Brèves

Astronomie

La géologie révèle les secrets du Système solaire passé

Le Système solaire constitue un ensemble dont tous les membres s’influencent mutuellement. Qu’une planète connaisse la moindre perturbation dans sa ronde autour du Soleil, et toutes les autres en subissent les conséquences. Le Système solaire a donc une nature qualifiée de chaotique. Il semblait acquis que cette particularité ne permettait pas de connaître par le calcul l’état passé du Système solaire au-delà de 60 millions d’années. Une équipe de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, à Paris, vient de montrer que des données géologiques recueillies sur Terre pouvaient repousser cette limite jusqu’à 200 millions d’années. Les chercheurs ont utilisé les paramètres de Milanković (Milutin, 1876-1958) – excentricité, obliquité et précession de la Terre – dont la variation a un effet sur les changements climatiques. Or, des traces de ces changements passés peuvent être trouvées dans les strates géologiques terrestres. En utilisant les données recueillies lors de deux forages effectués sur le continent nord-américain, il a été possible de déterminer les paramètres de l’orbite terrestre et d’en déduire ceux de toutes les autres planètes, jusqu’à 200 millions d’années. D’autres forages sont attendus pour affiner les données obtenues sur les variations des orbites des planètes. HUBERT DESRUES

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

Astrophysique

L’ombre d’un trou noir

L’image de l’ombre d’un trou noir révélée le 10 avril dernier constitue un événement majeur. Derrière cette tache sombre se cache un exploit technique qui a mobilisé plus de deux cents chercheurs sur tous les continents. Le consortium EHT (Event Horizon Telescope) à l’origine de cette performance regroupe treize instituts, dont huit exploitent des radiotélescopes installés sur quatre continents. Associés, ces instruments forment un gigantesque télescope virtuel d’une ouverture théorique égale au diamètre de la Terre. Parmi eux, le radiotélescope de 30 mètres de l’IRAM (Institut de radioastronomie millimétrique) installé en Espagne. La reconstitution d’une image lisible à partir des données captées par cet ensemble d’instruments (environ 350 téraoctets – 1 To = 10¹² o – par télescope et par jour) a nécessité la mise au point d’un algorithme sophistiqué. Les calculs ont été effectués à l’Institut Max-Planck, en Allemagne, sur des ordinateurs hautement spécialisés appelés correlators. Pour ses futures observations, l’EHT verra sa sensibilité considérablement augmentée avec l’arrivée de trois nouveaux télescopes installés en France, au Groenland et en Arizona. En 1979, Jean-Pierre Luminet, chercheur au CNRS (Centre national de la recherche scientifique), avait simulé l’image théorique d’un trou noir à partir des propriétés physiques alors supposées de ce type d’objet astronomique. L’image qu’il avait obtenue peut être comparée à celle de l’EHT. H. D.

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

Physique

Un mode de transport de l’électricité plus efficace

Depuis plusieurs semaines, le futur accélérateur du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), le LHC (Grand Collisionneur de hadrons) haute luminosité, est en construction. Une ligne électrique inédite y est actuellement en phase de test. Longue de 60 mètres, elle a transporté déjà jusqu’à 40 000 ampères, soit vingt fois plus qu’un câble en cuivre ordinaire de même section. Pour atteindre un tel débit, la ligne est constituée d’un supraconducteur qui fonctionne à la température de 25 kelvins (– 248 °C) et n’offre pratiquement aucune résistance au passage du courant. Le câble est enfermé dans un cryostat où circule un réfrigérant d’hélium gazeux. Par rapport à d’autres liaisons électriques supraconductrices existantes, celle-là utilise un nouveau matériau, le diborure de magnésium (MgB₂). Plus flexible, ce dernier peut travailler sous 25 K, au lieu des 4,5 K nécessaires à ses concurrents. En exploitation sur le LHC, ces lignes alimenteront les aimants de la machine géante. Elles devront transporter alors jusqu’à 100 000 A. Ce projet pourrait trouver une déclinaison pour des lignes à haute tension transportant de l’électricité sur de longues distances. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CERN

Astrophysique

Mais où est passé le méthane martien ?

Au cours de son histoire, la planète Rouge a-t-elle accueilli une forme de vie ? Pour tenter de répondre à cette interrogation, les chercheurs sont en quête de traces de méthane dans l’atmosphère martienne. Le méthane a été choisi comme marqueur de vie car sur Terre, celui-là est à 90 % d’origine biologique. Depuis le début des années 2000, plusieurs missions ont détecté du méthane sur Mars. Toutes ces découvertes ont été largement médiatisées et débattues. Elles ont donné lieu aussi à de multiples controverses. Il faut préciser que la limite de détection des instruments utilisés avait été atteinte alors. En 2016, l’Agence spatiale européenne (ESA) mettait sur orbite autour de Mars la sonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), destinée à étudier l’existence et l’origine des gaz présents dans l’atmosphère de la planète Rouge. Les premières données publiées le 10 avril dernier ne font état d’aucune trace de méthane. Pourtant, les instruments qui équipent TGO offrent une sensibilité dix à cent fois supérieure à celle des instruments précédemment utilisés. Comment interpréter ces nouveaux résultats sans rejeter les observations passées ? Les scientifiques s’interrogent sur un éventuel mécanisme inconnu, qui pourrait éradiquer rapidement le méthane près de la surface de la planète. H. D.

Pour en savoir plus : actualité scientifique de l'institut Pierre-Simon-Laplace

Technologie

Secours, cartographie en temps réel

Après une catastrophe, naturelle ou non, la rapidité d’intervention des secours et leur efficacité sont d’une grande importance pour assister les victimes. En initiant le projet INACHUS, du nom d’un dieu grec, l’Europe a souhaité réduire les temps de recherche et de sauvetage en milieu urbain. Trois objectifs sont assignés à ce projet : améliorer la détection et la localisation des victimes piégées ; apporter des outils de simulation pour prédire les éventuelles défaillances structurelles ; et fournir un mécanisme d’aide à la décision pour prioriser et coordonner les missions de sauvetage. Dans ce cadre, l’ONERA (Office national d’études et de recherches aérospatiales) a développé des solutions utilisant des drones équipés d’imageurs laser tridimensionnels. Outre la prise de vues, ces engins disposent d’un système de traitement des images afin de reconnaître les endroits où il est nécessaire d’intervenir immédiatement, en proposant des parcours dégagés pour les atteindre. L’appareil le plus perfectionné permet de reconstruire et transmettre en temps réel à un opérateur une cartographie en 3D du terrain. De plus, son électronique embarquée réalise la fusion des images captées dans les domaines du visible et de l’infrarouge, qu’il peut communiquer à un poste de commandement. H. D.

Pour en savoir plus : actualité de l'ONERA

Climatologie

La végétation au secours du climat

Depuis les années 1990, nous savons que les grandes zones biologiques terrestres de l’hémisphère nord absorbent une quantité substantielle des rejets anthropiques de dioxyde de carbone (CO₂). Mais aucune précision quantitative n’était disponible et l’on ignorait surtout dans quel sens ces puits de carbone évoluaient. Une équipe internationale coordonnée par le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement a utilisé les mesures des teneurs atmosphériques en CO₂ enregistrées depuis cinquante ans pour les hémisphères nord et sud. Il apparaît que depuis vingt ans, le puits de la végétation de l’hémisphère nord a augmenté considérablement ses capacités, alors que celui de l’hémisphère sud stagne. Les causes de ce phénomène ne sont pas bien cernées. Il semble toutefois que le puits de carbone des écosystèmes terrestres de l’hémisphère nord ne soit pas affecté par les sécheresses et les aléas climatiques. Une autre étude réalisée par des chercheurs français et belges a évalué l’effet tampon des forêts sur le sous-étage forestier quand les températures sont élevées. En milieu tropical, cet effet peut abaisser la température des sous-bois de plus de 4 °C. Selon cette étude, il est montré que plus la température extérieure est élevée, plus le pouvoir tampon des forêts augmente, apportant une réelle protection à la biodiversité. H. D.

Pour en savoir plus : alerte presse et communiqué de presse du CNRS

Technologie-Médecine

La marche, sixième signe vital

Plusieurs études le prouvent, la vitesse de marche d’un individu constitue un indicateur de sa santé – à l’instar de la température, la tension artérielle, la respiration, le pouls ou la douleur – voire même de sa longévité. Ainsi, les personnes âgées se déplaçant à moins de un mètre par seconde seraient plus sujettes aux ennuis de santé. Dans le cadre du projet international MOBILISE-D auquel collaborent trente-quatre partenaires dans le monde, une équipe du Laboratoire de mesure et d’analyse des mouvements (LMAM) de l’École polytechnique fédérale de Lausanne participe – avec l’aide d’autres laboratoires – à la mise sur pied d’un nouvel appareil. Son but : permettre une étude précise et approfondie de la mobilité d’un individu au quotidien, en mesurant différents paramètres caractéristiques (longueur et hauteur des pas, régularité, variations, détection de boiterie…). L’enjeu consiste à disposer d’un outil simple, facile d’utilisation, muni d’un seul capteur et suffisamment sensible pour analyser les mouvements lents, l’un des points faibles des appareils disponibles actuellement. Cette initiative pourrait contribuer notamment au développement d’une médecine préventive et/ou thérapeutique ciblant les plus de 65 ans, représentant environ un cinquième de la population européenne. GAËLLE COURTY

Pour en savoir plus : actualité de l'EPFL

Biologie

Un mythe en virologie brisé

Des chercheurs français ont observé un phénomène inconnu jusqu’alors : un fonctionnement viral à l’échelle multicellulaire. Leurs travaux portaient sur des cellules de légumineuses infectées par le virus multipartite FBNSV (Faba bean necrotic stunt virus). Le génome d’un virus multipartite est morcelé en plusieurs segments, chacun encapsulé dans une particule virale distincte. Les chercheurs ont mis en évidence que chacun de ces segments ne se trouvait pas systématiquement dans les mêmes cellules infectées, où l’accumulation de l’un est indépendante de celle des autres, les produits des gènes viraux pouvant vraisemblablement être échangés entre cellules et le système viral demeurant fonctionnel malgré tout. Auparavant, les scientifiques pensaient que la totalité du génome viral était indispensable au sein d’une même cellule pour que le virus s’y réplique et que l’infection soit effective. Cette découverte surprenante d’un mode de vie pluricellulaire offre de nouvelles pistes de recherche en virologie. G. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du Cirad

Informatique

Un trillion d’opérations par seconde

Les puissances de calcul nécessaires à l’économie numérique se chiffrent aujourd’hui en milliard de milliards d’opérations à effectuer chaque seconde. Le HPC (High Performance Computing, « calcul à haute performance ») est devenu un réel enjeu stratégique. Pour y répondre à l’échelle de notre continent, la Commission européenne a initié une entreprise commune du calcul intensif, dont l’objectif est de réunir des acteurs européens du domaine afin de développer des superordinateurs exascales ou exaflops capables d’effectuer un milliard de milliards de calculs par seconde. Le cahier des charges prévoit que cette coordination s’appuie sur des technologies européennes concurrentielles, afin de mettre au point des systèmes de calcul hétérogènes. C’est-à-dire des coprocesseurs dédiés à des fonctions spécialisées pour gérer les tâches spécifiques du superordinateur. Un prototype de processeur adapté à un système hétérogène est sur le point d’être validé. Les États-Unis, le Japon et la Chine développent des projets qui devraient se concrétiser entre 2020 et 2021. De telles machines seront utilisées pour des systèmes d’intelligence artificielle, prévoir les changements climatiques, mais aussi pour des recherches de pointe dans tous les domaines, voire pour aider à prévenir les suicides. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CEA

Neurosciences

Le cerveau prend une excellente résolution… en couleur !

L’imagerie cérébrale ne cesse de gagner en précision. L’imagerie ChroMS (Chromatic Multiphoton Serial Imaging) permet une visualisation tridimensionnelle et en couleur de régions du cerveau de vertébré, associant haute résolution et volume, paramètres optimisés indépendamment jusque-là. Le mérite en revient à deux équipes françaises, qui ont éprouvé cette nouvelle technique de microscopie sur des souris. Les neurones, dotés de marqueurs fluorescents distincts, sont visibles individuellement en couleur à la surface du cerveau après excitation lumineuse. Après chaque acquisition d’image, une tranche de cerveau est découpée par un microtome. L’itération de cycles de découpe et d’imagerie permet de reconstruire une image en 3D de la région d’intérêt – pouvant atteindre plusieurs millimètres cubes. ChroMS est propice entre autres à l’étude de circuits neuronaux, qui peuvent être imagés ainsi entièrement, et à celle des cellules issues des cellules souches neurales pendant le développement. À plus long terme, elle pourrait être une candidate idéale à l’étude d’autres organes, de l’embryogenèse ou de modèles de maladies neurologiques. G. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS ; publication originale dans Nature Communications ; vidéos complémentaires (1 et 2)

Paléontologie

Un nouvel Homo

Une nouvelle espèce du genre Homo a été identifiée dans la grotte de Callao, dans le Nord des Philippines, sur l’île de Luçon. Datée d’au moins 50 000 à 67 000 ans, Homo luzonensis se distingue des autres espèces d’Homo par une combinaison originale de caractères morphologiques. Des analyses d’imagerie et morphométriques effectuées par une équipe internationale – comprenant notamment des chercheurs du Muséum national d’histoire naturelle et du Centre national de la recherche scientifique – ont révélé la présence, sur des dents, de caractères primitifs, typiques des Australopithèques ou d’autres espèces plus anciennes d’Homo, et modernes, proches d’Homo sapiens. De plus, des particularités observées sur les phalanges de pied rappellent celles des Australopithèques – retrouvés uniquement en Afrique et datés d’au moins 2 à 3 millions d’années – mais se démarquent de celles d’H. sapiens. L’isolement de l’île de Luçon du continent asiatique pendant tout le Quaternaire aurait entraîné l’évolution insulaire d’H. luzonensis et l’apparition de ces caractères considérés comme archaïques. Les chercheurs ignorent encore l’origine de l’espèce et comment elle serait arrivée sur Luçon. Mais sa découverte, associée à celle antérieure d’activités humaines datées d’environ 700 000 ans, laisse penser que les îles de l’Asie du Sud-Est auraient joué un rôle essentiel dans l’histoire évolutive des Hominines. G. C.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Paléontologie

Des Dénisoviens chez les Papous

L’Homme de Denisova vivait aux confins de la Sibérie et de la Chine actuelle il y a 30 à 160 000 ans… ou plus ? Ses caractéristiques morphologiques sont très mal connues. Seuls un os de doigt, un os d’orteil et trois dents avaient été mis au jour. Depuis peu, cet inventaire s’est enrichi d’un fragment de mâchoire découvert au Tibet en 1980, oublié puis retrouvé dans une université chinoise. Matériel suffisant pour fournir des renseignements génétiques et affirmer qu’il s’agit d’une espèce d’humains à part entière, différente de neandertalensis et sapiens. Quand ils se croisaient, ces parents proches, de notre lointaine Préhistoire, avaient des rapports, parfois féconds. Les preuves de ces hybridations existent dans le génome des populations actuelles. La part d’ADN (acide désoxyribonucléique) des Néandertaliens est estimée aujourd’hui à 1,5 à 2,1 % du génome eurasien. Il semblerait que 4 à 6 % du génome mélanésien soit issu des Dénisoviens. La nouveauté provient d’une étude internationale intégrant le laboratoire Évolution et diversité biologique de Toulouse. Elle établit que dans les variants génétiques des populations papoues actuelles de Nouvelle-Guinée, non pas une mais deux lignées dénisoviennes distinctes cohabitent. L’une de ces lignées pourrait même être considérée comme une nouvelle espèce d’humains archaïques. H. D.

Pour en savoir plus : actualité de l'INEE-CNRS