Brèves

Astrophysique

Un pulsar très brillant

Le premier pulsar gamma extragalactique, baptisé PSR J0540-6919, vient d’être découvert, par une collaboration internationale menée par deux chercheurs du Centre national de la recherche scientifique, à partir des données recueillies par le Large Area Telescope installé sur la sonde Fermi de la NASA (National Aeronautics and Space Administration). Situé à 163 000 années lumière dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine voisine de la nôtre, cette étoile à neutrons en rotation rapide se serait formée lors de l’effondrement d’une étoile massive (supernova) il y a quelque 1 000 ans. La plupart des 2 500 pulsars connus ont été mis au jour en ondes radio par des radiotélescopes au sol. Certains d’entre eux émettent aussi des rayons gamma ; depuis 2008, Fermi a permis d’en découvrir 160 dans la Voie lactée ou dans des concentrations très denses d’étoiles (amas globulaires) en orbite autour d’elle. PSR J0540-6919 se révèle être le plus brillant en rayons gamma à ce jour, détrônant le pulsar du Crabe d’un facteur 20. Toutefois, selon les observations de Fermi, il a pour voisin un curieux objet, plus brillant que lui dans les mêmes longueurs d’onde gamma, mais qui ne semble pas, ou très faiblement, pulser. Ces découvertes devraient permettre de mieux comprendre les phénomènes en action dans la magnétosphère des pulsars jeunes et particulièrement énergétiques. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus : http://www.irap.omp.eu/actualites/actu-pulsar

Astrophysique

L’atmosphère martienne victime du vent solaire

Il y a 4 milliards d’années, Mars bénéficiait d’une température plus chaude qu’aujourd’hui et très vraisemblablement d’eau liquide. Depuis, son atmosphère a pratiquement disparu. Pour comprendre comment cette dernière s’est échappée, la NASA (National Aeronautics and Space Administration) a lancé MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) le 22 septembre 2014. Les données recueillies par cette sonde, notamment lors de ses plongées dans la haute atmosphère martienne, indiquent que le vent solaire expulse le gaz atmosphérique de la planète au rythme de 100 grammes par seconde. Quantité qui peut être multipliée par dix pendant les tempêtes solaires. Dépourvue de tout bouclier magnétique depuis au moins 3,6 milliards d’années, Mars est exposée directement au vent solaire. Aussi, des bouffées de protons et d’électrons parviennent, à peine atténuées, jusqu’à un demi-rayon martien (1 695 kilomètres), voire même jusqu’au sol pour les particules les plus énergétiques. La Terre, plus massive et volumineuse que Mars, dispose d’un puissant bouclier magnétique protecteur contre le vent solaire. Elle ne laisse donc échapper qu’une infime partie de son atmosphère vers l’espace. Néanmoins, d’autres phénomènes provoquent la perte de 3 kilogrammes de gaz par seconde. Trop peu pour devenir inquiétant avant plusieurs milliards d’années. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.ipsl.fr/fr/Actualites/Actualites-scientifiques/Le-vent-solaire-principal-responsable-de-l-erosion-de-l-atmosphere-de-la-planete-Mars

Physique

Première course internationale de molécules-voitures

Mais que vient faire le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) dans une course de voitures ? Plus précisément de molécules-voitures, des véhicules de quelques nanomètres de long (1 nm = 10^–9 m). La course, organisée donc avec le concours du CNRS, aura lieu à Toulouse en octobre 2016. Actuellement, les équipes affûtent leurs bolides. Les véhicules se mesureront sur un circuit construit atome par atome sur une surface d’or maintenue à 5 kelvins (–268 °C) sous ultravide. Les voitures seront activées par de brèves impulsions électriques et la course, invisible à l’œil nu, pourra être suivie sur grand écran et sur le site Internet de l’événement grâce à un microscope électronique à effet tunnel à quatre pointes. Plus qu’un jeu, cet épisode marque une avancée technologique importante dans des domaines comme les nanosciences, les nanotechnologies, la chimie de synthèse ou la science des surfaces. Une ouverture vers la construction de circuits électroniques atome par atome, économisant ainsi à l’extrême des matières premières rares.  H. D.

Pour en savoir plus : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4317.htm

Physique

Friselis autour des nouveaux résultats du LHC

Le 15 décembre 2015 étaient présentés les derniers résultats des expériences ATLAS (Appareil toroïdal du LHC) et CMS (Solénoïde compact pour muons) du Grand Collisionneur de hadrons LHC, analyses portant sur des collisions de protons à des énergies inédites : 13 téraélectronvolts (1 TeV = 10¹² eV) contre 8 durant la première période d’exploitation du LHC de 2010 à 2012 qui a permis la découverte du boson de Higgs. La masse de données actuellement accumulée n’est pas gigantesque. Or les physiciens ont besoin d’une grande statistique pour identifier de nouveaux phénomènes. Néanmoins, le binôme d’expériences a présenté une trentaine d’analyses, la moitié s’intéressant à des phénomènes au-delà du Modèle standard, théorie actuelle décrivant les particules et leurs interactions. Pas d’excès significatifs observés mais de nombreuses limites sur l’existence de phénomènes « exotiques » : trous noirs quantiques au-dessus de 8 TeV, masse de l’hypothétique gluino supérieure à 1,6 TeV… Un léger excès dans le canal de désintégration en deux photons a été remarqué. ATLAS et CMS ont montré une telle bosse correspondant à une particule hypothétique inconnue de masse plus de six fois supérieure à celle du boson de Higgs. Un excès toutefois trop minime pour conclure quoi que ce soit. Cette saison 2 du LHC nous réserve sans doute bien des surprises. JULIEN BABEL

Pour en savoir plus : home.cern/fr/about/updates/2015/12/atlas-and-cms-present-their-2015-lhc-results

Médecine

Flore intestinale et immunothérapie

Financée par la fondation ARC pour la recherche sur le cancer, une étude, réalisée par des chercheurs de Gustave-Roussy, des instituts Pasteur de Lille et Paris, de l’université Paris-Sud, l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) et l’INRA (Institut national de la recherche agronomique), vient de démontrer le rôle de la flore intestinale en soutien d’une immunothérapie par anticorps utilisée en cancérologie. Les scientifiques ont prouvé d’abord sur des souris que l’absence de deux bactéries dans le microbiote rendait le médicament totalement inopérant contre la tumeur traitée. Puis, ils ont constaté que la recolonisation de la flore intestinale par l’une ou l’autre de ces bactéries suffisait à redonner une efficacité au traitement. Des expérimentations cliniques menées sur des patients souffrant de mélanome métastasique ont mis en évidence l’importance de ces bactéries immunogènes, à la fois sur la sensibilité au traitement et la diminution tumorale. Parallèlement, une équipe américaine est parvenue à des conclusions similaires en utilisant un autre anticorps. Ces travaux pourraient conduire à agir sur le microbiote de certains patients traités par immunothérapie par divers moyens, de la prise de prébiotiques à la transplantation fécale. H. D.

Pour en savoir plus : http://presse.inra.fr/Ressources/Communiques-de-presse/flore-intestinale-en-renfort-de-l-immunotherapie-en-cancerologie

Médecine

Imagerie biomédicale, la révolution des ultrasons

Quelle que soit la technique exploitée, l’imagerie médicale se heurte à un problème qui semble insurmontable. En effet, pour obtenir des images de haute résolution, il est nécessaire d’utiliser un signal de faible longueur d’onde. Or plus la longueur d’onde employée est petite, moins le signal pénètre les tissus. Il faut donc choisir entre pouvoir de pénétration et résolution de l’image. À partir d’une technique optique dite de microscopie à fluorescence, dont les inventeurs furent récompensés par le prix Nobel de chimie en 2014, une équipe de l’Institut Laue-Langevin de Grenoble vient de mettre au point une procédure permettant un gain de résolution d’un facteur vingt en utilisant un signal ultrasonore. Les scientifiques sont parvenus à dresser la carte du maillage sanguin du cerveau d’un rat vivant, avec des détails permettant de dissocier de petits vaisseaux séparés de quelques micromètres (1 µm = 10^–6 m) seulement. La technique, non invasive et se servant d’un appareillage peu volumineux, sera testée très prochainement sur l’Homme. Les chercheurs pensent être en mesure de détecter précocement des cancers dont la microvascularisation est non visible à ce jour. H. D.

Pour en savoir plus : http://presse.inserm.fr/imagerie-biomedicale-a-resolution-microscopique-la-revolution-des-ultrasons/21603/

Physiologie

Passer dans le noyau d’une cellule

À l’intérieur de la cellule, le noyau concentre l’essentiel de l’information génétique sous forme d’ADN (acide désoxyribonucléique) qui est protégé par la double membrane externe du noyau. Or, pour le bon fonctionnement d’un organisme, il est nécessaire que certaines molécules puissent franchir cette barrière. Une équipe de l’Institut de biologie structurale (Grenoble), en exploitant différentes techniques de visualisation (fluorescence, simulation, résonance magnétique nucléaire), est parvenue à suivre les interactions qui se produisent entre l’extérieur et l’intérieur du noyau. Pour franchir l’enveloppe du noyau, les molécules utilisent des transporteurs, des protéines qui passent par des pores de la double membrane. Ces tunnels sont tapissés de protéines particulières (nucléoporines), très flexibles, qui constituent un filtre sélectif ouvrant le passage aux seuls transporteurs interagissant avec elles. Les chercheurs ont constaté qu’en réalité, seules des zones de quelques acides aminés sont mises en jeu dans ces interactions. De plus, les dynamiques moléculaires de ces dernières ont lieu sur un laps de temps très bref et de manière superficielle. Ainsi, la configuration des protéines qui transitent n’évolue pratiquement pas. H. D.

Pour en savoir plus : http://portail.cea.fr/presse/Pages/actualites-communiques/sante-sciences-du-vivant/dynamique-transport-molecule-noyau-cellule.aspx

Génétique

Plongée dans le « code origines » de l’ADN

À partir de l’unique cellule créée lors de la fécondation, un nouvel être vivant se construit par divisions cellulaires successives. Mais préalablement à toute division, l’ADN (acide désoxyribonucléique) de chaque chromosome de la cellule est copié par réplication afin de former deux chromosomes identiques. La cellule peut alors se diviser pour donner deux cellules semblables. Chez les organismes pluricellulaires, cette réplication s’effectue à partir de milliers de sites, appelés origines, localisés sur chaque chromosome. Le code de ces origines vient d’être appréhendé par une équipe de chercheurs de l’Institut de génétique humaine (Montpellier) et du laboratoire Technologie avancée pour le génome et la clinique (Marseille). Les scientifiques ont élucidé les signaux de l'ADN permettant la reconnaissance de ces origines comme autant de « portes d’entrée » du génome pour sa réplication. Ils ont montré que ces origines sont regroupées en trois grandes catégories. Lors de la réplication, chaque catégorie d’origines émet des signaux de reconnaissance bien particuliers permettant l’adaptation de la cellule à son environnement. Ce travail devrait permettre de déterminer où se produisent des « ratés » dans le code, aboutissant à la formation de cellules cancéreuses, et de bloquer peut-être les origines de ces cellules afin d’empêcher leur multiplication. H. D.

Pour en savoir plus : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4295.htm

Sciences de la Terre

Les arcs-en-ciel se classent

Dans une conférence récente à l’AGU (American Geophysical Union, Union américaine de géophysique), un groupe de scientifiques de Météo-France mené par Paul Ricard a exposé un travail original concernant les arcs-en-ciel. Jusqu’à présent, pour expliciter les différences entre les arcs-en-ciel, un seul critère était pris en compte : la taille des gouttes d’eau en suspension dans l’air. Mais de nombreux arcs-en-ciel ne pouvaient pas être expliqués : certains ne présentent qu’une large bande de couleur rouge, d’autres sont dédoublés ou arborent des couleurs plus intenses que prévu. En se basant sur des milliers de clichés du ciel, les auteurs de cette étude proposent une nouvelle typologie comprenant douze classes d’arcs-en-ciel. Cela a permis de mieux comprendre l’influence d’autres paramètres, comme la direction des gouttes d’eau ou la hauteur du Soleil. D’une manière assez surprenante, cela n’avait jamais été accompli auparavant. VINCENT PASQUERO

Pour en savoir plus : https://www.youtube.com/watch?v=utqdD-ffARY

Sciences de la Terre

Des vagues qui ne suivent pas le vent

En bord de mer, les jours de vent, on peut constater que la plupart des vagues rejoignent le rivage, poussées dans le sens du vent. Mais ce n’est pas le cas de toutes les vagues. En surface, d’autres, plus courtes, partent sur les côtés. Une équipe du Laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS, Finistère) a publié une étude effectuée en mer Noire, au large de la Crimée. Celle-là révèle que ces vagues courtes, de moins de 2 mètres de long, se propagent à 70° de la direction du vent. Si ces dernières renferment peu d’énergie comparées aux vagues longues, elles jouent un rôle capital en formant une rugosité de surface qui augmente l’effet du vent et parvient à modifier le niveau de la mer. « La puissance d’une grande vague, pourtant lisse et avec peu de prise au vent, peut être renforcée à cause des petites vagues à sa surface qui offrent une plus grande prise aux rafales » déclare Fabrice Ardhuin, directeur du LOPS. Cet effet peut provoquer parfois des phénomènes de surcote comme nous en avons connus sur la côte Atlantique lors de la tempête Xynthia. H. D.

Pour en savoir plus : http://wwz.ifremer.fr/lpo/Le-Laboratoire/Actualites/Des-vagues-dans-presque-toutes-les-directions

Biologie

Quand les arbres grossissent et prennent du poids

Au fil des années, les arbres grossissent. La circonférence de leurs tronc et branches s’accroît, et il semble évident qu’ils prennent du poids. Jusqu’à ce jour, il était admis qu’augmentation de la circonférence et fabrication de bois allaient de pair. Or un consortium international, se trouvant sous la responsabilité de l’Institut national de la recherche agronomique et d’AgroParisTech, vient de montrer qu’il n’en est rien. Le développement de la circonférence se révèle être synchronisé avec le cycle des durées respectives du jour et de la nuit, alors que la biomasse ligneuse (bois) augmente en fonction des variations saisonnières de température. Cette constatation pose les limites d’une évaluation de la séquestration du carbone par les arbres à partir de mesures externes de la circonférence des troncs. Ainsi, si la circonférence d’un tronc ne croît plus durant l’automne, les arbres n’en continuent pas moins à absorber du carbone pour augmenter leur masse de bois à volume constant. Cette découverte va permettre de modéliser dans le temps les flux de carbone au sein des divers composants des forêts (troncs, feuilles, racines...) et de mieux évaluer ainsi l’impact du changement climatique sur cet écosystème, qui capture environ 15 % des émissions de dioxyde de carbone dues aux activités humaines. H. D.

Pour en savoir plus : http://presse.inra.fr/Ressources/Communiques-de-presse/Les-arbres-grossissent-et-prennent-du-poids-mais-pas-en-meme-temps

Énergie

Un prototype de batterie au sodium

Pas moins de six laboratoires du Centre national de la recherche scientifique et du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives réunis au sein du Réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie (RS2E) ont uni leurs efforts pour mettre au point un prototype de batterie particulièrement prometteuse. À l’heure actuelle, les capacités de cette batterie sont comparables à celles des batteries lithium-ion à leurs débuts. La grande nouveauté tient au fait qu’elle utilise du sodium, disponible en grosse quantité, en remplacement du lithium, rare et coûteux. Pour cela, il a fallu mettre au point une électrode positive (cathode) constituée essentiellement de sodium, mais aussi un milieu liquide permettant aux ions sodium de passer d’une électrode à l’autre. Enfin, point capital pour un futur développement industriel, le prototype est au format « 18650 », soit un cylindre de 1,8 cm de diamètre sur 6,5 cm de hauteur, identique à celui des batteries lithium-ion du commerce. Pour l’instant, la batterie a pu subir 2 000 cycles de charges/décharges sans perte notable de performance. Ce composant intéresse déjà les industriels du secteur, notamment ceux du réseau RS2E. H. D.

Pour en savoir plus : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/4325.htm