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Astronomie

Top 50 des débris spatiaux dangereux

Embouteillages au-dessus de nos têtes ! Les satellites opérationnels courent un risque sérieux de collision à cause des cinq mille débris spatiaux situés en orbite basse, c’est-à-dire à une altitude inférieure à 2 000 kilomètres. Pour la première fois, des experts internationaux ‒ de Chine, des États-Unis, de Russie, mais aussi de France ‒ ont dressé la liste des cinquante plus dangereux, qui devraient être retirés en priorité d’après eux. Un débris est particulièrement dangereux quand il peut être à l’origine d’une grande quantité d’autres. Ce Top 50 a été réalisé grâce à onze méthodes différentes évaluant le risque de génération de nouveaux débris, à partir de formules prenant en compte la masse de l’objet en orbite, sa probabilité de collision avec un autre débris ou un satellite opérationnel et la persistance des nouveaux débris produits. En grande majorité, les objets les plus préoccupants sont des étages de fusée : ils s’élèvent à trente-neuf dans cette liste ‒ les onze autres étant des satellites hors service. Quarante ont été placés en orbite avant les années deux mille. Quarante-trois sont d’origine soviétique ou russe, quatre sont japonais, deux européens et un est chinois. MARINE CYGLER

Pour en savoir plus
: actualité du CNES

Astronomie

Pourquoi Saturne penche-t-elle ?

Des scientifiques du CNRS (Centre national de la recherche scientifique), de Sorbonne Université et de l’université de Pise viennent de montrer que la migration des satellites de Saturne, et plus particulièrement du plus grand d’entre eux, Titan, est responsable de l’inclinaison de l’axe de rotation de la planète. De fait, à mesure que ses satellites s’éloignent, Saturne s’incline davantage. Ce mécanisme aurait commencé il y a environ un milliard d’années, alors que pendant les trois milliards d’années ayant suivi la formation de la planète géante, son axe de rotation était resté incliné faiblement. Qu’est-ce qui a provoqué la bascule ? Il semble que la lente action des satellites de Saturne aurait provoqué un phénomène de résonance qui perdure de nos jours : en interagissant avec la course de Neptune, l’axe de Saturne aurait débuté sa longue bascule, jusqu’à l’inclinaison de 27° observée aujourd’hui. Alors que les planétologues s’accordaient sur le fait que l’axe de Saturne ne basculait plus, ce nouveau travail indique le contraire et prévoit que les prochains milliards d’années pourraient voir son inclinaison plus que doubler. M. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'Observatoire de Paris-PSL

Science des matériaux

Un métamatériau programmable après sa fabrication

Après une blessure, il peut être conseillé de porter une attelle rigide, remplacée ensuite par une autre plus souple. Et s’il était possible de concevoir un matériau dont la rigidité puisse être modifiée à loisir par la suite ? Un tel métamatériau, constitué de silicone et de poudre magnétique, vient de voir le jour à l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne), en Suisse. Ses propriétés mécaniques peuvent être programmées à la demande grâce à un champ magnétique. En effet, dans chacune de ses cellules se trouve une charge qui fonctionne comme un interrupteur. Chaque cellule du métamatériau peut donc être activée ‒ ce qui a pour effet une rigidité accrue ‒ ou désactivée. Des combinaisons variables d’activation et de désactivation peuvent être programmées ensuite pour obtenir la réponse mécanique souhaitée sur l’ensemble du matériau, à savoir différentes rigidités, déformations et valeurs de force. Ce métamatériau, encore au stade de recherche fondamentale, se situe entre le matériau statique et la machine. Les prochaines étapes de son perfectionnement pourraient être la mise en œuvre de ce procédé en trois dimensions et une réduction de son échelle. M. C.

Pour en savoir plus
: actualité de l'EPFL

Physiologie

Les autoroutes cellulaires s’autoréparent

Les microtubules font partie du cytosquelette, qui assure diverses fonctions essentielles au sein de la cellule. L’une d’entre elles est le transport de molécules. Les microtubules s’assemblent alors pour former des « autoroutes » sur lesquelles de petits moteurs se déplacent avec leur chargement. Las, le trafic cellulaire abîme le réseau routier : les moteurs en mouvement arrachent les dimères (molécules constituées de deux sous-unités) de tubuline qui constituent les microtubules. En plus de mettre en évidence ce mécanisme de destruction, des chercheurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) en collaboration avec l’université de Californie à San Diego (UCSD) ont découvert aussi que les microtubules étaient capables de s’autoréparer en présence de tubuline libre. Par ailleurs, plus ils seront endommagés et s’autorépareront, plus ils rajeuniront et se renforceront. C’est ainsi que le transport finit par favoriser le transport en transformant les petites routes utilisées fréquemment en autoroute. M. C.

Pour en savoir plus : actualité de l'INSB

Médecine

La dépression se voit dans la pupille

S’attendre à gagner de l’argent comme récompense d’un jeu a un effet sur la dilatation de la pupille. Mais pas chez les personnes souffrant de dépression. En outre, plus la dépression est sévère, moins les pupilles se dilatent. C’est ce qu’ont découvert des chercheurs allemands de l’institut Max-Planck. Pour observer une corrélation entre sévérité de la dépression et dilatation de la pupille en réponse à un gain d’argent espéré, ils ont invité des volontaires à une expérience de gain d’argent dans un tunnel IRM (imagerie par résonance magnétique). Les yeux de ces derniers étaient photographiés avec un dispositif permettant de prendre deux cent cinquante clichés par seconde. La moindre dilatation de pupille observée chez les individus dépressifs témoigne d’une activation plus faible de la zone cérébrale de la récompense. Pour les scientifiques ayant conduit cette étude, ces résultats permettent d’envisager des diagnostics qui ne seraient plus seulement fondés sur le témoignage des patients, mais aussi sur une mesure biologique. M. C.

Pour en savoir plus
: actualité de l'institut Max-Planck

Physiologie

Le mystère de la fermentation des cellules cancéreuses

Des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont compris enfin pourquoi les cellules cancéreuses s’engageaient dans la fermentation, malgré un rendement énergétique peu avantageux. Mis en évidence par le chimiste allemand Otto Heinrich Warburg (1883-1970) il y a presque cent ans, le choix étonnant de cette voie de métabolisation du glucose par les cellules cancéreuses demeurait mystérieux. Pourquoi ne pas préférer la respiration aérobie dont le bilan énergétique, c’est-à-dire la quantité d’ATP (adénosine triphosphate), est bien meilleur ? Parce qu’à la différence de la respiration, la fermentation produit des molécules NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide). Or celles-là aident au transfert d’électrons qui se produit lorsque la cellule synthétise entre autres de l’ADN (acide désoxyribonucléique). Cette activité de synthèse est très importante dans les cellules qui prolifèrent, comme les cellules cancéreuses. L’équipe américaine a montré d’ailleurs que d’autres cellules qui se divisaient rapidement changeaient leur métabolisme pour la fermentation. Ce travail résout une énigme vieille de un siècle et suggère que le blocage de NAD+ par un médicament aurait un effet sur la croissance de la tumeur. M. C.

Pour en savoir plus : actualité du MIT

Neurosciences

Se fier à la voix

Dans une conversation, hauteur, vitesse et intensité de la voix constituent des paramètres plus importants qu’il n’y paraît. Des chercheurs du laboratoire Sciences et technologies de la musique et du son et du Laboratoire des systèmes perceptifs ont découvert en effet que la prosodie (« mélodie » d’une phrase ou d’un mot) permettrait de distinguer un menteur de quelqu’un de fiable. Ils ont utilisé des techniques de traitement du signal vocal pour créer un grand nombre de prononciations aléatoires de mots, puis demandé à des volontaires si ces mots semblaient avoir été prononcés de façon certaine ou honnête. Pour apparaître digne de confiance, la diction doit être rapide, l’intensité forte au milieu du mot et la hauteur descendre en fin de mot. Traitée automatiquement par le cerveau, cette signature prosodique transmet les notions de certitude et d’honnêteté. Les scientifiques ont mis en évidence qu’elle valait aussi bien pour le français que pour l’anglais et l’espagnol. M. C.

Pour en savoir plus : actualité du CNRS

Biologie-santé

La bactérie vampire de l’intestin

La bactérie intestinale Enterococcus faecalis se développe grâce à une molécule de son hôte qu’elle ne sait pas fabriquer et qui lui est toxique à forte dose : l’hème. Des chercheurs de l’Inrae (Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement) et du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) ont découvert comment, grâce à un transport actif finement régulé, elle trouvait suffisamment d’hème pour subvenir à ses besoins, tout en évitant un surplus qui pourrait lui être fatal. Activée par un capteur capable de détecter la quantité d’hème, une pompe moléculaire laisse pénétrer passivement l’hème s’il est peu concentré dans l’environnement. Mais dès qu’il y en a trop, la pompe se met à rejeter les molécules excédentaires. Le décryptage de cette régulation offre une cible pharmacologique contre E. faecalis : bloquer la pompe permettrait d’éliminer cette bactérie opportuniste, responsable d’infections urinaires et cardiaques, et troisième cause d’infection nosocomiale en France. M. C.

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

Environnement

Le blanchiment des coraux élucidé

Stressées par la chaleur, les algues colorées unicellulaires qui vivent dans les coraux contraignent ces derniers à les expulser, car elles libèrent des molécules toxiques. Les coraux perdent alors leur couleur et leur principale source d’alimentation. Ils peuvent en mourir si la vague de chaleur persiste ou est aggravée par la pollution par exemple. Ce phénomène de blanchiment des coraux, devenu emblématique du réchauffement des océans, commence en réalité avant l’expulsion des algues symbiotiques. C’est ce que vient de découvrir un chercheur suisse de l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne), qui a étudié pendant plus de un an un récif du centre de la mer Rouge, au large de Thuwal, en Arabie Saoudite. À partir des conditions environnementales reproduites en laboratoire, il a constaté que le corail lui-même est dans un état de stress et de déficit en nutriments, bien avant la production par les algues de molécules nocives pour lui. Il existe donc une rupture précoce, inexpliquée aujourd’hui, des échanges entre le corail et les algues qu’il héberge. M. C.

Pour en savoir plus : actualité de l'EPFL

Climatologie

Réchauffement en profondeur de l’océan Austral

Les différents brise-glaces Astrolabe s’étant succédé participent depuis des décennies à l’exploration de l’Antarctique, ce qui permet de disposer de données sur de longues périodes. À partir de ces dernières, des scientifiques de plusieurs organismes de recherche français ont établi la plus longue série de relevés de températures à travers l’océan Austral, du nord au sud. Ils confirment son réchauffement depuis vingt-cinq ans. Le léger refroidissement observé en surface cache de fait un réchauffement rapide et marqué des eaux en profondeur, jusqu’à 800 mètres sous la surface. Une augmentation des températures de 0,04 °C par décennie et la remontée rapide des eaux chaudes vers la surface à une vitesse de 39 mètres par décennie, entre trois et dix fois plus que les estimations antérieures, pourraient avoir de graves conséquences sur les glaces de l’Antarctique. Les chercheurs pointent en particulier les modifications du pourtour de la calotte polaire. M. C.

Pour en savoir plus : actualité du CNRS

Chimie-agronomie

Du coton importé dans l’Antiquité

La péninsule Arabique était un carrefour commercial capital, et ce, dès l’Antiquité. Certaines espèces végétales y ont été importées sous forme de graines, puis cultivées. C’est le cas du coton (Gossypium sp.). Face à des vestiges archéologiques, comme de petits morceaux de coton tissé datant des IIe et IIIe siècles av. J.-C. retrouvés sur le site de fouille de Mleiha, situé dans la péninsule d’Oman, une question se pose. Plante d’origine tropicale ou subtropicale, ce coton était-il déjà cultivé dans les oasis de cette zone aride ? Ou bien a-t-il été importé ? Grâce à une analyse des isotopes du strontium (Sr), des chercheurs français ont pu remonter à son origine : ces morceaux de coton proviennent probablement de la côte nord-ouest de l’Inde. En effet, le rapport des deux isotopes 87Sr/86S dépend de la composition chimique de la roche sous-jacente et peut donc être un indicateur d’une origine géographique. Cette hypothèse semble cohérente avec les nombreux textes qui dépeignent le Nord-Ouest de l’Inde comme une zone importante de production de coton pendant l’Antiquité. Ce résultat signifie que la culture du coton n’était pas encore une pratique courante dans la péninsule Arabique aux IIe et IIIe siècles av. J.-C. M. C.

Pour en savoir plus
: actualité du CEA

Physique

1,678 24 femtomètre

Ce chiffre (1 fm = 10‒15 m) correspond à la taille du noyau d’hélium ayant été déterminée récemment avec une précision cinq fois meilleure que précédemment, grâce à une méthode de mesure novatrice. Cette dernière repose sur les muons de basse énergie, produits par un accélérateur de particules à l’institut Paul-Scherrer (PSI) en Suisse, qui remplacent les électrons. Les muons ressemblent aux électrons, mais sont deux cents fois plus lourds. Ils sont mis en gravitation autour du noyau atomique de l’hélium sur des orbites nettement plus serrées que celles des électrons. Pour cette nouvelle mesure, les muons sont envoyés dans une petite chambre remplie d’hélium gazeux. Peut apparaître alors de l’hélium muonique, au sein duquel le muon remplace un électron. Ensuite, une impulsion laser envoyée sur l’hélium gazeux excite le muon, amené à un état énergétique supérieur, où son orbite passe pratiquement toujours hors du noyau atomique. Lorsqu’il retombe de cet état initial, le muon émet de la lumière de type rayons X. Dans l’expérience, la fréquence laser est variée jusqu’à réception de nombreux rayons X. Cette fréquence de résonance permet de déterminer la différence entre les deux états énergétiques du muon dans l’atome. Grâce à des équations théoriques, il a été possible de déterminer le rayon du noyau atomique, car la différence d’énergie mesurée dépend de la taille du noyau atomique. M. C.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse de l'institut Paul-Scherrer