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lu pour vous numéro 69

Détails

« Lu pour vous » n°69*

Sommaire :

  • Actualités- Techno : bientôt des écrans souples grâce à des LED microscopiques,
  • High-Tech : une start-up américaine conçoit un drone armé d'un taser
  • Sciences & Environnement : Big Bang, les ondes gravitationnelles d'Einstein enfin détectées
  • Architecture : le One World Center de Manhattan (New-York) représente une merveilleuse construction d'un gratte-ciel moderne
  • Le monde végétal : un discret rendez-vous avec la nuit

Actualités-Techno : bientôt des écrans souples grâce à des LED microscopiques.

Des chercheurs américains ont trouvé un moyen de créer des diodes électroluminescentes d'une taille de quelques atomes. Une avancée considérable pour la fabrication des écrans, qui pourrait révolutionner la conception des wearables et l'informatique en général.

L'un des principaux enjeux dans les terminaux mobiles est la fabrication d'écrans, qui tendent à devenir de plus en plus flexibles et à forte résolution. Des chercheurs de l'Université de Washington ont peut-être trouvé un moyen pour aller encore plus loin, en créant des diodes électroluminescentes (LED) d'une taille incroyablement petite, de l'ordre de trois atomes. Ou, autrement dit, d'un 10.000ème de l'épaisseur d'un cheveu. Ce qui est 10 à 20 fois plus petit que les LED actuels. « C'est un cap important dans la miniaturisation de cette technologie », souligne Jason ROSS, l'un des chercheurs ayant participé à cette expérience, dans un communiqué.

Ces nouveaux LED en diséléniure de tungstène, un matériau qui a la bonne idée d'être non seulement semi-conducteur, mais aussi flexible. C'est donc un candidat idéal pour nos futurs appareils portables, en particuliers ceux qui ont tendance à s'intégrer dans nos vêtements ou nos accessoires de mode : montres, lunettes, bagues, etc.

Autre bonne nouvelle, ces LED du futur pourraient également booster l'intérieur des appareils informatiques. Ils sont tellement petits qu'ils pourraient remplacer certains composants dans les puces pour augmenter leur efficacité. » Une perspective intéressante est de remplacer les interconnections par des équivalents optiques, ce qui permettrait de maintenir la bande passante tout en diminuant la consommation énergétique », explique Xiaodong XU, un autre chercheur ayant participé à l'expérience. Reste maintenant à trouver un moyen simple pour passer au stade industriel.

Source : 1 net du 11/03/2014, par Gilbert KALLENBORN, source :Université de Washington.

 

High-Tech : une start-up américaine conçoit un drone armé d'un taser.

lpv691Une start-up texane souhaite lancer le débat sur la législation des drones armés en présentant un engin volant capable de neutraliser une personne à coup de décharges électriques.

Imaginer un monde ou votre maison sera gardée par un engin volant équipé de caméras et d'un puissant taser. Ce drone serait capable de détecter toute intrusion dans votre propriété, d'appeler la police et d'immobiliser si besoin l'intrus à coup de décharges.

Chaotioc Moon, qui a présenté un prototype en début de semaine à Austin(Texas), dans le cadre du festival des nouvelles technologies.

L'objet volant, nommé ironiquement CUPID (Cupidon en anglais), a été présenté à la presse dans les locaux de Chaotic Moon. Un stagiaire de la société a servi de cobaye : après avoir été repéré par le drone, il est tasé alors qu'il fait mine de s'enfuir. Selon Chaotic Moon, le taser est capable de délivrer une charge de 80.000 volts, alors que les appareils utilisés par les forces de police ne montent qu'à 50.000 volts.

William HURLEY, co-fondateur de la société, explique que CUPID requiert une validation humaine avant de passer à l'action. « Une personne pénètre dans votre propriété. Le drone s'active, prend des vidéos de l'intrus, et vous envoie une notification par téléphone : autoriser cette personne ou l'arrêter ? », explique-t-il. « Si vous dites « arrêter », le drone va devenir semi-autonome. Il va prévenir la police et demander à l'inconnu de s'arrêter. Si la personne fait demi-tour, le robot va voir que la menace s'éloigne et va laisser faire. Par contre, si l'intrus persiste, là le drone décidera de déployer son taser et ce autant de fois que nécessaire avant l'arrivée de la police.

Source : Le Figaro online du 11/02/2014,

Sciences & Environnement : Big Bang, les ondes gravitationnelles d'Einstein enfin détectées.      

lpv692Des astrophysiciens américains annoncent avoir observé les traces laissées par les fluctuations gravitationnelles dans la première lumière émise par l'univers. Si elle se confirme, il s'agit d'une découverte capitale.

Einstein les avaient imaginées il y a presque un siècle et elles viennent tout juste d'être observées.

Cette découverte ouvrirait en effet une fenêtre sur les premiers instants de l'univers. Les théoriciens pensent que les ondes gravitationnelles du Big Bang ont été provoquées par une période extrêmement courte, moins d'un milliardième de milliardième de milliardième de secondes, de la première seconde de l'univers : l'inflation. Pendant ce court laps de temps, l'univers se serait très brusquement dilaté, à des vitesses bien supérieures à celle de la lumière, provoquant la formation des premiers grumeaux de matière. Or ce sont ces grumeaux qui sont à l'origine des grandes structures de l'univers, comme les amas de galaxies.

« La théorie prévoyait que les ondes gravitationnelles auraient mis la matière en mouvement d'une manière tout à fait particulière à cet instant et que cela se verrait dans la polarisation de la lumière émise 380 000 ans plus tard »n explique Cécile RENAULT. « C'est ce que cette équipe très réputée semble observer. Cela validerait l'hypothèse de l'inflation et permettrait d'en affiner la modélisation. »

lpv693Les scientifiques ont ainsi scruté le fond diffus cosmologique, la première lumière émise par l'univers 380 000 ans après le Big Bang, pour voir s'il ne présente pas des anomalies prévues par les théories d'Einstein. C'est justement cette empreinte gravitationnelle dans le rayonnement fossile que les chercheurs américains ont annoncé avoir découvert lundi grâce à leur observatoire BICEP2, situé au pôle sud.

3lls ont étudié pendant très longtemps une petite portion du ciel avec des outils parfaitement adaptés à ce qu'ils cherchent. Le spectre qu'ils ont obtenu est magnifique » s'enthousiasme Cécile RENAULT, chercheuse au laboratoire de physique subatomique et de cosmologie(LPSC) du CNRS, à Grenoble.

« Je suis assez excité, mais je ne suis pas encore convaincu » tempère François BOUCHET, coordinateur scientifique. Nous allons regarder ça de très près dans les semaines à venir. Mais c'est potentiellement très important ». Nous avons aussi étudié leur bout de ciel ; nous pourrons comparer nos résultats. » Planck devrait fournir une première carte globale de la polarisation du rayonnement cosmologique à l'automne.

Source : Le Figaro on line du 17/03/2014, Tristan VEY

Architecture : le One World Trade Center de Manhattan (New-York) représente une merveilleuse construction d'un gratte-ciel moderne.

lpv694Erigé en plus d'une décennie sur l'emplacement des deux tours détruites le 11 septembre 2001, elle est la troisième plus haute tour au monde.

Ce qu'il fallait :

  • 44 000 tonnes d'acier
  • 159 000 m3 de béton, suffisants pour réaliser un trottoir de 10 cm d’épaisseur et 120 cm de largeur entre New-York et Chicago.
  • 180 000 charges de matériaux en camions, qui, alignés, relieraient New-York à Miami.
  • Coût : 3, 9 milliards de dollars, 2,5 milliards de plus que pour la construction de la tour la plus haute au monde, la Burj Khalifa (Emirats arabes).
  • 10 000 ouvriers employés à temps complet, sans aucun accident mortel
  • Façonnage de la forme : huit triangles pour former des carrées au sommet est à la base. Le toit est tourné de 45 degrés par rapport à la base, créant un effet de spirale.

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Source : TIME magazine, mars 2014

Le monde végétal : un discret rendez-vous avec la nuit.

Si la photosynthèse a largement été étudiée, ce qui se passe chez les plantes lorsqu'il n'y a plus de lumière est beaucoup moins connu. Pourtant, les mécanismes à l'œuvre la nuit sont aussi essentiels à leur métabolisme.

Explications : tout au long de la journée, les plantes réalisent ce tour de force prodigieux : fabriquer de la matière organique avec l'énergie du Soleil. La photosynthèse utilise en effet les photons pour oxyder l’eau (acheminée via les racines) et réduire le dioxyde de carbone (capté par les stomates, des orifices situés à la surface des feuilles qui assurent les échanges gazeux), afin de synthétiser des substances organiques. Des réactions chimiques qui produisent du dioxygène, relâché dans l'atmosphère, et de la matière organique, généralement stockée dans les cellules sous forme d'amidon.

lpv697Si elle est probablement apparue très tôt dans l'histoire de la vie sur Terre, la photosynthèse est une réaction qui fascine les biologistes et les chimistes, mais aussi les ingénieurs,

En bref, la plante constitue des réserves pendant la journée, puis les consomme et les redistribue pendant la nuit vers les jeunes feuilles, les fruits, et les tiges qui justement sont en train de grandir.

En juin dernier, Alison SMITH et Martin HOWARD, du John Innés Centre, en Grande Bretagne, ont montré que cette consommation de réserves ne se fait pas tout à fait au hasard chez la plante (du moins chez leur sujet d'étude, Arabidopsis thaillana, principal modèle exploré en biologie végétale), ni même sur une base régulière et continue. On peut même dire qu'entre le soir et le matin, la plante gère ses ressources au plus près et que tout se passe comme si elle effectuait de véritables calculs arithmétiques ! En effet, on observe qu'à l'aube, quand les premiers rayons du soleil apparaissent, ses réserves (systématiquement consommées à hauteur de 95%) sont toujours quasiment épuisées. Et ce, quel qu'ait été l'ensoleillement de fin de journée. Ce qui signifie qu'en cas de crépuscule précoce (par exemple si un orage obscurcit le ciel avant que le Soleil ne se couche), la plante consommera ses réserves plus lentement pour tenir jusqu'au matin.

lpv698Au contraire, si la journée a été particulièrement ensoleillée ou si ses stocks d'amidon sont particulièrement élevés au début de la nuit, elle n'hésiterait pas à accélérer sa consommation, évitant ainsi tout gâchis. D'où le constat qu'il existe un subtil processus moléculaire interne, encore inconnu, qui lui permet littéralement de « diviser » la quantité des réserves disponibles par le temps d'obscurité restant à supporter avant le lever du jour. Car elles sont incapables de reproduire ses performances artificiellement.

Les regards scientifiques sur le monde végétal se portent donc résolument sur cette patrie essentielle de leur vie : la journée. Sauf qu'une machinerie aussi complexe ne saurait fonctionner sans s'interrompre ! Certes, il y a des lignées qui, moyennant des soins particuliers (apports en nutriments, en eau...), supportent un éclairage continu en laboratoire ou en serre. Mais la plupart des espèces n «apprécient guère ce régime, et la nuit est une nécessité vitale pour elles.

C'est le moment ou certaines plantes ferment leurs stomates, interrompent leur flux d'eau et restaurent la turgescence de leurs cellules. Or, cette pression turgescence est nécessaire à la plante pour grandir et déformer les parois rigides de ses cellules. De la même manière que nous avons besoin de sommeil pour restaurer nos fonctions, les plantes consacrent donc leurs nuits à entretenir leur métabolisme et surtout... à grandir.

Car, dès que l'obscurité se fait, les mécanismes végétaux s'inversent. La photosynthèse s'arrête naturellement faute de lumière et les stocks produits tout au long de la journée sont consommés. De quoi sont constitués ces fameux stocks ? Généralement d'amidon, une molécule complexe qui se présente sous forme de petits grains (photo), emmagasinés dans les graines, les racines, les fruits, etc…

Or, une fois la nuit tombée, ces réserves sont transformées en diverses molécules qui vont servir soit à construire le squelette carboné de la plante, soit à former des réserves d'énergie sous forme d'ATP, la molécule d'adénosine triphosphate, le « pétrole » de toute cellule vivante. C'est ce que les scientifiques nomment le turnover de l'amidon.

Un mécanisme sensible à la luminosité.

lpv699Il faut dire que les plantes disposent d'un outil extrêmement précieux pour estimer ce temps : l'horloge interne circadienne. « C’est un mécanisme très sophistiqué, mais pour faire simple, nous pouvons le décrire comme une collection de boucles entrelacées de rétroaction au niveau de la transcription des gènes », indique la biologiste Stacey HARMER, qui dirige les recherches sur les rythmes circadiens au département de biologie des plantes à l'université de Davis, en Californie. ? Or, si elle fonctionne d'elle-même au cœur des cellules, cette horloge nécessite un réglage régulier. Et c'est justement l'obscurité, ou plutôt l'alternance jour/nuit qui la maintient exacte en permanence. Présente aussi chez les animaux, l'horloge biologique est impliquée dans tous les aspects du métabolisme de la plante : photosynthèse, vitesse de synthèse ou de dégradation de l'amidon, utilisation des sucres, absorption minérale, résistance au froid ou encore ouverture des corolles et fabrication du nectar aux moments les plus propices à la survenue des pollinisateurs. Elle joue aussi un rôle prépondérant dans l'adaptation des plantes aux variations saisonnières, en particulier dans les milieux tempérés. En effet, les plantes intègrent l'information de leurs photorécepteurs (qui déterminent si le Soleil est levé ou non) et leurs horloges circadiennes afin de déterminer la saison en cours, et de définir la phase du cycle de vie (hibernation, croissance, floraison...) dans laquelle elles sont censées se trouver.

La durée de la nuit indique la saison.

En plus de maintenir la fiabilité de l'horloge biologique, la durée de la nuit aura donc un

Impact sur le « top départ » de la croissance ou de la floraison. La plupart des plantes dépendent de leurs horloges pour « connaître » la saison dans laquelle elles se trouvent, explique Stacey HARMER. Les épinards, par exemple, » savent » qu'il est temps de fleurir quand les jours dépassent un certain nombre d'heures.

lpv6991La nuit du monde végétal réserve aussi quelques surprises... Certains soirs d'été, on sent parfois un puissant parfum emplir l'air ou une fragrance délicate se diffuse dans pénombre. Ces notes florales qui surviennent à la tombée de la nuit, quand les étoiles commencent à scintiller dans le ciel, prouvent que quand la nature semble assoupie, il est des fleurs qui sont au contraire tirées de leur léthargie par le crépuscule. Certes, la plupart d'entre elles ont tendance à replier (plus ou moins selon les espèces) leur corolle, afin de se protéger du froid et de l’humidité, mais d'autres profitent à l'inverse de l'obscurité pour se déployer dans toute leur splendeur.

Pour certaines espèces, ces éclosions de l'ombre visent tout simplement à économiser leurs réserves en eau. Ainsi, les reines-de-la-nuit, les fleurs des cactus du genre Cereus 'Mexique), n'éclosent que lorsque le Soleil a disparu derrière, afin de prévenir l'évaporation dans cet habitat aride. D'autres cherchent avant tout à attirer les pollinisateurs nocturnes (papillons de nuit ou petites chauves-souris). Et beaucoup ferment leurs fleurs pendant la journée afin que leur pollen ne soit pas consommé par des insectes diurnes, incapables de les polliniser.

Les plantes aussi ont un rituel de coucher.

Comment parviennent-ils à fermer leurs pétales à la fin de la journée pour les rouvrir à la fin de la nuit. Ce phénomène, appelé nyctinastie, a fasciné les plus grands savants, au premier rang Charles DARWIN. Tout se joue en fait dans les cellules motrices situées à la base de la feuille ou du pétale. Sous l'influence des variations de la lumière, de la température, mais aussi de l'horloge interne, les cellules subissent des modifications de concentrations, principalement en ions calcium et en ions potassium. Ces changements de concentrations entraînent alors une modification de la pression osmotique et de la turgescence des cellules : elles se gonflent (ou se dégonflent) d'eau. Or, ces variations sont inégales entre la face inférieure des pétales ou des feuilles, ce qui induit un mouvement de fermeture(ou d'ouverture) des corolles. Au matin, le processus inverse permettra à la fleur de s'ouvrir(ou de se fermer) à nouveau.

Source : SCIENCE et VIE, hors-série, 266, mars 2014, par Emmanuelle CHARTIER

*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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