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Astronomie

De petits robots pour traquer les galaxies

Où va l’Univers et pourquoi les galaxies s’éloignent-elles toujours plus vite les unes des autres ? Pour tenter de répondre à cette double question, le projet Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) se propose de relever la position de plus de trente millions de galaxies. Aujourd’hui, pour canaliser en une seule observation la lumière de plusieurs galaxies, les chercheurs placent à la main, une à une, un millier de fibres optiques dans des trous percés sur une plaque positionnée dans le plan focal d’un télescope. Les fibres ne captent ainsi que le signal des galaxies visées grâce à la précision de leur positionnement. Pour le projet DESI, un outil robotique est en cours de développement. L’École polytechnique fédérale de Lausanne (Suisse), associée à l’université du Michigan et au Laboratoire national Lawrence-Berkeley (Californie), fournira une plate-forme robotique d’un ensemble de 5 000 robots miniaturisés. En une minute, ces robots installeront 5 000 fibres optiques sur un plateau de un demi-mètre carré avec une précision de placement de cinq millièmes de millimètre, exactement où se trouve l’émission de la galaxie à observer. En une seule nuit, le dispositif monté sur le télescope Mayall (Kitt Peak en Arizona) permettra d’établir la position d’environ 150 000 objets. De quoi atteindre rapidement l’objectif final de plus de trente millions de galaxies. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus
: actualités de l'École polytechnique fédérale de Lausanne

Astronomie

Cérès, l’étonnante planète naine

Lancée en 2007, la sonde spatiale Dawn de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) survole actuellement Cérès (Découverte n° 400, sept.-oct. 2015, p. 12). Placée en orbite à 1 470 kilomètres d’altitude, Dawn a commencé, en août 2015, la réalisation d’une nouvelle série de cartes dont certaines ont été présentées en octobre 2015 à Nantes, à l’occasion de la Conférence européenne des sciences planétaires. Ces cartes confirment les observations antérieures : les formes irrégulières des cratères, les mystérieuses taches blanches aperçues notamment dans le cratère Occator et la montagne pyramidale culminant à 6 000 mètres d’altitude. Mais un nouvel événement plonge les astronomes dans l’expectative. Trois salves d’électrons énergétiques ont été détectées grâce au spectromètre à neutrons et rayons gamma de Dawn. Comment expliquer ce phénomène ? Parmi les hypothèses testées, une possible interaction entre Cérès et le rayonnement solaire est avancée. D’autres pistes sont en cours d’étude. Les scientifiques pensent que l’explication de ce phénomène pourrait être capitale pour parfaire nos connaissances sur la planète naine. H. D.

Pour en savoir plus : news de Melty Discovery

Astrophysique

L’héliosismologie explique les variations du cycle solaire

L’activité magnétique du Soleil varie selon un cycle d’environ onze ans. Après un long et faible minimum à la fin du cycle 23 en 2007, l’activité solaire a repris sa variation cyclique, mais avec une intensité 30  % plus faible que lors des cycles précédents. Pour tenter de comprendre ce phénomène, les chercheurs ont eu recours à l’héliosismologie, l’étude des oscillations produites par les forts mouvements de convection internes à l’étoile. Depuis 18 ans, l’instrument GOLF (Global Oscillations at Low Frequencies) installé à bord du satellite SoHO (Solar and Heliospheric Observatory) a transmis des données héliosismiques continues qui couvrent le cycle 23 et le début du cycle 24, jusqu’à son maximum en avril 2014. L’étude de ces données confirme que le cycle 24 est bien magnétiquement 30 % plus faible jusqu’à 1 400 kilomètres de la surface. En deçà et jusqu’à 3 000 kilomètres, les cycles 23 et 24 sont magnétiquement comparables. Les astrophysiciens privilégient maintenant l’hypothèse selon laquelle les phénomènes physiques responsables de l’affaiblissement de l’activité solaire sont à rechercher dans les couches superficielles de l’astre. La mission de SoHO ayant été prolongée, les chercheurs espèrent disposer bientôt de 22 ans d’observations effectuées sur deux cycles solaires pleins. H. D.

Pour en savoir plus
 : service d'astrophysique du CEA de Saclay

Énergie

Une nouvelle électrode pour les microsupercondensateurs

Les appareils électroniques mobiles et technologies sans fil nécessitent des sources d’alimentation électrique puissantes, de grande capacité et à longue durée de vie. Les microbatteries, très utilisées aujourd’hui, fournissent une grosse quantité d’énergie mais souffrent de leurs faible puissance et courte durée de vie. De leur côté, les microsupercondensateurs sont puissants, d’une durée de vie presque illimitée, toutefois ils n’emmagasinent que de faibles quantités d’électricité. Cependant, ces derniers pourraient constituer une alternative intéressante aux microbatteries d’après la découverte des chercheurs du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes à Toulouse et de l’Institut national de la recherche scientifique au Québec. Ceux-là ont mis au point une électrode constituée d’une structure poreuse en or dans laquelle a été injecté du ruthénium. Grâce à cette électrode, à surface égale, un microsupercondensateur offre une densité d’énergie mille fois plus élevée que ceux existant aujourd’hui, équivalente à la densité d’énergie des microbatteries couramment utilisées. Ainsi dotés d’une capacité satisfaisante, ces microsupercondensateurs pourraient devenir la source d’énergie des microsystèmes mobiles et intelligents. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Génétique

L’UNESCO lance un appel aux biologistes

Réunis à l’UNESCO (Organisation des Nations unies pour l’éducation, la science et la culture) à Paris, du 29 septembre au 1er octobre 2015, les experts du Comité international de bioéthique (CIB) ont voulu attirer l’attention sur les risques que l’ingénierie génétique pourrait faire courir à la lignée germinale humaine. Les cellules germinales sont les cellules susceptibles de former des gamètes (spermatozoïdes et ovocytes), dont la particularité est de transmettre à la descendance, au cours de la reproduction sexuée, les mutations génétiques qu’elles auraient pu subir. Tout en reconnaissant la thérapie génique et l’ingénierie des génomes comme des avancées prometteuses pour la médecine et les sciences, le CIB tient à affirmer que « les interventions sur le génome humain ne sont admises que pour des raisons préventives, diagnostiques ou thérapeutiques et sans apporter de modifications chez les descendants ». Les experts citent de nouvelles techniques qui permettent de corriger l’ADN (acide désoxyribonucléique) de manière simple et peuvent apporter des modifications transmissibles faisant renaître l’eugénisme. En conclusion, le CIB appelle à un moratoire sur les travaux scientifiques touchant le génome humain et réclame un large débat public sur ces questions. H. D.

Pour en savoir plus
 : service de presse de l'UNESCO

Climatologie

Quantifier l’impact des éruptions volcaniques sur le climat

Les rejets atmosphériques des grandes éruptions volcaniques bloquent une partie du rayonnement solaire et refroidissent la surface de la Terre pendant quelques années. Pour mesurer ce phénomène, les scientifiques disposent de deux méthodes : la dendroclimatologie, ou analyse des cernes de croissance des arbres, et la simulation numérique. Traditionnellement, ces deux approches donnent des résultats plutôt contradictoires. Une équipe internationale, regroupant des chercheurs de l’université de Genève, de l’Institut de recherche pour le développement (Marseille), du Centre national de la recherche scientifique et du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, vient de reconsidérer ces deux méthodes. Les dendrochronologues ont effectué une nouvelle reconstitution des températures estivales de l’hémisphère nord pour les 1 500 dernières années, en prenant en compte la largeur mais aussi la densité des cernes. Les physiciens, de leur côté, ont élaboré un nouveau modèle plus sophistiqué. Ils ont travaillé sur deux éruptions majeures du dernier millénaire, celles du Samals et du Tambora survenues en Indonésie en 1257 et 1815 respectivement. Pour la première fois, les résultats convergent. Le refroidissement moyen pour l’hémisphère nord oscille entre 0,8 et 1,3 °C pendant les étés 1258 et 1816, et persiste pendant deux à trois ans. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CEA

Biologie

Certaines abeilles ne font pas le ménage

Chez l’abeille, le comportement hygiénique consiste à repérer les larves malades ou mortes et les éliminer de la ruche. Cette tâche réalisée par les nourrices – jeunes sujets qui surveillent le couvain – a été décrite pour la première fois en 1937. Il est admis que ce mécanisme de défense, protégeant la colonie contre les infections et les parasites, serait sous dépendance génétique. Or, ce comportement hygiénique n’est pas observé dans toutes les ruches. Une équipe de chercheurs de l’Université Laval (Canada) s’est demandée ce qui fonctionnait différemment chez les abeilles ne faisant pas le ménage. En examinant 75 abeilles provenant de trois ruches hygiéniques et 125 abeilles provenant de cinq ruches non hygiéniques, les scientifiques ont mis en évidence 96 gènes exprimés à des niveaux significativement différents dans les deux groupes. Parmi eux, six coderaient pour des protéines associées à la dégradation de polluants, d’insecticides ou d’hormones, mais aussi de composés odorants. Les abeilles non hygiéniques ne pourraient donc détecter les odeurs des larves malades ou mortes. S’il est osé d’avancer que certaines abeilles ont le ménage dans le nez, cette recherche ouvre la voie à des programmes visant à produire des lignées d’abeilles génétiquement hygiéniques. H. D.

Pour en savoir plus : Le fil, journal de la communauté universitaire de Laval

Biologie

Pourquoi les lions ne sont-ils pas plus nombreux ?

Pourquoi les lions ne sont-ils pas plus nombreux dans les parcs naturels où ils pourraient bénéficier d’une nourriture abondante ? En examinant les chiffres des populations de carnivores et d’herbivores de ces parcs, une équipe de l’université McGill (Canada) a découvert un modèle régulier établissant une corrélation entre les nombres de prédateurs et de proies. En réalité, les chercheurs ont constaté que dans ces milieux de relative abondance et de surpeuplement, la reproduction des proies semble se réguler de manière à freiner la prolifération des prédateurs. Restait à tester le modèle dans d’autres milieux : océan Indien, Arctique canadien et savane africaine. Les scientifiques ont donc repris les données contenues dans plus de mille études réalisées depuis cinquante ans, aussi bien sur des plantes que des animaux. Partout, il semble bien qu’au lieu que le nombre de prédateurs augmente en fonction du nombre de proies, le taux de reproduction des proies soit bas, ce qui limite les populations de prédateurs. Les chercheurs se demandent maintenant s’il faut voir dans cette tendance les premières données d’une loi de la nature qui agirait à tous les niveaux, de l’individu à l’écosystème... H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'université McGill

Santé

Alimentation riche en fibres et bonne santé

La richesse et la stabilité du microbiote intestinal humain (ensemble des micro-organismes vivant dans l’intestin) sont essentielles pour le maintien d’une bonne santé. Des chercheurs de l’Institut national de la recherche agronomique et du Centre de recherche en nutrition humaine Rhône-Alpes ont réalisé une étude sur des individus minces et en bonne santé, vivant en France dans une même zone géographique. Ils ont séparé des sujets en deux groupes et les ont suivis pendant huit semaines. Des menus préparés pour l’étude fournissaient pendant cinq jours un apport contrôlé de 10 grammes de fibres par jour au premier groupe et 40 grammes au second. Puis les régimes ont été inversés. Entre les phases de régime, les personnes ont vécu normalement en notant leur consommation précise de fruits, légumes et autres sources de fibres. Au terme des deux périodes de cinq jours sous régime, il apparaît que chaque fois que l’apport en fibres augmente, le microbiote s'enrichit de composés bénéfiques pour sa diversification et pour une meilleure. protection du mucus intestinal, capital pour nos défenses naturelles. Au final, plus un régime alimentaire est riche en fibres, plus le microbiote est diversifié, et plus il est stable. Cette première étude pourrait conduire à la mise en place de régimes personnalisés adaptés à la richesse du microbiote de chacun. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'INRA

Médecine 

Spermatogenèse humaine, une première in vitro

Produire des spermatozoïdes in vitro à partir de tissus testiculaires prélevés chez des hommes infertiles, tel était le défi que tentaient de relever de nombreuses équipes depuis une quinzaine d’années. La difficulté résidait dans le maintien du confinement des tubes séminifères afin de mener à terme la spermatogenèse, processus durant 72 jours chez l’homme. Des chercheurs de la start-up Kallistem (associant Centre national de la recherche scientifique, Institut national de la recherche agronomique, École nationale supérieure de Lyon et université Claude-Bernard Lyon 1) et du Laboratoire ingénierie des matériaux polymères ont surmonté cet écueil grâce à Artistem, un procédé breveté alliant deux techniques innovantes. La première avait permis la création en 2000 d’un milieu propice à la culture de tissus testiculaires, respectant notamment la polarisation cellulaire. La seconde a abouti en 2014 à l’élaboration d’un bioréacteur constitué d’un tube d’hydrogel de chitosane (composé dérivé de la chitine, présente dans la carapace des arthropodes) accueillant les tubes séminifères. Cet ingénieux système a favorisé le développement de spermatozoïdes humains morphologiquement normaux. Reste à évaluer leur qualité. Si les tests sont concluants, Artistem constituera un palliatif à l’infertilité masculine, résultant par exemple d’une azoospermie ou d’un traitement gonadotoxique. GAËLLE COURTY

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Médecine

La palpation du cerveau bientôt possible

La palpation est l’une des techniques d’exploration du corps humain les plus employées par les médecins. Elle permet de poser un diagnostic avant de prescrire si besoin d’autres examens. De nombreuses pathologies entraînent en effet une modification de la consistance des tissus, comme leur élasticité par exemple. Hélas ! impossible de palper le cerveau directement. De plus, doublement protégé par la boîte crânienne et le liquide céphalorachidien, il reste difficile d’accès par des techniques modernes d’investigation médicale, reposant sur la détection de variations de vitesse de propagation d’ondes au travers des tissus. En revanche, le cerveau émet des vibrations naturelles dues à la pulsation du sang et aux mouvements du liquide céphalorachidien. Des chercheurs de l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) sont parvenus, grâce à l’IRM (imagerie par résonance magnétique), à détecter ces ondes dites de cisaillement, qu’ils ont analysées ensuite avec des algorithmes de calcul utilisés par les sismologues. Au final, ils ont obtenu des images d’élasticité du cerveau fournissant les mêmes informations que la palpation directe. À terme, cette technique pourrait servir à diagnostiquer précocement des tumeurs cérébrales ou un début d’Alzheimer. H. D.

Pour en savoir plus 
: communiqué de presse de l'INSERM

Médecine

Un biomatériau pour des implants sans risque

Infection microbienne, réaction inflammatoire, rejet... La mise en place de dispositifs médicaux (implants dentaires, valves, prothèses...) n’est pas sans risque. Une équipe de l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale)/université de Strasbourg, associée à quatre autres laboratoires, a conçu un film de 400 à 600 nanomètres (10–9 m) d’épaisseur, applicable sur l’implant, permettant de réduire ces effets indésirables. Ce film est constitué de polymères biocompatibles aux propriétés anti-inflammatoires et anti-infectieuses, présents à l’état naturel dans l’organisme (polyarginine et acide hyaluronique). Des peptides antimicrobiens sécrétés par l’organisme interviennent également dans sa composition. In vitro, le film limite les réactions inflammatoires. Il bloque par ailleurs la croissance et la prolifération à court terme d’agents pathogènes (bactéries telles que le staphylocoque doré, champignons, levures), ce pouvoir étant prolongé par l’application en amont d’une couche d’argent. En outre, l’utilisation d’antibiotiques, auxquels les bactéries développent de plus en plus de résistances, n’est plus nécessaire. Le film doit être testé encore sur des modèles animaux (rats), avant d’envisager par la suite l’élaboration d’un biomatériau intelligent, capable de réagir uniquement en présence d’agents infectieux, et ce, afin de prolonger sa durée d’action. G. C.

Pour en savoir plus 
: communiqué de presse de l'INSERM