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Astrophysique

Une galaxie sans matière noire...

En 2018, une équipe d’astrophysiciens américains et canadiens publiait une étude suggérant que la galaxie ultra-diffuse NGC1052-DF2, encore nommée KKS2000J04, semblait ne pas contenir de matière noire. Or, selon la théorie actuelle de formation des galaxies, toutes sont installées dans des halos de matière noire, qui permettent d’expliquer le mouvement des étoiles dans les galaxies et le mouvement des galaxies au sein des amas de galaxies. Pourtant connue depuis 1976, NGC1052-DF2 faisait soudain figure d’énigme. Certains chercheurs se lançaient déjà dans des théories alternatives, quand une équipe internationale décida de reprendre les observations. En effet, si la galaxie présente des propriétés indépendantes de la distance normales, comme la couleur, elle entre en contradiction avec les galaxies similaires pour tout ce qui est dépendant de la distance, comme la luminosité. En utilisant cinq méthodes différentes, la nouvelle équipe a établi finalement que la galaxie n’était pas distante de 64 millions d’années lumière, mais de 41 millions seulement. En prenant en compte cette nouvelle mesure, NGC1052-DF2 devient parfaitement normale et possède sa part de matière noire. Toutefois, l’affaire ne s’arrête pas là. Une autre galaxie ultradiffuse, NGC1052-DF4, identifiée récemment, semble à son tour en déficit de matière noire… HUBERT DESRUES

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

Astrophysique

Cassini au plus près des anneaux de Saturne

Le « Grand Finale » de la sonde Cassini continue d’alimenter la recherche sur Saturne. À la fin de sa mission, en septembre 2017, la sonde a été orientée de manière à effectuer plusieurs survols au plus près de la planète, pour passer finalement entre Saturne et ses anneaux, juste avant de plonger au cœur de l’astre gazeux. Une équipe internationale, comprenant deux laboratoires français, analyse les dernières données recueillies par Cassini. Les images dévoilent la présence de petites lunes incrustées au sein des anneaux, appelées satellites bergers. Ces derniers interagissent fortement avec les anneaux qu’ils continuent à façonner de l’intérieur, tout en se comportant comme des protoplanètes en formation au sein du disque de matière. Les chercheurs disposent là d’un aperçu de la formation du Système solaire. L’analyse spectrale des anneaux fait apparaître une forte signature de glace d’eau, contaminée par ce qui pourrait être des particules de fer métallique. Aucune trace d’ammoniac, de méthane ou de molécules organiques n’a été détectée. L’étude de la température des anneaux confirme l’hypothèse selon laquelle plus ils sont capables d’absorber la lumière solaire, plus la différence de température entre la face éclairée et celle non éclairée par le Soleil est importante, traduisant ainsi une potentielle différence d’épaisseur pour les anneaux les plus denses. Ces observations ont permis de mettre en évidence des comportements dynamiques et thermiques très divergents à l’intérieur des anneaux. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Énergie

Gestion des déchets nucléaires, le cas du tritium

Le tritium (3H) est l’isotope radioactif de l’hydrogène. À l’état naturel, il est très rare et se retrouve selon un rapport de 1 atome de tritium pour 1018 atomes d’hydrogène. Mais il pose problème, dans la mesure où il compte parmi les résidus actifs de l’exploitation des réacteurs nucléaires. En tant que tel, il doit être contrôlé pour des raisons de santé publique. De plus, dans l’hypothèse où la fusion nucléaire deviendrait une source d’énergie maîtrisée dans les tokamaks de la famille Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor, « réacteur thermonucléaire expérimental international »), le tritium se poserait comme le carburant de ces réacteurs. Il aurait alors une valeur économique non négligeable. Autant de bonnes raisons pour éviter que le tritium se perde. Le projet européen Transat (Transversal Actions for Tritium, « Actions transversales pour le tritium ») se propose de contribuer à l’élaboration de nouvelles règles pour une exploitation et un traitement du tritium alliant les scientifiques, les politiques et les associations de régulateurs nucléaires. Son but est triple : atténuer les rejets de tritium ; améliorer la gestion des déchets tritiés ; et renforcer les connaissances sur la radiotoxicité, la radiobiologie et la dosimétrie des particules tritiées. H. D.

Pour en savoir plus
 : actualité du CEA

Physique

Une énigme de la physique résolue

Imaginons un fluide placé entre deux plaques parallèles illimitées, qui se déplacent chacune dans une direction opposée. Des turbulences se créent immédiatement au sein du fluide. D’abord chaotiques, elles s’organisent en bandes obliques régulières, parallèles, séparées par des zones d’écoulement laminaire. Depuis des décennies, physiciens et mathématiciens tentaient d’expliquer ce phénomène. Les équations existantes, qui permettent de comprendre les principes physiques de la mécanique des fluides, restaient impuissantes pour appréhender le passage des turbulences d’un état chaotique à un état très structuré. Une équipe de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a repris une hypothèse du physicien américain Richard Feynman (1918-1988) suggérant que la solution se trouvait dans les équations existantes. En utilisant les équations connues et des outils mathématiques puissants, comme la théorie des systèmes dynamiques, et des simulations numériques de pointe, les chercheurs de l’EPFL ont décrit « le mécanisme d’instabilité initial qui crée des motifs obliques ». Cette recherche pourrait permettre de comprendre, et peut-être de contrôler, les phénomènes de turbulences qui s’installent et se développent à la surface de tout mobile en déplacement dans l’air. H. D.

Pour en savoir plus : actualité de l'EPFL

Biologie

Le VHD, un virus dépendant

Il était acquis jusqu’à présent que le virus de l’hépatite D (VHD) n’était capable de se propager qu’en cas de co-infection par le virus de l’hépatite B (VHB). Des chercheurs français ont mis en évidence que d’autres virus pouvaient se substituer au VHB. Virus dit satellite, le VHD ne possède pas de gènes codant pour des protéines d’enveloppe, exprimées sur la surface virale, indispensables pour pénétrer d’autres cellules. Le VHD est donc dépendant de la co-infection du VHB, dont il utilise les protéines d’enveloppe virale. L’étude a révélé que le VHB parvenait également à se multiplier in vitro grâce aux protéines d’enveloppes virales des virus de l’hépatite C (VHC) et de la dengue. Ces résultats ont été étendus in vivo avec le VHC grâce à un modèle de souris au foie humanisé. Les chercheurs se demandent notamment si la co-infection par d’autres virus humains serait susceptible de bénéficier au VHD, une hypothèse à confirmer par de futurs travaux. GAËLLE COURTY

Pour en savoir plus
 : communiqué de presse du CNRS

Santé

L’antibiorésistance des bactéries se précise

Des chercheurs français ont approfondi les connaissances relatives à l’antibiorésistance bactérienne, qui constitue un sérieux problème de santé publique. Ils ont observé en temps réel ses mécanismes d’acquisition chez Escherichia coli et constaté que les bactéries sensibles à la tétracycline parviennent à conserver une activité de synthèse protéique malgré la présence de l’antibiotique dans leur environnement. La résistance à la tétracycline est acquise par un transfert de gène horizontal via un plasmide transmis par des bactéries résistantes à d’autres bactéries sensibles. Celui-là contient un gène codant pour la pompe à efflux membranaire TetA capable d’excréter la tétracycline, qui inhibe la synthèse protéique. En une à deux heures, les bactéries produisent la protéine TetA et deviennent ainsi durablement résistantes à la tétracycline. Les chercheurs ont découvert aussi que la quasi-totalité des bactéries possèdent des pompes AcrAB-TolC non spécifiques éliminant une petite partie de la tétracycline. Les bactéries maintiennent donc leur capacité à synthétiser des protéines, le temps d’exprimer le gène leur conférant l’antibiorésistance. Si des applications thérapeutiques concrètes ne sont pas encore à l’ordre du jour, les chercheurs imaginent déjà coupler l’usage d’antibiotiques et d’un hypothétique inhibiteur de cette pompe généraliste. G. C.

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

Médecine

Quand le cerveau aide au développement des cancers

Depuis 2013, le rôle joué par l’infiltration de fibres nerveuses dans la survenue et la progression du cancer de la prostate est connu. Ce rôle a été confirmé depuis dans d’autres tumeurs solides. Comment comprendre l’origine d’un tel réseau neuronal dans l’environnement de ces tumeurs ? En étudiant les cancers de la prostate d’une cohorte de patients, une équipe de l’Inserm (Institut national de la santé et de la recherche médicale) a découvert des cellules sécrétant une protéine, la DCX+ (doublecortine), retrouvée habituellement dans les zones du cerveau où se forment de nouveaux neurones. À l’examen, il est apparu que la quantité de ces cellules est en relation directe avec la gravité du cancer. Enfin, les travaux montrent clairement que les cellules DCX+ participent bien à la formation de nouveaux neurones à l’intérieur des tumeurs. En expérimentant sur des souris, l’équipe a montré qu’en réalité les cellules DCX+ peuvent migrer, par le sang, du cerveau vers les tumeurs en exploitant une anomalie de perméabilité de la barrière hémato-encéphalique dans la zone sous-ventriculaire. Rien ne dit encore si cette migration est la cause ou la conséquence de la présence de la tumeur cancéreuse. À ce stade, les chercheurs imaginent que l’étude du réseau nerveux dans l’environnement tumoral pourrait expliquer les phénomènes de résistance à certains traitements. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CEA

Neurosciences

Des narcoleptiques plus créatifs

Sommeil paradoxal et créativité seraient-ils étroitement liés ? Une étude menée sur des narcoleptiques, dirigée par des chercheurs français en collaboration avec une équipe italienne, tend à le prouver. Les personnes atteintes de narcolepsie tombent soudainement dans un sommeil paradoxal et peuvent avoir conscience d’être en train de rêver, entre autres symptômes. Habituellement, le sommeil paradoxal, dernière phase d’un cycle de sommeil, survient au moins une heure après l’endormissement. Une professeure a constaté que ses patients narcoleptiques développaient plus d’activités créatives. Par ailleurs, faire une sieste comportant une phase de sommeil paradoxal faciliterait la résolution de problèmes. Partant du postulat que l’accès au sommeil paradoxal privilégierait donc une pensée créative, les chercheurs ont soumis des individus à deux questionnaires et divers tests afin de « mesurer » leur créativité. Les résultats ont mis en évidence une performance créative plus prononcée chez les narcoleptiques que chez les personnes témoins, appuyant l’hypothèse initiale. Un premier pas vers la compréhension des fonctions cognitives du sommeil et du processus de la pensée créative. G. C.

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

Biodiversité

La biodiversité virale des océans

Les virus marins jouent un rôle essentiel dans la régulation de l’environnement océanique. D’une part, ils interviennent dans le transport du carbone de la surface vers les profondeurs. D’autre part, ils agissent sur les organismes qui composent le plancton. Or, ces derniers produisent plus de la moitié de l’oxygène que nous respirons et absorbent le dioxyde de carbone atmosphérique qu’ils transportent au fond des océans. La connaissance des virus marins est donc de première importance. Les chercheurs ont séquencé l’ADN (acide désoxyribonucléique) des populations virales des 35 000 échantillons de plancton marin récoltés dans l’océan Arctique et d’autres régions du globe par la goélette Tara, en 2013. Ils ont pu établir les variations génétiques entre les individus au sein de chaque population virale, puis entre les populations au sein de chaque communauté virale et, enfin, entre les communautés issues de plusieurs sites de l’océan mondial. Les scientifiques ont dressé ainsi les cartes mondiales de la diversité virale. Contrairement à ce qui était admis, il apparaît que l’océan Arctique est l’un des hauts lieux de la diversité virale des océans. Cette étude a porté les populations virales océaniques connues de 16 000 à près de 200 000. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CEA

Agriculture

Les vignes de la Gaule romaine

La vigne, apportée par les Grecs, serait cultivée sur le territoire actuel de la France depuis l’Antiquité. Au début de notre ère, le vin n’aurait pas été étranger à l’invasion de la Gaule par les Romains. Il fallait préserver le commerce des vins italiens et leur libre circulation. Mais quels cépages étaient cultivés à cette époque ? Un consortium international alliant plusieurs laboratoires, dont l’Inra (Institut national de la recherche agronomique) et l’université de Montpellier, a séquencé l’ADN (acide désoxyribonucléique) de 28 pépins de raisin retrouvés sur des sites archéologiques français. Sur une fouille proche d’Orléans, un pépin daté du Xe siècle est identique à celui du savagnin blanc cultivé aujourd’hui dans le Jura et en Europe centrale. Des pépins de l’époque romaine retrouvés dans le Sud de la France appartiennent à la même famille que la syrah de la vallée du Rhône ou le pinot noir, cépage des vins de Bourgogne. Mais ils ont aussi des liens avec d’autres plants, l’humagne blanche et l’amigne, cultivés aujourd’hui en Suisse. Ces travaux montrent également que sur deux sites romains de la même époque, distants de 600 kilomètres, les viticulteurs cultivaient les mêmes cépages. Preuve qu’ils savaient déjà propager leurs cépages par bouturage et greffage. H. D.

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

Énergie

Les estuaires, futurs réservoirs d’énergie ?

Une nanotechnologie conçue par des chercheurs de l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) pourrait produire de l’électricité aux estuaires, lieux d’échanges et de rencontres d’ions entre eaux douces et salées. Le prototype se compose de deux compartiments d’eaux plus ou moins salées, séparés par une membrane de disulfure de molybdène, de trois atomes d’épaisseur seulement, et comprenant un nanopore qui permet la migration d’ions du milieu plus concentré en sel vers le moins concentré, phénomène dit d’osmose. Ce mouvement d’ions va, via des électrodes, engendrer ensuite un courant électrique. Le courant induit est d’autant plus fort que la membrane est fine, et la tension électrique d’autant plus élevée que le pore est petit. Les chercheurs ont constaté que la présence de lumière améliorait considérablement la production d’électricité, et ce, dans des conditions environnementales désormais similaires à celles des estuaires (pH et teneur en sel), contrairement au premier modèle présenté en 2016. Ce dispositif pourrait déboucher sur une application implantable dans un estuaire et possédant plusieurs nanopores afin d’accroître la production d’électricité. Cette dernière serait décuplée en journée par le rayonnement solaire, offrant alors une source considérable d’énergie renouvelable. G. C.

Pour en savoir plus 
: actualité de l'EPFL

Environnement

Particules fines et qualité de l’air

Dans nos villes, les particules fines d’un diamètre inférieur à 2,5 micromètres (1 µm = 10– 6 m), ou PM2,5, en suspension dans l’air constituent un réel danger sanitaire. Des chercheurs d’Atmo Auvergne-Rhône-Alpes et de l’université Grenoble Alpes se sont demandé s’il était possible de faire baisser leur concentration dans l’air et avec quel bénéfice. Sans les particules fines ajoutées par les activités humaines, la concentration dans l’air des PM2,5 serait de 4,9 microgrammes par mètre cube (µg/m3). Selon des mesures effectuées de 2015 à 2017, leur concentration est de 14 µg/m3 à Grenoble et 15 µg/m3 à Lyon. À Grenoble (400 000 habitants) et à Lyon (1,4 million d’habitants), elles ont été directement responsables de 145 et 531 décès par an respectivement. Les chercheurs ont déterminé qu’en adoptant comme norme les concentrations maximales recommandées par l’Organisation mondiale de la santé, soit 10 µg/m3, il était possible de réduire de moitié cette mortalité. En abaissant la concentration de 2,9 µg/m3 à Grenoble et 3,3 µg/m3 à Lyon, une diminution de la mortalité associée à cette pollution d’un tiers serait obtenue. De plus, l’espérance de vie augmenterait d’environ 3 mois. Les chercheurs se proposent d’identifier maintenant des actions concrètes à mener sur les principales sources de pollution. H. D.

Pour en savoir plus 
: information presse de l'Inserm