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lu pour vous numéro 65

Détails

"Lu pour vous" n°65*

Sommaire :

  • A la une : voie lactée, 9 milliards de planètes habitables.
  • Science : aéronautique, vidéo d’un nouveau drone de combat.
  • Actualité high-tech : énergie, le moulin du futur est une tour.
  • High-tech : environnement, un deux-roues dépolluant.
  • Intelligence artificielle : robots, l’apprentissage de la curiosité.
  • La physique du ciel : les microbes de l’atmosphère.

A la une : voie lactée, 9 milliards de planètes habitables.                                      

Voilà, c’est définitif. On sait enfin : la Terre n’est plus seule. Elle n’est plus l’unique havre de paix de la galaxie. Des grandes nouvelles viennent de tomber simultanément, offertes pour les deux plus ambitieuses missions spatiales de ces vingt dernières années ; il existe une planète habitable de plus dans le système solaire, et il existe neuf milliards d’autres dans notre galaxie.

On sait enfin combien d’autres Terres se cachent dans la Voie Lactée.

Le 4 novembre 2013, les astronomes Erik POETIGURA, Geoffrey MARCY, de l’université de Californie, à Berkeley, et Andrew HOWARD, de l’université d’Hawaï, annonçaient leurs résultats. Les données du télescope Kepler, qui a quatre années durant traqué les exo planètes   autour de 150 000 étoiles, révèlent que 22% des soleils possèdent une planète de la taille de la Terre, à une distance leur permettant d’abriter de l’eau liquide. Elles sont donc 9 milliards dans notre galaxie.

Il y a 3,5 milliards d’années, la planète Mars était habitable.

Le 9 décembre 2013, les membres de la mission Mars Science Laboratory publiaient leurs conclusions. Il n’y a plus de doute : la forme des cailloux, l’organisation des sédiments, la composition des roches … toutes les données envoyées par le robot Curiosity qui roule sur la planète rouge depuis un an et demi indiquent que l’environnement martien a un jour été favorable à l’évolution de la vie, voire son apparition.

Les 3 conditions pour qu’une planète soit «habitable» :

  • une bonne planète : il faut une planète rocheuse dotée d’une atmosphère pour garantir la stabilité en température nécessaire à la vie.
  • une bonne distance : on ne connaît qu’un seul solvant capable de dissocier les molécules dans les cellules, de véhiculer les nutriments ou d’évacuer les déchets : l’eau liquide. Il faut donc que la planète gravite à une bonne distance de son étoile pour qu’il y fasse entre 0 et 100 degrés.
  • une bonne étoile. Un organisme peut s’adapter aux variations de luminosité de son étoile… mais il lui faut du temps. Les astres variables et très éruptifs sont donc exclus, tout comme les super massifs, qui ne vivent que quelques centaines de millions d’années.

Et maintenant, cap sur la vie extraterrestre.

La chasse aux traces de vie extraterrestre, quelles qu’elles soient, est en train de se lancer.

Les grandes missions en quête de vie extraterrestre :

2018, mission Exomars : détecter de molécules d’origine biologique à l’ abri des radiations (ESA). 2020, un rover ramènera des échantillons de Mars (55 millions de kilomètres.

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Source : SCIENCE et VIE, N° 1157, février 2014, dossier réalisé par Mathilde FONTEZ et Mathieu GROUSSON.

Science : aéronautique, vidéo d’un nouveau drone de combat.

lpv653Les britanniques ont levé en partie le secret sur un nouveau drone de combat indétectable ; BAE Systems a publié une vidéo du premier vol d’essai du drone «Taranis».

Les drones coutent moins chers que les avions pilotés, peuvent rester plus longtemps en vol, et effectuer des missions risquées sans mettre en péril la vie des pilotes. Pendant que les drones armés actuels sont des machines à hélices, la génération future, équipée de réacteurs, sera beaucoup plus rapide et plus efficace.

Un exemplaire du nouveau drone «Taranis» (Dieu du tonnerre en celtique) de la BAE Systems a effectué un premier essai de vol de 15 minutes en août 2013 sur le site d’essai de Woomera, en Australie. Depuis «Taranis» a effectué plusieurs vols d’une durée jusqu’à une heure, en dépassant les espérances.

Les résultats du programme «Taranis» serviront au développement du «Future Air Combat System» franco-britannique des nouveaux drones.

D’autres travaillent également sur des drones indétectables. Les américains sont les plus avancés : leur drone X-47B a déjà effectué de nombreux vols d’essai, mais également des envols et atterrissages à partir d’un porte-avions, techniquement très exigeant.

Source : Der Spiegel on line du 6 février 204, signé MBE.

Actualité high-tech : énergie, le moulin du futur est une tour.

La future tour Pertamina Energy (du nom de la société pétrolière indonésienne) sera la première au monde à être dessinée pour collecter l’énergie du vent. Le sommet sera ouvert pour former une sorte d’entonnoir qui aspirera le vent et l’accélérera afin d’alimenter des éoliennes produisant de l’électricité. Haute de 500 m, elle devrait être inaugurée en 2020, à Jakarta.

Source : SCIENCE et AVENIR, N° 804, février 2014, signé O.H.

High-tech : environnement, un deux-roues dépolluant.

Non seulement ce vélo ne pollue pas, mais en plus, il pourrait purifier l’air. Des designers thaïlandais ont imaginé un concept de bicyclette équipée d’un filtre sur le guidon. Celui-ci retient poussières et polluants qui le traversent. Le cadre, quant à lui, pourra transformer l’énergie lumineuse en électricité pour alimenter une batterie pour continuer la purification à l’arrêt. Le concept à remporter un prix Red Dot du design.

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Source : SCIENCE et AVENIR N° 804, février 2014, signé O.H.

Intelligence artificielle : robots, l’apprentissage de la curiosité.

lpv655A Bordeaux, des chercheurs inventent des robots curieux et doués pour le langage. Certains seront présents à la Fondation Cartier.

C’est un étrange ballet dansé par des robots au creux d’un œuf de 4 mètres de diamètre. Cinq bras articulés fleurissent en un cône lumineux qui se balance, se tournent les uns vers les autres ou vers leurs visiteurs, en émettant d’étranges borborygmes. Poétique installation que Flowers Fields, conçu par des chercheurs de l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (INRIA) en collaboration avec l’université de Bordeaux. Mais plus encore «L’exposition de la Fondation Cartier est pour nous une expérience scientifique autant qu’une opportunité de partager nos travaux et notre goût des sciences avec le grand public, explique Pierre Yves OUDEYER, responsable de l’équipe Flowers. Car nos robots sont dotés d’un modèle de curiosité artificielle couplé à un modèle de naissance du langage qui va nous permettre de mieux comprendre les interactions entre deux facultés humaines».

Comment un système biologique peut-il parvenir à explorer son environnement pour augmenter ses connaissances ? « Cette question est au cœur des recherches du mathématicien Mikhaïl GROMOV, souligne Pierre Yves OUDERYER. Depuis une dizaine d’années, nous avons développé à travers nos robots une série d’algorithmes qui fait écho à ses travaux. «L’équipe Flowers crée en effet des robots capables d’apprendre de nouveaux savoir-faire dans un monde qu’ils ne connaissent pas au départ »

lpv656«Les capacités cognitives progressent sans l’intervention de l’ingénieur, précise Pierre-Yves OUDERYER. Le robot découvre son propre corps et apprend à s’en servir pour agir sur son environnement. Notre approche s’inspire des mécanismes d’apprentissage du jeune enfant ». L’équipe travaille en étroite relation avec des psychologues du développement ou des chercheurs en neurosciences. «Nos modèles les aident parfois à formuler de nouvelles hypothèses» ajoute Pierre-Yves OUDEYER. Des modèles dont la complexité reflète celles des mécanismes cognitifs d’apprentissage.

Motivé par le plaisir.

Si ces automates commencent à mimer des comportements humains, c’est que les algorithmes créés par les chercheurs sont susceptibles de les doter de curiosité artificielle, à la manière du système IAC (Intelligence Adaptive Curiosity). Le robot est ainsi capable de s’intéresse par lui-même à de nouveaux objets ou de nouvelles actions, dont il se construit un schéma au fur et à mesure qu’il les expérimente. Lorsque ses prédictions s’améliorent, les algorithmes génèrent de récompenses internes, nombres réels entre -1 et 1, qu’il tente de maximiser. Il acquiert du coup de nouvelles connaissances. «Le robot est motivé par le «plaisir» d’apprendre, souligne le chercheur. Mais il faut implanter des algorithmes permettant d’explorer l’environnement de manière organisée et pas trop spécifique».

Pour l’exposition de la Fondation Cartier, les chercheurs ont créé une tribu de cinq robots. Ces machines construisent une langue qui leur permet de communiquer entre eux et avec les visiteurs tout en explorant les interactions possibles avec leur environnement. Elles parlent des objets, de la luminosité ou même des gestes du public dans une langue qui pourra comporter jusqu’à 10 000 mots «pour s’adapter à la complexité du monde alentour. Les youboudou ou baribou émis par la machine n’obéissent à aucune syntaxe : c’est un simple lexique», précise Pierre-Yves OUDEYER. A priori, les visiteurs ne comprennent pas toutes les subtilités de ce sabir. Mais les dandinements et les bavardages numériques de ces «fleurs» artificiellement vivantes créent une étrange intimité.

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Source : SCIENCE et AVENIR Hors-Série, octobre-novembre 2013, reportage Leila ROMAN ; photos : Yves GELLIE

La physique du ciel : les microbes de l’atmosphère.

Les vents transportent, d’un continent à l’autre, des poussières, mais aussi des microorganismes et des substances toxiques. Ces «passagers clandestins» pourraient transporter des maladies et modifier les écosystèmes.

Chaque année, quelque 2,2 milliards de tonnes de poussière s’élèvent dans l’atmosphère, soulevées principalement par des tempêtes, et circulent autour de la Terre. Cette matière en suspension, nommée aérosol, contient des suies, des polluants, mais aussi de nombreux microorganismes, tels des bactéries, des virus et des champignons. Annuellement, environ 1 018 bactéries seraient transportées par des aérosols autour de la planète : cette quantité serait suffisante pour constituer un pont de bactéries jusqu’à Jupiter.

On sait depuis le XIXe siècle que les micro-organismes survivent au transport par le vent sur de longues distances, mais ces connaissances s’étaient perdues.

Aujourd’hui, on redécouvre l’étendue et les conséquences des retombées de poussière, notamment venues d’Afrique. Par exemple, chaque année, 13 millions de tonnes de sédiments africains transportés par le vent retombent sur le Nord du bassin de l’Amazone. Une seule grosse tempête transporte parfois plus de 200 tonnes de poussière. En outre, les tempêtes de poussière qui naissent en Afrique dégradent la qualité de l’air en Europe et au Moyen-Orient. Ainsi, la mince couche de poussière rouge qui recouvre parfois les automobiles en Europe de l’Ouest vient d’Afrique.

Ces chiffres comptent moins que la nature des micro-organismes transportés. En effet, depuis quelques années nous mesurons et identifions les microbes présents dans l’air des Caraïbes lors des tempêtes de poussière : environ 25% d’entre eux sont des bactéries ou des champignons pathogènes pour les cultures ou pour les coraux, et dix pour cent sont des pathogènes pour les êtres humains, c’est-à-dire qu’ils infectent des individus dont le système immunitaire est affaibli.

A la fin des années 1990, quand les recherches sur le transport aérien des bactéries sortent de l’oubli, les images obtenues par satellite révèlent que d’énormes quantités de micro-organismes sont transportées dans l’atmosphère : les sols désertiques sont transformés en aérosols, aspirés dans l’atmosphère ou ils forment de gigantesques nuages de poussière. L’énergie nécessaire pour cette aspiration massive dans l’atmosphère est fournie par des systèmes de haute pression et de tempête qui créent des vents puissants. Une fois en l’air, les aérosols et leurs minuscules hôtes sont ballotés au gré de la circulation atmosphérique et se déposent parfois à des milliers de kilomètres.

Les plus importantes sources de sédiments aéroportés se situeraient en Afrique, au Sahara et au Sahel, ou la sécheresse sévit depuis la fin des années 1960. Dans ces régions, par exemple au Mali, la nature de ces aérosols a été modifiée par les pratiques agricoles. Les installations sanitaires de base manquent. Le fleuve Niger, qui traverse les terres arides du Mali sur des milliers de kilomètres, charrie toutes sortes de déchets. Une fois par an, le fleuve dépose sur la plaine inondable de grandes quantités de fins sédiments, sur lesquels les cultivateurs font leurs plantations, ajoutant des pesticides et brûlant des ordures pour fertiliser le sol. Naguère, ces ordures étaient constituées de déchets animaux et végétaux, mais depuis une trentaine d’années, elles contiennent de matières plastiques et des pneus. Nuit et jour, des centaines petits feux brûlent et libèrent dans une fumée noire des effluves de plastiques, d’hydrocarbures, de la dioxine et des métaux lourds. Ces produits de combustion sont facilement absorbés par les particules argileuses du sol et sont entraînés avec elles, dans l’atmosphère, lors des tempêtes. Les petites particules adsorbent également des produits chimiques contenus dans l’atmosphère, par exemple d’autres pesticides, des produits de combustion et des éléments radioactifs.

Joe PROSPERO, de l’université de Miami, enregistre la quantité de poussière qui est apparu aux Caraïbes depuis 1965. Il a révélé que la quantité de poussière retombant sur ces régions a augmenté à mesure que la sécheresse en Afrique s’est aggravée. Le nombre de bactéries et de champignons provenant de l’atmosphère augmente avec la concentration de poussière africaine dans la région.

La répartition de la poussière africaine varie selon les saisons au gré des vents dominants.

Le corail Gorgonia Ventalina répandu dans les Caraïbes, ainsi que d’autres organismes des récifs coralliens, est en déclin depuis la fin des années 1970. Or, un agent pathogène de ce corail, est présent dans la poussière africaine qui atteint les Antilles.

La poussière africaine a un effet direct sur la santé humaine. Elles seraient un vecteur de la bactérie responsable méningite à méningocoque, en Afrique sub-saharienne ou des épidémies dramatiques succèdent souvent aux tempêtes locales de poussière. Dans les Caraïbes, les tempêtes de poussière pourraient expliquer que les cas d’asthme ont été multipliés par 17 depuis 1973, c’est-à-dire depuis que la quantité de poussière africaine a commencé à augmenter. A partir d’échantillons de poussière prélevés à 20 kilomètres d’altitude et d’expérimentations en laboratoire simulant les conditions régnant dans l’atmosphère, nous avons montré que plusieurs espèces de bactéries comme Bacillus Subtilis, et de champignons du genre Penicillium résistent au transport entre l’Asie et l’Amérique du Nord, au-dessus du Pacifique. En 2012, nous avons analysé les poussières arrivant d’Asie, et plus particulièrement de Chine et du Japon. Nous y avons identifié 49 espèces de bactéries et de champignons qui survivent aux dix jours que dure le voyage.

Ces résultats montrent que l’Asie est aussi une source de sédiments aéroportés. En 2001, un gros nuage de poussière né dans le désert de Gobi, en Chine, a fait le tour du monde par l’Est, traversant le Japon, l’océan Pacifique, l’Amérique du Nord, l’océan Atlantique et l’Europe. Pendant des tempêtes importantes, quelque 4 000 tonnes d’aérosols des déserts d’Asie s’abattraient sur l’Arctique toutes les heures. Transport attesté par l’identification de pesticides et d’herbicides dans des tissus des animaux et dans le lait de femmes allaitantes dans les populations indigènes de l’Arctique. A la fin des années 1970, les fusées météorologiques soviétiques ont récolté jusqu’à 77 kilomètres d’altitude des spores fongiques qu’ils ont pu réactiver.

Ainsi, des micro-organismes et des particules microscopique d’origine biologique sont bien transportés sur de grandes distances et à haute altitude. Ce domaine de recherches, redécouvert récemment, a encore de nombreuses questions en suspens : les micro-organismes pathogènes peuvent-ils être transportés dans la poussière et expliquer les foyers infectieux sporadiques ?

Quels types de micro-organismes pathogènes survivent-ils à un transport atmosphérique prolongé ?

Ces micro-organismes rivalisent-ils avec la communauté microbienne locale au point de la supplanter ?

Les produits chimiques nocifs transportés sur des milliers de kilomètres dégradent-ils les écosystèmes ?

Ces questions révèlent l’étendue de notre ignorance .Les connaissances acquises sont fondées sur des prélèvements sporadiques, et non sur des études permanentes. En outre, les résultats sont sensibles à de nombreux facteurs, telles l’altitude, la saison, les conditions météorologiques, les méthodes de prélèvement…La compréhension du transport atmosphérique de substances et d’organismes nocifs est d’une importance fondamentale pour la santé des populations .Il est temps de prendre en compte ce pont aérien qui enjambe les océans et par lequel communiquent les continents.

Source : DOSSIER POUR LA SCIENCE, N° 78, janvier-mars 2013, par Dale GRIFFIN, microbiologiste à l’US Geological Survey(USGS), à Tallahassee, en Floride , Christina KELLOGG et Virginia GARRISON, biologistes à l’USGS (Eugene SHINN, était géologue à l’USGS)

*Les articles qui figurent dans cette rubrique sont transmis à titre d'information scientifique et / ou Technique. Ils ne sont en aucun cas l'expression d'une prise de position de l'UDISS ou d'un jugement de valeur

   
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