Brèves

Astronomie

Un long voyage avec 1 400 galaxies

L’équipe internationale, dont des chercheurs du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), qui avait découvert en 2014 les frontières de Laniakea, ce continent de galaxies dans lequel nous vivons, propose d’effectuer aujourd’hui un voyage de 13 milliards d’années avec 1 400 galaxies. C’est en cherchant à retracer la route empruntée par ces galaxies que l’équipe est parvenue à produire la carte la plus détaillée des orbites de 1 400 galaxies éloignées jusqu’à 100 millions d’années lumière. Cette cartographie prend la forme d’une visualisation interactive en quatre dimensions qui nous conduit dans le passé et vers le futur de notre partie de l’Univers. Pendant cette période, notre Voie lactée a parcouru plus de trente millions d’années lumière, l’éloignant du Vide local en direction de l’attracteur Shapley. Dans sa course, son destin est lié à celui de la galaxie d’Andromède : les orbites calculées prédisent que ces deux galaxies entreront en collision dans 4,5 milliards d’années. Elles devraient éviter le principal attracteur de la zone cartographiée situé dans la constellation de la Vierge, qui a déjà capturé plus de un millier de galaxies. Apparaissent également les flots de matière tels l’évacuation du Vide local ou les écoulements vers des attracteurs lointains. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus : actualité du CEA

Astrophysique

Un Quintette en flagrant délit de cannibalisme galactique

Il était admis qu’il ne se passait plus grand-chose de nouveau dans le Quintette de Stephan, un groupe de cinq galaxies elliptiques observé pour la première fois en 1878 par l’astronome français Édouard Stephan (1837-1923). Cependant, une image du groupe prise par la caméra MegaCam, depuis le télescope Canada-France-Hawaii (Mauna Kea, Hawaï), a attiré l’attention des astrophysiciens. Ce groupe très étudié est considéré comme le prototype de l’évolution collective des galaxies. Proches les unes des autres, elles se cannibalisent en fusionnant au cours de leurs interactions. À terme, il en résultera une galaxie elliptique géante. Les images de MegaCam ont révélé la présence au cœur du Quintette d’un halo rouge dans NGC 7317, l’une de ses galaxies que l’on croyait inerte ou arrivée récemment. Or ce halo prouve au contraire que cette dernière interagit depuis longtemps avec les autres membres du groupe. Le Quintette de Stephan serait donc bien plus âgé qu’on ne le pensait, obligeant les astrophysiciens à revoir leur copie sur les modèles de formation et d’évolution de ce système. MegaCam a été développée par le CEA-Irfu (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives-Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers). H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CNRS-INSU

Climatologie

Des mesures d’émission du carbone de haute précision

Pour faciliter l’application des traités sur le climat conclus en Conférence des parties (COP), les états et les scientifiques ont besoin de données fiables susceptibles de les aider à établir des plans d’action. Dans ce but, l’Europe se dote d’un réseau de 140 stations. Nommé ICOS (Integrated Carbon Observation System), ce réseau est chargé de réaliser des mesures atmosphériques et produire des données normalisées sur la concentration des gaz à effet de serre et les flux de carbone entre l’atmosphère, les continents et les océans. Sept stations situées en Allemagne, Belgique, France, Finlande et Italie viennent d’être certifiées. En France, une station intégrée à l’Observatoire pérenne de l’environnement dans le Grand Est mesure en continu les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO₂), méthane et protoxyde d’azote. Elle surveille également les échanges de carbone au-dessus des forêts de sa zone d’observation. La France va labelliser dans les trois ans quatre stations atmosphériques, onze stations de suivi des écosystèmes (forêts, prairies, cultures, tourbières) et une station de mesure des échanges air/mer de CO₂  installée sur un navire marchand. L’ensemble des données européennes d’ICOS est traité au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement de Saclay dans l’Essonne. H. D.

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

Informatique

Apporter une preuve ? Pas si simple

Une preuve circulaire consiste à utiliser un théorème pour démontrer… ce même théorème ! Est-ce bien une preuve ? Cela intéresse les mathématiciens car les preuves circulaires s’avèrent très utiles pour s’assurer que des systèmes réactifs (interagissant avec leur environnement, telle une machine à café) vérifient certaines propriétés et répondent bien aux attentes des utilisateurs, ce qui est regroupé sous le terme spécifications. Pour cela, remplacer le système et ses spécifications par des objets de logique permet de les manipuler à l’aide de formules. Domaine de recherche d’Amina Doumane qui, pour sa thèse de doctorat, a utilisé un outil particulier, à la frontière entre logique mathématique et informatique théorique : le μ-calcul. Ce dernier lui a permis d’écrire trois formules : une pour décrire le système, une autre pour détailler les spécifications et une dernière qui met en relation les deux premières, de façon à ce que la formule du système implique nécessairement la formule des spécifications. Il suffit alors de prouver la troisième formule pour vérifier les spécifications. La prouesse de la chercheuse a été de concevoir un algorithme capable de prendre une formule de μ-calcul et d’en construire automatiquement une preuve. Elle a démontré ainsi qu’une preuve circulaire a bien les propriétés structurelles d’une preuve. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CNRS-INS2I

Biologie

Des robots flotteurs pour étudier le phytoplancton

L’océan Atlantique nord, qui ne représente que 1,5 % de la surface des mers, capte environ 20 % du dioxyde de carbone (CO₂) absorbé par les océans. Deux phénomènes participent à ce bon rendement. D’une part, les eaux froides en surface et les conditions météorologiques extrêmes en hiver facilitent le captage du CO₂ atmosphérique. D’autre part, la floraison du phytoplancton concourt, grâce à la photosynthèse, à la transformation du carbone minéral en carbone organique, et contribue à la captation du CO₂ et à sa précipitation vers les profondeurs. Pour étudier la floraison du phytoplancton, mal connue, des chercheurs du Laboratoire d’océanographie de Villefranche-sur-Mer ont immergé des robots « flotteurs-profileurs biogéochimiques » qui, sur une année complète, ont récolté des données concernant les variations de la biochimie des eaux. La floraison du phytoplancton intervient en deux phases. Une première, très réduite, appelée « frémissement hivernal », précède de quelques semaines la seconde, l’explosion printanière. De plus, en condition de mer calme, certaines espèces comme les diatomées peuvent fleurir localement en plein hiver. Ces résultats ont ouvert la voie à l’immersion d’un millier de flotteurs afin d’étudier sur la durée la vie océanique et sa sensibilité aux variations climatiques. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Biologie

Comprendre la sensation d’astringence

L’astringence est l’une des composantes de la perception organoleptique des aliments. Le vin rouge, le thé ou la rhubarbe nous procurent cette sensation de sécheresse et d’âpreté caractéristique. Des chercheurs de l’INRA (Institut national de la recherche agronomique) et de l’université Bourgogne - Franche-Comté viennent d’apporter un éclaircissement sur ce phénomène encore mal analysé. À partir d’un modèle in vitro de muqueuse buccale constitué de cellules épithéliales couvertes d’une pellicule mucosale de protéines salivaires, les chercheurs ont constaté que l’ajout de tanins modifiait la structure de ces dernières. Pour certains tanins, à une concentration supérieure à 0,5 millimol/L, des agrégats se forment entre les tanins et les protéines salivaires. La taille des agrégats augmente ensuite avec la concentration en tanins. Autre constatation, chez les mammifères, des protéines salivaires riches en proline (un acide aminé) joueraient un rôle dans la protection de la muqueuse buccale. Les mécanismes d’astringence sont liés directement à l’action des tanins sur la pellicule mucosale, qui est privée de ses capacités de lubrification. D’où l’apparition de forces de friction au niveau de la muqueuse orale, entraînant la sensation de bouche sèche. H. D.

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

Médecine

De l’or contre les virus

Les virus tuent chaque année des millions de personnes de par le monde. Si quelques médicaments parviennent à s’attaquer avec succès à certains virus très spécifiques comme le VIH (virus de l’immunodéficience humaine) ou celui de l’hépatite C, il n’existe aucun antiviral à large spectre capable d’éliminer indifféremment plusieurs types de virus. Les chercheurs du Laboratoire des nanomatériaux supramoléculaires et interfaces en Suisse ont accompli une avancée grâce à des nanoparticules d’or. Alors que tous les médicaments candidats se révélaient aux mieux inefficaces in vivo, au pire dangereux pour l’Homme, les nanoparticules d’or mises au point sont non toxiques et imitent à la perfection les récepteurs des cellules humaines. Or les virus ont besoin de nos cellules pour croître et se multiplier. Quand, leurrés par les nanoparticules d’or, ils se lient à elles pour les infecter, une pression locale créée par cet assemblage les casse et leur fait perdre toute toxicité. Des tests réalisés in vitro sur des tissus infectés par des virus comme l’herpès, le papillomavirus, la dengue et le VIH ont été menés avec succès. D’autres tests ont permis de guérir des souris atteintes d’un virus respiratoire. H. D.

Pour en savoir plus : actualité de l'EPFL

Médecine

Débusquer les protéines « résistantes » aux antibiotiques

La résistance des bactéries aux antibiotiques devient un problème de santé publique préoccupant. Aujourd’hui, la recherche s’oriente vers le développement de nouveaux antibiotiques et une meilleure compréhension de cette résistance. Il s’agit notamment de connaître les protéines d’une bactérie impliquées dans la résistance aux antibiotiques. Or les chercheurs se heurtaient à deux difficultés. La première concernait l’identification des bactéries, qui peut nécessiter plusieurs jours. La seconde l’impossibilité de détecter par spectrométrie de masse les protéines les plus larges. Les chimistes de l’École polytechnique fédérale de Lausanne viennent de mettre au point un procédé qui pourrait à terme permettre d’identifier en 30 minutes une bactérie et d’en connaître les protéines. « Il s’agit d’une poudre blanche qui absorbe la lumière et qui, couplée au rayonnement ultraviolet, va produire une réaction électrochimique et démultiplier l’effet du laser en explosant littéralement la membrane de la bactérie. » Le choix de l’antibiotique peut tenir compte alors à la fois de la nature de la bactérie et de la présence ou non de protéines susceptibles de le dégrader. H. D.

Pour en savoir plus : actualité de l'EPFL

Sciences de la Terre

Un marqueur de la rupture superficielle des grands séismes

Sur la planète, les zones de subduction sont majoritairement le lieu des séismes les plus importants. Lorsque ces derniers sont accompagnés d’une rupture de surface, le risque de tsunami dévastateur survient. Or il reste très difficile de savoir si un glissement sismique qui se produit sous les océans loin des réseaux d’observation est suivi ou non d’une rupture de surface. Pour de multiples raisons scientifiques et humaines, il serait essentiel pourtant d’anticiper, même de quelques minutes, l’arrivée d’un tsunami. Les travaux qui viennent d’être publiés par deux chercheurs du laboratoire Géoazur de Nice offrent une piste. En étudiant les séismes récents bien documentés, ils ont mis en évidence que le déclenchement de répliques au-delà de la zone de subduction était lié à l’existence d’une rupture superficielle. Dans un premier temps, les chercheurs vont vérifier leur hypothèse sur les données des séismes pour lesquels les répliques ont été enregistrées à l’échelle mondiale. Ils pourront quantifier ainsi la fréquence et la répartition des ruptures de surface sur la planète. Enfin, ils disposeront d’un outil à la fois pour étudier la physique des tremblements de terre et estimer les risques de tsunami. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CNRS-INSU

Environnement

Barrages hydroélectriques contre biodiversité amazonienne

Pour alimenter en électricité les populations vivant dans les pays andins, 142 barrages ont été implantés sur les affluents de l’Amazone. Cent-soixante autres sont en projet. Or il s’avère que ces installations hydroélectriques fragmentent les cours d’eau et s’opposent à la jonction naturelle des rivières entre elles. Il s’ensuit de profonds bouleversements, par exemple dans la circulation des sédiments, qui impactent la vie des espèces fluviales et terrestres dans tout le bassin du fleuve. Avec la collaboration des gouvernements de la région, une équipe internationale de scientifiques vient de compiler un ensemble de données sur les barrages existants et à venir pour en mesurer les effets sur l’environnement. Pablo Tedesco, macroécologue à l’Institut de recherche pour le développement, signataire de l’étude, précise : « Les barrages à venir pourraient entraîner des pertes importantes de connectivité fluviale dans les cours d’eau de cinq des principaux systèmes [fluviaux amazoniens-andins] – Napo, Marañón, Ucayali, Beni et Mamoré. » Pour concilier préservation de la biodiversité et développement des énergies renouvelables, les scientifiques spécialistes des écosystèmes et en hydrographie demandent à être associés au choix des sites d’implantation des futurs barrages. H. D.

Pour en savoir plus : actualité scientifique de l'IRD

Santé

Êtes-vous sensible au gluten ?

Le gluten peut être à l’origine de nombreuses pathologies chez l’Homme. Bien documentées, les allergies et la maladie cœliaque présentent des symptômes connus. Plus difficile à diagnostiquer, la sensibilité non cœliaque au gluten (SNCG) ne bénéficie d’aucune documentation. Face à sa fréquence très souvent autodiagnostiquée, l’INRA (Institut national de la recherche agronomique) se propose de mener une étude en partant d’une cohorte de 157 000 individus, parmi lesquels seront retenus des volontaires souffrant de SNCG. L’étude va s’intéresser au blé, principal pourvoyeur de gluten dans l’alimentation, à sa transformation en pain et sa digestion. À partir de 75 lignées de blé anciennes et modernes, dix seront sélectionnées en fonction du complexe amidon-gluten qu’elles contiennent. L’étude clinique sera menée en double aveugle et les patients soumis à un régime avec ou sans gluten à base de pains sélectionnés en fonction de leur digestibilité. Les scientifiques se livreront à diverses observations symptomatiques et immunologiques. Ils espèrent trouver ainsi les premiers éléments de compréhension de la maladie. Des études réalisées sur des prélèvements biologiques auront pour objectif d’identifier d’éventuels biomarqueurs de la SNCG. Les chercheurs espèrent que ce projet, baptisé GlutN, leur permettra de mieux comprendre la SNCG et d’en évaluer la prévalence. H. D.

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

Préhistoire

Une sortie d’Afrique précoce

Une équipe internationale de paléontologues vient de découvrir la partie gauche d’une mâchoire supérieure d’homme adulte dans la grotte de Misliya, en Israël. Diverses méthodes de datation permettent d’affirmer qu’elle appartient à un individu vivant il y a 177 000 à 194 000 ans. La sortie d’Afrique d’Homo sapiens se trouve avancée ainsi de 60 000 ans. La connaissance de la migration humaine durant le Pléistocène est importante pour appréhender l’évolution de notre espèce. Le corridor du Moyen-Orient a servi de point de passage tout au long de l’histoire pour plusieurs espèces humaines, dont les Néandertaliens. Pour affirmer qu’il s’agissait bien d’un fossile d’Homo sapiens, les chercheurs ont fait appel à plusieurs techniques : mesures anthropologiques sur la mâchoire et les dents, examen au scanner pour étudier l’anatomie interne, multiples comparaisons avec d’autres ossements fossiles ou plus récents d’hominidés africains, européens et asiatiques. Pour les chercheurs, « cette découverte va dans le sens des données génétiques qui soutiennent l’idée d’une diffusion de gènes modernes hors d’Afrique il y a un peu plus de 200 000 ans ». H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS