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lu pour vous numéro 86

Détails

" Lu pour vous " n° 86*

Sommaire

  • Vie extraterrestre : l'espoir
  • Astronomie : des chercheurs découvrent huit planètes semblables à la Terre
  • Sciences&techniques : observation du vivant. « Clarity », l'art de rendre le corps transparent
  • Sciences fondamentales : matériaux. La soie d'araignée entame sa mue industrielle

Vie extraterrestre : l'espoir.

lpv861C'est une petite lune en orbite autour de Jupiter. Mais elle a des allures de planète. Surtout, elle possède tous les ingrédients de la vie? Car les dernières analyses sont formelles : un immense océan d'eau liquide coule sous sa surface. Et son cœur est vivant. Une autre Terre a-t-elle enfin été découverte? Se trouve-t-elle à « seulement » 600 millions de kilomètres de nous ? Jamais les exobiologistes n'ont été aussi près de de le croire ! Exit les promesses décevantes de Mars, l'objectif est désormais .... Europe. Car tel est le nouveau nom de l'espoir. L'espoir de trouver enfin une vie extraterrestre.

Europe:

  • 1973, Pioneer 10 révèle une petite boule floue.
  • 1979, Voyager 2 photographie une surface gelée striée de fractures.
  • Août 2000, Europe cache un océan salé.
  • Novembre 2011, des lacs souterrains.
  • Décembre 2013, des courants marins.
  • Janvier 2014, une véritable activité géologique ; d'immenses geysers de vapeur s'échappent de son pole Sud.
  • Septembre 2014, une tectonique de plaques l'anime. Or, jusque-là, seule la Terre pouvait se targuer.

A quelque 600 millions de kilomètres de la Terre, sur Europe, un petit satellite de la taille de notre Lune qui tourne autour de Jupiter ... Ou plutôt à l'intérieur, sous une calotte de glace de plusieurs dizaines de kilomètres d'épaisseur, au sein d'un gigantesque océan d'une centaine de kilomètres de profondeur, deux fois plus vaste que les eaux terrestres.

Là, au cœur de ces abysses brassés par de prodigieux courants, tout indique qu'une myriade d'organismes complexes pourraient s'épanouir dans une obscurité quasi complète. Dotée d'une température n'excédant pas -150°C, continuellement soumise à un intense bombardement de particules accélérées par le puissant champ magnétique de Jupiter, Europe semble pourtant  l'archétype du monde extraterrestre inhospitalier.

C'était sans compter ... son océan qui a été découvert lorsque la sonde Galileo détecta dans le champ magnétique de la petite lune les signes d'une immense étendue d'eau dissimulée sous la glace.

L'Europe se révélait agitée par de puissants effets de marées provoquées par son voisinage avec Jupiter, qui, en permanence, malaxent son cœur rocheux et lui offrent une source d'énergie colossale. Une énergie suffisante pour liquéfier la partie inférieure de la couche d'eau qui la recouvre.

Mieux : la densité et le bilan thermique de l'Europe indiquèrent que cet océan reposait directement sur de la roche, comme les océans terrestres.

Lorenz ROTH, à l'institut de recherche du Sud-ouest, à San Antonio, au Texas : « Nous n'avons à présent plus aucune raison de penser que la la vie n'existe pas sur Europe».

Pour s'en assurer, il faut aller voir sur place. Et quelle qu'elle soit, la réponse qui tombera donne par avance le vertige.

Car de deux choses l'une. Soit les explorations de l'océan d'Europe ne révéleront rien, et cette annonce sera en elle-même très instructive. Elle impliquera que la vie n'a pas réussi à envahir cet astre comme elle a envahi le nôtre- impossible de trouver sur Terre un endroit habitable non habité. Ce qui signifiera que nous n'avons finalement rien compris à la vie et au« miracle» de son apparition sur notre planète.

Soit, à l'inverse, les missions sur Europe découvriront « quelque chose ». Cela démontrera que la vie est une merveilleuse banalité dans l'Univers, qui s'épanouit à travers les milliers de milliards d'autres planètes. Mais celle découverte sur Europe restera la seule à notre portée.

Source : SCIENCE et Vie, n° 1167, décembre 2014, par Mathieu GROUSSON.

Destination Europe.

lpv862L'Europe et la Nasa sont d'ores et déjà dans les starting-blocks pour aller explorer Europe. Une première sonde est prévue dès 2022. Avant que quatre autres relèvent le défi. Car défi il y a ...

L'agence spatiale européenne (ESA) consacrera sa prochaine grande mission aux lunes de Jupiter.

Nommée provisoirement Juice (Jupiter ICy moons Explorer, soit, en français, Explorateur des lunes glacées de Jupiter), une sonde doit s' envoler en 2022 et, après plus de sept ans de voyage deux fois la lune de Jupiter en 2030.

Les chercheurs ont d'ores et déjà arrêté la liste des onze instruments qui embarqueront à bord de Juice. Et ont rendu, au mois d'octobre, un dernier rapport afin d'obtenir le feu vert.

La réponse finale du comité de sélection devra tomber sous peu.

lpv863Côté américain, la Nasa a lancé un appel d'offres l'été dernier pour une mission spécialement dédiée à Europe.

Les laboratoires du monde entier ont planché sur des concepts d'instruments de mesure qui pourraient étudier la lune glacée.

En mai prochain, vingt instruments bénéficieront de 25 millions de dollars pour être développés en vue d'un lancement en 2021 ou 2022.

Ce n'est pas un problème d'énergie ni les contrastes de température qui défient les ingénieurs. Le problème, ce sont les radiations intenses qui baignent la petite lune, menaçant de brûler l'électronique de toute sonde à l'approche.

Car Europe tourne autour de la planète qui, dans le système solaire , produit le champ magnétique le plus puissant. Un bouclier qui dirige et concentre les particules solaires dans une ceinture dont l'intensité est maximale pile au niveau de l'orbite de la petite lune. On en fait l'expérience avec Galileo, relate Christophe Solin. Les radiations généraient un tel bruit, qu'on ne pouvait plus utiliser le spectromètre infrarouge pour essayer de détecter la présence de molécules organiques ».

Toute mission vers Europe doit donc prévoir des blindages capables de de protéger les instruments de bord et d'analyse contre ces particules énergétiques. Or, de tels blindages en plomb pèsent lourd, en plus augmente le coût.

lpv864Tous les instruments doivent être prêts à encaisser plus du double des doses habituelles.

Voilà pourquoi la mission Juice évite de se mettre en orbite autour d'Europe pour se cantonner à deux survols rapides.

C'est le point clé. Et c'est d' ailleurs en trouvant le moyen de limiter les radiations que les Américains sont revenus à la charge.

L'idée vient de l'équipe de Robert PAPPALADO, au JPL : plutôt que de se mettre en orbite autour de la lune comme dans une mission classique, son projet Europa Clipper prévoit de tourner autour de Jupiter et d'allumer ses instruments chaque fois que la sonde croise Europe. Elle pourrait ainsi effectuer 32 survols, balayant une bonne partie de la surface, tout en limitant le temps passé dans la ceinture de radiations.

« Le coût de la mission passerait de 4 à 2 milliards de dollars. Et elle entrerait dans le budget de la NASA », se félicite le chercheur.

lpv865Ensuite tout dépendra des résultats rapportés. La mesure clé sera celle de l'épaisseur de la croûte de glace. C'est la plus grande incertitude, car le modèle tiré des données de Galileo ne donnent pas de réponse claire: dans certaines zones parmi les plus chaotiques, elle pourrait faire 2 km d'épaisseur ... Mais se pourrait tout aussi bien être 15. « Si l'océan n'est pas trop loin de la surface, cela favorisera les échanges, et donc la possibilité d'une vie », précise Athena COUSTENIS.

Si les résultats s'avèrent positifs, si l'une des sondes montre que l'Europe est bien active, que son océan est proche de la surface ou qu'est détecté un des geysers de vapeur qui semblent s'échapper du pôle Sud, ou même des molécules pré biotiques ... l'étape suivante sera d'envoyer une sonde à la surface d'Europe.

« Technologiquement on n'est pas prêt à poser une sonde à la surface d'Europe " tempère Robert PAPPALADO.

En attendant, les études se poursuivent dans les laboratoires et même dans les glaciers d'Alaska. C'est là, que Bill STONE, un ingénieur, teste la dernière pièce du puzzle : un prototype de robot qui, grâce à un système de lasers et d'eau sous pression, forerait les kilomètres de glace d' Europe pour plonger dans son océan ... et répondre à la question qui taraude l'humanité depuis toujours : sommes nous seuls dans l'Univers ?

Bill STONE n'a atteint que 31 m de profondeur, mais il l'assure : «  Si un milliardaire me donnait les fonds, nous pourrions effectuer cette mission pour moins de 2 milliards d'ici 7 ans ! »

Source : SCIENCE et VIE, n° 1167, décembre 2014, signé Mathilde FONTEZ.

Astronomie : des chercheurs découvrent huit planètes semblables à la Terre.

Des chercheurs ont dépisté dans le cosmos huit nouvelles planètes semblables à notre Terre. Deux paraissent avoir particulièrement des conditions pour une vie extraterrestre ...

Les astronomes du Harvard-Smithonian Center for Astrophysics (CfA) ont exploité les données du télescope spatial « Kepler ». Ces planètes se trouvent très probablement dans la zone habitable de leur étoile, donc là où ce n'est ni trop chaud ni trop froid pour l'eau liquide.

« Il est très probable que la majorité de ces planètes soient rocheuses comme le Terre », explique Guillermo TORRES du CfA.

Deux planètes comme la Terre :

La planète Kepler -438b est seulement 12% plus grande que la Terre avec une probabilité de 70% qu'elle soit rocheuse. Elle tourne autour d'une étoile rouge naine, plus petite et plus froide que notre Soleil, mais à une si petite distance, qu'elle reçoit 40% plus de lumière que notre Terre.

Au congrès de I' American Astronomical Society (AAS), les chercheurs ont affirmé qu'il y a une probabilité de 70% qu'elle se trouve dans la zone habitable de son étoile.

La planète Kepler-442 b tourne également autour d'une étoile rouge naine et se trouve même à une probabilité de 97% dans sa zone habitable. Elle ne reçoit que deux tiers de la lumière de notre Terre et est un tiers plus grande.

« Nous ne savons pas si l'une des planètes est vraiment habitable, mais elles sont des candidats très prometteurs», souligne David KIPPING du CfA.

Leur éloignement de la Terre nécessite encore d'autres recherches. Kepler-438b serait  à 470 années lumière de la Terre et Kepler-442b même à 1 100 années lumière. Pour comparaison : le soleil le plus proche du nôtre, la Proxima Centauri, se trouve à 4 années lumière.

(une année-lumière= 9,5 milliards de kilomètres). La lumière du Soleil arrive sur Terre en 8 minutes.

Jusqu'à ce jour, les astronomes ont exploré plus de 1 800 exo planètes, la grande majorité sont des gazeuses inhabitables.

Source : Der Spiegel on line du 6 janvier 2015, signé jme/dpa.

Sciences&techniques : observation du vivant. CLARITY, l'art de rendre le corps transparent.

lpv866Voir à travers un corps ou un organe pour en saisir, en 3D, toute la complexité : tel est l'incroyable défi relevé par « Clarity », une méthode d' « autopsie par transparence ».

Enjeu : actuellement, les chercheurs ne peuvent observer les organes au microscope que sous la forme de tranches très fines. Une vision biaisée de l'organisation du vivant. Rendre les corps transparents, puis les recolorer partiellement, permet enfin de les étudier dans leur état naturel.

Les images sont saisissantes. La prouesse technique l'est tout autant. « Clarity », méthode mise au point à l'université Stanford (Etats-Unis), permet en effet, par un traitement chimique, de voir à travers toutes les parties du corps.

Jamais auparavant les chercheurs n'avaient pu plonger d'un seul coup d'œil au cœur des structures du vivant. En ajoutant un simple colorant, ils peuvent désormais en sonder l'infinie complexité, jusque dans les profondeurs du corps.

La profondeur, voilà ce qui manquait aux techniques traditionnellement utilisées pour analyser la structure microscopique des organes après la mort. Jusqu' ici, le seul moyen d'observer un organisme en détail était de le disséquer et d'en faire des coupes de quelques micromètres d'épaisseur.

Sauf qu'une fois placés sous la lentille du microscope, ces échantillons en disent très peu sur la structure tridimensionnelle des tissus et l'organisation du corps.

Clarity, elle, offre la possibilité d'analyser l'architecture du vivant dans son état naturel.

Non seulement l'image est plus fiable, mais elle permet aussi des observations nouvelles. Les colorants ajoutés peuvent, par exemple, indiquer la répartition des virus dans le corps lors d'une infection.

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Comment une telle transparence a-t-elle été obtenue ?

lpv8691En s'attaquant aux molécules responsables de l'opacité du corps, les lipides, qui constituent les membranes de toutes les cellules animales. Ils ont été remplacés par un gel transparent pour éviter l'effondrement des tissus.

Une méthode si efficace qu'un an plus tard, une équipe du Caltech (Etats-Unis) parvenait à rendre translucide un organisme entier. «Juste » une souris, mais rien n'interdit de passer à des animaux plus gros. Bin YANG, auteur de l'exploit, voit déjà plus grand : « Cette méthode peut être appliquée à tout animal vascularisé ... et donc au corps humain. »

Et la concurrence s'emballe avec l'arrivée dans la course de chercheurs japonais qui développent leur propre méthode, légèrement différente.

Une mise à nu des espèces qui promet d'éclairer les derniers secrets encore cachés dans l'intimité du corps.

Source : SCIENCE et VIE, n° 1168, janvier 2015, signée Elsa ABDOUN.

 

 

 

Sciences fondamentales : matériaux. La soie d'araignée entame sa mue industrielle.

lpv8692Cette fibre naturelle, dix fois plus fine qu'un cheveu, combine ténacité et élasticité. De nouveaux procédés permettent de la production à l'échelle industrielle. Explications.

Randy LEWIS, biologiste à l'université d'Etat de l'Utah (Etats-Unis affirme : « Cette fibre naturelle, dix fois plus fine qu'un cheveu, combine solidité et élasticité d'une manière unique surpassant tous les composés conçus par l'homme ».

En 2012, il a fondé la start-up Araknitek chargée d'en développer la production à l'échelle industrielle. Son usine pilote, inaugurée il y a à peine trois mois, ne fabrique pas encore du fil d'araignée à proprement parler mais des protéines de soie arachnéennes, à hauteur de plusieurs kilogrammes par semaine. Avec une mise sur le marché prévue d'ici à deux ans.

Objectif : les incorporer dans des produits cosmétiques (pour leur douceur) ou les employer dans des secteurs comme l'automobile, l'aéronautique, les textiles techniques ou le domaine médical grâce à sa biocompatibilité. « Nos procédés de fabrication sont désormais économiquement viables », se réjouit Christian IVERSON, directeur du développement chez Arakitek.

La solidité de l'acier et l'élasticité du Nylon.

lpv8693Peaufinée par la nature pendant 380 millions d'années d'évolution, elle allierait - à poids équivalent – la solidité de l'acier et l'élasticité du Nylon et la ténacité du Kevlar. « Des propriétés remarquables dues à la structure microscopique du matériau, une architecture unique qu'on ne retrouve pas dans la soie filée par le ver à soie », décrypte Bernard MAUCHAMP, ancien directeur de recherche à l'lnra. Ses longues chaînes moléculaires sont en effet constituées d'un enchainement de protéines appelées spidroïnes. De par leur composition, ces dernières forment une alternance de zones organisées qui lui confèrent sa solidité, et de régions désorganisées, capables de s'allonger comme des ressorts, qui dopent son élasticité. extrait mécaniquement de leur abdomen, contre 1 500 mètres dans un seul cocon de ver à soie- mais il demeure impossible d'en réaliser un élevage suffisamment dense. Ils n'hésitent pas à défendre leur territoire en dévorant leurs congénères.

Pour industrialiser la production, les chercheurs se sont donc tournés vers la bio-ingénierie. « Nous transférons le gène de l'araignée ou un gène optimisé par nos soins dans le génome d'un hôte ensuite capable de produire la protéine de soie », explique Randy LEWIS, dont l'équipe travaille sur plusieurs types d'organismes génétiquement modifiés. Des chèvres peuvent ainsi produire la molécule de leur lait et des plants de luzerne dans leur feuillage. Sans oublier la bactérie E.Coli., elle aussi mise à contribution.

C'est cette dernière qui cultivée en grande quantité dans l'usine pilote de la société Araknitek, devrait permettre une première commercialisation.

lpv8694Produite dans des fermenteurs de plusieurs centaines de litre, la bactérie est ensuite centrifugée pour en extraire la protéine. Cette dernière est purifiée puis déshydratée afin d'obtenir une poudre blanche comme neige - un véritable concentré protéique - qui sera de nouveau dissous puis façonné sous forme de fil, de film, de gel ou de billes en fonction de l'application envisagée. «  Nos fibres  synthétiques ont une élasticité et une ténacité proches de celles de l'original, mais nous sommes encore loin du vrai fil d'araignée en termes de solidité », reconnait Randy LEWIS. Défaut du à la dimension de la molécule synthétique, bien plus petite que sa cousine naturelle. « La protéine de

soie est de taille imposante, mais les techniques actuelles de bio-ingénierie n'autorisent pas à transférer la totalité du gène qui permettrait d'en produire une de taille équivalente », souligne Bernard MAUCHAMP.

« Les cocons de nos vers à soie transgéniques contiennent jusqu'à 10% de protéines d'araignée et nous espérons aller bien plus loin. La fibre obtenue est déjà plus solide de 50% que la soie classique et plus élastique de 25% », précise Malcolm FRASER, professeur à l'université américaine de Notre Dame.

La start-up vient d'annoncer le doublement de sa capacité de production, avec environ un million d'insectes génétiquement modifiés capables de fabriquer chaque trimestre plus de 250 kilogrammes de fibres.

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Source : SCIENCE et AVENIR, n° 815, janvier 2015, signé Audrey BOEHLY.

*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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