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Astrophysique

Un pas vers la résolution du mystère de la matière noire

La matière noire présente dans l’Univers pose un problème de taille aux astrophysiciens : les observations qu’ils effectuent à l’aide de télescopes ne correspondent pas aux simulations réalisées par le calcul, basées sur la théorie. Preuve qu’une partie de l’équation leur échappe et que la matière noire n’a pas encore livré tous ses secrets. Mais peut-être plus pour très longtemps, car l’Institut d’astrophysique de Paris vient d’accomplir des simulations numériques à haute résolution montrant que la présence de matière noire dans les amas globulaires permettrait d’expliquer ce qu’ils observent. Du moins dans la galaxie particulière à laquelle ils se sont intéressés, celle du Fourneau, une voisine de notre propre Galaxie. Reste à vérifier la théorie et à s’assurer qu’elle soit universelle, c’est-à-dire qu’elle s’applique aussi aux autres galaxies. PIERRE-YVES BOCQUET

Pour en savoir plus 
: actualité de l'INSU

Énergie

Transformer le CO2 en électricité, c’est possible !

C’est l’un des grands défis des années à venir : comment limiter les émissions de gaz à effet de serre pour contenir le réchauffement climatique ? Alors que de nombreuses solutions se penchent sur les manières de réduire les émissions de CO2 (dioxyde de carbone) émises par le transport (voiture, avion…) ou la production d’énergie à partir de ressources fossiles (gaz, pétrole, charbon…), une équipe de chercheurs pilotés par l’Institut de recherches sur la catalyse et l’environnement de Lyon ont proposé une piste originale: puiser du CO2 dans l’air pour le transformer en électricité. Soit l’inverse de ce qui est pratiqué habituellement. Leur méthode : concevoir un matériau à base de polymère poreux qui agit chimiquement avec le CO2 présent dans l’air et qui peut fonctionner plus de quatre jours. Le procédé est entièrement durable et économe, puisqu’il ne nécessite pour fonctionner que de la lumière solaire. De l’acide formique est obtenu ainsi, sous forme liquide, lequel peut être utilisé ensuite comme carburant dans une pile à combustible pour produire de l’électricité. Le système a déjà prouvé qu’il peut fonctionner plus de quatre jours sans perdre en efficacité. P.-Y. B.

Pour en savoir plus : actualité de l'INC

Robotique

Vers des robots mous plus habiles

La robotique molle, l’une des branches les plus dynamiques de cette discipline, vise à concevoir des robots souples, flexibles et déformables, plus agiles et résilients que les automates rigides traditionnels, mais dont les mouvements et déformations sont aussi plus difficiles à contrôler. Le Massachusetts Institute of Technology (MIT) vient toutefois de lever l’un de ces verrous en dévoilant un robot mou doté d’une peau sensitive lui permettant de contrôler sa position dans l’espace. Une aptitude équivalente à la proprioception du corps humain, c’est-à-dire notre capacité à connaître les mouvements de notre enveloppe corporelle dans notre environnement grâce à la vue, au toucher, au sens de l’équilibre... Originalité de cette découverte : la performance ne réside pas dans le matériau utilisé pour fabriquer cette peau, formée de capteurs courants, mais dans un algorithme d’intelligence artificielle mis au point par le MIT, qui permet d’interpréter les données collectées pour que le robot connaisse et anticipe sa position dans l’espace en fonction de ses mouvements. P.-Y. B.

Pour en savoir plus
 : actualité du MIT

Robotique

La star des robots prend son service

C’est l’une des stars de la technosphère et ses vidéos impressionnantes accumulent les millions de vues sur les réseaux sociaux : Spot, le robot-chien de l’entreprise américaine Boston Dynamics, capable de danser et d’ouvrir seul une porte en actionnant la poignée avec la pince qui lui sert de bouche, est disponible désormais à la vente. Doté de quatre pattes, l’engin se déplace à 5 kilomètres par heure, peut porter une charge de 14 kilogrammes, dispose d’une autonomie moyenne de 90 minutes et sait éviter les obstacles en temps réel grâce à des caméras qui lui offrent une vision panoramique à 360°. Construit en quantités limitées, le robot est réservé pour l’instant à l’industrie (surveillance et contrôle des installations de grande taille ou isolées, dans les secteurs de la construction et de l’énergie, notamment) et aux services de sécurité (inspection de zones dangereuses ou à risque en cas d’accident ou d’attentat terroriste). P.-Y. B.

Pour en savoir plus : site du MIT

Neurosciences

La capacité de contrôle des enfants mieux comprise

Les spécialistes du cerveau connaissent depuis longtemps l’importance des réseaux neuronaux qui gèrent le contrôle, c’est-à-dire notre capacité à maîtriser nos actions, nos pensées ou nos émotions. Mais ces connaissances étaient basées jusqu’ici essentiellement sur l’adulte, alors même que cette aptitude est un facteur clé dans le développement cognitif des enfants. Cette lacune est comblée désormais grâce aux travaux récents d’une équipe réunissant des chercheurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et des universités de Toulouse, Lyon, Aix-Marseille et San Diego en Californie. Ils ont évalué l’activité cérébrale d’enfants de 4 à 8 ans à l’aide d’électrodes posées sur leur crâne (électroencéphalogrammes) afin de mesurer les ondes électriques correspondantes. Ils leur ont demandé d’effectuer une série d’exercices nécessitant réflexion et concentration pour activer les neurones du contrôle. Ils ont pu déterminer ainsi que les activités de contrôle chez l’enfant se caractérisent par des ondes dont la fréquence est comprise entre 4 et 8 Hz… exactement comme chez l’adulte. Conclusion : nous savons désormais que ces réseaux neuronaux du contrôle ne sont pas liés à l’âge. Ce qui permettra de concevoir de nouvelles méthodes pour aider les enfants à mieux développer ces capacités. P.-Y. B.

Pour en savoir plus
 : actualité de l'INSB

Neurosciences

AVC et pouvoir de la pensée

Recouvrer ses fonctions motrices après un AVC (accident vasculaire cérébral) par la pensée ? Une nouvelle méthode, dite de neurofeedback, développée par des chercheurs français, semble prometteuse. Son protocole expérimental repose sur des cessions d’entraînement cérébral (visualisation du mouvement par la pensée) contrôlées par le biais d’électroencéphalogrammes (EEG) et d’imagerie par résonance magnétique (IRM), qui permettent au patient d’observer en temps réel les zones activées de son cerveau. Au fur et à mesure, grâce à un renforcement positif, le patient parvient à solliciter mentalement les régions souhaitées, identifiées au préalable comme étant les plus adaptées à son profil de rééducation. Le neurofeedback stimulerait ainsi la plasticité cérébrale, c’est-à-dire la faculté du système nerveux à évoluer afin de s’adapter à des situations particulières. L’objectif final consistant à rétablir la commande du cerveau sur les fibres nerveuses et musculaires pour restaurer une motricité normale. La rééducation des victimes d’un AVC implique habituellement uniquement la mobilisation physique du membre touché, avec des résultats nuancés. La méthode de neurofeedback doit être testée désormais sur un nombre plus élevé de patients et cibler plusieurs zones cérébrales pour permettre une stimulation optimale et individualisée de la plasticité cérébrale. GAËLLE COURTY

Pour en savoir plus : actualité de l'Inserm

Médecine

Dépression, une nouvelle cible thérapeutique

Une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans le traitement de la dépression a été mise en évidence : les transporteurs de cations organiques (OCT). Les OCT constituent une famille de protéines retrouvées dans le cerveau, identifiés récemment comme des acteurs de la régulation de l’humeur. Grâce à la collaboration de deux équipes françaises – spécialisées respectivement en neurobiologie et en chimie pharmaceutique –, un candidat-médicament se liant spécifiquement à ces transporteurs a été synthétisé. La prodrogue, modélisée informatiquement, a prouvé son efficacité sur un modèle de souris atteint de dépression chronique, présentant des symptômes similaires aux personnes dépressives : anxiété, isolement, troubles de la mémoire, anhédonie… Elle offre un espoir pour les 300 millions de personnes qui souffrent de dépression chronique dans le monde, plus particulièrement pour le tiers manifestant une résistance aux traitements actuels. Ces derniers agissent indirectement sur la sérotonine, un neurotransmetteur lié à l’humeur. À terme, une nouvelle famille d’antidépresseurs ciblant les OCT pourrait ainsi être produite, si les résultats d’essais cliniques sur l’Homme s’avèrent concluants. G. C.

Pour en savoir plus : actualité de l'Inserm

Médecine

Un algorithme pour mieux détecter les gènes du cancer

Les cancers sont dus généralement à une prolifération incontrôlée de cellules dont l’ADN (acide désoxyribonucléique) a subi des altérations qui l’empêchent de fonctionner correctement. D’où l’idée d’essayer de détecter à l’avance les cellules susceptibles d’être la cible de ce type de mutation en analysant leur génome. C’est ce que proposent des chercheurs de l’université de Berne, en Suisse. En exploitant une base de gènes liés à des cancers, ils ont paramétré un algorithme capable d’en tirer des leçons et de savoir sonder ainsi des parties mal connues de notre génome à la recherche de gènes à risques. Ils s’intéressent notamment à ce que les généticiens appellent « les longs ARN [acides ribonucléiques] non codants », c’est-à-dire des parties du génome que les chercheurs soupçonnent depuis plusieurs années d’être liés à l’apparition de certaines maladies. Grâce au séquençage de l’ADN, le logiciel « scanne » ces zones à la recherche de marqueurs de cancer. Une technique qui ouvre de nouvelles voies dans le dépistage précoce et le traitement de ces maladies, de plus en plus fréquentes. P.-Y. B.

Pour en savoir plus : actualité de l'université de Berne

Biologie

LEGO® et stretching cellulaire

Un modèle capable de simuler de l’étirement cellulaire (cell stretching) a été conçu par des chercheurs français à partir d’une boîte de culture en silicone, d’une batterie et de briques et moteurs… LEGO® ! Le système permet aux biologistes d’étudier les conséquences de contraintes mécaniques sur des cultures tissulaires, grâce à un bras mécanique exerçant des étirements uniaxiaux cycliques. Les contraintes physiques agissant sur la régulation de la physiologie cellulaire, tissulaire, voire pathologique, les scientifiques se devaient d’intégrer ce paramètre afin d’approfondir leurs connaissances et compréhension de la réponse physiologique à des signaux mécaniques. L’outil présente de nombreux avantages : compatible avec diverses techniques de biologie moléculaire ou d’imagerie, facile à utiliser et entretenir, personnalisable et peu onéreux. Il offre ainsi une solution alternative aux systèmes déjà existants, performants mais extrêmement coûteux. G. C.

Pour en savoir plus : information presse du CNRS

Agriculture

Diversité de la vigne et changement climatique

Privilégier la diversité des variétés de vigne dans les régions viticoles pour anticiper les effets du bouleversement climatique ? C’est la conclusion d’une équipe internationale, qui s’appuie sur des modélisations du développement de onze variétés de vigne selon deux scénarios de réchauffement climatique, +2 °C en 2050 et +4 °C en 2100. Cette stratégie limiterait les pertes de surfaces cultivées, d’un tiers dans le premier cas et de moitié dans le second. L’étude met en évidence les variétés de vigne susceptibles de bénéficier du réchauffement pour se développer dans des régions plus septentrionales. Elle révèle également que des régions situées plus au sud (Espagne ou Italie) essuieraient essentiellement des pertes de surfaces dues à l’impossibilité de planter la plupart des cépages ; celles tempérées connaîtraient un équilibre entre pertes et gains (France ou Allemagne) et le nombre de variétés cultivables dans les régions aux latitudes plus élevées croîtrait (Nouvelle-Zélande ou Nord des États-Unis). Ces différences s’expliquent par la maturation (précoce ou tardive) et le degré de tolérance à la chaleur des variétés étudiées. La prise en considération des résultats de cette étude démontre l’intérêt d’utiliser la biodiversité des espèces pour s’adapter au changement climatique. Néanmoins, des observations sur le fonctionnement de plus de variétés, à l’échelle du territoire et mondiale, seraient indispensables pour accompagner la mise en place de cette stratégie. G. C.

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

Archéologie

Que mangeait le rhinocéros laineux ?

Difficile de savoir ce que mangeaient les mammifères très anciens, vieux de 100 000 ans ou plus, car les fossiles sont rares et les aliments, composés de matière organique, se conservent très mal. Mais des chercheurs du Muséum national d’histoire naturelle, du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et de l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutive de Leipzig, en Allemagne, viennent de mettre au point une nouvelle méthode basée sur l’étude de la dentition des fossiles, qui permettra peut-être d’en savoir plus, même si aucun aliment n’est resté collé aux dents. En effet, leur approche se base sur la présence, dans l’émail des dents, de différentes formes de zinc (des isotopes), qui varient selon l’alimentation et résistent nettement mieux que les aliments aux affres du temps et de la météo. Ce qui permet in fine de savoir si l’animal en question était carnivore, herbivore ou omnivore. P.-Y. B.

Pour en savoir plus 
: communiqué de presse du MNHN

Environnement

De soleil et d’eau fraîche

Avec une population mondiale en constante augmentation, les besoins en eau potable de la planète pour assurer la consommation des personnes et les besoins de l’agriculture (culture et élevage) font peser une tension de plus en plus lourde sur cette ressource vitale. D’où l’intérêt d’une nouvelle technique de désalinisation de l’eau de mer imaginée par le célèbre Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Boston, aux États-Unis. En effet, cette méthode n’a besoin que de l’énergie solaire pour fonctionner. Le principe : l’eau traverse une série d’évaporateurs (qui transforment le liquide en vapeur d’eau sous l’effet de la chaleur) et de condensateurs (qui, à l’inverse, transforment la vapeur d’eau en liquide, sous l’effet du froid) pour débarrasser l’eau de mer du sel qu’elle contient et la rendre propre à la consommation. Aucune innovation au niveau des matériaux, mais plutôt au niveau de la conception : le rendement du système serait particulièrement efficace grâce à la récupération de la chaleur libérée lors de chaque condensation, réutilisée pour favoriser l’évaporation lors de l’étape suivante. Selon les premiers tests réalisés par les chercheurs, 1 mètre carré de panneau solaire suffirait pour produire plus de 5,5 litres d’eau potable par heure. P.-Y. B.

Pour en savoir plus 
: actualité du MIT