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Astrophysique

Le plus grand catalogue de sources gamma de la Galaxie

Installé en Namibie, l’observatoire H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) traque les émissions de rayons gamma de haute énergie de l’Univers. Ces rayons indiquent la présence d’objets très massifs. Ainsi, les amas de galaxies, les supernovæ, les étoiles doubles ou encore certains trous noirs sont capables d’accélérer les particules cosmiques à des énergies telles qu’ils émettent des rayons gamma. C’est l’effet de ces rayons sur la haute atmosphère terrestre que capte et analyse H.E.S.S. En dix ans, les cinq télescopes de l’observatoire ont permis d’identifier soixante-dix-huit sources cosmiques émettant des rayons gamma de très haute énergie. C’est plus que tous les autres observatoires du monde réunis. Le catalogu­e H.E.S.S. Galactic Plane Survey vient d’être publié et mis à la disposition de la communauté scientifique. En plus des objets qu’il répertorie, ce catalogue apporte des précisions sur les accélérateurs de particules liés à ces sources et sur la façon dont se déplacent les rayons cosmiques dans le milieu interstellaire. C’est aujourd’hui le plus grand catalogue de sources gamma de la Voie lactée. Une dizaine de laboratoires français participent à la collaboration H.E.S.S. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus 
: actualité de l'IRFU-CEA

Astrophysique

L’étoile la plus distante jamais observée

Qu’il existe des étoiles nichées dans leur galaxie à 9 milliards d’années lumière de nous, personne ou presque n’en doute. Mais qu’il fût possible d’en observer une, isolée sur une image du télescope spatial Hubble, était totalement inattendu. À une telle distance, même les instruments les plus puissants sont incapables de discriminer une étoile parmi toutes celles de la galaxie où elle se trouve. Pourtant, en comparant deux clichés de 2011 et 2016 de la même région du ciel, une équipe d’astrophysiciens a eu la surprise de découvrir une source ponctuelle de lumière qui, après analyse, s’est révélée être une étoile unique, une supergéante bleue située à 9 milliards d’années lumière. Baptisée Icare, cette étoile est la plus lointaine jamais observée. Une telle prouesse a été rendue possible par un effet de lentille gravitationnelle qui amplifie la lumière de l’étoile. Un chercheur du Centre de recherche astrophysique de Lyon a précisé la nature du phénomène. L’effet d’amplification du signal, ici d’un facteur 2 000, est occasionné par un amas de galaxies situé sur la ligne de visée entre l’étoile et le télescope. Dans cet amas, les étoiles mais aussi des grumeaux de matière sont responsables de l’effet. Ces derniers, connus des scientifiques, sont utilisés pour tester certaines hypothèses sur la nature de la matière noire. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Physique

À la recherche d’un quatrième neutrino

Les neutrinos comptent parmi les particules les plus abondantes dans l’Univers. Ils sont produits dans les étoiles ou au sein des phénomènes les plus violents qui surviennent dans les galaxies, mais aussi au cœur des réacteurs nucléaires. Aujourd’hui, nous connaissons trois types de neutrinos. Ils possèdent tous la propriété de pouvoir se transformer d’un type à l’autre. On parle alors d’oscillation des neutrinos. En examinant les résultats de plusieurs expériences réalisées à proximité d’un réacteur nucléaire, il apparaîtrait qu’environ 7 % des neutrinos disparaissent en cours d’observation. Les scientifiques s’interrogent pour savoir s’ils auraient oscillé vers un quatrième type de neutrino inconnu, baptisé neutrino stérile. Le projet franco-allemand STEREO (Sterile Reactor Oscillation), installé près du réacteur nucléaire de l’Institut Laue-Langevin en Isère, se propose de tester cette hypothèse. Ce réacteur ayant été conçu pour la recherche, il est possible d’installer une expérience à dix mètres du cœur et de bénéficier pleinement d’une émission de 1019 neutrinos par seconde. Après dix-huit mois d’observation, STEREO a permis surtout d’exclure « une partie significative de l’espace des paramètres attendu pour l’existence d’un hypothétique 4e neutrino ». Prolongée jusqu’à fin 2019, l’expérience aura acquis alors quatre fois plus de données pour une autre analyse. H. D.

Pour en savoir plus
 : actualité de l'IN2P3-CNRS

Physique

Sur les traces de l’antimatière

Pourquoi l’Univers est-il composé principalement de matière ? Sans répondre à cette question, la collaboration ALPHA du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) a obtenu une mesure de la structure spectrale de l’antihydrogène, ce qui constitue un pas important. Grâce au Décélérateur d’antiprotons en fonctionnement sur le site du CERN, ALPHA est capable de produire des atomes d’antihydrogène. Emprisonnés dans un piège magnétique pour éviter qu’ils n’entrent en contact avec la matière et s’annihilent, ces atomes deviennent des objets d’étude accessibles. Le travail des chercheurs consiste à comparer les atomes d’hydrogène et d’antihydrogène avec l’espoir de trouver une différence, aussi petite soit-elle, qui permettrait de fournir une piste expliquant pourquoi la matière s’est imposée. La structure spectrale de l’hydrogène est connue parfaitement, caractérisée par des raies (longueurs d’onde) que l’on sait détecter jusque dans les galaxies les plus lointaines. Il s’agit donc pour l’expérience ALPHA de décrire avec autant de précision le spectre de l’antihydrogène. Avec une précision de quelques parties pour mille milliards (1012), la mesure obtenue est cent fois plus précise que celle de 2016. Mais nous sommes encore loin de la précision de 1015 atteinte pour l’hydrogène. La recherche se poursuit. H. D.

Pour en savoir plus : le CERN en bref

Informatique

Un pas supplémentaire vers l’ordinateur quantique

Dans la course à la puissance des ordinateurs, la physique quantique offre une perspective prometteuse. Alors qu’un bit classique ne peut prendre qu’une valeur parmi deux (0 ou 1), un bit quantique ou qubit peut prendre un continuum de valeurs, voire plusieurs valeurs en même temps. Un ordinateur conçu sur ce principe peut résoudre certains problèmes plus efficacement que les ordinateurs classiques. La mise au point d’un tel ordinateur se heurte à la fabrication des qubits. L’un des problèmes tient au silicium utilisé dans l’industrie. Composé majoritairement de 28Si, il contient aussi 4,67 % d’isotope 29Si. Or ce dernier est un vecteur d’erreur pour les calculs quantiques. Une équipe du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) vient d’élaborer une technologie permettant d’obtenir des surfaces de galettes de silicium avec seulement 0,006 % de 29Si, sur lesquelles il devrait être possible de construire, par dépôt de matériaux, des qubits en quantités industrielles pour fabriquer de futurs ordinateurs quantiques. H. D.

Pour en savoir plus
 : communiqué de presse du CEA-Leti

Biologie

De l’ADN synthétique pour leurrer les virus

Chez les êtres vivants, l’ADN (acide désoxyribonucléique) est la molécule support de l’information génétique. La lecture, la mise à exécution, la régulation ou le blocage de cette information passent par l’action de multiples protéines qui interagissent avec l’ADN, notamment en s’accrochant aux charges négatives situées à sa surface. C’est le cas par exemple de l’intégrase du VIH (virus de l’immunodéficience humaine) qui autorise l’insertion de l’ADN du virus au sein de l’ADN humain. Des chercheurs de plusieurs laboratoires du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et de l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) des universités de Bordeaux et Montpellier sont parvenus à synthétiser des molécules hélicoïdales qui miment l’ADN. Ces objets synthétiques dérivés d’un biopolymère se présentent comme de simples hélices possédant toutes les caractéristiques de surface de la double hélice d’ADN, y compris le positionnement des charges négatives. La ressemblance est telle que l’intégrase du VIH s’est laissé tromper. Il semble même que ces leurres se lient à ce type de protéine virale avec plus de facilité que l’ADN naturel. Peut-être justement à cause de quelques différences ? La recherche s’oriente maintenant vers un possible débouché sur de nouveaux médicaments. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Médecine

Protéger les moustiques pour vaincre le paludisme

Les vaccins utilisés contre le paludisme protègent à peine 30 à 50 % des individus vaccinés. Ils visent tous à protéger l’Homme contre Plasmodium falciparum, le parasite responsable de la forme la plus maligne de la maladie. Une équipe de chercheurs de l’université Radboud de Nimègue aux Pays-Bas a mis au point un vaccin d’un type nouveau, qui protège les moustiques contre le parasite lorsqu’ils aspirent le sang d’un sujet infecté. Les principes actifs de ce nouveau vaccin sont des anticorps produits par l’organisme des personnes atteintes de paludisme. En se fixant à P. falciparum, ces anticorps bloquent son développement ultérieur chez le moustique. Ainsi, le cycle du parasite qui fait du malade un réservoir d’agents pathogènes se trouve brisé. Une mise en perspective du vaccin effectuée en zone d’endémie au Burkina Faso et au Cameroun a consisté à prélever le sang de personnes infectées, à le mélanger avec des doses différentes d’anticorps et à nourrir des moustiques avec. Les chercheurs ont constaté qu’après huit jours, la transmission vers le moustique était bien bloquée, mais pas pour tous les échantillons. La recherche s’oriente maintenant vers un vaccin associant un vaccin conventionnel avec les anticorps expérimentés. H. D.

Pour en savoir plus : actualité scientifique de l'IRD

Médecine

Zika, quels risques pour les enfants à naître ?

Face à l’épidémie de Zika qui a sévi en 2015-2016 en Amérique latine et aux Antilles, l’OMS (Organisation mondiale de la santé) a déclaré une « urgence de santé publique de portée mondiale ». Dans le cadre de cette urgence, l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) a pris en charge une étude réalisée sur une cohorte de femmes enceintes exposées au virus Zika vivant en Guyane, Martinique et Guadeloupe. L’objectif était d’étudier la prévalence des complications fœtales et néonatales associées au virus en situation épidémique. Les premiers résultats de cette étude font apparaître que le risque global d’anomalies neurologiques congénitales sur les bébés et fœtus est de 7 %. Si l’infection de la mère survient au cours du premier trimestre de la grossesse, le risque passe à 12,7 %. Au deuxième trimestre de grossesse, il n’est plus que de 3,6 %, et de 5,3 % au troisième. De même, le pourcentage de microcéphalies graves de l’enfant, qui est de 1,6 % globalement, s’élève à 3,7 % si la mère est atteinte au premier trimestre de grossesse, pour passer à 0,8 % au deuxième trimestre et à 0 % au troisième. Ces premiers résultats peuvent connaître des évolutions dans la mesure où les enfants continuent à être suivis afin d’identifier d’éventuelles complications tardives. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'Institut Pasteur

Santé

Plusieurs allergènes, un même mécanisme

La plupart des allergènes contiennent des enzymes nommés protéases qui présentent la particularité de pouvoir découper certaines protéines. Une équipe de l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale de Toulouse vient d’identifier une protéine humaine, l’interleukine-33 (IL-33), qui réagit avec un grand nombre d’allergènes de l’environnement. Quand les allergènes parviennent dans les voies respiratoires, ils libèrent leurs protéases qui découpent l’IL-33 en fragments hyperactifs. Cela provoque les réactions en chaîne qui aboutissent à des éternuements ou, plus grave, à une crise d’asthme. Testée sur quatorze allergènes, l’IL-33 a su les détecter. Certains sont contenus dans l’air, comme les pollens ou les spores de champignons. D’autres proviennent de produits chimiques utilisés dans des détergents. Au final, il semblerait que nous soyons en présence d’un mécanisme général de déclenchement des réactions allergiques. De plus, cette découverte établit une liaison entre génétique et environnement, dans la mesure où le gène codant pour l’IL-33 est reconnu comme étant un gène de prédisposition de l’asthme chez l’Homme. Il reste maintenant à mettre au point une thérapie qui empêcherait la production de fragments hyperactifs d’IL-33 pour limiter, sinon enrayer, les réactions aux allergènes. H. D.

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

Santé

Manger moins pour vivre vieux

Peut-on espérer vivre plus longtemps et en bonne santé ? Comme il est difficile d’expérimenter sur l’Homme, justement à cause de sa durée de vie moyenne déjà longue, une équipe du Muséum national d’histoire naturelle a choisi d’observer le microcèbe, un petit lémurien qui ne vit pas plus de 12 ans et possède de nombreuses similitudes physiologiques avec l’Homme. Le but de l’expérience était de tester les effets d’une restriction calorique chronique sur la longévité. Les petits primates de l’expérience ont été astreints à manger une ration réduite mais équilibrée toute leur vie à partir de l’âge adulte (30 % de calories en moins que la normale). Après dix ans d’expérience, il apparaît que la durée de vie des animaux restreints a augmenté de 50 %, leur survie médiane passant à 9,6 ans contre 4,6 pour leurs congénères témoins non restreints. La longévité maximale se trouve augmentée également, plus du tiers des microcèbes restreints étant encore en vie quand le dernier animal témoin est mort à 11,3 ans. Cette longévité s’accompagne d’une conservation des capacités motrices et cognitives, et d’une baisse de l’apparition de pathologies traditionnellement liées à l’âge, comme le cancer ou le diabète. Les chercheurs pensent ajouter un autre paramètre tel que l’exercice physique pour tenter de repousser encore les limites de longévité… du microcèbe. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Agriculture

Modifier les pratiques agricoles pour mieux stocker le carbone

Stocker le carbone est devenu un enjeu dans la lutte contre le réchauffement climatique. Deux études publiées sous l’égide de l’Institut de recherche pour le développement mettent en lumière le potentiel de stockage des terres agricoles des zones tropicales. L’examen de ces terres fait ressortir que les prairies et les forêts accumulent 30 % de carbone de plus que les terres cultivées. Cette différence s’explique car ces dernières reçoivent moins de débris végétaux et matières organiques qui, en se décomposant, alimentent les réserves en carbone, puis fournissent par minéralisation les éléments nutritifs indispensables à la croissance des plantes. Les scientifiques préconisent de proposer aux agriculteurs de nouvelles pratiques. Tout d’abord, introduire plus de graminées dans la rotation des cultures afin d’accroître la quantité de biomasse végétale susceptible de retourner au sol. Puis, réaliser des amendements organiques et faire coexister élevage et agriculture. Enfin, diminuer les labours qui augmentent les pertes de carbone des sols par érosion. Ainsi, plus de carbone pourrait être stocké dans les sols, tout en améliorant la production de cultures vivrières. H. D.

Pour en savoir plus 
: actualité scientifique de l'IRD

Environnement

Dépolluer les terres contaminées de Fukushima

Après l’accident survenu dans la centrale nucléaire de Fukushima en 2011, 22 millions de mètres cubes de terre contaminée par la radioactivité ont été retirés de la surface des sols. Il s’agissait dans l’urgence de permettre aux habitants d’accéder à la zone. Aujourd’hui, les autorités japonaises cherchent à faire décontaminer ces terres stockées sur des sites dédiés. Le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) propose une méthode dite à mousse de flottation. La terre contaminée, essentiellement par du césium, est mise en suspension dans une eau contenant un produit moussant. Le mélange est injecté ensuite dans une colonne de flottaison verticale et brassé par des bulles d’air. Les particules de terre chargées en césium sont entraînées vers le haut avec la mousse et récupérées, alors que les autres s’accumulent en bas de colonne. Entre 70 et 85 % de la masse de terre a pu être ainsi récupérée. Sa radioactivité résiduelle est conforme au seuil de 8 kilobecquerels par kilogramme retenu par la réglementation japonaise. Le rendement d’extraction du césium peut être amélioré en préparant la terre pour diminuer sa granulométrie. H. D.

Pour en savoir plus 
: communiqué de presse du CEA