Revue des sciences mai 2018

Pour la Science

• L'universalité des matrices aléatoires
• Les gènes des derniers Néandertaliens

Physique, espace, nanos

• Les extraterrestres ne pourraient pas décoller de leur planète trop grosse !
• Objectif 2030 pour Mars via la Lune
• La supraconductivité avec des paires de Cooper de spin 3/2
• L'intrication quantique macroscopique
• L'aimantation contrôlée par laser

Climat, écologie, énergie

• Le réchauffement causé par le trou d'ozone ?
• Produire des protéines et capter le CO2 avec des algues et de l'eucalyptus
• Les terres rares ne sont pas rares
• Des scientifiques créent par hasard une enzyme dévoreuse de plastique
• Des chenilles ravageuses et résistantes aux OGM s'hybrident
• Des abeilles solitaires pour polliniser les cultures

Biologie, préhistoire, cerveau

• Le système CRISPR-Cpf1 édite l'ADN en dehors des cellules
• Des bonobos partagent de la nourriture entre différents groupes
• La disparition des grands mammifères par Sapiens depuis 125 000 ans
• Sapiens en Arabie il y a 88 000 ans
• Des Amazoniens parlent à 20km avec leurs tambours

Santé

• Des cerveaux de cochons maintenus vivants en dehors du corps
• Les antidépresseurs anticholinergiques cause de la hausse des Alzheimers
• Le GBL, un solvant industriel qui se transforme en GHB est mortel mal dosé
• Un grain de beauté artificiel qui détecte précocement le cancer

Techno

• La reconnaissance faciale dans l'obscurité pour l'armée
• La Nasa étudie un avion qui passe le mur du son sans faire de bruit

Une des nouvelles les plus encourageantes, c'est une combinaison Algues, Bioénergie, Capture du C02 et Stockage qui serait capable de réduire le CO2 tout en nourrissant les populations. La découverte par hasard d'une enzyme dévoreuse de plastique suscite aussi pas mal d'espoirs (peut-être mal placés). Une autre nouvelle potentiellement très importante, c'est une possible baisse de la vente des smartphones qui annoncerait une saturation du marché ? Par contre un nouveau risque majeur inattendu viendrait de l'utilisation de l'IA par les militaires qui pourraient du coup déclencher plus facilement une guerre nucléaire, à ce qu'il paraît. De plus la surveillance s'intensifie, jusqu'à espionner l'état émotionnel des travailleurs. Le fait d'arriver à maintenir vivants des cerveaux (de cochons pour l'instant) en dehors du corps est aussi une nouvelle assez troublante. Plus amusant, l'hypothèse que des extraterrestres ne pourraient pas décoller de leurs planètes trop grosses ! et l'incroyable capacité des Amazoniens d'imiter leur langage avec leurs tambours...

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Revues : Pour la Science
Brèves : Physique - Climat - Biologie - Santé - Technologie

- Economie et social

Il y a deux sortes d'optimistes, l'optimisme technique et l'optimisme politique. Il ne s'agit pas de dire que les plus catastrophistes ont raison mais entendre certaines déclarations de militants fait penser aux déclarations victorieuses du régime irakien au moment où il était complètement écrasé par l'armée américaine ! Les vérités alternatives ne sont pas l'exclusivité de l'extrême-droite, hélas, participant à l'impuissance générale. Un exemple parmi tant d'autres, le dernier livre de Larrouturou qui prétend que la solution est simple : investir mille milliards (simple en effet) dans la transition - ne faisant d'ailleurs que reprendre les préconisation de Lester Brown ! Il faudrait effectivement développer six fois plus vite les énergies renouvelables, mais le dire ne permet pas d'aller plus vite que la musique. Ainsi, la Chine a installé 10 gigawatts de capacité solaire au premier trimestre de 2018, équivalent de 10 centrales nucléaires, mais c'est sans doute un rythme trop rapide pour être viable. Ce n'est pas qu'il faut se précipiter à prétendre que tout est déjà foutu et que l'humanité va disparaître, exagérations imbéciles. Des dispositions simples pourraient s'imposer comme la combinaison Algues, Bioénergie, Capture du C02 et Stockage, capable de réduire le CO2 tout en nourrissant les populations. L'agriculture (y compris l'agriculture marine) est assurément la clef de nombre de nos problèmes... en même temps que source d'autres problèmes souvent, comme la fertilisation des lacs par les engrais agricoles produisant beaucoup de CO2. Là aussi, la Chine a compris qu'elle devait s'engager dans une agriculture durable réduisant les apports alors que Greenpeace dénonce comme "pollueurs-payés" les subventions européennes à des pratiques agricoles polluantes. D'ailleurs, on s'aperçoit avec retard que des fongicides utilisés couramment en agriculture (les inhibiteurs de la succinate déshydrogénase comme le boscalide) seraient dangereux pour la santé et devraient être interdits. Enfin, il fallait s'y attendre, les espèces évoluant sans cesse finissent toujours par contourner nos armes chimiques et des chenilles ravageuses et résistantes aux OGM se sont hybridées devenues encore plus menaçantes jusqu'à pouvoir représenter un risque global.

En tout cas, la capture du CO2 est indispensable et, devenue rentable, devrait prendre de l'ampleur dans les 30 ans à venir mais pour l'instant, il y a trop de quotas, ne servant qu'à enrichir les industries énergivores... Au lieu de s'opposer au marché du carbone, il faut le rendre efficace. Il n'y a pas pour autant de solution miracle. Les prévisions les plus optimistes ne se réalisent jamais, ce qui n'empêche pas un progrès continu des techniques, de même les prophéties de fin du monde sont toujours repoussées à plus tard, ce qui n'empêche pas les catastrophes de se produire - mais avec des conséquences relativement circonscrites malgré tout. Plutôt qu'un Tout ou Rien (le Bien contre le Mal), on se trouve un peu toujours au même point, dans la situation générale du vivant confronté à l'entropie, une extériorité menaçante contre laquelle le vivant s'active constamment, arrivant à des inversions locales d'entropie (évolution de plus en plus complexe) sans jamais pouvoir annuler les menaces extérieures (y compris politiques) qu'on doit essayer de réduire sans arrêt. Ainsi, le plan du gouvernement pour favoriser l'économie circulaire est certes très insuffisant mais au moins c'est devenu une préoccupation officielle (pour l'instant c'est surtout la réparation mais une idée à soutenir aussi, c'est de faire des plateformes numériques locales).

Ceci dit car la situation est vraiment loin d'être brillante, l'ONU s'en inquiète. Il se confirme que le Gulf stream ralentit (en deux séquences depuis la fin du petit âge glaciaire vers 1850 et depuis 1950 pour des raisons anthropiques). Les nouvelles du climat, de la biodiversité et de l'écologie en général sont de plus en plus déprimantes à quoi s'ajoute une politique complètement désorientée avec un glissement vers les régimes autoritaires et la disparition de la gauche avec des mouvements sociaux perdus d'avance (répétant eux aussi qu'ils vont gagner!). On ne peut pas dire qu'il n'y a pas des améliorations en cours, notamment pour les femmes, mais on est quand même plutôt dans une période de régression et la façon dont on traite les migrants est vraiment barbare. Par dessus le marché, ce qui aurait pu passer pour un progrès, l'utilisation de l'IA par les militaires pourrait provoquer une guerre nucléaire selon des experts...

La meilleure nouvelle du mois est peut-être la découverte par hasard d'une enzyme dévoreuse de plastique. Sinon, les cellules solaires organiques atteignent une efficacité de 15% et une durée de vie de 20 ans pour un coût très faible. De plus, les cellules à colorant (Graetzel) pourraient produire de l'électricité en intérieur à partir de la lumière diffuse. Comme on le répète depuis longtemps, les terres rares ne sont pas rares, les Japonais venant de trouver un gigantesque gisement sous-marin. Enfin, un scientifique prétend qu'en fait le réchauffement serait causé par le trou d'ozone, qui justement se résorbe, ce qui est très douteux mais pourrait tout de même y participer ?

- Sciences

C'est une exagération de prétendre que ce schéma de rendement décroissant de la recherche scientifique annoncerait une fin de la science alors que c'est plutôt le signe d'une difficulté croissante de nouvelles découvertes (le plus "facile" ayant été découvert d'abord). Il faudrait surtout différencier les domaines, certains étant en accélération (biotechnologies, neurosciences, préhistoire, etc), il est vrai cependant qu'il semble que les grands axes sont désormais acquis et les nouvelles de plus en plus répétitives mais il reste tout de même beaucoup de mystères et de controverses sur des phénomènes aussi basiques que le langage, l'intelligence, la conscience (sans parler des énigmes de la physique, matière et énergie noire, intrication, etc). Un des articles les plus surprenants du mois montre une certaine universalité des matrices aléatoires, témoignant d'une création d'ordre à partir du hasard qu'on retrouve aussi bien dans les nombres premiers, les cours de la bourse que dans la physique quantique. L'ordre est toujours une question d'échelle, on a un substrat quantique chaotique, un ordre stable macroscopique, un grand désordre vu de l'espace, puis des régularités cosmiques...

On apprend sinon qu'il y aurait 10 000 trous noirs qui orbitent autour du trou noir supermassif au centre de notre galaxie (en fait, il pourrait y avoir de 4 à 20 trous noirs supermassifs) mais il faudrait sans doute renoncer à trouver des traces de vie sur les planètes de Proxima du Centaure (l'étoile la plus proche de notre Système solaire) car les naines rouges sont sujettes à des explosions susceptibles de détruire toute vie alentour. Il faudra donc aller bien plus loin, ce qui exige beaucoup trop de temps, raison sans doute pour laquelle on ne voit pas d'extraterrestres, il n'est pas si mystérieux que personne ne s'engage pour un si long voyage. Comme les premières planètes habitables détectées étaient (forcément) les planètes les plus grosses, ce qu'on appelle des superterres, un scientifique a même fait l'hypothèse amusante que les extraterrestres ne pourraient pas décoller de leur planète trop grosse ! Notre Terre serait donc privilégiée aussi pour la conquête de l'espace. En tout cas, les projets de la Nasa, plus crédibles que ceux d'Elon Musk, prennent forme d'une mission sur Mars via la Lune en 2030. Dans les curiosités, on peut citer sinon une supraconductivité avec des paires de Cooper de spin 3/2 mais le plus important sans doute, c'est qu'on assisterait à bas bruit à une véritable révolution avec les nouveaux lasers de puissance moyenne supérieure et les lasers ultrarapides, permettant de nombreuses applications comme des accélérateurs à plasma laser compacts.

Rien de surprenant par contre à l'utilisation de CRISPR pour la première fois chez un malade atteint d'une maladie génétique. Une autre thérapie génique a guéri plusieurs malades atteints de béta-thalassémie. On pourrait aussi réduire ainsi l'excès de cholestérol mais ces thérapies miraculeuses ne sont pas rentables pour les laboratoires qui préfèrent les maladies chroniques à des traitements qui guérissent définitivement les malades ! L'utilisation de CRISPR-Cpf1 pour éditer l'ADN en dehors des cellules ouvre de nombreuses perspectives mais la nouvelle du mois, c'est incontestablement la conservation de cerveaux de cochons maintenus vivants en dehors du corps. On avait vu le mois dernier la prétention de figer le cerveau dans l'espoir de le numériser à l'avenir mais le maintenir en vie serait bien plus crédible - et pourrait servir à la transplantation de tête toujours envisagée ? En fait, notre connaissance du cerveau est encore très limitée par sa complexité qu'une IA apprend à comprendre en identifiant cellules et connexions, ce qui pourrait en retour profiter à l'IA qui progresse en imitant le cerveau. Les études se contredisent ainsi sur la fabrication de nouveaux neurones tout au long de la vie. Tout de même, on réussissait déjà à reconstituer des images pensées, on arrive maintenant à reconstituer la musique à laquelle on pense et les implants neuronaux permettraient de bloquer la douleur par stimulation en courant continu ainsi que de produire différentes sensations de toucher et de mouvement chez un paralysé par stimulation neuronale directe (et non pas des nerfs qui sont aussi très efficaces avec un contrôleur). Il reste à comprendre mieux et maîtriser ces stimulations. Alors qu'une étude met en cause les antidépresseurs anticholinergiques dans l'augmentation des Alzheimers, de plus en plus de spécialistes mettent en doute l'existence même de la maladie. Plus étonnant, à cause de sa lumière bleue, l'éclairage LED ferait augmenter les cancers du sein et de la prostate (liés aux hormones) en perturbant le rythme circadien (tout comme nos écrans), ce qui à son tour affecte les niveaux d'hormones, mais on pourrait se faire greffer un grain de beauté artificiel qui détecte précocement le cancer ! Enfin, signe des temps, on a appris que trois femmes ont été opérées pour augmenter la sensibilité du point G dont certains contestent encore l'existence !

Le régime paléolithique privilégiant la viande était censé plus sain que notre régime néolithique alors qu'en fait un régime végétarien comme celui des gorilles serait bien plus bénéfique, constituant le meilleur traitement pour toutes sortes de maladies, en premier lieu des maladies cardiaques, le cholestérol, le diabète, l'inflammation, etc. La viande n'est cependant pas complètement absente de leur nourriture, ce qu'on observe avec des bonobos qui partagent de la viande entre différents groupes, sans agressivité, ce qui n'est guère étonnant pour des bonobos mais il n'y a donc pas que les hommes qui peuvent partager leur repas avec des inconnus. L'étude des gènes des derniers Néandertaliens montre qu'ils ne se sont pas croisés avec Sapiens, notre propre métissage avec Néandertal datant uniquement de la sortie d'Afrique au Moyen-Orient. Il n'y a pas eu mélange mais remplacement d'une espèce par une autre. La présence de Sapiens en Arabie il y a 88 000 ans repousse d'ailleurs la date de cette sortie d'Afrique (qui a sûrement eu des précédents). Une nouvelle étude confirme d'ailleurs la disparition des grands mammifères par Sapiens depuis 125 000 ans, ce qui paraît incroyable étant donné le nombre si réduit des populations. En Australie comme ailleurs, les grands animaux ont effectivement disparu peu après l'arrivée de l'homme, mais l'histoire des langues australiennes montre bien comment une langue a soudain connu une très grande expansion grâce à l'avance technique de leurs locuteurs, dans une période de détérioration du climat. On peut s'émerveiller enfin de la capacité des Amazoniens d'imiter leur langage avec leurs tambours pour se parler jusqu'à 20km de là.
 

- Numérique

Alors qu'elles suscite beaucoup de fantasmes, l'utilisation des Big data s'est révélée décevante face à la complexité de la société et des biais qu'elles comportent. On n'en est cependant qu'au tout début, il devrait y avoir à la fois des progrès et une réduction de ses prétentions prédictives (si ce n'est de "gouvernement par les nombres"). Il semble par contre que la blockchain entre dans une phase grand public avec toute une série de logiciels comme Elemential, une start-up basée à Bombay, qui propose avec middleware le « WordPress de la Blockchain ». Il y a aussi AWS Blockchain Templates, Amazon Web Services fournissant un moyen facile et rapide de créer et de déployer des réseaux blockchain sur son cloud en utilisant Ehtereum ou Hyperledger Fabric. Oracle et IBM développent aussi leurs propres produits. Quant à l'avenir des cryptomonnaies, il pourrait être de les étatiser (c'est en cours, par exemple en Iran), ou bien de les intégrer à Facebook, mais elles pourraient tout simplement se multiplier, notamment comme monnaies locales. On s'attend, en tout cas, à ce que la blockchain révolutionne l'énergie, la publicité, l'agriculture, la médecine, les élections, etc.

L'impact écologique des smartphones est insoutenable, surtout par leur renouvellement trop fréquent, ce que pourrait réduire le Fairphone ? Alors que les TIC représentaient 1% de l'empreinte carbone en 2007, elles ont déjà triplé et pourraient dépasser les 14% d'ici 2040. Ce sont les serveurs liés à leur utilisation qui devraient représenter 45% des émissions de TIC d'ici 2020. Ceci dit, la saturation serait proche puisqu'on annonce une baisse de la vente des smartphones. Une fois le monde entier équipé, on pourrait assister à une décroissance du numérique ?

Ce n'est pas tout rose pour autant. Alors que les Chinois équipent salariés et militaires de casques EEG pour surveiller leur état émotionnel, l'Australie veut installer des caméras dans toutes les voitures pour détecter notamment l'utilisation interdite du téléphone au volant. Il y a aussi des plaques d'immatriculation numériques qui sont testées à Dubaï. Un GPS intégré et un transmetteur serviront à envoyer des alertes aux services d'urgence si un conducteur a un accident mais les plaques pourront diffuser un message si le véhicule est volé. le paiement des contraventions sera débité automatiquement par voie électronique, de même que le stationnement, etc. Pour compléter le tout, un projet, soutenu par Bill Gates, prévoit de lancer 500 petits satellites capables de surveiller en temps réel tout ce qui se passe sur Terre...

Du côté de l'Intelligence Artificielle et de la robotique, il y a Amazon qui se lance dans les robots domestiques capables de se déplacer dans la maison (mais qui devrait plus ressembler à un robot-aspirateur). Sinon, l'IA pénètre le bâtiment pour la construction comme pour la détection d'anomalies mais apprend aussi à faire de la poésie (c'est bien plus facile que la prose) et, plus généralement, produit des oeuvres d'art de plus en plus crédibles (bien que dépourvues de sens, c'est toute la différence). De son côté, l'armée développe la reconnaissance faciale dans l'obscurité et les compressions d'image par IA devraient être beaucoup plus efficaces que les systèmes actuels, accélérant l'affichage des vidéos. Enfin, on peut voir une vidéo où à partir d'une prise de vue de 5mn (où il suffit de faire tourner son corps), une IA crée votre modèle 3D qui peut être animé à volonté et intégré dans la réalité virtuelle, voire des fakes news...

Pour la Science no 437, l'inconscient

- L’universalité des matrices aléatoires, p34

Temps d’attente entre deux métros, niveaux d’énergie des noyaux atomiques, nombres premiers, théorie des cordes, tsunamis, cours de la bourse, forme des protéines, antennes de téléphonie mobile, position des arbres dans une forêt, durée d’embarquement des passagers dans les avions, géométrie des surfaces, cristaux, conduction électronique… Qu’y a-t-il de commun dans cet inventaire à la Prévert ? Dans tous ces phénomènes, que ce soit dans leur description ou leur modélisation, les chercheurs ont mis au jour des propriétés qui sont celles des matrices aléatoires…

Ces objets combinent un outil mathématique très répandu, les matrices, avec un phénomène lui aussi présent dans une multitude de situations, le hasard. Et bien que le hasard soit a priori un agent de désordre, d’irrégularité et d’imprévisibilité, les matrices aléatoires ont révélé des propriétés traduisant un surprenant ordre caché : elles se comportent de façon « universelle », c’est-à-dire qu’elles présentent des régularités statistiques identiques quel que soit le type de hasard mis en jeu, et donc quel que soit le phénomène aléatoire précis que la matrice est censée décrire.

L’étude des matrices aléatoires remonte au moins à 1928, époque où le mathématicien écossais John Wishart s’y est intéressé dans le cadre de l’analyse de données statistiques. Mais ce sont surtout les travaux du physicien théoricien d’origine hongroise Eugene Wigner sur les niveaux d’énergie des noyaux atomiques lourds, publiés en 1955, qui ont stimulé l’intérêt des scientifiques pour le sujet.

Plusieurs autres physiciens théoriciens ont ensuite contribué à la théorie de ces objets et à établir des liens avec divers problèmes de physique. Et les percées qu’ils ont réalisées dans les décennies 1970-1990 ont attiré vers le domaine de nombreux mathématiciens et chercheurs d’autres disciplines. Ces scientifiques ont découvert d’une part que les matrices aléatoires ont des propriétés fascinantes, d’autre part qu’elles interviennent dans maintes questions scientifiques ou techniques. La théorie de ces objets est ainsi devenue, depuis, un champ de recherche très actif.

- Les gènes des derniers Néandertaliens, p15

Ces nouveaux travaux montrent que les Néandertaliens tardifs n’ont pas de gènes nucléaires sapiens en eux, ce qui est une énigme pour les chercheurs.

Cela apparaît d’autant plus problématique que ces Néandertaliens vivaient entourés de primo-arrivants sapiens. Une hybridation tardive entre les deux espèces était donc possible et semble plus que plausible. De fait, elle a bien eu lieu : en 2015, l’une des signataires de la nouvelle étude génétique a découvert que 8 % des gènes nucléaires contenus dans le fossile roumain Oase 1 d’un individu sapiens mort il y a quelque 40 000 ans étaient néandertaliens. Pour autant, Mateja Hajdinjak et ses collègues relèvent aussi que les gènes néandertaliens des Européens actuels ne sont pas proches de ceux des Néandertaliens tardifs d’Europe. Tant cette distance génétique que l’absence énigmatique de gènes sapiens chez les Néandertaliens tardifs s’expliquent alors si l’on fait – et valide – deux hypothèses : d’une part, que le métissage a surtout induit des flux géniques dans le sens H. neanderthalensis ➞ H. sapiens ; d’autre part que le principal événement d’hybridation s’est produit hors d’Europe bien avant l’arrivée de nos ancêtres sur ce continent. Au Proche-Orient sans doute.

Cela confirme qu'il y avait sans doute une plus grande incompatibilité dans un sens que dans l'autre (on a évoqué l'éclampsie) et surtout que l'avantage du croisement était surtout pour Sapiens (pour l'immunité?). Certains ont émis l'hypothèse, peu probable, que si tous les non-Africains ont un peu de Néandertal, ce serait parce que cela aurait éclairci leur peau, les poussant à sortir d'Afrique !

- Des virus géants très bactériens, p18

Le Tupanvirus est un nouveau genre de virus géant d’environ 1,5 micromètre de long doté d’une machinerie de traduction du génome en protéines étonnamment complète.

Découverts dans des milieux salés – un lac alcalin et un fond océanique –, les Tupanvirus portent en effet, outre une queue particulièrement longue, tout le nécessaire pour synthétiser des protéines, hormis les ribosomes, ces structures qui, dans les cellules, décodent l’information génétique.

Cela plaide me semble-t-il pour l'hypothèse de parasites qui perdent certaines fonctions, les virus géants seraient ainsi d'anciennes bactéries alors que les autres virus seraient plutôt des séquences d'ADN isolés servant à la transmission de gènes et à la régulation des populations.

- Agriculture durable : la leçon chinoise, p24

Une campagne nationale de partage de pratiques agronomiques validées scientifiquement auprès de 21 millions de petits producteurs de riz, de maïs et de blé a permis d’augmenter les rendements de 11% et de diminuer l’usage des engrais de 15 à 18% en moyenne. Pour les producteurs, cela a représenté un gain de 12,2 milliards de dollars sur 10 ans.

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Les extraterrestres ne pourraient pas décoller de leur planète trop grosse !

À 21 années-lumière de nous, une petite naine rouge appelée Gliese 625 comporte une planète rocheuse 2,8 fois plus massive que la Terre, appartenant à la catégorie des superterres. Ces mondes, très courants dans l'univers, peuvent atteindre jusqu'à dix fois la masse terrestre.

Pour d'hypothétiques habitants, ce genre d'exoplanète aurait tout du paradis. L'atmosphère plus épaisse, retenue par la gravité plus élevée, bloque mieux les radiations nocives. D'immenses océans peu profonds, constellés de terres émergées, pourraient recouvrir la surface aplatie et érodée de cette « planète-archipel ». Mais ces extraterrestres auraient bien du mal à en partir, d'après Michael Hippke, chercheur indépendant affilié à l'observatoire de Sonneberg en Allemagne.

Ainsi, pour décoller d'une exoplanète de dix masses terrestres, une fusée conventionnelle à propulsion chimique devra peser 400.000 tonnes !

En conséquence, selon le chercheur, « les civilisations originaires des superterres sont beaucoup moins susceptibles d'explorer l'univers. Elles resteraient plutôt confinées sur leur planète et, par exemple, emploieraient des lasers ou des radiotélescopes pour communiquer à travers l'espace au lieu d'envoyer des sondes ou des vaisseaux spatiaux ». Cependant, ses calculs valent pour des fusées traditionnelles à propulsion chimique. D'autres technologies, telles les fusées à propulsion nucléaire, pourraient être utilisées.

- Objectif 2030 pour Mars via la Lune

D'ici là, il est prévu la réalisation de missions dans l'environnement lunaire, l'assemblage de la passerelle vers l'espace profond (Deep Space Gateway), qui nécessitera quatre missions, et la construction, en orbite, du système de transport pour l'espace profond. Ce dernier est un véhicule de plus de 41 tonnes qui servira aux voyages allers-retours à destination de Mars ; il est dimensionné pour trois missions martiennes et supportera, pour chaque mission, un équipage de quatre astronautes pendant 1.000 jours.

- Des essaims de petits drones pour explorer Mars

Il y aurait un seul essaim de Marsbees pour commencer. Et leur ruche ne serait autre qu'un rover du type Curiosity. Les abeilles viendraient ainsi s'y ravitailler en énergie après une journée d'exploration des environs et bien sûr transmettre tout ce qu'elles ont butiné, enfin vu et découvert par monts et vallées, sur plusieurs kilomètres à la ronde. De tels escadrons d'insectes-robots présentent d'indéniables avantages pour élargir les horizons et, par exemple, rechercher des traces de vie, de même que pour réduire les risques en cas d'échecs au lancement.

- Aurora Station : le projet d'un hôtel (de luxe) en orbite autour de la Terre

La start-up américaine Orion Span souhaite placer une station spatiale "hôtelière" en orbite autour de la Terre en 2021.

La société a d'ores et déjà ouvert les pré-réservations sur son site afin de s'inscrire sur liste d'attente, pour des séjours prévus dès 2022. Pour s'envoler plus près des étoiles, il en coûtera au Voyageur galactique, qu'il soit ou non lecteur de Douglas Adams, la bagatelle de 9,5 millions de dollars.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Une pluie de diamants

Une météorite a explosé en 2008 au-dessus de la Terre, projetant une pluie de diamants. L'étude de ces derniers révèle qu'elle provient d'une proto-planète aujourd'hui disparue.

Ces diamants se sont formés, à très haute pression, à l'intérieur d'un corps planétaire dont la taille peut être comprise entre celles de Mercure et de Mars.

- La supraconductivité avec des paires de Cooper de spin 3/2

La propriété de supraconduction s'explique par l'apparition de paires de Cooper, des électrons associés par deux quand la température descend sous une valeur critique. Les électrons ont un spin 1/2, les paires de Cooper se comportent comme des bosons, c'est-à-dire des particules de spin entier mais des chercheurs viennent pour la première fois de démontrer que dans un alliage YPtBi, ces électrons appariés se comportent comme s'ils avaient chacun un spin 3/2.

C'est finalement à la fin des années 1920 que le prix Nobel de physique Félix Bloch a obtenu la première clé de la physique du solide en utilisant les ondes de matière de Louis de Broglie, pour décrire la propagation des électrons dans un réseau cristallin. Les noyaux occupant les sites y génèrent un potentiel électrostatique effectif, variant périodiquement dans l'espace. Que ce soit dans un métal ou dans un semi-conducteur, ce potentiel peut être approximé par une série de créneaux. Il existe alors des solutions particulières de l'équation de Schrödinger contrôlant la propagation des ondes de matière électronique dans ce cristal. Elles expliquent pourquoi des électrons peuvent s'y déplacer sans être rapidement freinés par des collisions avec les noyaux. Ces solutions décrivent les « ondes de Bloch ».

Les électrons dans les ondes Bloch s'y comporteraient comme les électrons autour d'un atome, donc avec un moment cinétique qui est la composition du spin propre de chaque électron et d'un moment cinétique orbital, comme s'il tournait autour d'un noyau (soit 3/2). Sauf que dans le cas présent, les électrons se déplacent librement dans le supraconducteur exotique. Finalement, les paires de Cooper semblent donc formées d'électrons de Bloch se comportant comme si chacun avait un spin 3/2.

- Lien entre supraconductivité et position dans la table périodique

Un groupe de chimistes dirigé par Artem R. Oganov, professeur à l'Institut de physique et de technologie de Moscou et Skoltech, a découvert que certains éléments capables de former des composés supraconducteurs sont disposés selon un schéma spécifique dans le tableau périodique. Il a été établi que la supraconductivité à haute température se développe dans des atomes de métal dont la dernière couche électronique approche de la saturation. Les atomes sont supposés devenir très sensibles aux positions des atomes voisins, ce qui entraînerait une forte interaction électron-phonon, l'effet sous-jacent à la supraconductivité conventionnelle. Sur la base de cette hypothèse, les scientifiques ont supposé que la supraconductivité à haute température pourrait se produire dans les hydrures d'actinium. Leur supposition a été vérifiée et confirmée: leur supraconductivité a été constatée à des températures de -69 à -22°C à 1,5 million d'atmosphères.

- Relation entre supraconduction et température ou dopage

Sans dopage, ces composés sont isolants et antiferromagnétiques (sans aimantation). Au fur et à mesure que le dopage augmente, l’antiferromagnétisme devient fluctuant et la supraconductivité émerge à basse température. Le dopage grandissant toujours, la température supraconductrice suit un « dôme », augmentant puis diminuant au-delà d’une valeur optimale. A température plus haute, l’état non-supraconducteur s’écarte de celui d’un métal habituel. A bas dopage, dans le régime dit de « pseudogap », la conductivité est faible. Autour du dopage optimal la conductivité de l’état non-supraconducteur (qualifié « d’étrange ») augmente, mais ne suit pas les variations attendues en fonction de la température. Seulement à très haut dopage, nous retrouvons un comportement métallique « normal ».

- Un électron lié et libéré à la fois

Les atomes sont formés d’électrons autour d’un noyau central auquel ils sont liés. Les électrons peuvent aussi être arrachés –ionisés– de leur noyau à l’aide du champ électrique puissant d’un laser.

Depuis les années 70, plusieurs expériences tentent de confirmer l’hypothèse avancée par les théoriciens Kramers et Henneberger: on peut placer un électron dans un double état, ni libéré ni lié. Piégé dans le laser, l’électron serait forcé de passer et repasser devant son noyau et subirait ainsi le champ électrique du laser combiné à celui du noyau.

Cette hypothèse, jugée impossible par bon nombre de scientifiques, vient d’être confirmée avec succès.

En plaçant l’électron dans un double état, ni lié ni libéré, les chercheurs ont trouvé le moyen de manipuler ses oscillations comme ils le souhaitent, ce qui leur permet d’agir directement sur la structure électrique de l’atome. « Ceci nous offre la possibilité de créer de nouveaux atomes grâce au champ du laser, avec de nouveaux niveaux d’énergie des électrons ».

- L'intrication quantique macroscopique

Jusqu'alors, l'intrication quantique n'avait pu être montrée que sur des particules. En 2015, par exemple, des chercheurs du MIT avaient réussi à intriquer, grâce à une impulsion laser, pas moins de 3.000 atomes de rubidium 87. Une broutille face aux milliards de milliards d'atomes que composent les oscillateurs mécaniques du diamètre approximatif d'un cheveu humain, impliqués dans l'expérience qui vient d'être menée par des chercheurs de l'université de Aalto (Finlande).

Une équipe a en effet réussi à placer ces sortes de peaux de tambours vibrants en aluminium dans un état quantique intriqué. Un état qui a pu être maintenu pendant pas moins d'une demi-heure. « Les corps vibrants interagissent via un circuit hyperfréquence supraconducteur. Les champs électromagnétiques dans le circuit sont utilisés pour absorber toutes les perturbations thermiques et ne laisser derrière que les vibrations quantiques mécaniques ».

D'un point de vue fondamental, cette expérience démontre donc que les lois de la mécanique quantique peuvent aussi s'appliquer à des objets « massifs ». Restera à déterminer massifs à quel point. D'un point de vue plus pratique, l'expérience pourrait, entre autres, servir à optimiser la détection d'ondes gravitationnelles.

- Stocker les qubits dans une enfilade d'atomes

Un bit quantique est encodé dans l’état de polarisation d’un photon par des lames à retard de phase. Le signal est ensuite séparé en deux canaux de polarisations orthogonales qui traversent tous deux un ensemble d’atomes froids très allongé. Un faisceau laser additionnel permet de contrôler le stockage et la relecture.

Dans cette expérience, la mémoire quantique repose sur la conversion du qubit photonique en une excitation atomique dans un ensemble d’atomes de césium refroidis par laser. Un faisceau laser de contrôle rend le milieu transparent, tout en ralentissant la lumière les traversant ; lorsque la lumière est contenue dans l’ensemble et le faisceau de contrôle éteint, l’information est convertie en une excitation collective, stockée jusqu’au rallumage du faisceau de contrôle. Cette technique maitrisée au LKB avait déjà permis plusieurs démonstrations ces dernières années, mais son efficacité dépend du nombre d’atomes mis en jeu. Les chercheurs du LKB ont ainsi réalisé un nuage très allongé d’atomes froids, de près de 3 cm de long, permettant cette forte interaction. Cependant, une telle compression du nuage rend généralement difficile le stockage de bits quantiques qui nécessite, par exemple, de définir plusieurs chemins au sein du nuage. Dans un nouveau dispositif, les physiciens ont réussi à combiner ces différents ingrédients, tout en conservant un niveau de bruit très faible.

L’information correspondant à un bit quantique est encodée dans la polarisation d’un photon. Les polarisations horizontale et verticale, qui forment une base orthogonale des états de polarisation, sont alors séparés, via un diviseur de faisceau en calcite, en deux chemins espacés de 4 millimètres puis focalisés sur le nuage atomique où l’information est ralentie et stockée. Après un temps de stockage réglable jusqu’à une vingtaine de microsecondes, la lumière récupérée à chaque bras de la mémoire est recombinée en un unique faisceau. Une efficacité record de 70% a été obtenue tout en préservant une fidélité avec le bit quantique initial au-delà de 99%.

- L'aimantation contrôlée par laser

La possibilité de générer ou supprimer des aimants dans un alliage à l'aide d'un rayon laser est surprenante. La réversibilité du processus ouvre la voie à de nouvelles possibilités dans les domaines du traitement des matériaux, de la technologie optique ou du stockage de données.

Le faisceau laser bien focalisé avec une impulsion de 100 femtosecondes (une femtoseconde est un millionième de milliardième de seconde) a créé une zone ferromagnétique dans l'alliage de fer et d'aluminium sur une couche de magnésie. Des impulsions sur la même zone mais à intensité réduite ont supprimé l'aimantation.

L'état ferromagnétique se forme lorsque l'impulsion laser ultra-courte réchauffe assez le matériau en couche mince pour le faire fondre depuis la surface jusqu'à l'interface avec la magnésie. Lorsque l'alliage refroidit, il entre dans un état connu sous le nom de "liquide surfondu" dans lequel il reste fondu, bien que la température ait chuté en dessous du point de fusion. Cet état est atteint en raison d'un manque de sites de nucléation - des emplacements où les atomes peuvent s'organiser en treillis. Au fur et à mesure que les atomes se déplacent à l'état surfondu à la recherche de sites de nucléation, la température continue de baisser et les atomes finissent par pouvoir se ranger en treillis solide, et comme dans un jeu de chaises musicales, les atomes de fer et d'aluminium finissent par être piégés dans des positions aléatoires à l'intérieur du treillis. Le processus ne prend que quelques nanosecondes et l'arrangement aléatoire des atomes en fait un aimant.

Le même laser, mais avec une intensité réduite, réarrange les atomes dans une structure bien ordonnée. Le tir laser plus faible ne fait fondre que l'alliage. Au bout d'une nanoseconde après la fusion, et dès que la température descend au-dessous du point de fusion, la partie solide du film commence à repousser et les atomes se réarrangent rapidement en réseau cristallin. Avec le treillis déjà formé et la température étant encore assez élevée, les atomes possèdent une énergie suffisante pour diffuser à travers le réseau et se séparer en couches de fer et d'aluminium. "Pour produire des zones magnétiques, il faut faire fondre le matériau de la surface jusqu'à l'interface, tandis que pour le supprimer, il suffit de fondre la partie supérieure".

On assisterait à une véritable révolution avec les nouveaux lasers de puissance moyenne supérieure et les lasers ultrarapides, permettant de nombreuses applications comme des accélérateurs à plasma laser compacts. On attend beaucoup aussi de futurs lasers gamma.

- Des matériaux qui se dilatent par la lumière

Des réseaux cristallins, ou « nanofeuillets moléculaires auto-organisés », se dilatent instantanément (par photostriction) quand on les expose à la lumière, pouvant conduire à de nouveaux nano-actionneurs, oscillateurs et autres composants électroniques, ou bien utilisés comme muscles artificiels robotiques.

- Nouvelles utilisations pour la nano-plasmonique

Les nanotechnologies optiques ont des applications en matière de santé, d'énergie et de nano-assemblage.

Ainsi, l'assemblage réversible de nanoparticules plasmoniques peut être utilisé pour moduler leurs propriétés structurelles, électriques et optiques. Les outils utilisés pour la manipulation et l'assemblage des nanoparticules sont des pinces optiques qui peuvent déplacer des objets diélectriques microscopiques en utilisant un faisceau laser hautement focalisé qui peut les attirer ou repousser.

- Des métamatériaux qui bloquent le son

Une nouvelle classe de métamatériaux imprimés en 3D peuvent être contrôlés à l'aide d'un champ magnétique. En effet, en utilisant un matériau déformable avec des particules de fer dans une structure en treillis, ces métamatériaux peuvent être compressés en utilisant un champ magnétique, pouvant être ainsi commutés à distance pour bloquer les ondes sonores et les vibrations mécaniques, ce qui pourrait servir à l'annulation du bruit, au contrôle des vibrations ou bien pour cacher les objets aux ondes acoustiques.

"Vous pouvez appliquer une force magnétique externe pour déformer la structure et changer l'architecture et la géométrie à l'intérieur. Une fois que vous changez l'architecture, vous changez la propriété et pouvez piéger des sons ou des vibrations dans la structure à travers des résonances locales, de sorte qu'ils ne peuvent pas passer à travers".

- Un métamatériau pour rediriger le son

L'équipe a pu contrôler la façon dont le dispositif manipule le son par la largeur des canaux entre chaque rangée de colonnes et la taille de la cavité à l'intérieur de chaque colonne individuelle. Certaines colonnes sont grandes ouvertes tandis que d'autres sont presque fermées et chaque colonne résonne à une fréquence différente selon la quantité de plastique dont elle est remplie.

Lorsqu'une onde sonore traverse le dispositif, chaque cavité résonne à sa fréquence prescrite, ce qui affecte non seulement la vitesse de l'onde sonore, mais interagit également avec les cavités voisines pour modifier sa transmission et sa réflexion.

Une onde sonore arrivant directement sur le métamatériau pourrait être déviée de 60 degrés avec un rendement de 96%.

- Des nanofils qui se reconfigurent en fonction de signaux biochimiques

La molécule de base est la naphtalènediediimide (NDI), qui est un semi-conducteur organique. La molécule a été modifiée des deux côtés en y ajoutant des acides aminés, déclenchant ainsi des voies d'auto-assemblage et de désassemblage. Ce processus a permis la formation et la dégradation de nanomatériaux avec des caractéristiques de type fil capables de conduire des signaux électriques.

L'assemblage de ces molécules est codé dans leur chimie dynamique, donc en changeant simplement les entrées chimiques, on peut observer des nanomatériaux isolants, des nanomatériaux conducteurs ou des nanomatériaux qui commutent dynamiquement entre les états conducteur et non conducteur.

- Un robot pour l'assemblage automatisé de nanomatériaux

Le robot est constitué d'un microscope optique automatisé à grande vitesse qui détecte les cristaux dont les positions et les paramètres sont ensuite enregistrés dans une base de données informatique. Un logiciel personnalisé est utilisé pour concevoir des hétérostructures en utilisant les informations de la base de données. L'hétérostructure est ensuite assemblée couche par couche par un équipement robotique dirigé par l'algorithme informatique conçu.

Climat

climat, énergies, écologie

- Le réchauffement causé par le trou d'ozone ?

Je ne donne pas du tout ma caution à cette théorie isolée mais il n'y a pas non plus de raison de la taire, sachant qu'il n'y a pas de vérité en science, seulement des vérifications. Les données ne sont pas aussi inexplicables qu'il le dit lorsqu'on intègre la complexité du réel (cycles océaniques, volcans) mais l'ozone pourrait avoir un rôle ?

En 1993, les augmentations de CFC dans l'atmosphère ont cessé. En 1995, les augmentations de l'appauvrissement de la couche d'ozone ont cessé. En 1998, les augmentations des températures moyennes mondiales ont cessé. La couche d'ozone reste appauvrie, l'océan continue de se réchauffer, la glace continue de fondre et le niveau de la mer continue d'augmenter, mais les températures mondiales n'ont pas beaucoup changé entre 1998 et 2013. Elles n'ont pas beaucoup changé de 1945 à 1970. Ainsi, les humains semblent avoir accidentellement provoqué le réchauffement à partir de 1970 en fabriquant de grandes quantités de CFC et en arrêtant accidentellement le réchauffement de l'air en 1998 tout en essayant de limiter l'appauvrissement de la couche d'ozone.

Leurs modèles calculent que les gaz à effet de serre absorbent beaucoup plus de rayonnement infrarouge terrestre que la faible quantité de rayonnement solaire ultraviolet B qui atteint la Terre lorsque l'ozone est épuisé. Pourtant, ils ne réalisent pas que l'énergie du rayonnement thermique n'est pas fonction de la quantité; c'est une fonction de fréquence. Rayonnement ultraviolet-B a 48 fois la fréquence du rayonnement infrarouge absorbé le plus fortement par le dioxyde de carbone, 48 fois l'énergie a le potentiel de rendre la température du corps absorbant 48 fois plus chaud. Le rayonnement ultraviolet B a suffisamment d'énergie pour causer des coups de soleil, le cancer de la peau et la cataracte, ce que ne peut faire aucune quantité d'énergie infrarouge. Après tout, vous avez beaucoup plus chaud au soleil que de rester dehors la nuit avec des radiations infrarouges telluriques autour de vous. Je peux maintenant montrer que les gaz à effet de serre n'absorbent pas suffisamment de chaleur pour être la principale cause du réchauffement climatique observé.

Les modèles climatiques fondés sur la théorie du réchauffement de serre n'ont pas correctement prédit les températures depuis 1998. Le réchauffement majeur qu'ils prévoient au cours de ce siècle est hautement improbable.

Il est difficile d'y croire mais c'est aux chercheurs de valider cette hypothèse. Il est plus probable que le trou dans la couche d'ozone puisse être tout au plus un facteur supplémentaire de réchauffement. En tout cas, la couche d'ozone se reconstitue petit à petit.

- Hécatombe "catastrophique" de coraux dans la Grande barrière

Environ 30% des coraux du vaste ensemble sont morts durant la vague de chaleur survenue entre mars et novembre 2016, le premier épisode de deux années consécutives de blanchissement.

"Nous avons eu quatre épisodes de blanchissement (1998, 2002, 2016 et 2017) sur la Grande barrière avec une hausse globale des températures de 1°C".

Voir aussi Futura-Sciences.

- Produire des protéines et capter le CO2 avec des algues et de l'eucalyptus

"Les algues pourraient constituer la meilleure source d'émissions négatives pour lutter contre le changement climatique".

"Combiner ces technologies - la bioénergie avec le stockage du carbone et la production de microalgues - peut sembler étrange, mais leur synergie pourrait aider à résoudre la faim dans le monde tout en réduisant le niveau de gaz à effet de serre".

Ce nouveau système intégré est appelé ABECCS pour Algues et Bioénergie avec Capture du CO2 et Stockage. Cette combinaison constituerait un puits de dioxyde de carbone tout en générant de la nourriture et de l'électricité. Par exemple, une installation ABECCS de 3 000 hectares peut produire autant de protéines que du soja sur la même surface, tout en produisant simultanément 17 millions de kW/h d'électricité et en séquestrant 30 000 tonnes de dioxyde de carbone par an.

C'est sans doute ce genre de solution qui pourra réduire le CO2.

- Une nanomembrane enduite d'anhydrase carbonique capte 90% du CO2

Les chercheurs qualifient la membrane de «memzyme» parce qu'elle agit comme un filtre mais qu'elle est presque saturée d'une enzyme, l'anhydrase carbonique, développée par des cellules vivantes pendant des millions d'années pour se débarrasser efficacement et rapidement du dioxyde de carbone.

"Notre méthode peu coûteuse utilise une membrane de seulement 18 nanomètres d'épaisseur qui incorpore des enzymes naturelles pour capter 90% du dioxyde de carbone. C'est près de 70% de mieux que les méthodes commerciales actuelles, et cela à une fraction du coût seulement".

- Colorants organiques et nanoparticules réverbérantes pour le photovoltaïque

Les anglophones les appellent upconverting nanoparticles (UCNP), comprenez « nanoparticules à conversion ascendante ». Ce sont des lanthanides (comme l'ytterbium ou l'erbium) capables d'absorber des photons de relativement faible énergie (comme les photons du proche infrarouge) pour réémettre des photons de plus grande énergie (comme les photons du domaine visible).

Les chercheurs du Berkeley Lab leur ont découvert une sorte d'effet symbiotique avec des colorants organiques. En effet, en présence d'UCNP, ces colorants se placent volontiers dans un état triplet qui leur permet de leur transférer plus facilement leur énergie, rendant les UCNP 100 fois plus efficaces.

Mais de plus amples travaux devront encore être menés afin de stabiliser ces UCNP colorées.

- Les fenêtres deviennent des systèmes de chauffage et de refroidissement

La technologie derrière le projet FLUIDGLASS combine quatre fonctions (collecteur solaire thermique, dispositif de chauffage/refroidissement, enveloppe thermique transparente, système d’ombrage adaptatif) dans un système intégré. « Nous commençons par alimenter la fenêtre avec un fluide circulant spécial qui offre des niveaux d’ombre variables selon la saison et l’heure de la journée», explique Zapf. «Ce fluide permet à la face externe de capter le rayonnement solaire et de le transformer en énergie, qui est ensuite utilisée par la face interne pour refroidir ou chauffer la pièce. » Le liquide à l’intérieur du verre est un mélange d’eau, d’antigel et de particules magnétiques.

Dans des conditions idéales, chaque fenêtre FLUIDGLASS a été en mesure de produire jusqu’à un kilowatt d’énergie par heure. « Ces tests ont confirmé que le système FLUIDGLASS est capable de répondre aux besoins de chaleur et de refroidissement d’un bâtiment sans qu’aucun système de chauffage ou de refroidissement supplémentaire ne soit nécessaire ».

- Une route qui recharge les véhicules électriques en Suède

La Suède a inauguré mercredi 11 avril 2018 une route électrifiée dotée d'un rail à conduction, la "première au monde" selon ses promoteurs, qui permet de recharger la batterie du véhicule en mouvement. Long de deux kilomètres, ce tronçon test baptisé "eRoadArlanda" se situe sur une voie du réseau secondaire reliant un terminal fret de l'aéroport international de Stockholm Arlanda et un centre de logistique.

L'énergie est transférée grâce à un bras amovible situé sous le véhicule qui s'abaisse et entre en contact avec le rail situé au milieu de la voie de circulation.

Voir aussi Futura-Sciences et une route solaire en Chine qui pourrait à terme recharger les véhicules électriques, servant pour l'instant à transmettre des informations.

- Les vélos-cargos se faufilent dans les villes allemandes

Garnis d'enfants ou de colis, les vélos-cargos se taillent une place croissante dans les villes allemandes, portés par une multitude d'initiatives destinées à lutter contre la pollution et bousculer l'hégémonie des voitures et camionnettes.

- Les terres rares ne sont pas rares

Des scientifiques japonais ont analysé de massifs gisements de terres rares dans les fonds marins de l'Océan Pacifique, estimant qu'ils pourraient représenter plusieurs centaines d'années de la consommation mondiale de certains de ces matériaux.

Ces gisements découverts en 2013 pourraient contenir plus de 16 millions de tonnes de ces minéraux précieux, utilisés dans la fabrication de produits de haute technologie (éoliennes, smartphones, moteurs électriques, etc.), selon une étude publiée mardi par la revue Scientific Reports.

Ils sont situés dans une vaste zone de 2.500 km2 près de l'île de Minamitorishima, à quelque 2.000 km au sud-est de Tokyo.

Ils ont évalué que la quantité présente de dysprosium, un élément utilisé par exemple dans les aimants permanents, représentait 730 années de consommation mondiale, tandis que les réserves d'yttrium, entrant dans la fabrication des lasers, étaient susceptibles de combler les besoins de l'industrie pendant 780 années. Ils ont aussi trouvé de grandes quantités d'europium et de terbium.

Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs ont appliqué une technique de centrifugation qui permet d'extraire encore plus de minéraux. Ils sont ainsi arrivés à accroître la concentration de terres rares exploitables, et donc la rentabilité des projets de développement, assurent-ils.

Et si, à l'avenir, un moyen est trouvé pour utiliser cette méthode d'extraction directement sous l'eau, alors "cela contribuera à améliorer l'efficacité économique" de l'exploitation de ces gisements situés à de grandes profondeurs, ajoutent-ils.

Ce n'est pas tellement nouveau, on le dit depuis longtemps que les terres rares ne sont pas rares, elles sont juste difficiles à extraire car en très faibles concentrations.

- Des scientifiques créent par hasard une enzyme dévoreuse de plastique

Une bactérie découverte au Japon il y a quelques années, l'Ideonella sakaiensis, se nourrit uniquement d'un type de plastique, le polytéréphtalate d'éthylène (PET) qui entre dans la composition de très nombreuses bouteilles en plastique.

L'objectif de l'équipe américano-britannique était de comprendre le fonctionnement de l'une de ses enzymes appelée PETase, en découvrant sa structure.

"Mais ils ont été un peu plus loin en concevant par accident une enzyme qui est encore plus efficace pour désagréger les plastiques PET".

- Des chenilles ravageuses et résistantes aux OGM s'hybrident

Ce n'est en rien une surprise que les pesticides et OGM comme le maïs Bt créent à la longue des ravageurs résistants mais ce qui est plus inquiétant, c'est qu'en s'hybridant, ces chenilles peuvent s'attaquer désormais à de bien plus nombreuses cultures.

Deux des insectes les plus ravageurs pour les cultures se sont croisés pour donner naissance à de multiples hybrides, découverts au Brésil.

D'un côté, Helicoverpa armigera (noctuelle de la tomate) : ce papillon, dont les larves s'attaquent à plus de 100 plantes dont le maïs, la tomate, le soja ou le coton, cause près de trois milliards d'euros de pertes par an au niveau mondial. La larve s'introduit dans le fruit pour le dévorer de l'intérieur et passe inaperçue jusqu'à la récolte. Cette redoutable chenille a de plus développé une résistance préoccupante aux pesticides. De l'autre, Helicoverpa zea (« chenille de l'épi de maïs »), une espèce très proche, est moins dangereuse mais touche d'autres types de cultures (comme les poivrons, les concombres ou les salades) et se propage très rapidement. Autant dire que l'association des deux espèces forme un cocktail explosif.

« Cette hybridation représente une nouvelle menace susceptible de s'étendre dans le monde entier. Ces chenilles s'attaquent à une très large variété de cultures et semblent capables de résister à toutes les tentatives de contrôle. »

Voir aussi Futura-Sciences.

- Des abeilles solitaires pour polliniser les cultures

Elles ne vivent pas en ruche, ne produisent pas de miel, mais elles sont championnes de la pollinisation des cultures : le printemps venu, quelques milliers d'abeilles solitaires élevées par une start-up du Lot-et-Garonne sont envoyées en mission pour doper les rendements des vergers.

"Ces abeilles, appelées osmies, étaient déjà utilisées artisanalement par certains agriculteurs en Europe, mais nous sommes pionniers pour notre capacité à les élever en quantité et à les apporter sur une parcelle au moment voulu".

"On arrive à améliorer les rendements de 10 à 15%. Par rapport aux engrais ce n'est vraiment pas cher", de 250 à 350 euros par hectare.

Car l'abeille solitaire est bien plus performante que celle à miel.

Pour rapporter le pollen à la ruche, les abeilles mellifères "mouillent le pollen pour en faire des boules qu'elles collent sur leurs pattes arrières, ce qui le dégrade", explique M. Denis.

Les osmies, elles, se couvrent mécaniquement de pollen en entrant dans la fleur grâce à leurs poils fournis qui forment comme une "brosse" sur le ventre. Résultat, un taux de pollinisation exceptionnel : plus de 90% pour l'osmie à chaque visite de fleur, trois fois plus que la mellifère.

L'Europe se décide enfin à bannir les néonicotinoïdes !

- Un micro-drone indique aux abeilles où aller butiner

Les abeilles communiquent en utilisant une séquence de mouvements connue sous le nom de danse où le danseur remue le corps en dessinant des huit dans l'air. L'orientation et la longueur des mouvements indiquent aux autres abeilles la direction et la distance d'une source de nourriture. Un robot appelé RoboBee imite cette danse pour indiquer aux abeilles les meilleurs endroits pour aller butiner, et au moins une partie du temps, elles semblent comprendre le message.

- Un béton avec des nanotubes et 50% de matière en moins

Le nouveau matériau composite, qui est plus de deux fois plus solide et quatre fois plus résistant à l'eau que les bétons existants, réduit de manière drastique l'empreinte carbone des méthodes de production de béton conventionnelles, le rendant plus durable. "En incluant le graphène, nous pouvons réduire la quantité de matériaux nécessaire pour faire du béton d'environ 50 pour cent - ce qui conduit à une réduction significative de 446 kg / tonne des émissions de carbone".

- Des "harpes" pour récolter l'humidité de l'air

Ces simples fils seraient plus efficace que les filets utilisés jusqu'ici.

- L'avenir est aux constructions en bois

Le lamellé croisé contrecollé est un matériau six fois plus léger que le béton, créant peu de poussière sur chantier, et surtout facilitant l'acte de construire.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- La réaction du CO2 avec des métaux dans l’eau salé à l'origine de la vie ?

Le CO2 permet de synthétiser de l’acétate à partir duquel se forment des lipides et du pyruvate (qui est un précurseur d’acides aminés), des sucres et par extension de l’ARN. Pour fixer le CO2, les organismes recourent à un ensemble de réactions biochimiques appelé voie de Wood-Ljungdahl. Longtemps considérée comme la plus ancienne voie de fixation du carbone, cette voie nécessite des enzymes. Or, peu après l’apparition des océans sur Terre, ces enzymes n’existaient pas mais le CO2 et les métaux étaient abondants. Il serait donc pertinent, dans un scénario retraçant l’origine de la vie, d’identifier une voie de fixation du carbone sans enzyme qu’auraient pu utiliser des organismes primitifs.

En faisant réagir du fer, du nickel ou du cobalt avec du CO2 dans de l’eau salée, l’équipe a identifié des conditions pour la production sélective d’acétate et de pyruvate. Cette sélectivité analogue à celle des enzymes indique que ces dernières ne feraient qu’accélérer une réaction qui avait déjà lieu avant l’apparition de vie sur Terre.

Ces nouveaux travaux renforcent donc l’hypothèse de l’origine spontanée de la vie sur Terre.

- L'ADN en i-motif

L’ADN en « i-motif » forme une sorte de nœud à quatre brins.

Un i-motif se forme dans une région d'ADN riche en nucléotides C (cytosine) : si un brin est riche en C, il forme une boucle et des liaisons hydrogène associent deux cytosines entre elles, alors que normalement la cytosine s'associe à la guanine (G).

Les motifs semblent présents surtout à un certain moment du cycle cellulaire, quand l'ADN est transcrit en ARN. Ils apparaissent notamment dans des régions promotrices, c'est-à-dire des zones d'ADN qui contrôlent l'expression des gènes, et au niveau de télomères, les extrémités des chromosomes impliquées dans le vieillissement cellulaire. Une hypothèse est que les i-motifs jouent un rôle pour activer ou désactiver des gènes.

- Le système CRISPR-Cpf1 édite l'ADN en dehors des cellules

Avec cette nouvelle avancée, nous devrions être en mesure de travailler avec des cultures de laboratoire et d'effectuer des modifications génétiques en moins d'une journée, réduisant ainsi significativement le temps nécessaire au diagnostic.

De plus, tandis que d'autres outils CRISPR sont limités à l'édition ou la réparation de courts segments de code ADN dans un seul gène, le nouvel outil CRISPR serait capable d'éliminer et de remplacer des gènes entiers.

Par ailleurs, on pourrait améliorer grandement la précision de l'édition de gènes en remplaçant la molécule guide naturelle de Cas9 par une molécule synthétique appelée acide nucléique ponté, ou BNA.

- La vie cellulaire observée in vivo

C’est un spectacle inédit qu'ont pu enregistrer des chercheurs : une cellule immunitaire en train de migrer dans l’oreille interne d’un poisson-zèbre, tout en ramassant des particules de sucre – en bleu sur la vidéo ci-dessus – le long du chemin. Et tout cela, en temps réel. Un spectacle inédit, car c’est la première fois que des cellules sont observées in vivo de façon aussi réaliste.

Deux techniques alternatives sont combinées, la première, dite LTTM (pour Lattice Light-Sheet Microscopy en anglais), est une variante de la microscopie à nappe de lumière, très précise et peu émettrice de lumière. La seconde méthode, empruntée à l’astronomie, est l’optique adaptative, qui permet de corriger les distorsions provoquées par les tissus environnants de la cellule

- Stress prénatal : une transmission plus vieille que les vertébrés

Le stress ressenti par la progéniture pendant la grossesse est prédictif du niveau de stress qu'elle montrera après sa naissance, et ce chez tous les vertébrés examinés dans une nouvelle étude, suggérant un mécanisme très ancien permettant de s'adapter à un environnement difficile.

Ainsi, une étude avait montré que les lynx ayant été exposés au stress prénatal naissaient plus petits, ce que les chercheurs interprètent comme une stratégie de "vie plus rapide et en investissant dans la reproduction plus tôt, même si cela a un coût pour la taille adulte (…) et la durée de vie". Ces stratégies peuvent perdurer sur plusieurs générations, et ce même si l'environnement est devenu plus hospitalier entre temps : c'est ce qu'avait montré une étude sur des lièvres d'Amérique (Lepus americanus), dont les femelles chroniquement stressées donnaient des levrauts plus chétifs qui se reproduisaient moins bien à leur tour et ainsi de suite jusqu’à six générations.

- Des bonobos partagent de la nourriture entre différents groupes

Des biologistes ont observé pour la toute première fois un partage de nourriture entre les bonobos de deux colonies voisines. Les animaux n'ont démontré aucune agressivité.

En janvier 2017, des chercheurs ont suivi des bonobos dans une forêt de la République Démocratique du Congo (RDC). Finalement, deux groupes issus de la colonie dite de l'Ouest et de l'Est et composés de mâles, de femelles et de jeunes, se sont rencontrés à l'issue de ce périple. Très vite, plusieurs primates ont été attirés par la belle pièce de viande - un céphalophe de Peter (Cephalophus callipygus), sorte d'antilope - que détenait le mâle alpha du groupe Ouest. S'en est-il suivi une bataille générale ? Pas du tout, selon les observations des chercheurs. Bien au contraire, même. L'animal a partagé sa nourriture avec de nombreuses femelles. L'une d'entre elle a même arraché la tête du céphalophe afin d'en distribuer des morceaux à sa progéniture mais également aux adultes des deux groupes.

- La disparition des grands mammifères par Sapiens depuis 125 000 ans

Alors que l'une des caractéristiques du Pléistocène était sa mégafaune abondante et variée (mammouths, tigres à dents de sabre, rhinocéros laineux pour les plus connus) présente sur tous les continents habitables, celle-ci a peu à peu disparu à cause du genre Homo.

L'extinction de ces animaux a débuté il y au minimum 125.000 ans en Afrique. Puis, ces disparitions ont suivi la migration hors du continent d'Homo sapiens et de ses espèces apparentées et leur expansion durant la fin du Quaternaire.

La seule nouveauté, c'est la date. Il est toujours aussi étonnant que si peu d'hommes aient eu un tel impact.

- Sapiens en Arabie il y a 88 000 ans

Une phalange, mise au jour en Arabie saoudite, montre que l'homme moderne avait déjà gagné la péninsule arabique il y a plus de 85.000 ans. Il serait dispersé hors d'Afrique bien plus tôt qu'on ne le pensait.

Ce petit doigt est le plus vieux fossile trouvé hors d'Afrique et hors du Levant (une région qui comprend aujourd'hui Israël, la Syrie, le Liban et la Jordanie).

On savait déjà qu'Homo sapiens, né il y a environ 300 000 ans en Afrique avait gagné le Moyen-Orient il y a 194 000 à 175 000 ans. C'est ce qu'atteste la découverte d'ossements à Misliya, en Israël. Des outils en pierre vieux de 100 000 ans avaient été détectés dans les montagnes de l'Oman, aux Émirats arabes unis, mais aucun ossement jusqu'alors ne venait confirmer cette incursion.

Voir aussi New scientist. Cela paraît évident dès lors qu'il y avait des Sapiens depuis 300 000 ans qui ont sûrement gagné aussi le sud de l'Espagne et confirme que la véritable sortie d'Afrique un peu avant 60 000 ans devait être un Sapiens plus évolué (avec un langage narratif?).

- L'Idole de Shigir datée de 11.500 ans

Une extraordinaire statue découverte dans l’Oural au 19e siècle serait la plus ancienne sculpture en bois du monde.

Avec ces yeux symbolisés par deux simples fentes, sa bouche en "O" et son corps longiligne recouvert d'incisions, personne n'aurait imaginé que cette statue en bois d'origine sibérienne de 2,80 mètres de haut était aussi ancienne que les stèles gravées du sanctuaire de Göbekli Tepe, dans le sud de l'Anatolie (Turquie), considéré comme le premier temple du monde.

Les premiers dieux étaient peut-être donc un peu plus anciens mais ce qui frappe plutôt c'est que les dates correspondent à peu près (quoique les plus vielles sculptures de Göbekli Tepe pourraient être un peu plus anciennes).

- Les Gaulois buvaient du vin au cannabis

Des fouilles ont mis au jour un vase de vin infusé de chanvre au sein d'une tombe.

Le problème du vin antique, c'est qu'il tourne rapidement au vinaigre. Donc pour pouvoir le boire, on y mettait un peu de tout, du plâtre, de l'eau de mer, de l'herbe à chameau, du fenugrec (une plante herbacée, ndlr)... Certaines plantes ont des vertus aseptisantes, qui ralentissent l'effet des bactéries (c'est le cas du fenugrec par exemple). Cet effet désinfectant, aseptisant, peut s'ajouter à un effet simplement aromatique.

Lors des cérémonies, le breuvage est bu pur par les élites et n'est pas "coupé" avec de l'eau. On ne trouve donc pas sur le sanctuaire, de récipients pour mélanger le vin, comme des cratères ou des situles.... Mais par contre, sur les habitats environnants, dans le cadre privé, les aristocrates le boivent "à la romaine" (donc coupé d'eau).

- Un massacre en Suède après la chute de l'Empire romain

Un ancien fort suédois de la fin du 5ème siècle, Sandby Borg sur l'île d'Öland avec des murs de 5 mètres de haut, témoigne d'un massacre brutal. Bien qu'on ne sache pas exactement ce qui a motivé l'attaque apparemment sans pitié, elle était probablement liée au chaos qui a balayé l'Europe du Nord à la suite de l'effondrement de l'Empire romain d'Occident.

- Les sacrifices d'enfants au Pérou

Il y a 550 ans, le peuple Chimu aurait sacrifié 140 enfants âgés de 5 à 14 ans pour apaiser leurs dieux.

"Il n'y a pas d'autres exemples de sacrifices d'enfants dans le monde qui se comparent à l'ampleur de cet événement".

Les enfants présentaient des coupures sur les os de leur poitrine et des côtes disloquées indiquant qu'elles avaient été tranchées. Trois adultes enterrés à proximité, dont deux femmes avec des blessures à la tête ont peut-être participé au sacrifice.

La datation au radiocarbone situe l'événement vers 1450, peu avant la conquête du Chimú par l'Inca en 1470.

Une couche de boue séchée recouvrant certaines des sépultures sablonneuses peut être le résultat d'inondations causées par des pluies massives. Les crises agricoles déclenchées par des inondations répétées pourraient avoir conduit les dirigeants de Chimú à ce sacrifice.

- Des Amazoniens parlent à 20km avec leurs tambours

Une tribu amazonienne autochtone peut échanger des messages à plus de 20 kilomètres avec des tambours, les rythmes de la batterie imitant l'intégralité de leur langage parlé.

Les Bora vivent dans des régions du Pérou et de la Colombie. Ils utilisent des tambours appelés manguaré .

Voir aussi Sciences et Avenir.
 

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Des cerveaux de cochons maintenus vivants en dehors du corps

Cela ressemblerait à se réveiller dans un caisson d'isolation sensorielle (sans aucune sensation).

Dans une étape qui pourrait changer la définition de la mort, les chercheurs ont rétabli la circulation dans les cerveaux des cochons décapités (depuis 4h), en utilisant un système de pompes avec du sang artificiel, et gardé les organes réanimés en vie pendant 36 heures.

Il n'y avait aucune preuve que les cerveaux de cochons auraient repris conscience. Leur onde cérébrale plate est équivalente à un état comateux. Cependant, les milliards de cellules du cerveau se sont révélées en bonne santé et capables d'une activité normale.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Les seniors aussi fabriquent de nouveaux neurones

Une nouvelle étude montre que le cerveau continue à produire de nouveaux neurones dans l'hippocampe, même après 70 ans. Cependant, la plasticité neuronale diminue quand même avec l'âge.

Les chercheurs ont réalisé des autopsies de personnes âgées de 14 à 79 ans, décédées brutalement alors qu'elles étaient en bonne santé. Ils ont trouvé que même les cerveaux les plus âgés produisaient de nouvelles cellules. D'après les auteurs, la neurogenèse continue dans l'hippocampe à l'âge adulte, et même au cours du vieillissement, au-delà de 70 ans : les stocks de cellules progénitrices et de neurones immatures - qui se dénombraient en milliers - semblaient stables en dépit du vieillissement.

« Nous avons constaté que les personnes âgées ont une capacité similaire à fabriquer des milliers de nouveaux neurones de l'hippocampe à partir de cellules progénitrices, comme le font les personnes plus jeunes. » Mais les personnes âgées forment tout de même moins de nouveaux vaisseaux sanguins et la neuroplasticité de leur cerveau décline. Cela signifie qu'elles auraient plus de difficultés à créer de nouvelles connexions entre neurones.

Ces résultats contredisent ceux trouvés chez des animaux comme des rongeurs, dont l'hippocampe produit moins de cellules avec l'âge. Mais comme le rappelle dans The Guardian Maura Boldrini, « Il semble que les humains soient différents des souris - chez qui [la production de neurones] diminue très rapidement avec l'âge - et cela pourrait signifier que nous avons besoin de ces neurones pour nos capacités d'apprentissage complexes et nos réponses comportementales cognitives aux émotions. »

Cela contredit aussi une étude précédente dont on avait rendu compte, mais rejoint la plupart des autres études...

- La dopamine essentielle à la plasticité du cerveau

La dopamine agit par le récepteur D2 sur des cellules souches situées dans l'hippocampe et dans la zone sous-ventriculaire du cerveau, pour les faire proliférer et générer de nouveaux neurones. Le déficit en dopamine de la maladie de Parkinson diminuerait le renouvellement des neurones.

On soupçonne que ce serait un défaut dans la dégradation des lipides dans le cerveau qui serait à l'origine de la maladie.

- Manger du poisson pour réduire le risque de Parkinson

Une protéine trouvée dans plusieurs espèces de poissons pourrait aider à réduire le risque de développer la maladie de Parkinson et d'autres maladies neurologiques connexes.

La protéine parvalbumine, présente en concentrations élevées dans le hareng, la morue, la carpe, le saumon, empêche l'agrégation d'une protéine appelée alpha-synucléine étroitement liée au développement de la maladie de Parkinson.

"Le poisson est normalement beaucoup plus nutritif à la fin de l'été, en raison de l'activité métabolique accrue et les niveaux de parvalbumine y sont beaucoup plus élevés".

Ce serait cependant la même protéine qui serait responsable de l'allergie au poisson...

- Les antidépresseurs anticholinergiques responsables de la hausse des Alzheimers

Les antidépresseurs appartenant au groupe plus large appelé anticholinergiques, qui sont également prescrits pour les patients souffrant de troubles de la vessie et de la maladie de Parkinson, augmenteraient de 30% les risques de démence.

Les antidépresseurs les plus impliqués dans l'étude comprennent l'amitriptyline (Laroxyl), la dosulepine (Prothiaden®) et la paroxétine (Deroxat). Un risque de démence était également associé aux médicaments de la vessie comme la toltérodine, l'oxybutynine et la solifénacine (Vesicare), ainsi que le médicament contre la maladie de Parkinson, la procyclidine. L'étude a révélé que les anticholinergiques urologiques étaient associés à un risque accru de démence de 18%, tandis que les antidépresseurs étaient associés à un risque accru de 11%. Aucun lien n'a été trouvé par contre avec les antihistaminiques anticholinergiques et ceux prescrits pour les crampes d'estomac.

Les anticholinergiques agissent en bloquant un neurotransmetteur important appelé acétylocholine. Ces médicaments favoriseraient la démence en provoquant une "cascade inflammatoire" qui conduit ensuite à des plaques de tau et d'amyloïde, à l'origine de la maladie.

Le Professeur Olivier Saint-Jean prétend (après d'autres) que l'Alzheimer n'existe pas, ce serait juste le vieillissement normal du cerveau, ce qu'on relevait déjà en 2012 (d'autres prétendaient que c'était juste que les vieux avaient peur de la mort et préféraient la démence !). Pourtant, le régime méditerranéen repousserait la maladie.

- Le GBL, un solvant industriel qui se transforme en GHB provoque coma et décès

Le GHB (gammahydroxybutyrate), également appelé "drogue du viol", est à l'origine un anesthésiant utilisé en médecine pour ses qualités sédatives par fixation sur des récepteurs GABA, situés sur les neurones et dont ils inhibent l'activité. Le GBL (gamma-butyrolactone) est un produit chimique à la base utilisé comme solvant industriel, notamment pour nettoyer les jantes de voitures. Une fois absorbé, par une enzyme, il est transformé en GHB par une lactonase, dans le foie et le sang, provoquant en 10-15 minutes et pour 1 à 2 heures euphorie, désinhibition, sentiment de bien-être et intensification des perceptions. Bien qu'il soit parfois appelé "ecstasy liquide" ou "MDMA liquide", le GHB et donc le GBL ont des effets complètements différents de l'ecstasy. Ce dernier est en effet un stimulant alors que le GHB et le GBL sont des dépresseurs. C'est à l'aide d'une pipette graduée que Line dose la quantité exacte de GBL dont elle a besoin pour "se défoncer". Une fois dilué dans de l'eau et ingéré, le produit est transformé en GHB par l'organisme. Mais "il suffit d'un millilitre de trop et tu peux tomber dans le coma". "L'absorption de GBL peut provoquer des nausées, des vomissements, des difficultés respiratoires, des troubles de la conscience pouvant aller jusqu'au coma", alerte l'Agence du Médicament (ANSM), ajoutant que "sa consommation est généralement suivie d'une amnésie".

"On est sur un rythme de 50 à 100 comas par an" à l'échelle des hôpitaux de Paris.

C'est toujours le problème de la prohibition qui fait chercher des substituts plus dangereux...

- Les enfants sont infatigables

Les adultes non entraînés se fatiguent bien plus vite que les sportifs.... et les enfants. Ces derniers utilisent en fait davantage leur métabolisme aérobie pour produire l'énergie nécessaire à l'effort et ils sont donc moins fatigués pendant les activités physiques de haute intensité. Cette prédominance du métabolisme aérobie se retrouve également chez les pratiquants adultes de sports d'endurance. Les enfants sont donc particulièrement bien armés pour pratiquer une activité physique qui dure. En vérité, ils le sont même mieux que les sportifs adultes auxquels ils ont été confrontés ! En effet, l'autre enseignement des expériences menée par les chercheurs est la démonstration de l'excellente capacité de récupération des enfants. Après l'effort, le rythme cardiaque des enfants revient à la normale très rapidement, celui des adultes bat la chamade deux fois plus longtemps. Et comme si cela ne suffisait pas, le lactate, qu'ils produisent en quantité moindre, est éliminé plus rapidement que chez les adultes, quelque soit le niveau d'entrainement de ceux-ci. Face à la fatigue, les enfants récupèrent donc bien plus vite que les adultes.

- Trois femmes opérées pour augmenter la sensibilité du point G

Trois femmes ont été opérées pour améliorer la sensibilité du point G et augmenter la satisfaction sexuelle. L'opération (appelée G-spotplasty) rétrécit le tissu de la paroi vaginale autour du point G, une zone du vagin réputée produire des orgasmes intenses lorsqu'elle est stimulée.

Après l'opération, les trois femmes ont dit qu'elles avaient retrouvé la capacité d'atteindre l'orgasme vaginal - sans stimulation du clitoris - et avaient maintenant des rapports sexuels plus fréquents.

- Les femmes enceintes fumant du cannabis feraient des bébés plus petits

La consommation prénatale de cannabis est associée à une augmentation de 50% du risque d'insuffisance pondérale à la naissance et d'avoir besoin de passer par les unités néonatales de soins intensifs.

"Des preuves de plus en plus nombreuses suggèrent que l'exposition prénatale au cannabis a un impact négatif sur la fonction cérébrale, en particulier les problèmes liés au trouble de déficit de l'attention".

Une application permet de mesurer l'état de ceux qui fument, notamment pour la conduite automobile.

- Une simple goutte de sang permettra de connaître le sexe du foetus

Le test fonctionne en analysant des fragments de l'ADN du fœtus qui sont entré dans la circulation sanguine de la mère.

- Injection, vaccin, prise de sang sans piqûres

Seventh Sense propose un boîtier à coller sur la face extérieure du bras. Deux à trois minutes après avoir appuyé sur son gros bouton poussoir, le sang est collecté dans son petit réservoir et pourra être analysé.

Pour ce faire, ce sont 30 microaiguilles, “de l’épaisseur d’un cil“, qui percent, à la vitesse de “100 000 mètres par seconde” avant de se rétracter. La petite cicatrice en forme d’anneau disparaît en quelque jours.

- Un grain de beauté artificiel qui détecte précocement le cancer

Un grain de beauté artificiel qui fonce lorsqu'il détecte une hypercalcémie précoce, commune à de nombreux cancers, a été inventé et testé avec succès sur des souris par des chercheurs suisses.

Dans 80% des cas d'hypercalcémie maligne, l'origine en est la production, par les cellules tumorales, d'une protéine appelée PTHrp mimant presque tous les effets biologiques d'une protéine de notre organisme nommée PTH (hormone parathyroïdienne). Les effets de la PTH incluent notamment l'activation des ostéoclastes, ces cellules dédiées à la destruction naturelle de l'os, ainsi que l'augmentation de l'absorption de calcium par les les intestins et la rétention par les reins qui ont pour effet de libérer une importante quantité de calcium dans le sang.

Leur système est complexe mais ingénieux. Il s'agit de cellules modifiées pour contenir un "réseau génétique" de leur fabrication, c'est-à-dire un montage de gènes qui réagiront spécifiquement à l'arrivée du calcium par une réaction en chaîne menant à un résultat choisi à l'avance. En l'occurrence, ce résultat est la production de mélanine, cette molécule à laquelle la peau doit sa couleur plus ou moins foncée. Ainsi, les cellules modifiées, protégées par des capsules constituées d'un polymère spécifique, sont implantées sous la peau et, dès qu'elles détectent dans le sang du patient une quantité de calcium suffisante et prolongée, produisent de la mélanine.

L'inconvénient est que la durée de vie d'un tel implant est limitée, comme l'explique le Pr Fussenegger. "Les cellules vivantes encapsulées durent environ un an, selon d'autres études, après quoi elles doivent être inactivées et remplacées".

- Les oestrogènes protègent du diabète

Les données épidémiologiques révèlent une explosion des cas de diabète de type 2 chez les femmes après la ménopause. En cause? Le rôle étonnamment protecteur des œstrogènes: une femme ménopausée sous traitement hormonal de substitution a jusqu’à 35% de risques en moins de développer un diabète de type 2 qu’une femme sans traitement. En révélant comment les œstrogènes agissent sur deux des hormones impliquées dans l’équilibre glycémique, le glucagon et le GLP1, des chercheurs prouvent l’intérêt d’une supplémentation en œstrogènes dès l’apparition de la ménopause. Ces recherches montrent également qu’un seul des trois récepteurs aux œstrogènes semble impliqué dans ce mécanisme. Cela permettrait, à terme, de proposer des thérapies beaucoup plus ciblées grâce à une molécule spécifique qui éviterait aux patients les effets secondaires parfois gênants liés à une hormonothérapie trop puissante.

J'avais effectivement pour ma part constaté une nette amélioration en prenant de la sauge. Il paraît sinon que manger beaucoup de pâtes et de riz avance la ménopause.

- Faire repousser l’émail des dents cariées

Des chercheurs ont mis au point un produit à base de peptides capable de reminéraliser les dents abîmées.

Les améloblastes, des cellules spécialisées dans la fabrication de l'émail, sécrètent des protéines, dont l'amélogénine. Mais une fois la croissance de la dent achevée, les améloblastes meurent et ne peuvent donc plus reformer à nouveau de l'émail. Les chercheurs ont déposé sur la dent des fragments d'amélogénine, pour fabriquer une nouvelle couche d'émail.

On peut parfaitement imaginer d'intégrer ce produit dans une pâte dentifrice à titre préventif.

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- La reconnaissance faciale dans l'obscurité pour l'armée

Les chercheurs de l'Armée ont mis au point une technique d'intelligence artificielle et d'apprentissage automatique qui produit à partir d'une caméra thermique une image reconnaissable du visage d'une personne dans des conditions de faible luminosité ou de nuit.

- Une peinture conductrice transforme un mur en surface tactile

Après avoir appliqué deux couches de peinture conductrice avec un rouleau et connecté les électrodes, le mur a été recouvert d'une couche de peinture latex standard pour améliorer la durabilité et cacher les électrodes.

La nouvelle paroi fonctionne en deux modes: la détection capacitive, où le mur fonctionne essentiellement comme un pavé tactile, et la détection électromagnétique, où l'électrode peut détecter les signatures électromagnétiques de dispositifs électriques ou électroniques, permettant au système d'identifier les dispositifs et leurs emplacements.

- Un papier tactile low-cost

Ce papier intégre un matériau conducteur au verso. Il devient alors possible d’interagir de nombreuses manières avec ce papier, en écrivant dessus à la main, en utilisant un stylet ou même en tapotant dessus avec ses doigts.

- Sentir 100 mots sur son bras pour Facebook

Les chercheurs ont construit un prototype portable moulé rempli d'actionneurs qui, lorsqu'ils sont déclenchés, provoquent des vibrations sur le bras dans des configurations qui correspondent à certains sons. Dans une étude, les chercheurs ont pu apprendre aux gens à ressentir quatre phonèmes différents - les sons individuels qui composent les mots dans une langue - en trois minutes. Pendant plus d'une heure et demie de formation, les participants à l'étude ont pu apprendre à reconnaître 100 mots.

- Impression 3D sur la main

La nouvelle technologie pourrait permettre aux soldats d'imprimer des capteurs temporaires pour détecter des agents chimiques ou biologiques ou des cellules solaires pour charger l'électronique essentielle, ainsi que d'imprimer des traitements médicaux pour guérir les plaies et imprimer directement les greffes pour les troubles cutanés.

La nouvelle technique d'impression en boucle fermée 3D, avec une imprimante portable et légère coûtant moins de 400 dollars, peut s'adapter aux petits mouvements du corps lors de l'impression.

La technique fonctionne lorsque des marqueurs temporaires sont placés sur la peau, qui sont ensuite scannés tandis que l'imprimante utilise la vision par ordinateur pour s'adapter aux mouvements en temps réel.

L'encre de flocons d'argent durcit à température ambiante et peut se décoller avec une pince à épiler ou en la rinçant à l'eau.

- L'hyperloop Toulouse test dans 6 mois ?

Les tubes qui arrivent en ce moment à Francazal vont servir à la construction dès cette année d'une première piste de 320 mètres de long au sol et qu'une deuxième d'un kilomètre de long sur des pylônes à 5,8 mètres de hauteur entrera en service courant 2019.

"Dotées d'un diamètre intérieur de 4 mètres, les capsules seront capables de transporter à la fois des passagers et des conteneurs de fret, détaille Dirk Ahlborn. Le transport de passagers est toujours notre priorité. Cela représente une part importante dans notre modèle économique. C'est l'usage qui suscite le plus d'intérêt au sein de la population avec l'idée de relier rapidement les grandes métropoles. Il n'y a pas tant que ça de fret qui a besoin d'être transporté de manière aussi rapide mais le transport de marchandises pourrait bientôt devenir une problématique et nous voulons réfléchir à une solution dans ce domaine. L'hyperloop produira sa propre énergie et représentera des coûts d'exploitation très bas. Nous voulons davantage mettre l'accent là-dessus, sur un mode de transport sûr, efficace, et rentable".

Voir aussi Cité-sciences. Virgin Hyperloop One mise plutôt avec Cargospeed sur le fret pour des transports à 1.000 km/h au prix du camion beaucoup plus long (16h au lieu de 4 jours).

- La station de taxis volants de Volocopter

La firme allemande Volocopter livre un aperçu de ce à quoi pourrait ressembler une station pour taxis volants perchée au sommet d'un immeuble.

Le concept ressemble à celui des cabines téléphériques, avec les taxis drones se posant sur une aire d'atterrissage avant de glisser sur un tapis roulant à l'intérieur d'un hangar. Les passagers débarquent, puis l'appareil poursuit son chemin jusqu'à l'aire de service où son bloc batterie est automatiquement échangé par des robots. Il part ensuite vers une zone de stationnement, prêt pour un nouveau voyage.

Grâce à ce système de rotation continue, Volocopter dit pouvoir faire décoller et atterrir un drone taxi toutes les 30 secondes.

L'entreprise pense que ses premiers drones taxis seront opérationnels d'ici une décennie, offrant une capacité de transport de 100.000 personnes à l'heure.

- Boeing étudie un avion hypersonique

Boeing, qui travaille depuis deux décennies sur la propulsion hypersonique, veut accélérer le développement de certains projets, notamment un avion militaire, présenté en début d'année, et un avion spatial réutilisable.

- La Nasa étudie un avion qui passe le mur du son sans faire de bruit

L'agence spatiale américaine a signé un contrat de 247,5 millions de dollars avec Lockheed Martin pour concevoir, construire et tester le nouvel appareil, qui pourrait décoller en 2021, a précisé l'agence spatiale.

Si tout se passe comme prévu, l'avion devrait faire le "bruit d'une porte de voiture qui se ferme" --soit environ 75 décibels de niveau de bruit perçu-- en volant à 55.000 pieds d'altitude (environ 16.800 mètres) à la vitesse de 1.560 km/h, a-t-elle ajouté.

Voir aussi Futura-Sciences.
 

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