Brèves

Astrophysique

Découverte de galaxies invisibles

Jusqu’à présent, les astrophysiciens connaissaient deux types de galaxies. D’une part, les galaxies jeunes, nombreuses, actives, situées dans l’Univers lointain. D’autre part, les galaxies mortes, très massives, ne formant plus d’étoiles, plus proches. Grâce à la puissance du télescope ALMA (Atacama Large Millimeter Array) installé au Chili, les scientifiques viennent de découvrir une population de galaxies dites noires, qui n’apparaissaient pas sur des images prises dans le domaine visible ou le proche infrarouge. Selon les chercheurs, ces galaxies pourraient constituer le chaînon manquant entre les deux types de galaxies connues. Parmi les plus massives de l’Univers jeune, ces galaxies sont dix fois plus nombreuses que celles observées dans le domaine visible par le télescope spatial Hubble. Elles pourraient représenter la première population de galaxies elliptiques massives datant du premier milliard d’années après le Big Bang. Or, les modèles actuels ne permettent pas d’expliquer comment l’Univers a pu créer de telles galaxies en moins de un milliard d’années. Pour les astrophysiciens, la découverte de ces galaxies noires devrait conduire à une meilleure compréhension des premiers milliards d’années d’existence de l’Univers. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Planétologie

Un océan sur Mars il y a 3 milliards d’années

Sur Mars, la présence d’un océan qui aurait recouvert les plaines de l’hémisphère nord devient une éventualité de plus en plus réaliste. Pour étayer sa thèse, une collaboration des universités Paris-Saclay, Clermont Auvergne, Panthéon-Sorbonne et Paris-Est Créteil Val-de-Marne s’est livrée à une comparaison entre plusieurs cratères d’impact terrestres et un cratère martien. Sur Terre, les chercheurs ont retenu des cratères formés dans des océans peu profonds sous l’impact d’astéroïdes. Par exemple, le cratère Chicxulub, situé dans le golfe du Mexique, a déclenché il y a 66 millions d’années de puissants tsunamis, dont les traces se retrouvent encore dans les dépôts le long des côtes. Ces cratères marins terrestres possèdent une morphologie bien particulière, avec des remparts larges et effondrés, et des dépôts importants de sédiments à l’intérieur du cratère. Sur Mars, les chercheurs ont constaté que le cratère Lomonosov présentait des particularités semblables, dont de nombreux effondrements de son rempart avec des ouvertures et un remplissage de sédiments au fond du cratère. De plus, l’âge de ce cratère correspond à celui de dépôts de tsunami identifiés dans la région d’Arabia Terra plus au sud. Ces travaux apportent des éléments robustes pour appuyer l’hypothèse de la présence d’un océan tardif, il y a 3 à 3,5 milliards d’années, dans les plaines martiennes du Nord de la planète. H. D.

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

Médecine

Les plasmas froids au secours des grands brûlés

La greffe de peau demeure la technique la plus utilisée pour réparer les dommages occasionnés par une brûlure au troisième degré. Une équipe pluridisciplinaire réunissant des médecins, des biologistes et des physiciens des plasmas vient de montrer que l’application d’un plasma froid sur une greffe de peau de grande surface facilitait la cicatrisation. Les plasmas froids sont des gaz dont une partie des atomes et molécules ont perdu leurs électrons à la suite d’un apport d’énergie. Les chercheurs du Laboratoire de physique des plasmas ont employé un plasma produit dans un flux d’hélium, ce qui crée avec l’air ambiant de l’oxyde nitrique, connu pour favoriser la cicatrisation par genèse de nouveaux vaisseaux sanguins dans le greffon. Subsiste un débat sur l’origine de l’oxyde nitrique qui agit réellement sur les vaisseaux. Il s’agit soit de celui apporté de manière exogène par le plasma, soit de celui produit de manière endogène par les cellules sous l’action du traitement. En effet, l’application de plasma froid active la sécrétion d’une protéine qui déclenche la production d’oxyde nitrique par les cellules. La technique utilisée favorise la formation de vaisseaux sanguins dans le derme, couche de la peau assurant la tenue mécanique de cette dernière. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Technologie

Champ magnétique record pour une IRM du corps humain

Pour explorer notre cerveau, les neuroscientifiques doivent disposer d’outils d’observation dotés d’une grande résolution spatiotemporelle. De cette exigence est né le projet franco-allemand Iseult, visant à construire une IRM (imagerie par résonance magnétique) de 11,7 teslas (T), alors que les appareils hospitaliers standard ont une puissance de 1,5 à 3 T. Depuis juillet 2019, l’aimant d’Iseult est en cours d’installation à NeuroSpin, au centre CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) de Paris-Saclay. Après une procédure mettant en œuvre quelque 1 300 opérations, l’aimant a atteint son champ nominal de 11,7 T. Il a été nécessaire d’abord de faire descendre sa température à 1,8 kelvin (– 271 °C), afin de le placer dans un état supraconducteur dans lequel il n’oppose plus de résistance au courant électrique. Pour conserver cette température, l’aimant est refroidi en permanence par 7 000 litres d’hélium. La machine de 132 tonnes prévue pour explorer le corps humain dans son entier mesure 5 mètres de diamètre pour 5 mètres de long avec une ouverture de 90 centimètres. C’est un record mondial pour ce type d’appareil avec un tel diamètre d’ouverture. Il existe des IRM de 17 T de bien plus faible diamètre. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CEA

Médecine

Une assistance pour les non-voyants

Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (Suisse) et de la Scuola Superiore Sant’Anna de Pise (Italie) développent une technologie pour les non-voyants. Leur approche consiste à envoyer directement des messages au cerveau sans passer par l’œil. Pour ce faire, ils implantent directement dans le nerf optique des électrodes afin de fournir aux non-voyants des informations visuelles complexes. Dans un premier temps, l’objectif est de produire un phosphène, c’est-à-dire la sensation de voir une lumière, sans que le patient perçoive directement de source lumineuse. Des tests ont été effectués sur des lapins sur lesquels avaient été implantés 12 électrodes. Après injection d’un courant électrique dans le nerf optique via le dispositif, les chercheurs ont observé une activité cérébrale au niveau du cortex visuel. Grâce à un algorithme spécifique, ils ont mis en évidence que chaque électrode induit un motif unique d’activation corticale. Les lapins ont-ils « vu » quelque chose ? Nul ne le saura. Pour aller plus loin, l’équipe se dit prête à passer à des essais cliniques en implantant 48 à 60 électrodes sur des patients humains. H. D.

Pour en savoir plus : actualité de l'EPFL

Neurosciences

Comment le cerveau perçoit-il les gravures préhistoriques abstraites  ?

Il y a 540 000 ans, sur l’île de Java, l’un de nos très lointains ancêtres dessinait un zigzag sur un coquillage. C’est la plus ancienne trace connue d’activité scripturale humaine. Bien d’autres ont suivi. Mais quelle signification leur attribuer ? Hasard, imitation de la nature ou volonté de communiquer ? Pour tenter de répondre à ces questions, une équipe de l’institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot s’est livrée à une expérimentation par imagerie fonctionnelle cérébrale sur un panel d’individus. Il s’agissait de mettre en évidence les régions du cerveau activées lors de la visualisation et la perception de gravures anciennes. Les gravures présentées, datées à –75 000 ans, proviennent du site de Blombos, en Afrique du Sud. En parallèle étaient montrés aux témoins des objets d’un usage courant, des paysages, des mots et un alphabet ancien inconnu d’eux. Au final, la perception visuelle des gravures paléolithiques active les mêmes zones du cerveau que les objets. Ce qui indique que les plus anciennes gravures possèdent des propriétés visuelles comparables à celles d’objets auxquels une signification peut être attribuée. De plus, les gravures anciennes activent une zone de l’hémisphère gauche participant du traitement du langage écrit. Ces résultats suggèrent que les gravures présentées pouvaient avoir une fonction de communication pour les premiers humains. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CEA

Médecine

Antibiotiques, de nouveaux prétendants

De nouvelles molécules antibiotiques aux propriétés remarquables ont été produites par des chercheurs français rennais (Inserm U1230-UR1). D’une part, elles ciblent des bactéries multirésistantes à Gram positif et négatif, à l’origine de nombreuses infections nosocomiales gravissimes. D’autre part, elles n’entraîneraient que peu d’antibiorésistance, synonyme d’un immense espoir pour la santé publique mondiale. Elles ont été élaborées à partir d’une toxine bactérienne, un peptide (polymère d’acides aminés) synthétisé par des staphylocoques dorés. Ce dernier possède une action toxique et antibiotique : il participe ainsi à l’infection des cellules humaines, mais peut éliminer aussi d’autres bactéries nous colonisant par souci de compétition. En modifiant le peptide de manière à ne conserver que l’activité antibactérienne, les chercheurs ont créé une famille inédite de molécules antibiotiques appelées peptidomimétiques. Deux d’entre elles ont permis de soigner des modèles murins infectés par des bactéries pathogènes, Staphylococcus aureus ou Pseudomonas aeruginosa, sur des modèles de septicémie et d’infections cutanées, sans engendrer de toxicité notable pour des cellules humaines. Aucune antibiorésistance n’a été observée à court terme lors du traitement des animaux infectés. Une première phase d’essais cliniques sur l’Homme est attendue courant 2020. GAËLLE COURTY

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

Médecine

L’interféron, le placenta et la grossesse pathologique

Des chercheurs français ont mis en évidence un mécanisme entraînant un développement anormal du placenta, observé dans certains cas de grossesses pathologiques. Un taux élevé d’interféron – protéine produite par les cellules immunitaires lors d’infections – activerait la production de protéines appelées IFITM (interferon-induced transmembrane proteins). Ces dernières inhibent la fonction des syncytines, protéines nécessaires à la fusion des cellules formant la couche externe du placenta, ou syncytiotrophoblaste. Celui-là assure des fonctions d’échanges et de barrière entre mère et fœtus. Son altération peut être associée notamment à des retards de croissance fœtale ou des infections virales, pouvant se solder par la mort du fœtus. D’ordinaire bénéfiques en offrant une protection contre les virus, les IFITM se révèlent néfastes si leur concentration placentaire est excessive. Les recherches pourraient se poursuivre pour déterminer si ces protéines sont impliquées dans d’autres types de pathologies placentaires. Dans un second temps, des stratégies thérapeutiques visant à réguler leur production pourraient être élaborées, afin de traiter ou prévenir certaines grossesses pathologiques. G. C.

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

Énergie

Pour un transport maritime propre

De plus en plus controversé en raison de la pollution qu’il engendre, le transport maritime est à la recherche de solutions « propres ». Exclusivement équipés de moteurs Diesel, les navires de commerce rejettent des particules fines et ultrafines, mais aussi des oxydes de soufre et d’azote, autant que un million de voitures pour certains d’entre eux. Les particules fines et ultrafines du transport maritime seraient responsables en Europe de 60 000 morts par an. Les émissions de soufre de ces transports provoqueraient 50 000 morts prématurées annuellement, alors que l’oxyde d’azote augmenterait le risque de maladies respiratoires et cardiovasculaires. En Europe, le projet ARIES (Accelerator Research and Innovation for European Science and Society) vise à développer des applications de la technologie des accélérateurs de particules pour la science et la société. Des spécialistes s’attachent à concevoir une solution adaptée au transport maritime. Dans un accélérateur, des faisceaux d’électrons peuvent décomposer les particules nocives, ainsi que l’oxyde de soufre et d’azote. Actuellement, une expérience est menée en Lettonie sur un vieux cargo de l’époque soviétique au moteur surpuissant. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CERN

Énergie

Des carburants bio-inspirés des araignées

Que faire du dioxyde de carbone (CO₂) devenu un polluant majeur ? De nombreuses recherches visent à l’utiliser comme matière première pour l’industrie chimique. Le carbone qu’il contient permet, grâce à des réactions de transformation, de produire des alcools ou des hydrocarbures non fossiles comme l’éthylène ou l’éthanol. Ces transformations se déroulent dans des électrolyseurs employant de l’électricité, un matériau catalyseur et un solvant. Aujourd’hui, les chercheurs orientent leurs travaux vers des solutions répondant à des contraintes économiques et écologiques optimisées. Il convient donc d’utiliser une électricité renouvelable, un catalyseur efficace et peu coûteux comme le cuivre et un solvant « vert » tel que l’eau. Le contact eau-cuivre produisant aussi des réactions pénalisantes pour les rendements du dispositif, une équipe de chercheurs du Collège de France et du Centre national de la recherche scientifique propose une solution s’inspirant des araignées pour éloigner l’eau de la surface du catalyseur. Par effet dit plastron, les araignées aquatiques savent entraîner sous l’eau des bulles d’air qui leur permettent de respirer. Elles utilisent la pilosité hydrophobe de leurs pattes et de leur abdomen pour repousser l’eau et retenir les bulles d’air. En mimant ce procédé, les chercheurs ont augmenté les rendements en éthylène de 9 à 56 % et en éthanol de 4 à 17 %. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Archéologie

Un laboratoire de recherche au chevet de Notre-Dame de Paris

Dès le lendemain de l’incendie de la cathédrale Notre-Dame de Paris, de nombreux scientifiques ont rejoint l’équipe qui travaille en vue de sa restauration. Bien qu’il s’agisse d’un événement malheureux, l’incendie va permettre de répondre à de nombreuses questions. Par exemple, quelle était la nature exacte des mortiers utilisés et quand ont-ils été réalisés ? Des renforts métalliques datant du Moyen Âge sont-ils encore présents dans la structure du monument ? Les bois de la charpente renferment-ils des informations historiques, physiques et climatiques datant de la construction de l’édifice ? Les bois calcinés de la charpente détiennent certainement des données sur le climat de l’Île-de-France au Moyen Âge classique. Les chênes qui la composaient ont grandi du XI^e au XIII^e siècle, une période mal documentée climatiquement en raison de la rareté des bois datant de cette époque. La technique employée pour l’analyse des bois sains devra être adaptée à des bois calcinés, mais cette correction pourrait faire progresser l’étude des charbons de bois pour la reconstitution du climat et l’archéologie. De plus, les chercheurs souhaitent pratiquer des mesures au carbone 14 cerne à cerne des bois du Moyen Âge. Ils pourraient améliorer ainsi la précision de la conversion de l’âge radiocarbone en années calendaires pour cette époque. H. D.

Pour en savoir plus : actualité du CEA

Biodiversité

Les nématodes, 82 % du poids de l’humanité

Sur Terre, 4 animaux sur 5 sont des nématodes, des vers ronds de tailles diverses qui vivent dans les sols et les eaux. À ce jour, 28 000 espèces ont été décrites, mais il en existerait entre 100 000 et 500 000. Certaines d’entre elles sont des parasites de plantes, d’invertébrés ou de vertébrés, d’autres vivent en autonomie et se nourrissent de bactéries, de champignons ou d’autres nématodes. Un consortium international de chercheurs s’est attaché à cartographier leur abondance à l’échelle de la planète. Après avoir analysé près de 7 000 échantillons de sols prélevés sur les cinq continents, les nématologistes estiment qu’il y aurait sur Terre 440 milliards de milliards de nématodes. Leur biomasse sèche s’élèverait à 0,3 gigatonne, soit 82 % du poids de toute l’humanité. Contre toute attente, ils sont plus nombreux dans les zones subarctiques (38 %) que dans les zones tempérées (24 %) ou tropicales (21 %). À l’évidence, leur présence est fortement dépendante de la quantité de matière organique des sols, plus élevée dans les régions froides et humides. Enfin, leur rôle est capital dans la régulation du cycle du carbone et les données acquises au cours de cette étude peuvent aider les climatologues à élaborer des scénarios climatiques pour le futur. H. D.

Pour en savoir plus : actualité d'IRD le Mag'