliques de la cathédrale Notre-Dame de Paris mises à jour lors de l'incendie survenu le 15 avril 2019 se révèlent être bien plus anciennes que prévu. Alors que certaines étaient initialement attribuées à des restaurations modernes ou du XIXe siècle, l'analyse métallographique et chimique ainsi que la datation radiocarbone des agrafes utilisées pour sceller les blocs de pierres à tous les niveaux de l'édifice révèlent que le fer a été utilisé dès la construction du monument. Les agrafes en fer les plus anciennes de Notre-Dame remontent au début des travaux de construction de la cathédrale en 1163. Ainsi, il apparaît que Notre-Dame de Paris est en réalité la première cathédrale gothique de l'histoire à avoir intégré le fer en tant que matériau de construction. Cette innovation technologique s'est ensuite répandue à d'autres cathédrales, comme celles de Reims, Chartres et Beauvais. Les recherches se poursuivent : il s'agit maintenant de déterminer l'origine géographique du fer utilisé pour bâtir Notre-Dame de Paris. M. C.
Pour en savoir plus : actualités du CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives)
Une équipe composée de chercheurs de la NASA, de l'UCSC (University of California, Santa Cruz, États-Unis) et du CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique) a réussi, pour la première fois au monde, à détecter la faible lueur d’une exoplanète. Il s'agit de la lumière émanant de TRAPPIST-1b, une exoplanète rocheuse et tempérée, cousine de la Terre et proche de l’étoile TRAPPIST-1. Cette découverte a été rendue possible grâce à l'imageur Mirim, embarqué à bord du télescope spatial James Webb (JWST), qui permet d'observer dans l'infrarouge moyen, contrairement aux autres instruments du JWST. Ainsi, il est en mesure de détecter une faible variation de lumière due à l’absence d’émission thermique lorsque la planète est occultée par son étoile (phénomène appelé éclipse secondaire). En comparant la lumière avant et pendant cette occultation, les scientifiques parviennent à déduire la part émise par la planète. C'est ce qu'ils ont réalisé avec TRAPPIST-1b. Qu'ont-ils découvert en analysant cette lumière ? Il régnerait à la surface de TRAPPIST-1b une température de 230 °C, ce qui indiquerait qu'il y a pas de redistribution de la chaleur sur l'ensemble de la planète, rôle habituellement dévolu à l'atmosphère. Aussi il semblerait, bien que cela doive encore être confirmé à d'autres longueurs d'onde, que TRAPPIST-1b en soit dépourvue. M. C.
CHIMIE
Une équipe internationale est parvenue à ce que des enzymes naturelles, appelées hydrogénases, produisent de l'hydrogène grâce à la seule lumière du soleil. À la différence des catalyseurs actuellement utilisés nécessitant des métaux précieux tels que le platine, les hydrogénases ne contiennent que des éléments terrestres abondants comme le fer et le nickel. Cette découverte ouvre la voie à une production d'hydrogène vert, durable et économique, sur laquelle pourrait s'appuyer la décarbonation des transports, tels que les poids lourds, l'aviation long-courrier et le secteur maritime, pour lesquels l'électrification n'est pas viable. L'utilisation des hydrogénases était auparavant quasiment impossible car elles se désactivent rapidement lorsqu'elles sont exposées à l'air. Cependant, les scientifiques ont réussi à contourner le problème avec succès en développant des solvants qui permettent aux hydrogénases de fonctionner dans l'air pour produire de l'hydrogène. Les hydrogénases sont combinées à des nanoparticules synthétiques de dioxyde de titane (TiO2) qui, à la lumière du Soleil, génèrent des charges utilisées ensuite par les hydrogénases. Un processus particulièrement efficace pour la production d'hydrogène vert. M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'université Grenoble Alpes
PHYSIQUE
Une équipe internationale a élaboré un nouveau type de matériau qui présente des propriétés à la fois ferroélectrique et magnétique tout en étant un excellent conducteur électrique. Une prouesse, car normalement ces trois propriétés ne peuvent pas coexister. Pour mémoire, les matériaux ferromagnétiques, comme le fer, conservent leur aimantation même en l’absence de champ magnétique. Moins connue et plus rare, la ferroélectricité peut être considérée comme l'analogue électrique du magnétisme. Dans un matériau multiferroïque, de minuscules dipôles électriques sont présents, comme des aimants microscopiques. Habituellement, on ne la trouve que dans les isolants car dans d'autres types de matériaux, les charges ont tendance à se répartir et à annuler l'effet des dipôles. Le nouveau matériau est d'un gaz d'électrons qui se forme entre deux composés appartenant à la famille des oxydes à structure pérovskite. Non seulement ces trois propriétés coexistent, mais elles sont également couplées, et il est possible de les contrôler facilement avec une tension électrique. M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'INP (l’Institut de physique)
ASTROPHYSIQUE
Quelle est la vitesse d'expansion de l'Univers ? Cette question suscite des débats parmi les astrophysiciens, car les résultats diffèrent selon que les calculs s'appuient sur l'écho du big bang ou sur l'observation des étoiles et des galaxies actuelles. Toutefois, une équipe de l'EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) a entrepris un autre calcul fondé sur la méthode trigonométrique. Leur idée consistait à s'aider des Céphéides, étoiles utilisées comme outil de mesure des distances astronomiques. Elle a d'abord fait l'étalonnage de leur luminosité, ce qui leur a permis ensuite de calculer la distance d’objets plus éloignés, tels que les supernovæ, puissantes explosions d'étoiles en fin de vie. Grâce à ces observations, les scientifiques ont pu déduire avec une précision sans précédent la vitesse d’expansion de l’Univers, obtenant ainsi des résultats similaires à ceux de l'équipe SH0ES (pour Supernovæ H0 for the Equation of State of dark energy). Appelée constante de Hubble ou H0, sa valeur est de 73,0 +/- 1,0 km/s/Mpc, soit en kilomètres par seconde par mégaparsec – un mégaparsec représentant environ 3,26 millions d'années-lumière. M. C.
Pour en savoir plus : actualités de l'EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne)
