Revue des sciences août 2018

Pour la Science

• Le théorème d'Emmy Noether liant symétrie et conservation a 100 ans

Physique, espace, nanos

• Pas d'asymétrie causale quantique entre passé et avenir
• Des excitons à température ambiante
• Pas de cercle de feu à l'horizon d'un trou noir
• Un vaste lac d'eau salée liquide sous le sol de Mars
• De la vie sur la Lune, il y a 4 milliards d'années ?

Climat, écologie, énergie

• L'extinction du Cambrien à cause des vers marins
• Nous serions dans un nouvel âge géologique, le Meghalayen
• Des isolants en aérogel pourraient réduire de 50% la consommation d'énergie
• Des batteries chaleur-énergie au sel fondu
• Des plantes modifiées pour fixer l'azote de l'air sans engrais
• La pollinisation par drones

Biologie, préhistoire, cerveau

• Création d'un métabolisme artificiel minimal
• L'ADN sert d'intelligence artificielle
• Des vers gelés dans le permafrost depuis 42 000 ans reviennent à la vie !
• Ce sont les neurones des mouches qui leur font préférer leur espèce
• Les soins aux petits modifient le génome de leurs neurones
• Les différents sens des vocalisations des chimpanzés
• Des Erectus en Asie il y a plus de 2 millions d'années
• Néandertal allumait le feu avec ses haches
• Homo Sapiens issu du métissage de plusieurs espèces
• Des morceaux de pain de 14 400 ans en Jordanie (avant l'agriculture)
• L'origine de l'agriculture américaine au sud-ouest de l'Amazonie
• Quand l'Europe était couverte de stonehenges... en bois
• Des disques en pierre troués qui servaient de monnaie

Santé

• Les mutations indésirables de CRISPR
• Rides et perte de cheveux liés aux mitochondries et réversibles
• Des nano-capsules pour éliminer les cellules sénescentes
• La curcumine inhiberait l'élimination des protéines usagées
• Un implant sans fil qui tue le cancer par la lumière
• Citroën lance des lunettes contre le mal des transports

Techno

• Des capteurs électroniques en spray
• Le taxi volant de Rolls Royce
• La voiture volante d'Aston Martin
• CityHawk, le taxi volant à hydrogène
• Un véhicule volant personnel qui se pilote avec un joystick

Qu'il n'y ait pas d'asymétrie causale entre passé et avenir au niveau quantique (permettant la reconstitution des événements précédents) a de quoi interloquer en laissant croire qu'on pourrait inverser l'entropie mais, si on ne peut pour autant inverser le temps, il ne serait pas impossible, nous dit-on, d'inverser le vieillissement puisqu'il suffirait de régénérer nos mitochondries défaillantes pour que nos rides disparaissent et nos cheveux repoussent ! On a du mal à croire aussi qu'un ver ait pu revivre après 40 000 ans dans les sols gelés de Sibérie. Il est toujours difficile d'évaluer la portée d'une innovation mais des plantes modifiées pour fixer l'azote de l'air sans engrais changeraient profondément l'agriculture. Ce qui change nos représentations, en revanche, c'est la découverte qu'Homo Sapiens est issu du métissage de plusieurs espèces, et non pas du développement linéaire d'une population originelle, renforçant l'hypothèse d'une convergence multirégionale et que l'homme est bien le produit de la technique plus que de ses gènes, lui permettant d'investir les milieux les plus hostiles. Il faut d'ailleurs s'attendre à des enfants génétiquement modifiés. Il est intéressant enfin de voir que l'ADN peut servir d'intelligence artificielle (pour la reconnaissance  des formes), fonction cognitive qu'il assurait dans les cellules bien avant les neurones. On pourra trouver le reste très répétitif : réchauffement, batteries, blockchain, IA, impression 3D, robots, CRISPR, Alzheimer, Mars, et même les taxis volants...

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Brèves : Physique - Climat - Biologie - Santé - Technologie

- Economie et social

Alors que, d'un côté, les taxis volants se multiplient (Rolls Royce, Aston Martin, CityHawk, BlackFly) nous projetant dans le futurisme, la folie du monde nous ramène à nos archaïsmes, de la coupe du monde de football aux gros mensonges de Trump, en passant par les émissions de téléréalité dont la fonction semble bien de montrer comme la bêtise est sans limite ! Il n'y a pas de quoi nous rendre confiants dans l'avenir. La droite prétend défendre la chrétienté européenne en refusant l'hospitalité aux migrants et une charité minimale, alors qu'Israël prétend être un Etat juif, reproduisant ainsi le racisme d'Etat dont les Juifs ont été victimes !! On peut donc se réjouir de la montée de l'athéisme aux USA (atteignant plus de 30%) mais le monde est devenu plus dangereux et instable avec la multiplication des populismes démagogiques et des nationalismes xénophobes qui présentent l'humanité sous son visage le plus hideux. Tout l'ordre éthique et juridique semble pouvoir s'écrouler, ne laissant place qu'aux purs rapports de force (qui éprouvent cependant leur limite). La résilience du système globalisé est malgré tout très forte, les intérêts en jeu puissants d'éviter son effondrement, mais, pour l'instant, la politique constitue bien une menace supplémentaire plutôt qu'une solution, ce qui fait que les risques politiques poussent le pétrole à la hausse (ce qui est d'ailleurs une bonne chose).

Si je suis quand même moins catastrophiste qu'avant et que je ne crois pas du tout à une fin du monde ou de l'humanité, ce n'est pas que je sois devenu optimiste ou que je nie la gravité des problèmes, seulement que j'essaie d'en évaluer les risques réels, ce qui est beaucoup moins simpliste. L'humanité ne va évidemment pas disparaître alors que sa démographie est au plus haut, mais de nombreuses populations vont certainement beaucoup souffrir, notamment de la chaleur (qui augmenterait aussi les suicides). La situation est vraiment dramatique et les nouvelles très mauvaises, la canicule actuelle qui sévit en Inde et au Pakistan atteint un record de 53,5°C et les populations exposées à des canicules meurtrières pourraient passer de 30% à 75% en 2100 avec jusqu'à 400 millions de réfugiés à cause des pénuries d'eau (ce n'est pas rien même si ce n'est pas la fin de l'humanité). Il y a aussi des sécheresse et incendies en Europe comme en Californie, directement provoqués par la fonte du Pôle Nord. Ce n'est qu'un avant-goût de ce qui nous attend prévient Jean Jouzel alors que nous ne sommes qu'au tout début du réchauffement. Mais déjà, nous ne vivons plus dans le même climat que nos parents. On finira forcément par une régulation plus résolue d'un climat que nous avons complètement perturbé, tout comme les premiers vers marins qui auraient causé l'extinction du Cambrien par la décomposition de la matière organique fossile (ce que l'exploitation des fonds marins pourrait reproduire?). Certes, les variations du climat sont le moteur de l'évolution mais nous ne pouvons accepter d'en payer le prix humain sans rien faire alors que nous sommes dans un nouvel âge géologique, le Meghalayen caractérisé par l'impact du climat sur la civilisation humaine, ce qu'il va falloir prendre un peu plus au sérieux.

Heureusement, on n'est pas sans ressources et des isolants en aérogel pourraient réduire de 50% la consommation d'énergie. Surtout, les énergies renouvelables se généralisent mais s'il ne serait pas viable de les stocker avec des batteries lithium-ion, les alternatives bon marché se multiplient, que ce soient des batteries chaleur-énergie au sel fondu ou bien une nouvelle batterie à flux à haute énergie de grande capacité. Tout cela reste insuffisant, ce pourquoi la capture du CO2 sera vitale, ainsi que les pratiques agricoles qui en sont un des éléments les plus importants, notamment dans l'élevage et la gestion des sols qui n'est pas assez prise en compte, ayant pourtant "le potentiel de diviser les coûts par trois. Donc pourquoi les agriculteurs ne s'y mettent pas ?". Il se pourrait d'ailleurs que l'Afrique devienne leader d'une agriculture plus soutenable et rentable. Ce qui serait une véritable révolution agricole, ce sont des plantes modifiées pour fixer l'azote de l'air sans engrais de quoi réellement changer la donne. On ne sait par contre s'il faut se réjouir qu'on ait trouvé un nouvel herbicide et de nouvelles plantes modifiées pour y résister, à partir d'un gène de résistance aux champignons. Il faut bien trouver un herbicide moins nocif que ceux qu'on veut interdire, mais il vaudrait mieux arriver à s'en passer, par exemple, avec des troupeaux de robots désherbants autonomes. Il se confirme aussi que l'agriculture biologique favorise la biodiversité et la régulation des bioagresseurs sans insecticide, mais cela n'empêche pas hélas que l'usage des pesticides a augmenté de 12% en France entre 2014 et 2016 ! Sinon, bien que cela paraissait complètement absurde et infaisable, la pollinisation par drones pourrait devenir plus efficace que les insectes... La colonisation de la planète ne s'arrête pas aux terres émergées, il n'y a déjà plus que 13% des océans restés à l’état sauvage (ce que l'exploitation des fonds marins ne va pas arranger) et, après une tempête, 690.000 saumons traités aux antibiotiques se sont échappés. Pour réduire la pollution aux plastiques, on disposera bientôt d'un plastique souple biodégradable (constitué de couches alternées de nanofibres de cellulose végétale et de chitine extrait de carapaces de crabes). Mieux, encore peut-être, des sacs plastiques solubles dans l'eau faits en remplaçant le pétrole par du calcaire. Il est plus difficile de savoir si le projet de nuages plus réfléchissants pour protéger la barrière de corail est dérisoire ou s'il pourrait être un élément de la solution malgré tout alors que l'acidification de l'océan la menace aussi ? Pour finir, on peut s'étonner quand même de voir des prévisions à si long terme qui prétendent que des populations auront, pour eau et toilettes: encore des centaines d'années à attendre dans de nombreux pays !

L'ensemble de la population nicaraguayenne n'aura pas d'accès à l'eau potable avant 2180, la Namibie pas avant 2246 tandis que les Erythréens devront attendre jusqu'à 2507, précise l'étude.

Plusieurs centaines d'années seront encore nécessaires avant que la Roumanie n'ait pour tous ses citoyens des toilettes décentes...

- Sciences

La nouvelle qui mérite le plus la réflexion, c'est qu'il n'y aurait "pas d'asymétrie causale quantique entre passé et avenir", ce qui veut dire qu'il est facile en mécanique quantique de revenir en arrière, qu'on n'a pas besoin comme pour les systèmes macroscopiques de beaucoup plus d'informations pour déterminer les causes passées que pour prévoir les effets, le futur immédiat (c'est ça l'asymétrie). Cela n'empêchait pas la mécanique classique de prétendre que ses équations étaient réversibles, suscitant le sophisme d'une inversion du temps qui n'a pourtant aucun sens (le temps n'existe pas il n'est que la mesure des mouvements). Ce n'est pas parce que les équations sont réversibles que cela aurait un sens physique autre que la conservation de l'énergie (géométrisée par Emmy Noether), et qu'il puisse y avoir une impossible inversion des causes. Il est par contre intéressant de voir qu'on pourrait assez facilement exploiter cette réversibilité pour reconstituer des étapes quantiques précédentes, ce qui permettrait de partir d'un résultat souhaité pour remonter à ses conditions, occasion de rappeler le paradoxe souligné par Cédric Villani (que je cite dans mon récent recueil de mes écrits sur l'entropie) montrant que cette réversibilité microscopique des équations est paradoxalement la base même de l'irréversibilité entropique macroscopique - ce qui veut dire simplement que même si on pouvait inverser tous les mouvements, l'entropie continuerait à augmenter et la probabilité d'atteindre l'état le plus probable, au lieu d'imaginer que le dentifrice retourne dans le tube !

On est là dans les fondements (méta)physiques de notre réalité qui défient notre pensée. Les fondements de l'espace et de la matière ne sont pas plus assurés que ceux du temps (entropique), donnant lieu à toutes sortes d'hypothèses comme celle d'une gravité massive, c'est-à-dire que le graviton ait une masse (même très faible), ce qui aurait pu expliquer l'expansion mais vient d'être réfutée - justement pour la raison que cela contredirait le principe de causalité. Il semblerait que soit réfutée aussi l'hypothèse plus ancienne et répandue d'un cercle de feu à l'horizon d'un trou noir. Autre mystère, celui de la matière noire où la cote de l’axion monte bien que toujours non détecté. Cela n'empêche pas l'astronomie de continuer à progresser, cette fois en combinant plusieurs sources grâce à la détection de neutrinos très énergétiques qui permettent de localiser les quasars à leur origine (n'étant pas déviés par les champs magnétiques comme les autres rayons cosmiques et rayons gamma). La découverte d'un vaste lac d'eau salée liquide sous le sol de Mars a fait la une des journaux car laissant entrevoir la possibilité d'une vie martienne encore présente, ce qui serait assez excitant. Tout dépend de la concentration, sans doute trop importante, de perchlorates mais on a trouvé des bactéries dans les environnements les plus extrêmes. Il n'est pas impossible non plus qu'il y ait eu de la vie sur la Lune, il y a 4 milliards d'années. En tout cas, désormais la station spatiale serait à 3h40 de la Terre (alors qu'il fallait 2 jours avant) ! C'est le TGV Paris-Marseille.

Ce n'est sans doute pas très spectaculaire d'avoir réussi par microfluidique à créer un métabolisme artificiel minimal dans des gouttelettes d'eau dans de l'huile, mais un premier pas vers la reconstruction complète d'une cellule. On peut s'étonner tout de même qu'on ne comprenne que maintenant comment l'ADN non codant amplifie l'activation d'un gène alors qu'on arrive à programmer l'ADN pour servir d'intelligence artificielle, ce qui rappelle qu'il avait déjà cette fonction de réactions intelligentes dans les cellules, bien avant l'existence des neurones qui se caractérisent d'ailleurs par leur diversité génétique, ce qui est confirmé par la découverte que les soins aux petits modifient l'ADN de leurs neurones. A noter qu'une banque d'ovules espagnole utilise la reconnaissance faciale pour apparier les futures mères avec des donneuses qui leur ressemble afin d'avoir plus de chance que l'enfant leur ressemble même s'il ne leur est pas génétiquement apparenté. Sinon, malgré les craintes que cela peut susciter, il est maintenant certain qu'on n'évitera pas des enfants génétiquement modifiés, au moins en Angleterre, ce que le comité d'éthique a trouvé justifié pour autant que ce ne soit pas nuisible, alors que les Américains y sont favorables tout autant, craignant uniquement que ce soit réservé aux riches et qu'ils ne pourront en profiter. De façon moins polémique, l'édition de gènes CRISPR devrait être utilisé assez rapidement pour que les chats ne soient plus allergènes et certains médicaments pourraient être remplacés par l'édition de gène (pour réduire le cholestérol par exemple). Le problème, pour l'instant, ce sont les mutations indésirables de Crispr-Cas9 qui activerait ou désactiverait des gènes importants, avec des conséquences potentiellement lourdes. Les méthodes devront être affinées. Par contre, en utilisant la propension des cellules cancéreuses à revenir à leur tumeur d'origine, on pourrait détruire les tumeurs en modifiant avec Crispr les cellules qui en proviennent afin qu'elle y produisent une substance anticancer. A signaler aussi un implant sans fil qui tue le cancer par la lumière (après ingestion d'un médicament qui rend les cellules vulnérables à la lumière) et la découverte que la curcumine inhiberait l'élimination des protéines usagées, ce qui favoriserait l'apoptose des cellules cancéreuses.

Le contraire des cancers, ce sont les cellules qui ne se reproduisent plus, participant au vieillissement, or la peau des pommes (mais aussi câpres, chocolat, myrtilles, oignon rouge, vin, thé, cerises, etc.) contient une substance, la quercétine ou quercétol (antioxydant, antiinflammatoire), qui allongerait la vie (combinée avec un anticancéreux, le dasatinib) en éliminant les cellules sénescentes. On pourrait se servir pour cela aussi de nano-capsules ciblant ces vieilles cellules. Cependant, le plus prometteur, pour autant que ce soit vérifié, c'est d'avoir montré avec des souris que rides et perte de cheveux sont liés aux mitochondries et réversibles. Ce n'est pas qu'une question esthétique, les mitochondries se révélant l'un des agents principaux du vieillissement et des maladies neurodégénératives, ce qui laisse espérer qu'à restaurer la production d'énergie fournie par nos mitochondries, on puisse arrêter, voire inverser, ces processus (mais on sait depuis longtemps que l'alcool altère pour les mitochondries). Certains comptent sur la cryogénie pour allonger leur existence, ce que conforte le retour à la vie de vers gelés dans le permafrost depuis 42 000 ans bien qu'on ne soit pas des vers...

Ce qui serait une grande nouvelle, tant la recherche est pour l'instant sans résultat sur ces maladies neurodégénératives, c'est que des points quantiques en graphène se lient à la synucléine (responsable du Parkinson), et non seulement l'empêchent de s'agglutiner en fibres mais la réduisent en molécules individuelles. L'effet pourrait être le même contre les plaques amyloïdes de l'Alzheimer qu'une nouvelle substance (BAN2401) arriverait aussi à dissoudre mais c'est contesté et un autre anticorps (1C22) ciblerait les amyloïdes pathologiques seulement alors qu'on n'est toujours pas sûr que ce soit la cause de la maladie, puisqu'on peut avoir des plaques sans en être malade et que les traitements pour les supprimer se sont révélés inopérants sur la cognition jusqu'ici. Une autre étude montre en revanche que si les protéines tau deviennent pathologiques, ce qui serait la véritable cause de la perte des synapses, ce serait parce qu'elles changeraient de forme en exposant des acides aminés nocifs (que la protéine normale recouvre). Miraculeusement il y aurait un médicament, le Tafamidis (VYNDAQEL), qui l'empêcherait mais l'efficacité reste à prouver. Par contre, la tension semble favoriser l'Alzheimer tout comme d'avoir eu beaucoup d'enfants (à cause de l'oestrogène ?) et on obtiendrait une certaine amélioration en combattant l'obstruction des vaisseaux lymphatiques. Une dernière hypothèse met en cause un excès d'acidité des endosomes qui pourrait être corrigée par un inhibiteur de l'histone désacétylase (HDAC). L'Alzheimer illustre comme la recherche peut piétiner pendant des années, contredisant les prévisions optimistes et se trouvant obligé de multiplier les pistes (vasculaire, sommeil-drainage du cerveau, inflammation, mitochondries, prions, fer ou radicaux libres) qui ne mènent à rien... jusqu'à ce qu'on y arrive un jour ! Une expérience microfluidique semble montrer que ce qui est déterminant, c'est l'inflammation provoquée (ou non) par les plaques, amenant la microglie à s'attaquer aux neurones. Précisément, contre l'inflammation qui déclenche ou aggrave de nombreuses pathologies, des antidiabétiques interdits en France, les thiazolidinédiones (TZD) ou glitazones, se révèleraient très efficaces. Pour l'instant, on peut juste recommander le café dont on a vu qu'il améliore les mitochondries (au contraire de l'alcool) qui ont leur rôle dans les neurodégénérescences, mais il faut ajouter que les charcuteries favoriseraient les démences ou des épisodes maniaques d'hyperactivité à cause des nitrites qu'elle contiennent (alors qu'un peu d'alcool protègerait des démences, pas d'en boire trop!).

Une étude statistique prétend que la toxoplasmose transmise à l'homme par les chats nous rendrait plus entreprenants, ayant moins peur de l'échec et donc de prendre des risques ! C'est quand même un peu douteux car 50% des gens sont infectés (d'autres disent 30%) et des études précédentes avaient conclu que cela rendrait, à l'inverse, moins aventureux et même suicidaire. L'effet de l'esprit sur le corps est par contre indéniable. Ainsi, la stimulation du système de récompense (dopamine) améliore l'humeur mais aussi les défenses immunitaires contre le cancer. C'est la confirmation du lien observé entre l'humeur et le cancer, de même que la dépression affecte le système immunitaire. Il est important que ce soit reconnu scientifiquement car cela restait contesté en l'absence du mécanisme pouvant expliquer cet effet. De quoi justifier les thérapies holistes et la psychosomatique, de même que pourrait être utile un appareil qui régule excitation et stress par la respiration (cela semble plutôt un gadget) ? Sinon, l'effet de la ritaline (une cocaïne light) sur le TADH est bien réel, améliorant la mémoire de travail et les capacités d'inhibition ou de concentration.

Les évolutionnistes ont été assez surpris de constater que ce sont les neurones des mouches qui leur font préférer leur espèce, et non pas des phéromones spécifiques, la spéciation étant dans le cerveau (reconnaissance des formes). Bien qu'étant mieux connues, l'analyse des différents sens des vocalisations des chimpanzés permet de confirmer qu'ils expriment une intentionnalité adressée au groupe et non des émotions. Une autre surprise a été la découverte d'Erectus en Asie il y a plus de 2 millions d'années, ce qui relance l'hypothèse d'une origine asiatique (bien que restant très  minoritaire) mais c'est l'image d'une évolution linéaire de l'espèce humaine qui vole en éclat du fait que l'Homo Sapiens serait issu du métissage de plusieurs espèces, le gène FOXP2 n'étant pas aussi déterminant qu'on l'a cru. Nous ne sommes pas tant le résultat de nos gènes que de la pression environnementale et de l'évolution technique, ce qui rend plausible des convergences entre populations éloignées avant de se fondre l'une dans l'autre. Du coup, cela relativise nos différences avec Néandertal, sans les annuler pour autant puisque le principal est sans doute la baisse de testostérone permettant des groupes plus élargis et donc la constitution de langages et cultures complexes (en tout cas, il semblerait que Néandertal allumait le feu avec ses haches). Une grande différence a été, autour de 50 000 ans, d'investir les milieux les plus hostiles, facteur effectivement déterminant de la domination de Sapiens sur toute la planète, devenu un "généraliste de la spécialisation", ce qui le distingue radicalement des autres espèces humaines. Le fait d'avoir trouvé des restes de morceaux de pain de 14 400 ans en Jordanie (avant l'agriculture) confirme l'utilisation de probables fours à pain encore plus anciens et renforce l'hypothèse que la sédentarisation aurait été liée à la fabrication de pain (là où l'épeautre était abondante). Par contre, ce serait plutôt la sédentarisation près d'une chute d'eau poissonneuse qui serait à l'origine de l'agriculture américaine au sud-ouest de l'Amazonie. Enfin, il est intéressant d'apprendre que l'Europe était couverte de stonehenges... en bois, il y a 4500 ans et que des blocs de pierre pouvaient servir de monnaie dans des îles reculées, monnaies curieuses, purement conventionnelles, qui ne changeaient pas de place en changeant publiquement de propriétaire, ce qui est comparé à la blockchain...
 

- Numérique

Une nouvelle méthode d'apprentissage automatique, qui se rapproche un peu de nous, s'efforce de comprendre la dynamique d'une situation et d'en dégager les lois physiques (qu'on peut vérifier) pour les extrapoler ensuite à d'autres situations. Comme on devrait avoir des réseaux de neurones sur puce optique qui seront beaucoup plus rapides et écoénergétiques, tout en étant moins coûteux, leur utilisation devrait se généraliser même si, là aussi, des problèmes résistent encore, notamment le langage (voir ci-après), mais on a du mal à réaliser que l'IA devrait apporter des progrès exponentiels dans tous les domaines car nous ne savons pas nous représenter des progrès exponentiels très réels comme la Loi de Moore, en sous-estimant largement l'impact, tout comme on sous-estime la puissance informatique actuelle par rapport à celle de 10, 20, 30 ans, etc.. D'ici peu, l'ordinateur optique devrait même nous faire accéder à des performances sans commune mesure. De plus, les IA devraient apprendre à se compléter, chacune apportant ses compétences et faisant profiter les autres de ses améliorations et apprentissages. Il faut ajouter le nouveau monde qui s'ouvre avec l'informatique quantique analogique ou numérique couplée aux ordinateurs classiques et déjà accessible à tous en ligne par le cloud, notamment pour la physique quantique. Cela n'empêche pas qu'on surestime aussi facilement ces performances (jusqu'à une IA malveillante), alors que toute cette puissance en expansion n'a jamais rien d'absolue, comme on se l'imagine volontiers par nécessité d'une limite. On reste même pour longtemps encore très loin d'une intelligence humaine, entre autres par manque de récurrence des réseaux de neurones artificiels par rapport à notre cerveau. Pour rire (quoique ce soit inquiétant) on peut voir cette traduction fantaisiste de Google lorsqu'on répétait "dog dog dog" du maori (corrigé depuis) :

Une des nouvelles les plus inattendues, c'est qu'il se pourrait que l'Internet des Objets passe par l'espace, générant là aussi un trafic exponentiel. C'est en tout cas le projet IoTEE qui propose un dispositif émetteur/récepteur pour cela. La multiplication des objets connectés aggrave beaucoup cependant les risques de cyberpiraterie. Par ailleurs, Android va bloquer la blockchain, du moins le minage des cryptomonnaies, sur ses appareils, mais on parle surtout cette fois d'Oasis Labs qui espère lancer l'année prochaine une nouvelle blockchain dédiée aux contrats intelligents et combinant des calculs rapides avec une confidentialité à toute épreuve. Il y a donc concurrence pour déterminer les nouveaux standards d'une blockchain sans tous les inconvénients qui la limitent, notamment sa consommation délirante. Pour cela, l'exécution des contrats intelligents est séparée ici du consensus blockchain. Les contrats se dérouleront à l'intérieur d'une "enclave sécurisée" qui fait office de boîte noire, gardant les calculs privés. Cela rendrait possible d'assurer la confidentialité des données sensibles, par exemple sur la santé, tout en pouvant les utiliser pour l'apprentissage automatique ou les Big Data. Sinon, IBM propose une blockchain pour les échanges de droits d'émission du carbone ainsi qu'une cryptomonnaie indexée sur le dollar (Stronghold USD). De façon plus marginale et qui touche à la pègre, une blockchain serait utilisée, entre autres, pour des paris sur la date de la mort de personnalités, ce qui fait craindre que cela ne puisse pousser à leur meurtre (avec un pistolet imprimé 3D ?).

Pour la Science no 490, Quand les plantes font des maths

- Le théorème d'Emmy Noether liant symétrie et conservation a 100 ans

C'est l'article que j'ai trouvé le plus intéressant bien que difficile à comprendre pour un non mathématicien et qu'il faudrait citer entièrement, montrant comme cette fille de mathématicien a été une des premières femmes à essayer (difficilement) d'être admise à l'université au début du XXè siècle. La très grande importance (reconnue par Einstein et Hilbert) de ses théorèmes de 1918 pour la relativité générale vient de ce que la conservation de l'énergie y est ramenée à une symétrie géométrique et à l'invariance des lois par translation dans l'espace ou le temps.

Figure dominante de l’école allemande d’algèbre à Göttingen durant les années 1920-1933, Emmy Noether a aussi marqué le développement de la physique théorique en démontrant qu’à toute symétrie continue d’un système physique correspond une grandeur conservée.

De son vivant et longtemps après sa mort en 1935, cette mathématicienne a eu son nom exclusivement associé à son rôle majeur dans le développement de l’algèbre abstraite moderne, dans les années 1920. En partie à cause de son influence et de son prestige en tant qu’algébriste, peu se souvenaient qu’Emmy Noether avait également joué un rôle éminent dans l’élucidation de certaines zones d’ombre mathématiques de la théorie de la relativité générale d’Einstein, et en particulier celles entourant le statut des lois de conservation dans cette théorie.

Par exemple, le théorème de Noether fait apparaître la conservation de la quantité de mouvement totale d’un système physique isolé comme la conséquence de la symétrie ou invariance du système par des translations dans l’espace. Ici, « symétrie par des translations dans l’espace » signifie que les équations décrivant la dynamique du système restent inchangées quand le système subit une translation (modification de l’origine du système de coordonnées utilisé ou, ce qui est équivalent, changement de la position occupée dans l’espace).

De la même façon, la conservation du moment cinétique traduit une symétrie du système par rotation (c’est-à-dire que le système n’est pas modifié si l’on change son orientation) ; et la conservation de l’énergie correspond à une symétrie par translation dans le temps (c’est-à-dire que le système n’est pas modifié si on décale l’origine de l’axe des temps).

- Matière noire : la cote de l’axion monte

Dans les années 1980, peu de temps avant le début de ma thèse, l’idée des axions avait été émise pour répondre à un problème soulevé par la QCD, la chromodynamique quantique. La QCD est la théorie de l’interaction forte, qui assure la cohésion des composants du noyau atomique et du noyau lui-même. Les expériences de physique des particules présentent un accord remarquable avec les prédictions de cette théorie, sauf en ce qui concerne ce que l’on nomme le « problème de la violation de CP pour l’interaction forte » (CP signifiant « charge-parité »).

La QCD suggère que si vous inversez la charge et la parité d’une particule (c’est-à-dire si vous inversez sa charge électrique et si vous la regardez dans un miroir), elle ne suivrait plus exactement les mêmes lois physiques. Pourtant, rien dans les résultats expérimentaux n’indique que c’est le cas. Ce conflit entre la théorie et les expériences constitue une énigme sérieuse, une fissure dans le bel édifice du modèle standard, notre meilleur modèle de la physique des particules. Cette fissure constitue le « problème CP fort ».

En 1977, alors qu’ils étaient tous deux à l’université Stanford, Helen Quinn et Roberto Peccei se sont rendu compte qu’ils pouvaient aborder le problème CP fort de façon simple et élégante en utilisant l’idée des symétries brisées. Ce concept, l’une des idées récurrentes de la physique, se résume simplement ainsi : parfois les lois de la nature ne sont pas invariantes lorsqu’on applique certaines opérations de symétrie, alors qu’on pense qu’elles devraient l’être. Par exemple, si vous posez un crayon verticalement sur sa pointe, la symétrie de rotation fait qu’il a autant de chances de tomber dans une direction que dans une autre. Mais le crayon finit par tomber dans une direction particulière, et la symétrie est donc « brisée ». Quand une telle brisure se produit dans le contexte de la physique des particules, elle implique l’existence d’une particule qui préserve d’une certaine façon la symétrie sous-jacente, même si elle semble, en surface, avoir été brisée.

En fait, rien de nouveau pour l'instant, aucune détection encore, même si l'axion reste un bon candidat pour l'introuvable matière noire. Je dois dire que je ne comprends pas la "violation CP" qui prétend qu'il y a une différence entre une particule et son équivalent en miroir. L'intérêt d'en faire état ici, est plutôt en relation avec le théorème d'Emmy Noether ci-dessus.

- Ce que disent les outils d’Ötzi

Les chercheurs ont établi que les silex du poignard, du grattoir, du perçoir et des flèches d’Ötzi, « l’homme des glaces » de l’âge du Cuivre, proviennent d’au moins trois secteurs différents et distants de son lieu de vie supposé. Cela suggère que ces matériaux circulaient dans la région au sein d’un réseau. L’étude a aussi montré qu’Ötzi n’est pas le tailleur initial de ses outils, mais qu’il était capable, à l’aide de son retoucheur par pression, de les entretenir lui-même, ce qu’il a fait plusieurs fois dans les jours qui ont précédé sa mort. À plusieurs reprises, il a coupé des plantes siliceuses (des céréales, les graminées fourrant ses chaussures ?), et il est frappant qu’il n’ait pas utilisé à cette fin son couteau, mais plutôt une pointe de flèche.

Son poignard, un type d’objet alors répandu dans les sociétés alpines, était manifestement un objet d’apparat, davantage destiné à servir de marqueur social qu’à un usage quotidien.

- L’énigme des Vikings du Groenland

Les Vikings ne se seraient peut-être jamais installés au Groenland si le redoutable Erik le Rouge n’avait pas commis une série de crimes. Selon les sagas islandaises – des œuvres en prose du xiiie siècle qui mêlent histoire et légende et narrent la vie et les hauts faits des colonisateurs de l’Islande –, Erik et son père étaient de petits propriétaires fonciers vivant en Norvège. Impliqués dans plusieurs meurtres, ils furent condamnés à l’exil en Islande. Peu prompt à retenir les leçons, Erik fut plus tard banni de l’île volcanique pour avoir violemment réglé un différend entre voisins.

Mais vers quelle terre mettrait-il le cap cette fois ? Ayant épuisé toutes les destinations connues, Erik navigua vers une région encore peu explorée : l’ouest. Il découvrit alors le rivage d’une terre qui fut ensuite baptisée Groenland. Il dut s’y plaire, car à la fin de son exil, en 985, il retourna en Islande et persuada un groupe de colons de le suivre là-bas. Ils entassèrent leurs biens dans 25 embarcations et cinglèrent vers la terre promise. Seuls 14 bateaux survécurent au voyage.

La raison qui poussa d’autres Vikings à s’installer au Groenland est floue. Les historiens et les anthropologues qui ont étudié la question ont longtemps pensé qu’il s’agissait d’un acte guidé par la nécessité : toutes les bonnes terres agricoles d’Islande et des îles Féroé étant cultivées, les Vikings auraient cherché de nouveaux espaces pour y élever du bétail. Selon une autre théorie, ils auraient été victimes de la publicité mensongère d’Erik, qui aurait malicieusement baptisé de Grœnland (littéralement « Terre verte ») un continent rocheux et couvert de glace pour attirer plus de colons.

Poussés par le désespoir ou des visions de paradis, les Vikings ont donc commencé à affluer de l’Islande et l’Europe vers le Groenland, lors d’une première vague de migration qui s’est déroulée aux alentours de l’an 1000.

La détérioration du climat, l'évolution de la géopolitique et de la mode (commerce de l'ivoire des morses), l'épidémie de peste (60% de morts en Norvège) et l'arrivée d'envahisseurs (Inuits) constituèrent donc un ensemble de menaces pour les hommes du Nord.

L'intérêt de cet article est de relativiser l'effondrement écologique qui n'a été qu'un des éléments du départ du Groenland (qui n'a jamais été le paradis vert suggéré par son nom). Une autre étude suggère que, suite à leur chasse intensive, les morses auraient déserté l'île, privée donc de sa principale ressource.

- De nouvelles armes contre les moustiques

Le bilan des morts dues aux moustiques s’élève à 725 000 personnes par an, d’après les estimations de la fondation Bill & Melinda Gates, dont je dirige les actions en matière de contrôle vectoriel. Ce chiffre est à comparer aux quelque 475 000 morts annuelles causées par les humains eux-mêmes. Globalement, les moustiques ont davantage tué que toutes les guerres de l’histoire réunies.

Les tentatives d'éradication des moustiques avec le DDT ont fait des ravages et celles d'aujourd'hui par forçage génétique (gene drive en anglais) utilisant CRISPR sont inquiétantes écologiquement mais si la disparition complète des moustiques n'est ni possible ni souhaitable, il n'y aurait en fait que quelques centaines d'espèces de moustiques, sur plus de 3500, qui s'attaqueraient aux humains.

- Bientôt des mines au fond des océans ?

Les grands fonds océaniques comportent de riches gisements de métaux. Mais leur exploitation, qui pourrait démarrer dans les 5 à 10 ans, aura des impacts environnementaux négatifs. Scientifiques et organismes régulateurs recherchent des solutions pour limiter les dégâts.

On a parlé plusieurs fois déjà des nodules polymétalliques du fond des océans (souvent à plus de 4000 mètres) que plusieurs pays (comme le Japon) s'apprêtent à exploiter, que ce soit pour le nickel, le cuivre, le cobalt ou des terres rares, prenant le relais des mines terrestres en voie d'épuisement. Il n'y aura donc pas de pénuries de métaux mais, bien que l'exploitation sous-marine soit régulée, on peut craindre la pollution engendrée, voire que cela augmente le rejet de gaz à effet de serre en remontant la matière organique des grands fonds ?
 

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Pas d'asymétrie causale quantique entre passé et avenir

Un ordinateur quantique est moins soumis à la flèche du temps qu'un ordinateur classique. Dans certains cas, c'est comme si l'ordinateur quantique n'avait pas besoin de faire la distinction entre la cause et l'effet.

Un observateur qui voit un processus du début à la fin, comme les images d'un film, peut modéliser la suite en utilisant seulement une petite quantité de mémoire sur ce qui s'est passé auparavant. Un observateur qui essaie de modéliser le système à l'envers a une tâche beaucoup plus difficile - ayant besoin de retracer une quantité d'information de plusieurs ordres de grandeur supérieurs.

Cette découverte a été appelée «asymétrie causale». Cela semble intuitif. Après tout, modéliser un système quand le temps est inversé revient à essayer de déduire une cause d'un effet. Nous sommes habitués à trouver cela plus difficile que de prédire un effet d'une cause. Dans la vie de tous les jours, il est plus facile de comprendre ce qui se passera ensuite si vous savez ce qui vient de se passer et ce qui s'est passé avant.

L'étude montre que les modèles qui utilisent la physique quantique peuvent supprimer les besoins de mémoire supplémentaire pour cela.

"Si l'asymétrie causale ne se trouve que dans les modèles classiques, elle suggère que notre perception de la cause et de l'effet, et donc du temps, peut émerger d'une explication classique des événements dans un monde fondamentalement quantique".

Bien que l'asymétrie causale ne soit pas identique à la flèche thermodynamique, elles pourraient être reliées. Les modèles classiques qui suivent plus d'informations génèrent également plus de désordre. "Cela suggère que l'asymétrie causale peut avoir des conséquences entropiques".

Ce n'est donc pas uniquement que la mécanique quantique soit réversible, ce qui découle du principe d'unitarité, mais qu'on n'a pas besoin de mémoire supplémentaire pour retrouver la cause à partir de l'effet mais cela n'implique absolument pas qu'on puisse ainsi repasser le film à l'envers au niveau macroscopique car non seulement cette réversibilité microscopique des équations n'implique pas une réversibilité réelle mais constitue même la condition de l'irréversibilité entropique comme l'a montré Cédric Villani (même si on pouvait inverser les mouvements l'entropie augmenterait tout autant). Par contre, une autre étude va un peu dans le même sens en permettant de partir d'un résultat souhaité pour remonter à ses conditions, ce qui pourrait révolutionner la physique.

- Des excitons à température ambiante pour une nouvelle électronique

Une équipe de chercheurs de l’EPFL a mis au point un transistor – soit l’un des composants d’un circuit - basé sur ces particules plutôt que sur les électrons. Surtout, ils ont pu pour la première fois le faire fonctionner et en démontrer l’efficacité à température ambiante, un obstacle jusqu'ici insurmontable.

Cette découverte devrait mener à la création de dispositifs optoélectroniques plus économes en énergie, plus rapides et plus compacts que les instruments actuels. Il sera également possible d’associer, dans le même appareil, transmission optique et système de traitement électronique des données.

Un exciton est, plus précisément, ce que l’on appelle une quasi-particule. Un terme qui est utilisé pour décrire non la matière elle-même, mais l’interaction de particules en son sein. Dans le cas présent, il s’agit d’une paire composée d’un électron et d’un trou d’électron. Celle-ci s’obtient lorsque le premier absorbe un photon et passe ainsi à un degré d’énergie supérieur. Ainsi «excité», l’électron laisse un trou dans le niveau d’énergie précédent - que l’on nomme bande de valence en théorie des bandes. Lui aussi une quasi-particule, ce trou désigne l'absence de l’électron en question dans cette bande.

L’électron étant chargé négativement et le trou positivement, les deux particules restent toutefois liées par une force électrostatique. Appelée attraction de Coulomb, celle-ci tend à réunir l’électron et le trou. C’est dans cet état de tension et d’équilibre qu’ils forment, ensemble, un exciton. Lorsque l’électron retombe finalement dans le trou, il émet un photon. L’exciton cesse alors d’exister. Pour résumer, on peut donc dire qu’un photon entre au début du circuit et en ressort à l’autre bout. Entre les deux, il donne naissance à un exciton, qui agit comme une particule.

L'énergie des excitons a toujours été considérée comme trop faible et la durée de vie des excitons trop courte, ne pouvant de plus être observés qu’à des températures extrêmement basses (au moins -173 ^oC).

La percée est intervenue lorsque les chercheurs de l'EPFL ont trouvé le moyen de contrôler à la fois la durée de vie et la mobilité des excitons dans la matière. Ils y sont parvenus grâce à l’utilisation de deux matériaux 2D, le tungsten diselenide (WSe₂) et le disulfure de molybdène (MoS₂). « En ces matières, les excitons se caractérisent par un lien électrostatique particulièrement fort et surtout, ils ne sont pas rapidement détruits à température ambiante ».

La durée de vie des excitons a été allongée en utilisant le fait que l’électron se plaçait systématiquement dans la couche de MoS₂ et le trou dans celle de WSe₂ et en les protégeant avec une couche de nitrure de bore (BN).

« Nous créons ainsi des excitons d’un genre particulier, dont les deux parties sont séparées par un espace plus important que dans le cas des excitons traditionnels. Cela retarde le processus de retour de l'électron dans le trou et la production de lumière. Les excitons fonctionnant plus longtemps comme un dipôle, cela rend possible de les contrôler et de les déplacer en utilisant un champ électrique. »

Par ailleurs, des collexons, excitons collectifs, ont été mis en évidences :

Le collexon est similaire à une quasiparticule connue sous le nom d'exciton , un appariement d'un électron et un trou ( SN: 5/17/14, p.5 ). Alors que ces couples font cavalier seul dans les excitons, les duos électron-trou dans les collexons se joignent à la mer d'électrons environnante

Les chercheurs ont fait cette découverte quand ils ont inséré des atomes de germanium dans un semi-conducteur d'arséniure de gallium, et zappé le matériel avec un laser pour voir comment il émet de la lumière. Dans des expériences similaires, les émissions des excitons s'estompaient au fur et à mesure que le nombre d'impuretés, telles que les atomes de germanium, augmentait. Mais cette fois, à des concentrations élevées des atomes introduits, la lumière brillait à des longueurs d'onde différentes de celles observées avec les excitons. L'équipe a déduit qu'un grand nombre d'électrons errants, introduits par le germanium, a aidé à stabiliser les excitons pour former le nouveau type de quasiparticule.

- Planck confirme le modèle cosmologique standard

Planck confirme un espace-temps de géométrie homogène, sans anisotropie ni rotation mesurable et sans courbure spatiale. Il contiendrait bien de la matière noire, qui ne semble pas pouvoir être formée de neutrinos stériles et posséderait une vraie constante cosmologique dont la nature, énergie noire ou pas, reste là aussi inconnue. Si les données de Planck sont toujours très favorables à l'existence d'une phase d'inflation et permettent de faire le tri entre les différentes théories proposées pour la produire (certaines des plus simples restent en lice), il n'y a toujours pas de détection des fameux modes B de la polarisation du rayonnement fossile spécifique à l'inflation et qui en serait une preuve très convaincante.

Malgré tout, les données de Planck sont toujours un peu en tension avec les données des supernovae, quand il s'agit de déterminer la valeur de la constante de Hubble et donc la vitesse d'expansion de l'univers et la nature de l'hypothétique énergie noire. Les deux déterminations diffèrent d'environ 7 % alors que les incertitudes des deux méthodes sont estimées à 1 ou 2 %. Visiblement quelque chose cloche même s'il ne faut pas s'attendre à une révolution future de notre modèle cosmologique standard que l'on continue à appeler un modèle de concordance, étant donné justement l'accord entre les diverses mesures concernant ses caractéristiques. De la nouvelle physique est donc peut-être cachée quelque part à moins que ce ne soit une erreur pas facile à déceler mais bien réelle dans les mesures.

« Il est très difficile d'altérer le modèle standard en y ajoutant de la physique nouvelle, tout en maintenant la description ultra-précise de tout le reste que le modèle décrit si bien. »

On en parlait déjà le mois dernier mais les détails donnés valaient qu'on y revienne. Sinon, les ondes gravitationnelles pourraient affiner la mesure de l'expansion et révéler la nature de cette énergie noire mais on voit qu'il devient presque impossible de modifier un modèle standard devenu très élaboré et vérifié par toutes les expériences. Une révolution dans la physique reste possible qui en donne une nouvelle représentation, une nouvelle géométrie, une généralisation mais pour l'instant, l'analyse du décalage vers le rouge près de notre trou noir supermassif sous l'effet de la gravitation ne fait que confirmer les prévisions de la relativité générale.

- Pas de cercle de feu à l'horizon d'un trou noir

J'ai toujours eu du mal à croire à l'hypothèse d'un "mur de feu" à l'horizon des trous noirs alors que ce n'est pas une véritable frontière, juste une augmentation graduelle de la gravitation qui empêche la lumière de s'échapper à un moment, comme un courant qui s'accélère au-delà de notre force de le remonter sans qu'on s'en rende compte vraiment. Ce n'est d'ailleurs pas la première fois que ce mur de feu est réfuté mais, ce serait une faille dans l'hypothèse initiale qui est décelée ici.

"La question est de savoir où le trou noir vous absorbe. Nous pensons qu'à mesure qu'on s'approche de l'horizon, la surface du trou noir (fuzzball, pelote de cordes) s'étend avant que la matière puisse atteindre la partie la plus chaude du rayonnement, ce qui est crucial dans cette nouvelle étude et qui invalide l'argument du mur de feu".

- Un vaste lac d'eau salée liquide sous le sol de Mars

De l'eau sous forme solide (glace) avait déjà été découverte. Jamais un tel volume d'eau liquide n'avait encore été identifié. Une découverte qui pourrait relancer l'hypothèse d'une vie microbienne sur Mars, l'eau liquide étant l'un des prérequis pour l'émergence de la vie telle qu'on la connaît sur Terre.

La présence d'une éventuelle forme de vie microbienne au sein du lac est sujette à débat. Certains experts se montrent sceptiques sur ce point, estimant que le lac est trop froid et saumâtre, et contient une forte dose de sels et de minéraux martiens dissous. Sa température est même probablement en-dessous du point de congélation de l'eau pure mais le lac peut rester à l'état liquide en raison de la présence de magnésium, de calcium et de sodium.

Voir aussi Futura-Sciences.

- De la vie sur la Lune, il y a 4 milliards d'années ?

La surface lunaire auraient pu soutenir des formes de vie simples il y a environ 4 milliards d'années.

A cette époque, la Lune expulsait de grandes quantités de gaz surchauffés, y compris de la vapeur d'eau. Non seulement cela créait une atmosphère, mais la vapeur qui s'échappait pouvait se condenser dans des flaques d'eau liquide à la surface de la Lune, devenant un terreau parfait pour les micro-organismes.

Cependant, la fenêtre d'opportunité pour la vie s'est refermée il y a environ 3 milliards d'années, avec le refroidissement de la Lune à un tel point qu'elle ne dégageait plus les gaz nécessaires pour maintenir son atmosphère. Elle a également perdu son bouclier magnétique protecteur.

- Des étoiles filantes à la demande au-dessus d'Hiroshima

Dès 2019, la société ALE (Astro Live Experiences) basée à Tokyo placera en orbite deux micro-satellites capables d'éjecter des petites balles. Lancées à grande vitesse, ces projectiles se désintégreront en pénétrant dans l'atmosphère. Ce phénomène "émettra une intense lumière par émission de plasma" peut-on lire sur le site de la start-up, exactement comme les vrais étoiles filantes.

- L'envol du tourisme spatial en 2019 ?

Les passagers n'iront pas en orbite autour de la Terre: leur expérience en apesanteur ne durera que quelques minutes.

Moyennant 250.000 dollars chez Virgin, ces nouveaux touristes seront propulsés à plusieurs dizaines de kilomètres d'altitude, avant de retomber sur Terre. Par comparaison, l'ISS est en orbite à 400 km.

L'objectif est de s'approcher ou de dépasser la ligne imaginaire marquant le début de l'espace, la ligne de Karman, à 100 km, ou bien la ligne préférée par l'armée américaine, soit 50 miles (80 km).

A cette altitude, le ciel devient plus noir, et la courbure de la Terre apparaît clairement.

- Une table périodique des nanomatériaux

Il s'agit de relier les propriétés chimiques des molécules aux nanostructures qui se forment à la suite de leur interaction. L'apprentissage machine a été utilisé pour développer un diagramme qui catégorise différentes molécules en fonction des structures nanométriques qu'elles forment.

Les chercheurs décrivent leur méthode comme analogue au tableau périodique des éléments chimiques, qui regroupe les atomes en fonction de la façon dont ils se lient les uns aux autres.

- Le fer 2D serait un excellent photocatalyseur

Le nouveau matériau a été exfolié à partir d'hématite, l'un des minéraux les plus communs sur terre et la principale source de fer, qui est le métal le moins cher, utilisé dans de nombreux produits et surtout pour fabriquer de l'acier.

Contrairement au carbone et à son graphène 2D, l'hématite est un matériau non-van der Waals, ce qui signifie qu'elle est maintenue par des réseaux de liaison 3D plutôt que par des interactions atomiques non-chimiques et relativement faibles de van der Waals.

L'hématène a été synthétisé par exfoliation en phase liquide du minerai d'hématite dans un solvant organique, le N, N-diméthylformamide (DMF). La microscopie électronique à transmission a confirmé l'exfoliation et la formation d'hématène dans des feuilles simples avec une épaisseur de seulement trois atomes de fer et d'oxygène

L'hématène est un photocatalyseur efficace, en particulier pour séparer l'eau en hydrogène et oxygène, pouvant également servir de matériau magnétique ultramince pour les dispositifs spintroniques.

- Des trous dans du silicium pour des métamatériaux de nano-optique

Des métamatériaux peuvent être obtenus simplement en perforant des couches minces de silicium pour être utilisés dans la nano-optique ou les cellules solaires.

- Impression de nanocomposants métalliques par superplasticité induite par laser

C'est un nouveau procédé de fabrication par rotatives pour obtenir des métaux plus lisses et plus souples dans les dispositifs électroniques.

La nouvelle méthode, appelée impression par superplasticité induite par laser, utilise des rotatives similaires à celles utilisés pour imprimer les journaux. Des impulsions laser à haute énergie sont utilisées pour faciliter à température ambiante la déformation à très grande vitesse de films métalliques dans des nano-moules. Avec des lasers au dioxyde de carbone conventionnels, cela permet au métal d'épouser les empreintes nanométriques du rouleau d'impression et d'obtenir des circuits métalliques lisses, "ce qui permet au courant électrique de mieux circuler, avec moins de surchauffe".

- Des terres rares pour la réfrigération magnétique

Il a été découvert qu'un alliage de terres rares composé d'Europium et d'Indium (Eu2In) présentait une transition de phase magnétique étonnamment nette accompagnée d'un effet magnétocalorique géant (changement de température).

"Cela représente donc le premier exemple de ce qui pourrait potentiellement devenir une nouvelle classe de matériaux.

La transition de phase magnétique peut s'expliquer par un échange inhabituel d'électrons entre les deux éléments du composé, les états électroniques de l'Indium se chevauchant avec ceux de l'Europium.

Maintenant que nous avons vu ce mécanisme et que nous sommes capables d'expliquer comment cela fonctionne, nous pouvons utiliser ces connaissances pour trouver des matériaux similaires encore plus efficaces, utilisables dans de futures applications comme la réfrigération magnétique".

Climat

climat, énergies, écologie

- L'extinction du Cambrien à cause des vers marins

"Avant l'introduction de ces animaux, il n'y avait aucun animal dans le sol marin" explique Sebastiaan Van De Velde. La matière organique s'est déposée au fond des océans et s'est accumulée. Sans qu'aucun mouvement ne vienne perturber leur dépôt. “À la suite de l'explosion cambrienne, ces animaux ont remué toutes ces couches organiques”. Ensuite, le processus est le même que les vers de nos jardins. Ils fragmentent et décomposent la matière organique présente dans le sol. Ce mécanisme consomme de l'oxygène... tout en relâchant du CO2. Au Cambrien, les océans et l'atmosphère se sont appauvris en oxygène et enrichis en dioxyde de carbone. À l'échelle planétaire, l'ensemble de ces petits mouvements a augmenté l'effet de serre et provoqué un réchauffement climatique. Des événements d'extinction liés à un épuisement de l'oxygène dans l'océan ont ensuite été récurrents dans l'ère du Cambrien moyen (environ 510 millions d'années).

"Nos modèles mathématiques suggèrent qu'il y aurit eu une augmentation de la concentration en CO2 de 1000 ppm (1000 particules de CO2 pour un million de particules atmosphériques), ce qui correspond à environ 5°C de réchauffement climatique, mais étalés sur des millions d'années".

En fait, si "l'explosion du Cambrien" a produit tant de formes de vie complexe dans une évolution accélérée (après le milliard ennuyeux), c'est qu'après la grande oxygénation produite par les cyanobactéries qui apportaient le carburant énergétique indispensable aux multicellulaires, cette époque a connu une série de bouleversements climatiques et d'extinctions ainsi qu'une course entre prédateurs et proie qui augmentaient fortement la pression sélective, avant de se réduire un peu avec des organismes intégrant une plus grande adaptabilité. On voit en tout cas comme le vivant modifie la planète dès le début (oxygène, CO2) et en subit les conséquences jusqu'à trouver un certain équilibre plus durable comme le supposait l'hypothèse Gaïa. La prochaine exploitation des nodules polymétalliques des fonds marins pourrait reproduire cette décomposition de la matière organique ?

- L'évolution dépend du climat, notamment des glaciations

En combinant des approches conventionnelles et statistiques les chercheurs ont pu modéliser, pour la première fois, le changement climatique en détail sur 800 000 ans (beaucoup plus qu’auparavant) en estimant la température et les précipitations à intervalles de 500 ans pendant les cycles répétés de glaciation et de dégel du Quaternaire tardif.

L'équipe a constaté que les trajectoires évolutives étaient déterminées par les cycles glaciaires, entraînant des épisodes d'émergences et d'extinctions causés par des changements d'aire de répartition des espèces.

Étonnamment, le modèle a été capable de reproduire des cartes de la biodiversité qui ressemblent étroitement à celles des espèces actuelles d'oiseaux, de mammifères et de plantes, ce qui démontre la prépondérance du changement climatique au cours des cycles glaciaires, les changements de température et de précipitations ayant un impact profond sur les aires de répartition des espèces.

"Nos résultats démontrent à quel point l'évolution de la vie dépend intimement de l'environnement physique changeant".

"Le rythme actuel du changement climatique provoqué par l'homme est beaucoup, beaucoup plus rapide que n'importe quoi dans notre modèle, mais les mêmes processus se produisent en termes de changements des espèces aujourd'hui".

- Les modèles climatiques sous-estiment les changements climatiques à long terme

Un réchauffement global, même limité à 2°C au-dessus du niveau préindustriel comme l'accord de Paris le préconise, engendrera des déplacements rapides des zones climatiques et des écosystèmes associés. Les calottes polaires vont se réduire significativement pour des périodes de plusieurs milliers d'années. Un réchauffement rapide des pôles relâchera un surplus de gaz à effet de serre, et le niveau de la mer montera de plusieurs mètres au cours des prochains millénaires. Enfin, ces observations montrent également qu'un bon nombre des modèles climatiques actuels, utilisés pour la simulation des changements au cours du XXIe siècle, risquent de sous-estimer les changements à long terme.

Le dégel du permafrost relâchera du gaz carbonique et du méthane additionnels, ce qui causera un réchauffement supplémentaire. Les observations des époques chaudes passées suggèrent qu'avec un réchauffement limité à 2°C, comme le propose l'accord de Paris, le risque d'un emballement catastrophique lié à de fortes émissions induites de gaz à effet de serre est relativement faible.

Un réchauffement même limité de 1,5 à 2°C au-dessus du niveau préindustriel sera suffisant pour causer une fonte substantielle du Groenland et de l'Antarctique à long terme, et engendrer une hausse du niveau de la mer de plus de 6 mètres qui persistera des milliers d'années.

- Nous serions dans un nouvel âge géologique, le Meghalayen

Le Meghalayen, qui a commencé il y a 4 500 ans, est une subdivision de l'époque de l'Holocène, dans laquelle nous vivons actuellement.

L'Holocène a débuté avec le retrait des grands glaciers. Depuis, celui-ci a été subdivisé en plusieurs périodes. Il y a eu le Greenlandien (de 11 700 à 8 200 années) et le Northgrippien (de 8 200 à 4 200 années), tous deux marqués par des changements climatiques forts.

Le début de la nouvelle période, il y a 4200 ans, est marqué par l’arrivée d’une grande sécheresse et le refroidissement abrupt du climat dans différentes régions du globe, ce qui a conduit à l’affaiblissement de nombreuses civilisations en Égypte, en Grèce, en Mésopotamie, en Chine ou en Inde.

La particularité de cette nouvelle subdivision, c’est qu’elle a été décidée par le CIS en raison de ces changements climatiques, mais aussi à cause des événements ayant impacté globalement la civilisation humaine. Une première qui ne fait pas l’unanimité au sein de la communauté des géologues. Beaucoup émettent des critiques sur ce choix et certains affirment même que la période de l’Holocène est terminée.

C'est une alternative à l'anthropocène ne se situant pas du côté de la responsabilité de l'humanité dans les changements climatiques (depuis l'extermination des grands animaux à l'agriculture puis l'industrie bien plus récente et perturbatrice) mais, au contraire, sur l'effet des changements climatiques sur la civilisation.

- Fin d'une civilisation espagnole il y a 4300 ans à cause de la sécheresse

Les données paléoenvironnementales pour la Méditerranée et l'Europe indiquent qu'entre le 24ème et le 23ème siècle avant notre ère, une période de sécheresse et d'aridité plus importante a commencé, ce qui aurait pu avoir de graves conséquences pour de nombreuses sociétés de la planète. À cette époque, la péninsule ibérique a vu la fin du mode de vie chalcolithique et l'abandon de certains des sites les plus importants, comme cela semble être le cas avec Valencina de la Concepción. Cela coïncide avec la fin de l'Ancien Empire dans la vallée du Nil, une grande crise ayant entraîné la fin de la période de construction des grandes pyramides.

Cela correspond à un siècle près au début du Meghalayen.

- Inversion des vents à l'équateur tous les 14 mois

Au-dessus de l'équateur, les vents de la stratosphère suivent une direction globale vers l'est ou vers l'ouest, qui s'inverse graduellement tous les quatorze mois environ. Ce phénomène d'oscillation quasi biennale, la QBO, intrigue par sa régularité et sa structure: le changement de direction s'opère lentement et du haut vers le bas, alors qu'il est provoqué par l'excitation d'ondes rapides se propageant vers le haut à partir des turbulences des couches basses de l'atmosphère.

- La durée du carbone dans le sol dépend de la profondeur

De façon globale, le carbone qui est renouvelé est incorporé pour moitié entre 0 et 10 cm de profondeur et pour moitié au-delà. Cette profondeur médiane est de 9 cm en forêt contre 17,5 cm dans des sols cultivés, soulignant l'impact de l'usage des sols et notamment des pratiques agricoles sur le renouvellement du carbone.

Cependant, même dans la partie superficielle des sols tempérés cultivés, l'âge du carbone organique est élevé, de l'ordre de 75 ans, traduisant le fait que les matières organiques de nos sols actuels sont l'héritage de leur gestion par plusieurs générations d'agriculteurs.

- Des nuages plus réfléchissants pour protéger la barrière de corail

"Notre équipe étudie l'utilisation d'un embout très fin pour injecter des petites gouttelettes d'eau de mer à un rythme de plusieurs milliards par seconde. L'eau se vaporise et il reste des particules de sel qui flotteront dans l'air. Si on peut les injecter dans le système, on peut augmenter le taux de lumière solaire qui est réfléchie".

Cela m'évoque ce projet plus ancien de rotors Flettner :

- Des isolants en aérogel pourraient réduire de 50% la consommation d'énergie

"Après une batterie de tests, nous sommes parvenus à identifier le meilleur matériau pour produire des panneaux super-isolants qui soient économiques, non-inflammables et respectueux de l'environnement. Outre ses bonnes performances phoniques et excellentes propriétés mécaniques, le matériau à base de silice offre une isolation trois fois plus efficace que n'importe quel matériau isolant traditionnel".

Si la technologie développée par HOMESKIN de ces Advanced Aerogel-Based Composite (AABC) est adoptée à grande échelle, elle pourra, selon l'âge du bâtiment et la zone climatique, réduire la consommation d'énergie de 30 à 60%.

- Une maison en paille à énergie positive

Mêlant les techniques de construction traditionnelles et les dernières innovations en matière d'énergies renouvelables, cette maison de paille située dans le village de Graben en Suisse est autosuffisante grâce à ses panneaux solaires. Ses murs de 80 centimètres d'épaisseur sont emplis de bottes de paille qui assurent l'isolation thermique.

- Impression 3D de maisons avec de la tourbe

Des scientifiques estoniens ont créé un matériau semblable à du béton fabriqué principalement à partir de tourbe moulue et de cendres de schiste bitumineux. Utilisable avec une imprimante 3D, celui-ci pourrait permettre de faire baisser drastiquement le coût de construction d'une maison.

Ils ont eu l'idée de mélanger la tourbe à des cendres de schiste bitumineux (7 millions de tonnes par an dans le pays) dont la teneur élevée en pH s'avère idéale pour les matériaux de construction.

Au contact des acides humiques que contient la tourbe, les cendres de schiste bitumineux absorbent le dioxyde de carbone. S'ensuit une réaction chimique qui transforme le mélange en béton. La mixture est complétée par l'adjonction de fumée de silice pour améliorer la qualité du produit. Le temps de prise est de 24 heures.

Au final, on obtient un matériau qui est à la fois étanche et un bon isolant thermique et phonique.

- Un nouveau dispositif thermo-électrique

Tous les mois on a de nouveaux dispositifs transformant la chaleur en électricité (ce qui était considéré comme impossible il y a peu), même si cela reste souvent assez peu performant.

Ce dispositif de 20 cm à base de silicium capte la chaleur résiduelle et la convertit en courant continu. Il est composé de matériaux courants et abondants comme l'aluminium, le silicium et le dioxyde de silicium, qui sont combinés de manière spécifique. Le dessus de l'appareil est en aluminium avec des rayures 20 fois plus petites que la largeur d'un cheveu, servant d'antenne pour capter le rayonnement infrarouge.

Entre l'aluminium et le silicium, il y a une couche de dioxyde de silicium de 20 atomes d'épaisseur. L'antenne en aluminium canalise le rayonnement infrarouge vers la couche de silicium.

Le rayonnement infrarouge dans le dioxyde de silicium crée des oscillations électriques très rapides qui repoussent les électrons entre les couches d'aluminium et de silicium d'une manière asymétrique, un processus appelé redresseur, générant un courant électrique continu.

L'appareil peut actuellement produire huit nanowatts de puissance par centimètre carré à partir d'une lampe chauffante à 840 degrés.

- Le semi-conducteur le plus performant pour évacuer la chaleur

Ce nouveau matériau semi-conducteur, l'arséniure de bore sans défaut, est le plus efficace pour évacuer la chaleur perdue que tout autre matériau semi-conducteur ou métallique.

L'arséniure de bore sans défaut a une conductivité thermique plus de trois fois plus rapide que les matériaux actuellement utilisés, tels que le carbure de silicium ou le cuivre. La chaleur qui se concentrerait sinon aux points chauds est ainsi rapidement évacuée.

"Ce matériau pourrait grandement améliorer les performances et réduire la demande d'énergie dans tous les types d'appareils électroniques, des petits appareils aux équipements les plus avancés des centres de données informatiques".

- Des batteries chaleur-énergie au sel fondu

C'est une nouvelle batterie rechargeable haute-température au sel fondu fer-oxygène avec un électrolyte de carbonate fondu et d'oxyde solide. Elle a un très faible coût et une longue durée de vie avec une grande capacité de stockage et une capacité de charge ou décharge rapide.

Surtout, comme les sels fondus sont le fluide de stockage idéal pour la chaleur solaire, la batterie à sel fondu fer-oxygène est en principe capable de stocker à la fois la chaleur solaire et l'électricité.

- Une nouvelle batterie à flux à haute énergie de grande capacité

L'alliage sodium-potassium est un métal liquide à température ambiante qui pourrait déboucher sur une batterie à haute tension. L'utilisation d'un métal liquide, avec une membrane en céramique composée de potassium et d'oxyde d'aluminium, ferait plus que doubler la tension maximale des batteries, ce qui pourrait servir au stockage d'énergie éolienne ou solaire à grande échelle. La tension plus élevée permet à la batterie de stocker plus d'énergie par rapport à sa taille, tout en réduisant les coûts de production. Cette nouvelle technique pourrait théoriquement arriver à stocker jusqu'à 10 fois plus d'énergie par gramme.

Ce qui est certain, c'est qu'il ne sera pas viable de stocker les pics d'énergie renouvelable avec des batteries lithium-ion comme on le fait actuellement, mais, heureusement, on a vu qu'arrivent de nombreuses alternatives bien plus efficaces.

- L'Eraole, un avion électrique 100% propre

L'Eraole s'appuie sur une centrale électrique multi-hybride alimentée par le solaire (25%) via les cellules photovoltaïques qui recouvrent les ailes, de l'huile végétale (70%) pour alimenter un moteur thermique et de l'hydrogène produit en vol par hydrolyse.

Il utilise de l'huile Biojet, produite par l'industriel à partir de déchets de végétaux de canne à sucre recyclés. A cela, on ajoute un dopage à l'hydrogène, obtenu par hydrolyse.

Sur le papier, l'engin de 750 kg, qui a besoin de 50 KW au décollage et 20KW en vitesse de croisière, disposerait de 70 heures d'autonomie, à une vitesse de 100 km/h.

- La pollinisation par drones

Aux États-Unis, la société Dronecopter expérimente des drones pour aider la pollinisation d'exploitations produisant des amandes, des cerises et des pommiers. Infatigable et précis, le drone fait mieux que les abeilles, qui connaissent un déclin important ces dernières années.

La mission du drone est préalablement programmée et sa vitesse de déplacement est adaptée automatiquement pour optimiser la quantité de pollens pulvérisée. Un drone peut ainsi couvrir 16 hectares par heure. Après trois ans d'expérimentations, Dronecopter prétend aujourd'hui que ce type de procédé augmente la pollinisation de 25 à 60 % pour ce qui est des cerises et des amandes.

- Des plantes modifiées pour fixer l'azote de l'air sans engrais

À l'avenir, les plantes pourront créer leur propre engrais. Bien qu'il n'y ait pas de plantes capables de fixer l'azote de l'air, il existe en effet un sous-ensemble de cyanobactéries (bactéries photosynthétiques) qui sont capables de le faire. Il ont obtenu ainsi une bactérie qui utilise la photosynthèse pour créer de l'oxygène pendant la journée et qui, la nuit, utilise de l'azote pour produire de la chlorophylle.

Cela pourrait se révéler très important si cela marche vraiment.

- Des plantes d'intérieur modifiées en biocapteurs de pollutions

Des plantes d'appartement modifiées pourraient servir de biocapteurs d'agents environnementaux pouvant nuire à notre santé, comme la moisissure, le gaz radon ou des concentrations de composés organiques volatils. Ces biocapteurs végétaux pourraient être conçus pour réagir à des agents nocifs de différentes façons, par exemple en changeant graduellement la couleur de leur feuillage ou bien en utilisant la fluorescence.

- Michelin veut mettre du bois dans ses pneus

Le manufacturier français veut baisser la part des composants pétroliers dans la fabrication des pneumatiques en introduisant des élastomères issus du bois. Michelin promet un premier exemplaire à l'horizon 2020.

« Nous avons un projet avec des copeaux de bois. Nous allons utiliser les déchets de l'industrie du bois pour créer des élastomères qui entrent dans les pneus ».

Il y a un peu plus d'un an, nous découvrions l'étonnant concept Michelin Vision, un pneumatique imprimé en 3D avec des matériaux biodégradables et qui pourrait être rechapé à volonté. En effet, aussi surprenant que cela puisse paraître, le manufacturier français veut aller vers des pneumatiques qui ne seraient plus remplacés mais « rechargés ».

Ce projet très ambitieux s'articule avec un autre qui l'est tout autant : avoir 80 % de contenus durables dans ses nouveaux pneus d'ici 2048, dont 30 % de matériaux recyclés, 50 % de matériaux biosourcés et 20 % de matériaux issus de l'industrie pétrochimique.

- CeramicSpeed DrivEn : bientôt des vélos sans chaîne ni dérailleur

Baptisée DrivEn, cette transmission, encore à l'état de concept, se compose d'un arbre de transmission en fibre de carbone, qui remplace la chaîne, et de roulements céramiques disposés à chaque extrémité. Ces derniers entraînent d'un côté le mono-plateau avant et de l'autre le disque sur la roue arrière, comportant des crans disposés en cercles concentriques. L'intérêt du système ? Outre une fiabilité supérieure, une exposition réduite aux chocs, à la poussière et à l'eau, DrivEn réduit surtout considérablement la friction. Selon CeramicSpeed, cette transmission permet de diminuer de 49% la friction par rapport à ce qui se fait de mieux aujourd'hui en la matière.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Création d'un métabolisme artificiel minimal

Les processus biochimiques qui se produisent au sein d’une cellule, appelés « métabolisme » ou « fonction métabolique », permettent aux organismes vivants de gagner de l’énergie et d’accumuler ou de décomposer des substances, c’est-à-dire de vivre. Lors d’une expérience de biologie synthétique utilisant la microfluidique, les scientifiques ont réussi à intégrer la forme simple d’une fonction métabolique dans des gouttelettes d’eau microscopiques, formées dans de l’huile. Ces gouttelettes ont servi de petites unités séparées de leur environnement, similaires aux cellules qui sont séparés de leur milieu par une membrane.

La fonction métabolique a été créée de toute pièce à partir de composants moléculaires, dans une approche « bottom-up » alternative à la biologie synthétique qui part d’un organisme réel modifié avec des méthodes de génie génétique pour lui donner de nouvelles fonctions et propriétés. Mais pour comprendre quelles fonctionnalités sont nécessaires et suffisantes à la création de la vie, il faut concevoir un système minimal. Celui conçu par les scientifiques comprend ainsi une paroi, des nutriments et la réaction chimique qui permet de transformer ces nutriments en énergie et inversement.

Ces systèmes minimaux sont des modèles à partir desquels des systèmes plus complexes, plus proches de véritables cellules, pourront être développés. Les fonctionnalités à venir pourraient comprendre par exemple la capacité à se reproduire.

Toutefois, même sans ces caractéristiques, ces systèmes artificiels pourraient se comporter de façon similaire aux systèmes biologiques. Par exemple, les gouttelettes peuvent être produites avec des « aptitudes » (capacité à utiliser les nutriments de l’environnement, par exemple) inégales. Ainsi, comme chez les cellules réelles, les cellules artificielles pourraient entrer en concurrence pour les ressources, se comportant alors tout à fait conformément à la théorie de Darwin.

- A l'origine, il n'y avait que deux ARN de transfert et deux acides aminés

Le système de traduction originaire (de l'ARNm en protéines) avait seulement deux ARNt primitifs, correspondant à deux synthétases et deux types d'acides aminés seulement.

- Comment l'ADN non codant amplifie l'activation d'un gène

La vidéo montre qu'un contact physique entre l'amplificateur et le gène est nécessaire pour activer la transcription, la première étape de la lecture des instructions génétiques. Les amplificateurs restent connectés au gène tout le temps qu'il est actif. Lorsque l'amplificateur se déconnecte, l'activité du gène s'arrête.

Lors de la transcription, la structure formée par l'amplificateur et le gène devient plus compacte.

Étant donné qu'il peut y avoir de nombreux gènes entre l'amplificateur et sa cible, il est remarquable que les promoteurs puissent atteindre la cible exacte au bon moment pour que ce gène devienne actif, mais lorsque l'ADN est compacté par les histones, ces zones pourraient être très proches.

- L'ADN sert d'intelligence artificielle

Avant que les cerveaux à base de neurones évoluent, les circuits biomoléculaires complexes procuraient aux cellules individuelles le "comportement intelligent" nécessaire à leur survie.

Ces réseaux neuronaux à base d'ADN ont pu classer les motifs soumis en neuf catégories. Chacun de ces motifs était constitué de 20 molécules d'ADN choisies parmi l'ensemble de 100 qui représente les 100 bits en 10 × 10 du dessin représentant des chiffres manuscrits «1» à «9». Le réseau a classé avec succès ces formes, suggérant que les circuits moléculaires peuvent accomplir la tâche sophistiquée de classer des informations hautement complexes.

Ce réseau neuronal d'ADN capable de distinguer un chiffre d'un autre est loin d'être le premier ordinateur à ADN, mais c'est certainement le plus complexe.

J'avoue que jai eu du mal à comprendre vraiment l'expérience...

- Des amibes font des provisions pour leurs descendants

Dictyostelium discoideum est une amibe vivant sur les tapis de feuilles mortes dans les forêts, se nourrissant de bactéries et de levures. Elle est également appelée « amibe sociale ».

Les amibes commencent leur vie en cellules individuelles mais lorsque la nourriture diminue, les cellules se rassemblent en une créature multicellulaire en forme de limace, beaucoup plus grande, avec huit à dix types de cellules différentes et le pouvoir de ramper. Se développe ensuite quelque chose comme un champignon avec une tige ayant à son extrémité des spores qui feront la prochaine génération d'amibes.

La découverte, c'est que des bactéries sont préservées dans les spores pour donner à la prochaine génération d'amibes un stock de nourriture initial. L'astuce pour empêcher le système immunitaire parental d'ingérer ces bactéries serait une augmentation de protéines appelées lectines transformant ces bactéries en symbiotes à l'intérieur des amibes, au lieu de nourriture.

- Des vers gelés dans le permafrost depuis 42 000 ans reviennent à la vie !

"Nous avons ainsi les premières expériences démontrant la capacité des organismes multicellulaires à la cryobiose sur le long terme dans le pergélisol de l'Arctique".

300 vers préhistoriques de Sibérie ont été analysés - et deux d'entre eux sont revenus à la vie dans des boîtes de Pétri. "Ils ont commencé à bouger et à manger". L'un daterait de 32 000 ans, l'autre de 41 700 ans.

Ce sont actuellement, les animaux vivants les plus anciens de la planète.

On pense que ce sont toutes les deux des femelles.

Voir aussi Futura-Sciences mais que des vers ou des tardigrades puissent se conserver si longtemps ne veut pas dire que ce serait pareil avec des humains (notamment le cerveau).

- Les araignées utilisent les champs électriques pour voler

Elles ne sont pas munies d'ailes. Pourtant, certaines araignées sont bien capables de s'envoler. Et si les scientifiques ont baptisé la technique qu'elles emploient, « ballooning » - en référence à celle utilisée dans les montgolfières -, elle garde encore sa part de mystère. Car si elles sont soupçonnées de se laisser porter par le vent qui souffle dans leurs fils de soie, les aérodynamiciens se demandent comment elles peuvent réussir à parcourir ainsi des distances de plusieurs centaines de kilomètres.

D'autant que des araignées ont déjà été surprises à pratiquer le « ballooning » des jours... sans vent ! Mais des biologistes de l'université de Bristol (Royaume-Uni) avancent aujourd'hui une hypothèse. Les araignées seraient également portées par le champ électrique présent dans l'atmosphère.

Ils ont découvert que placées sous l'influence de champs électriques équivalents à ceux qui existent dans l'atmosphère, ces araignées s'élèvent. Lorsque le champ électrique disparaît, les araignées se posent. Le tout grâce à des brins de soie déployés en éventail.

- Découverte d'un des premiers sauropodes géants

Ingentia prima vivait il a environ 237 millions d'années autour de ce qui est aujourd'hui l'Argentine et qui était à l'époque le sud-est du supercontinent Pangée. Sa découverte est très importante car il est apparu presque 40 millions d'années avant ses "cousins" géants. Il mesurait environ huit à dix mètres de long pour un poids compris entre sept et dix tonnes.

Il possédait aussi comme les sauropodes tardifs des sacs aériens qui sont de nos jours l'apanage des oiseaux. Ces sacs leur permettaient de diminuer la densité du squelette et donc de voler. Leur fonction chez Ingentia est encore mal expliquée : ils ont pu jouer un rôle dans la régulation thermique.

- Un nouvel ankylosaure américain

Ces dinosaures blindés sont apparus en Asie il y a environ 125 millions d'années et ont atteint l'ouest de l'Amérique du Nord il y a environ 77 millions d'années. Un autre ankylosaure trouvé au Nouveau-Mexique, et qui est de 3 millions d'années plus jeune, était d'une espèce différente.

- Un "dragon" (diplodocus) chinois

De la famille des diplodocoidea précoces, il a été appelé Lingwulong shenqi, littéralement "dragon étonnant de Lingwu", ville près de aquelle il a été trouvé.

- Les baleines chantent pour explorer le monde (sonar) ?

C'est très difficile à croire que les chants des baleines ne soient qu'une façon d'explorer leur environnement par écholocation comme avec un sonar, mais c'est bien argumenté par rapport au moment où elles chantent et aux variations de leurs chants.

- Visualisation des 100 000 neurones d'un cerveau de mouche

Voir aussi Futura-Sciences.

- Ce sont les neurones des mouches qui leur font préférer leur espèce

Ce n'est pas une différence de phéromones qui différencie les espèces de mouche mais une réponse neuronale différente et spécifique à l'espèce.

La différenciation entre les espèces se trouverait dans le cerveau des mouches, dans un petit groupe de neurones qui contrôle le comportement d'accouplement. En fait, les systèmes nerveux périphériques étaient inchangés, suggérant qu'ils ne jouent aucun rôle dans les choix d'accouplement entre différentes espèces.

Pour les mâles, sentir les phéromones d'une autre espèce déclenche la voie inhibitrice, refoulant toute impulsion sexuelle.

Jusqu'à récemment, une telle recherche prenait énormément de temps. Mais avec de nouveaux outils génétiques, comme Crispr-Cas9, il est maintenant possible de comparer les circuits neuronaux entre espèces.

- Les soins aux petits modifient le génome de leurs neurones

Dans cette étude, les chercheurs ont mesuré les soins maternels en fonction du temps passé à toiletter et soigner leurs petits. Ils ont distingué ainsi des groupes d'animaux en fonction des soins maternels élevés ou faibles. Ils ont ensuite examiné, dans les cerveaux de leurs petits, les différences génomiques.

La plupart des différences dans les génomes des cellules nerveuses sont dues à la présence d'éléments génétiques mobiles appelés rétrotransposons. Ce sont des segments d'ADN qui peuvent être copiés et, comme son nom l'indique, transposés ou incorporés dans d'autres parties du génome. Cette étude a mesuré l'accumulation de ces éléments génétiques mobiles dans le cerveau suite aux soins maternels. Les éléments génétiques mobiles s'accumulaient dans des régions spécifiques du cerveau des petits qui avaient eu de faibles soins maternels. Chez un petit né d'une mère prodiguant peu de soins maternels mais élevé par une mère plus maternelle, l'accumulation d'éléments génétiques mobiles était éliminée. L'accumulation d'éléments génétiques serait donc due aux soins fournis par les mères plutôt qu'à une différence héréditaire. La majeure partie des différences était localisée dans l'hippocampe, une région du cerveau impliquée dans la mémoire, et pas dans les autres régions du cerveau.

Les différences de niveaux d'éléments génétiques mobiles pourrait être médiées par des modifications épigénétiques connues sous le nom de méthylation. La méthylation n'est pas elle-même un changement dans la séquence d'ADN, mais elle peut modifier quand et comment les séquences d'ADN sont lues et utilisées par la cellule. Les petits ayant eu de faibles soins maternels avaient une méthylation réduite des séquences régulatrices clés des éléments génétiques mobiles, ce qui aurait entraîné une augmentation du nombre de ces éléments et une augmentation de leur activité.

Lier l'expérience précoce à la variabilité génomique des neurones suggère que l'expérience précoce laisse une empreinte génomique irréversible dans le cerveau. De quoi donner une nouvelle tournure au débat qui fait rage depuis des siècles concernant l'importance de la nature par rapport à l'acquis dans le comportement.

- Les souvenirs perdus de la petite enfance peuvent être réactivés

Les souris perdent elles aussi la mémoire de leurs premières expériences de vie. Ce serait dû à la neurogenèse qui a lieu dans l'hippocampe, par laquelle le cerveau ajoute de nouveaux neurones, ce qui accélérerait l'oubli des évènements de la petite enfance.

Cependant, la stimulation des ensembles de neurones impliqués dans l'encodage suffit pour recouvrer les mémoires perdues. Les chercheurs ont pu activer les neurones qui codaient ce souvenir perdu 15 jours, 30 jours et 90 jours après le choc électrique initial.

Lorsque de nouveaux neurones s'intègrent dans les circuits de l'hippocampe, on peut s'imaginer qu'ils éliminent des connexions existantes et suppriment des souvenirs. Mais cette nouvelle étude suggère plutôt que les souris adultes conservent des traces de leurs souvenirs précoces. Ces souvenirs anciens ne seraient pas complètement perdus, mais seulement plus difficiles à remobiliser.

Voir aussi Sciences et Avenir. Ce n'est pas nouveau mais constitue une nouvelle preuve que la mémoire est encodée dans les neurones eux-mêmes et non dans les synapses, qui servent seulement à retrouver le souvenir et seraient donc désactivées par la production de nouveaux neurones dans l'hippocampe.

- Le cortex visuel déconnecté dans la résolution de problèmes ?

« Nous avons observé une explosion d'oscillations à haute fréquence sur le gyrus temporal supérieur droit du cerveau ». Mais plus surprenant, les EEG ont montré comme une mise en sommeil du cortex visuel droit, la zone dédiée au traitement des informations visuelles.

La mise en sommeil de la zone dédiée au traitement des informations visuelles peut aider à mobiliser plus de ressources sur le problème à résoudre alors que « les oscillations haute fréquence semblent permettre de synchroniser différentes régions du cerveau afin de traiter le problème de manière globale ».

Ils parlent "d'éclair de génie" et de "créativité" alors qu'il ne s'agit effectivement que de relier des savoirs, de boucler un sens, l'embrasement du cerveau me semble plutôt venir après-coup, à la fois soulagement ou récompense et exploration de toutes les conséquences (on a tendance à surestimer la portée de ce qu'on vient de découvrir). Le plus étonnant, c'est la déconnexion du cortex visuel qui semble avoir une si grande importance notamment dans les performances de certains autistes mais si cela se produit après la trouvaille, cela pourrait être une façon de vérifier la solution trouvée en dehors de l'imagination et des images qui l'ont suscitée ?

- Les différents sens des vocalisations des chimpanzés

Chaque "hoo" a été étudié en fonction des variations de la fréquence, de la durée, de l'amplitude et du laps de temps entre deux unités de son. Ces variables ont ensuite été reliées dans des modèles d'analyses variées afin de caractériser les paramètres qui ont le plus d'influence sur le signal émis par le chimpanzé. "Nos résultats montrent clairement que chaque "hoo" peut être distingué en fonction du contexte qu'il exprime, s'enthousiasme Thibault Gruber. Le "rest hoo" est caractérisé par une vocalise plus longue et une seule entité de son. L'alert hoo est celui qui a la plus haute fréquence et le "travel hoo" se distingue par une faible distance entre deux sons". Les chercheurs ont ainsi démontré qu'au sein même d'un sous-type de vocalisation, une distinction fine s'opère également en fonction de ce que le singe veut exprimer.

"Cette recherche nous montre que le chimpanzé souhaite réellement indiquer ce qu'il veut faire aux congénères qui se trouvent à proximité de lui, le "hoo" résume son état d'esprit", continue Thibaud Gruber. Le rest hoo signifie qu'il veut rester à l'endroit où il se trouve, le travel hoo signale que le singe souhaite s'en aller et invite qui veut à le suivre, enfin l'alert hoo prévient qu'on peut s'approcher mais qu'il faut faire attention, par exemple à un serpent. Le "hoo" influe ainsi directement sur le comportement des autres singes. "Si l'on passe des playback de ce cri à des chimpanzés, nous observons que leur attitude change en fonction du "hoo" qu'ils entendent, révélant l'importance des variations de cette vocalise", précise le chercheur genevois.

Cette étude montre qu'il y a une réelle intentionnalité derrière le langage du singe, liée à son état d'esprit du moment. Il ne s'agit donc pas de sons incontrôlés émis sous le coup de l'émotion. "En effet, si ce système de vocalisations n'était que pure émotion, l'alert hoo serait puissant et constitué de plusieurs unités très rapprochées, alors que c'est justement l'inverse, un son discret dont les différents "hoo" sont espacés", illustre Thibaud Gruber. Ces résultats ouvrent la voie à une sémantique du langage du chimpanzé.

Il s'agit bien de communication et non pas d'expression des émotions.

- Des Erectus en Asie il y a plus de 2 millions d'années

À environ 1.200 kilomètres au sud-ouest de Pékin, à Shangchen, ces chercheurs viennent de mettre la main sur pas moins de 96 outils en pierre qui ont pu être utilisés par nos ancêtres pour tailler des os d'animaux ou pour en extraire la moelle. Des pièces dont ils ont estimé l'âge à l'aide de la datation paléomagnétique. Résultat, ces vestiges de notre passé ont entre 1,6 et 2,1 millions d'années. Des hominidés ont donc quitté l’Afrique pour l'Asie au moins un quart de million d'années plus tôt que prévu.

Les chercheurs ont également pu attester d'une présence longue sur le site, de quelque 850.000 ans. Une durée qui a contraint ces hominidés à s'adapter à des conditions climatiques changeantes. En effet, sur place et durant cette période, le climat est passé de chaud et humide à froid et sec.

Ces nouvelles découvertes - même si elles manquent cruellement de restes humains - semblent accréditer l'hypothèse qu'homo erectus n'ait pas été le premier à quitter l'Afrique. Une espèce primitive a pu se déplacer vers l'Asie et donner naissance sur place à homo erectus. Car les dates avancées par les chercheurs chinois pourraient placer la présence d'homo erectus en Asie avant même sa supposée apparition en Afrique...

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Néandertal allumait le feu avec ses haches

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Homo Sapiens issu du métissage de plusieurs espèces

Il ressort que les premiers fossiles d'Homo sapiens ne montrent pas une progression linéaire vers la morphologie actuelle car les Homo sapiens primitifs présentent une diversité de caractères physiques.

Ainsi le crâne trouvé à Djebel Irhoud, au Maroc, a une face typique d'un Homo sapiens moderne mais son neurocrâne n'est pas globulaire : il est plus allongé. D'autres fossiles primitifs d'Homo sapiens trouvés à Florisbad en Afrique du Sud (260.000 ans), d'Omo Kibish (195.000 ans) et Herto (160.000 ans) en Éthiopie, montrent une diversité morphologique. C'est pourquoi certains ont même proposé que des fossiles comme ceux de Djebel Irhoud et de Florisbad représentent une espèce plus primitive : Homo helmei. De la même façon, le crâne fossile de Herto combine un neurocrâne globulaire et une face large et robuste, au point qu'elle a été décrite comme appartenant à une sous-espèce d'Homo sapiens : H. sapiens idaltu.

Homo sapiens a des racines profondes en Afrique mais les fossiles montrent la diversité de ses premiers représentants. L'évolution des Homo sapiens a pu se faire de manière indépendante dans différentes régions, dans des populations en partie isolées pendant des millénaires à cause de la distance ou de barrières écologiques comme des forêts tropicales, des rivières ou des déserts arides.

Nos origines africaines sont donc probablement complexes et pas cantonnées à une région précise.

Cela renforce l'hypothèse que notre espèce ait été forgée par la technique, devenue la pression sélective dominante, à partir de différentes espèces qui se sont mélangées ensuite. Il n'y a aucune origine génétique, un génie humain présent dès le premier Homo, mais seulement l'adaptation de l'espèce à l'évolution technique depuis les premières pierres taillés, transformant nos mains, aux productions complexes amplifiant la sélection cognitive (le gène FOXP2 n'étant pas aussi décisif qu'on l'avait cru). Des évolutions convergentes sont donc possibles, redonnant crédibilité à une pluralité de foyers (notamment en Asie bien que cela reste douteux) qui se sont métissés ensuite.

On peut penser que cela nous rapproche de Néandertal sauf qu'on s'est beaucoup plus domestiqué que lui pour avoir des groupes plus nombreux, ce qui est une condition nécessaire du développement technique et d'un langage complexe, même si cette domestication n'est pas du tout spécifique puisqu'assez identique aux modifications observées chez les animaux d'élevage. Ce sont bien ses nouvelles capacités cognitives ("généraliste de la spécialisation", sans doute grâce au langage narratif) qui ont permis à Sapiens, autour de 50 000 ans, d'investir les milieux les plus hostiles, facteur effectivement déterminant de sa domination sur toute la planète et qui le distingue des autres espèces humaines. Cette relative indépendance du milieu faisant de nous une espèce invasive renforce aussi notre possible "parenté" avec d'hypothétiques extraterrestres puisque les gènes sont bien l'inessentiel par rapport à l'évolution technique et cognitive.

- Des morceaux de pain de 14 400 ans en Jordanie (avant l'agriculture)

Les restes d'un pain plat calciné ont été trouvés sur un site archéologique en Jordanie datant de 14 400 ans.

"Le pain implique une transformation à forte intensité de main d'œuvre comportant le décorticage, le broyage des céréales, le pétrissage et la cuisson".

Le pain a été découvert sur un site de chasseurs-cueilleurs connus sous le nom de Natoufiens qui ont opéré ensuite la transition de la cueillette à l'agriculture.

Les faucilles en silex ainsi que les outils en pierre polie trouvés sur les sites Natoufiens avaient conduit depuis longtemps les archéologues à suspecter que les plantes avaient commencé à être cuites.

Mais le pain sans levain trouvé est la première preuve de fabrication du pain jusqu'à présent, et il montre que la cuisson a été inventée bien avant que nous cultivions les plantes.

On avait déjà trouvé des traces de four à pain datant de 22 000 ans sur une rive du lac de Tibériade. La cuisson des plantes me semble pouvoir être bien antérieure mais alors qu'on imaginait que les céréales sauvages avaient d'abord servi de breuvage alcoolisé avant l'agriculture, il est clair que c'est plutôt pour fabriquer du pain (ce qui n'empêche pas les boissons alcoolisés aussi!).

- L'origine de l'agriculture américaine au sud-ouest de l'Amazonie

La cascade de Teotonio aurait attiré les populations depuis plus de 9000 ans, car c'était un lieu de pêche extrêmement riche et un point d'arrêt obligatoire pour les personnes voyageant en bateau sur cette partie de la rivière Madeira.

On y a trouvé quelques-unes des premières traces de manioc cultivé, une culture que les généticiens disent avoir été domestiquée il y a plus de 8 000 ans, ainsi que des courges, des haricots et peut-être des calathea et d'importantes cultures arboricoles comme les palmiers et les noix du Brésil.

Ces résultats suggèrent que les gens de cette région sont passés des modes de vie de chasseurs-cueilleurs à l'agriculture, il y a plus de 6 000 ans, soit beaucoup plus tôt que prévu.

Là aussi la sédentarisation aurait donc précédé (forcément) l'agriculture, sédentarisations qu'on retrouve de façon très ancienne près des ressources en saumon sans déboucher sur des cultures.

- Quand l'Europe était couverte de Stonehenge... en bois

Des restes de femmes et d’enfants sacrifiés ont été retrouvés dans une enceinte circulaire de plus de 4000 ans en Allemagne.

Il y a 4500 ans, à l'orée de l'âge du Bronze (2500-600 av.J.-C), les grands anneaux mégalithiques dressés au cœur de l'Angleterre n'étaient pas les seuls à étendre leurs ombres sur les terres occupées par les populations néolithiques. Sur le continent, les anciens européens avaient eux aussi érigé depuis longtemps d'immenses enceintes circulaires, semblables à celles de Stonehenge (2800-1100 av.J.-C). À la différence notable, que le bois remplaçait souvent la pierre.

Parmi les corps démembrés d’une dizaine de femmes et d’adolescents, certains arboraient des stigmates de traumatismes crâniens en plus de côtes fracturées ! « Ils semblaient avoir été jetés ou poussés dans la fosse »

- Des disques en pierre troués qui servaient de monnaie

Les habitants de Yap, une petite île au large des Philippines, naviguaient vers d'autres îles de Micronésie à plus de 400km pour extraire des disques de pierre en calcaire. Un trou central était creusé dans chaque disque afin de pouvoir passer un poteau de bois à travers l'ouverture pour transporter la roche jusqu'à Yap, sur des radeaux. Ces pièces de monnaie lourdes, étaient appelées "rai".

De retour chez eux, les "rai" nouvellement ramenés étaient présentés aux membres de leur communauté lors d'une réunion publique et étaient attribués publiquement à des individus ou clans particuliers. Il était assigné à chaque raï une valeur basée sur sa taille et la régularité de sa forme, la qualité de la pierre et les risques pris pour le voyage. Après avoir été inspectés et vérifiés par un chef local, les "rai" étaient exposés dans des endroits publics, tels que des terrains de danse rituels.

La possession d'un disque pouvait être transférée, par exemple, comme cadeau de mariage, pour sécuriser des alliés politiques ou en échange de nourriture avec des îles voisines. Ces changements de propriétaire étaient déclarés devant toute la communauté mais quelqu'en soit le nouveau bénéficiaire, le disque restait dans son emplacement d'origine.

Selon l'anthropologue Fitzpatrick, Bitcoin et Blockchain fonctionnent de la même manière.

La similitude avec la blockchain est un peu tirée par les cheveux mais cette forme de "monnaie" (appellation contestée par David Graeber) rend plus manifeste son caractère à la fois arbitraire (symbolique) et collectif. Un autre article fait la préhistoire de la monnaie qui a souvent été instituée pour payer une dette d'Etat (impôts), mais cela n'empêche pas que ce qui l'a imposée ensuite, c'est l'augmentation des échanges et de la richesse induite. Par rapport à ces monnaies primitives, l'invention de la monnaie (en Lydie) par les Grecs leur a permis de s'enrichir jusqu'à la démesure car elle était facilement thésaurisable (contrairement aux fèves de chocolat).
 

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Les mutations indésirables de CRISPR

Dans une étude publiée dans la revue Molecular Cell, les chercheurs ont montré que l'échec de l'édition de gène avec CRISPR, qui se produit environ 15% du temps, est souvent dû à la liaison persistante de la protéine Cas9 à l'ADN du site à couper, empêchant les enzymes de réparation de l'ADN d'y accéder.

"Nous avons constaté que sur les sites où Cas9 échouait, il restait lié au brin d'ADN et empêchait la cellule d'initier le processus de réparation". Une fois coincè, Cas9 devient incapable de continuer à agir, limitant ainsi l'efficacité de CRISPR.

Ils ont également constaté que Cas9 se révélait inefficace sur les sites du génome où les ARN polymérases - enzymes impliquées dans la lecture des gènes - n'étaient pas actifs.

Il y a de plus une autre étude, anglaise cette fois, dans Nature, qui montre les effets délétères de l'édition de gène, ce que certains dénoncent comme trop alarmiste.

- Rides et perte de cheveux liés aux mitochondries et réversibles

Quand on provoque une mutation menant à un dysfonctionnement mitochondrial, la souris a une peau ridée et une perte de poils importante, visible en quelques semaines. Lorsque la fonction mitochondriale est rétablie, la souris revient à une peau lisse et une fourrure épaisse, indiscernable d'une souris saine du même âge.

La mutation se produit lorsque l'antibiotique doxycycline est ajouté à la nourriture ou à l'eau potable, ce qui altère l'ADN mitochondrial dont l'enzyme de réplication devient inactive.

En quatre semaines, les souris ont eu des poils gris, réduit leur densité, puis perdu leurs poils, avec des mouvements ralentis et une grande léthargie, des changements qui rappellent le vieillissement naturel. Leur peau avait un nombre accru de cellules, un épaississement anormal de la couche externe et une inflammation accrue qui semblait contribuer à la pathologie cutanée tout comme dans le vieillissement de la peau chez l'homme. Sinon, peu de changements ont été observés dans d'autres organes, suggérant un rôle important pour les mitochondries dans la peau par rapport à d'autres tissus.

Ce qui est extraordinaire, c'est que cette perte de poils et la peau ridée ont été complètement inversés en désactivant la mutation.

Cela donne l'espoir d'inverser les signes du vieillissement mais plus généralement d'inverser le vieillissement lui-même, notamment cérébral, souvent lié aux mitochondries (les mitochondries qui nous fournissent l'énergie sont des corps étrangers qui sont de véritables agents extérieurs contrôlant notamment notre longévité). Une autre étude montre que restaurer l'énergie des mitochondries réduit les nombre de cellules sénescentes et augmente la durée de vie. On peut interpréter aussi l'impact visible du vieillissement sur la peau comme un signal de notre état énergétique et de notre vieillissement intérieur pour les autres ? En tout cas, on sait depuis longtemps que l'alcool augmente l'oxydation des mitochondries au contraire du café.

- La thermothérapie stimule les mitochondries des muscles

En appliquant deux heures par jour de diathermie à ondes courtes - un type de thermothérapie générée par des impulsions électriques - aux muscles de la cuisse pendant six jours, la fonction mitochondriale a augmenté en moyenne de 28%. La concentration de plusieurs protéines mitochondriales a également augmenté, ce qui suggère que « en plus d'améliorer la fonction, l'exposition répétée à la chaleur a augmenté la teneur mitochondriale dans le muscle ».

- L'inhibition de la voie mTOR renforce le système immunitaire

Ce premier médicament anti-âge, lié à la rapamycine, semble fonctionner, réduisant du moins les infections des personnes âgées.

- Le secret d'une longue vie : se laver les mains et se brosser les dents

En 2016, des chercheurs de la Florida Atlantic University ont découvert que brosser soigneusement les dents pour éliminer la plaque dentaire aidait à prévenir les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux en réduisant l'inflammation dans le corps avec une efficacité proche de celle des statines.

Une étude de juillet de l'Université Columbia a aussi montré que le lavage régulier des mains empêchait le contact avec les produits chimiques retardateurs de flamme courants dans les produits quotidiens et qui sont des perturbateurs hormonaux, liés à la baisse de fertilité et au dysfonctionnement thyroïdien.

Sans rapport semble-t-il, on apprend également que les allergies (un système immunitaire hyperactif) pourraient protéger de certains cancers.

- Des nano-capsules pour éliminer les cellules sénescentes

Des nano-capsules pourraient cibler préférentiellement les cellules sénescentes grâce à l'hyperactivité de leurs lysosomes pour les éliminer, ce qui est particulièrement utile contre les fibroses pulmonaires ou après une chimiothérapie anticancéreuse.

La peau des pommes (mais aussi câpres, chocolat, myrtilles, oignon rouge, vin, thé, cerises, etc.) contient une substance, la quercétine ou quercétol (antioxydant, antiinflammatoire), qui allonge la vie (du moins en combinaison avec un anticancéreux, le dasatinib) en éliminant les cellules sénescentes (on a vu plus haut que cela peut être obtenu en boostant les mitochondries).

- La curcumine inhiberait l'élimination des protéines usagées

La curcumine se lie à une enzyme appelée DYRK2, ce qui affecte le fonctionnement du protéasome (protéines éliminant les protéines usagées).

La curcumine inhibe la kinase DYRK2, ce qui diminue la phosphorylation réalisée par le protéasome dans les cellules. Cette activité réduite du protéasome gêne la prolifération cellulaire, ce qui devrait réduire la progression du cancer.

De plus, la curcumine agit en synergie avec un inhibiteur du protéasome, le carfilzomib, ce qui favorise l'apoptose - la mort cellulaire programmée - dans des cellules cancéreuses. En combinaison avec ce médicament, la curcumine induit une mort cellulaire plus élevée chez les cellules cancéreuses, tandis que les cellules non-cancéreuses sont moins affectées.

La curcumine seule n'est pas forcément suffisante pour être bénéfique, comme l'explique Sourav Banerjee, principal auteur de cette recherche : « En général, la curcumine est expulsée du corps assez rapidement. Pour que la curcumine soit un médicament efficace, elle doit être modifiée pour entrer dans la circulation sanguine et rester suffisamment longtemps dans le corps pour cibler le cancer. En raison de divers inconvénients chimiques, la curcumine seule peut ne pas être suffisante pour inverser complètement le cancer chez les patients humains. »

Une autre étude a réussi à rendre la curcumine soluble pour être plus efficace. La curcumine est l'épice la plus recommandée pour toutes sortes de raisons (antioxydant, anti-inflammatoire, etc.) mais cela suggère que cet effet ne serait pas forcément favorable quand on n'a pas de cancer ?

- Améliorer l' Alzheimer en combattant l'obstruction des vaisseaux lymphatiques

Les chercheurs ont constaté que l'obstruction des vaisseaux lymphatiques chez les souris aggrave l'accumulation de plaques amyloïdes nocives dans le cerveau qui sont associées à la maladie d'Alzheimer. En améliorant le flux des déchets du cerveau vers les ganglions lymphatiques du cou de souris âgées, les vaisseaux sont devenus plus grands et mieux drainés, ce qui a eu un effet direct sur la capacité de la souris à apprendre et à se souvenir. En améliorant la fonction des vaisseaux lymphatiques, la capacité des souris âgées à apprendre et à rappeler leurs souvenirs a été considérablement augmentée.

Par ailleurs, la tension semble favoriser l'Alzheimer tout comme d'avoir eu beaucoup d'enfants (à cause de l'oestrogène ?) mais si les protéines tau deviennent pathologiques, ce serait parce qu'elles changeraient de forme en exposant des acides aminés nocifs que la protéine normale recouvre. Justement, un nouveau médicament depuis 2008, le Tafamidis (VYNDAQEL), empêcherait cette altération de la protéine tau. Une dernière hypothèse met en cause un excès d'acidité des endosomes qui pourrait être corrigée par un inhibiteur de l'histone désacétylase (HDAC). L'Alzheimer est cependant un domaine où la recherche n'avance pas depuis des années, multipliant les pistes (vasculaire, sommeil-drainage du cerveau, inflammation, mitochondries, prions) qui ne mènent à rien... jusqu'à ce qu'on y arrive un jour enfin ! Il faut donc rester prudent sur l'annonce d'une nouvelle substance anti-amyloïde (BAN2401) dont l'efficacité a été mise en cause, alors qu'un autre anticorps (1C22) ciblerait les amyloïdes pathologiques seulement. Une expérience microfluidique semble d'ailleurs montrer que ce qui est déterminant, c'est plutôt l'inflammation provoquée (ou non) par les plaques, amenant la microglie à s'attaquer aux neurones. En attendant, on peut recommander le café dont on a vu qu'il améliore les mitochondries.

- Un implant sans fil qui tue le cancer par la lumière

La thérapie photodynamique, qui est déjà utilisée pour traiter certains cancers, implique que le patient prenne un médicament qui rend les cellules vulnérables à la lumière. Les médecins mettent ensuite la lumière sur la tumeur pendant environ 10 à 45 minutes, en utilisant un tube flexible appelé endoscope si la tumeur est à l'intérieur du corps,

L'implant se compose d'une puce LED alimentée sans fil par NFC - la technologie utilisée dans les terminaux de paiement sans contact - de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'y ajouter des piles dans le corps.

Lorsque l'équipe a implanté l'appareil sous la peau de souris, cela leur a permis d'exposer à la lumière leurs tumeurs jusqu'à 10 jours, en utilisant une lumière 1000 fois moins intense que celle habituellement utilisée en thérapie photodynamique.

Les souris ont reçu une thérapie par la lumière rouge ou verte. La croissance des tumeurs a été considérablement réduite chez les souris ayant reçu une thérapie par la lumière rouge, comparativement aux souris n'ayant pas reçu de luminothérapie, mais la lumière verte a eu un effet encore plus fort, rétrécissant leurs tumeurs.

Ce dispositif pourrait être particulièrement utile pour traiter le cancer des organes délicats tels que le cerveau et le pancréas, où la chirurgie et la radiothérapie sont risquées.

- Les radiographies en couleur pour plus de précision

Des scientifiques néo-zélandais ont réalisé la toute première radiographie couleur en trois dimensions (3D) d'un corps humain, grâce à une technique qui pourrait contribuer à l'amélioration du diagnostic médical.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un appareil qui régule excitation et stress par la respiration

L'appareil est équipé d'un capteur de respiration et d'un haut-parleur à conduction osseuse. En modifiant artificiellement le rythme respiratoire qu'entend l'utilisateur à travers le masque, il est possible d'induire des biais cognitifs et comportementaux sans autre forme de stimuli. L'utilisateur entend un son de respiration synchronisé en temps réel qu'il perçoit comme la sienne et va réagir aux signaux artificiels.

Ainsi, les personnes qui entendaient une respiration forte et rapide avaient tendance à trouver des images de l'autre sexe plus attirantes ou affichaient un niveau de stress plus élevé que celles qui entendaient une respiration plus lente et moins bruyante.

- Citroën lance des lunettes contre le mal des transports

Avec ses lunettes Seetroën qui récréent une ligne d'horizon à l'aide d'un liquide coloré, la marque automobile française s'attaque à un symptôme qui gâche la vie de millions de voyageurs.

Développées par la startup française Boarding Ring, elles sont équipées de quatre anneaux contenant un liquide coloré qui se déplace dans le sens frontal (droite-gauche) mais aussi dans le sens sagittal (avant-arrière) en suivant le mouvement de la tête. Ainsi, il est possible de lire, jouer ou regarder un film sans être malade, assure le constructeur. Baptisées Seetroën (jeu de mot avec « see » qui signifie voir en anglais), ces lunettes sont disponibles sur le site de Citroën.

Efficaces aussi bien en voiture que sur un bateau ou en avion, les lunettes Seetroën doivent être mises dès l'apparition des premiers symptômes, explique le concepteur. Au bout d'une dizaine de minutes, le dispositif permet au cerveau de se resynchroniser avec le mouvement perçu par l'oreille interne.

On peut alors les retirer et profiter du reste du voyage sans nausées, c'est du moins ce qu'affirme le constructeur.

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- Des capteurs électroniques en spray

Des capteurs chimiques microscopiques peuvent être pulvérisés en spray pour surveiller la pollution de l'environnement ou diagnostiquer des maladies.

Chaque capteur comprend une puce d'environ 1 micromètre d'épaisseur et de 100 micromètres de diamètre (environ la largeur d'un cheveu humain) recouverte d'un circuit constitué de matériaux semi-conducteurs qui comprend une photodiode convertissant la lumière ambiante en courant électrique et un détecteur chimique. Ce détecteur chimique est composé d'un matériau 2D qui conduit le courant électrique plus facilement si le matériau se lie à un produit chimique spécifique dans son environnement, pouvant alors émettre des signaux lumineux.

Étant si minuscules, ces dispositifs pourraient également être injectés dans la circulation sanguine d'une personne à des fins médicales - constituant un test sanguin sans prélèvement de sang.

- Un puissant fusil d'assaut laser mis au point par la Chine ?

Sans un bruit, ni couleur, le faisceau laser du fusil d’assaut ZKZM-500 peut brûler du textile ou la peau à une distance de 800 mètres tout comme percer un réservoir de carburant et l'embraser.

Les performances annoncées laissent sceptiques les spécialistes.

- Drift W1 e-Skates : Segway réinvente les rollers

- Un robot reconfigurable

Ce curieux robot est à l'aise sur toutes les surfaces. Grâce à un ingénieux système qui combine deux types de roues montées sur des bras articulés indépendants du châssis, il peut changer de configuration et même modifier son centre de gravité pour franchir les obstacles.

Le Rising Star (pour Sprawl-Tuned Autonomous Robot) est équipé de quatre roues classiques et six roues de type cruciforme qui sont réparties de part et d'autre de ses deux bras. Ces derniers sont reliés au châssis par un mécanisme motorisé qui peut pivoter pour prendre différentes inclinaisons et utiliser l'un ou l'autre modèle de roues selon le terrain rencontré.

- Un drone inspiré des insectes se déforme pour absorber les chocs

Un drone origami est capable, lors de collisions, de se ramollir pour éviter la casse, puis de revenir à sa forme initiale. Inspiré des ailes d’insecte, ce nouveau type de drone réunit les avantages des structures souples et rigides.

- Les robots cafards et serpents de Rolls-Royce pour réparer les moteurs d'avions

Avec son projet IntelligentEngine, Rolls-Royce veut créer des robots miniatures munis de caméras qui serviraient à l'inspection des moteurs d'avions afin d'atteindre les zones les moins accessibles en évitant des démontages longs et coûteux.

Rolls-Royce pense aussi à intégrer des robots « périscopes » qui seraient directement insérés dans certaines parties d'un moteur et se déploieraient à la demande pour surveiller des zones spécifiques.

- Le taxi volant de Rolls Royce

Rolls-Royce a annoncé un projet d'adav (aéronef à décollage et atterrissage verticaux) à propulsion électrique hybride qui pourrait emporter jusqu'à cinq personnes. Dénommé Rolls-Royce EVTOL, il devrait prendre les airs mi-2020.

Il sera doté d'ailes pivotant à 90 degrés pour le décollage et l'atterrissage verticaux. Ses six rotors électriques seront alimentés par une batterie rechargée par une turbine à gaz M250 que le constructeur a déjà utilisée dans plus de 170 modèles d'hélicoptères et qui totalise 220 millions d'heures de vol. Une fois à son altitude de croisière, l'adav pourra rétracter les hélices des rotors d'ailes, afin de réduire la traînée et le bruit dans la cabine, et n'utiliser que les deux propulseurs situés à l'arrière. Il volerait à 400 km/h sur environ 800 kilomètres et pourrait utiliser les héliports et aéroports existants.

- La voiture volante d'Aston Martin

Baptisé Volante Vision, l'engin a été codéveloppé avec l'université de Cranfield et Rolls-Royce, qui travaille aussi sur son propre taxi volant.

C'est un concept car, et ne sera très probablement jamais plus que cela, mais qu’importe. Cette machine volante à trois places est propulsée par trois rotors – deux à l’avant, un à l’arrière.

- CityHawk, le taxi volant à hydrogène

Porté par l'entreprise israélienne Urban Aeronautics, le CityHawk est un énième projet de taxi volant à décollage et atterrissage verticaux. Mais il se distinguera de la concurrence par une propulsion alimentée à l'hydrogène, afin de disposer d'une autonomie de vol supérieure aux engins à batterie.

Tout, d'abord, l'appareil n'utilise pas d'ailes pivotantes mais deux rotors contrarotatifs carénés situés à l'avant et l'arrière de la carlingue. De ce fait, le design ressemble davantage à celui d'une voiture, avec une façade avant large qui s'apparente à une calandre.

Le CityHawk pourra emporter jusqu'à six passagers, pilote compris. Dans un premier temps, il sera propulsé par deux turbomoteurs d'hélicoptère Safran HE Arriel 2N de 1.000 chevaux chacun. Urban Aeronautics annonce une vitesse de pointe de 270 km/h et une autonomie de 150 kilomètres avec cinq personnes à bord. Les premiers vols d'essai doivent débuter en 2021-2022. Après cela, l'entreprise entamera la deuxième phase de développement qui consistera à basculer sur une alimentation par des piles à combustible à hydrogène.

- Un véhicule volant personnel qui se pilote avec un joystick

Il serait même amphibie, transportable et prêt à la commercialisation ! Pour Larry Page, co-fondateur de Google, qui investit dans plusieurs projets, "une seule voiture volante serait absurde".

Opener réalise le rêve d'un véhicule personnel à décollage vertical, sûr, facile à manoeuvrer et abordable: BlackFly.

L'engin est un multicopter mesurant quatre mètres de long et deux mètres de haut. Il est capable de transporter une personne, dont la taille et le poids de doivent pas dépasser deux mètres et 144 kilogrammes.

La BlackFly est dotée de huit moteurs électriques qui lui permettent d'atteindre une vitesse de 62 km/h et de parcourir 40 kilomètres sans être rechargée. Elle se conduit au moyen d'un joystick et du système électronique embarqué.

Selon les concepteurs de l'appareil, il sera utilisé comme un moyen de transport personnel et ne sera pas plus cher qu'un crossover grand public. Ayant obtenu sa licence d'exploitation aux États-Unis, ses ventes doivent être lancées l'année prochaine.

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