lu pour vous numéro 133

Détails

" Lu pour vous " n° 133*

Sommaire

  • Actus techno-énergie : un nouveau design double la puissance des éoliennes en mer
  • Science & futur : une usine solaire pour désaliniser l'eau de mer va voir le jour
  • Science & futur : premiers tests pour l'avion propre et silencieux de Boeing
  • Science & futur : un biomatériau à base de champignons s'apprête à remplacer le polystyrène
  • Science & futur : projet d'un 30 tonnes zéro émission de C02
  • Satellite Galileo : le système de navigation de l'Europe démarre
  • Science & découvertes - géophysique : champ magnétique terrestre ; il serait né avec la lune
  • Science & découvertes - biologie animale : maïs pourquoi ils vivent si longtemps ?

Actus techno-énergie : un nouveau design double la puissance des éoliennes en mer

lpv1331Les éoliennes flottantes reposant sur des bouées présentaient déjà plusieurs avantages par rapport à leurs analogues off-shore, ancrées en mer : leur structure : leur structure peut être construite au port, ce qui réduit les coûts, et elles fonctionnent aussi dans les zones ou l’eau est plus profonde et les vents plus puissants. Mais les modèles actuels dont le design est claqué sur celui des éoliennes terrestres se dégradent trop rapidement. »Le mât est une pièce faible qui, soumis aux vibrations, fatigue très vite. Notre idée est donc de le remplacer par une structure plus rigide, composée de trois ou quatre pieds », explique Marc Guyot de la compagnie bretonne Eolink. Ce nouveau design a l’avantage d'accroître la résistance de la structure, de de nécessiter moins de matériau qu’une éolienne classique, et de permettre, en augmentant la taille de l’ensemble de récupérer plus d’énergie. Ce type d’éolienne pourrait ainsi atteindre une puissance de 12 MW, contre 6 à 8 MW pour une centrale flottant classique.« A durée de vie égale, notre dispositif fait économiser 25% en coût de production électrique», conclut Marc Guyot.

Source: Science et Vie, n° 1191, décembre 2016, signé S.D.

Science & futur : une usine solaire pour désaliniser l'eau de mer va voir le jour

lpv1332Ce tube de 450 m de longueur et de 50 m de hauteur qui flotte dans la baie de Santa Monoca est une usine de désalinisation de l'eau de mer. Son principe ?
Recouvert de panneaux solaires, The Pipe, c'est son nom, pompe l'eau de mer et la filtre par électromagnétisme, un procédé deux fois moins énergivore que la technique d'osmose inversée habituellement utilisée. Elle produira 4,5 milliards de litres d'eau potable par an, qui alimenteront directement la ville par des tuyaux. Cette structure également destinée à abriter plusieurs piscines d’eau de mer, produit en complément de l’eau peu salée (12% de sel) pour alimenter ses bains thermiques. Le projet est selon ses concepteurs, le cabinet canadien Khalili Engineers, tout à fait réalisable techniquement. Si tout va bien, nous devons pouvoir construire une usine pilote d'ici mi­2017 et débuter les tests d’abord chez nous à Vancouver », espère Aziz Khalili, à la tête du cabinet.

Source : Science et vie, n°1191, décembre 2016, signé L.B.

Science & futur ·Premiers tests pour l'avion propre et silencieux de Boeing.

lpv1333Boeing planche depuis vingt ans son concept baptisé Blended Wing Body (BWB) : un avion unique et révolutionnaire qui renonce au fuselage et à la forme classique des deux ailes au profit d'une seule grande aile faisant bloc avec le corps de l'appareil. Son principal intérêt, selon l'avionneur, une plus faible consommation de carburant, de plus faibles émissions de C02 et des niveaux sonores moins importants.
A l'aide d'une maquette à l'échelle 1/10 d'une envergure d'un peu moins de 4 mètres, Boeing a ainsi pu tester, en septembre dernier l'aérodynamisme et la stabilité du BWB à faible vitesse dans la soufflerie du centre de recherche de la Nasa. Mais de nombreuses études restent encore à mener, l’avion ne verra pas le jour avant dix ans, estime Boeing. Prochaine étape, un démonstrateur habité.

Source : Science et Vie, n°1191, décembre 2016 ; signé E.T. A.

Science & futur ; un biomatériau à base de champignons s'apprête à remplacer le polystyrène.

Se servir des champignons pour créer un matériau léger, proche du polystyrène, mais 100% biodégradable, voici l'idée de l'entreprise new-yorkaise Ecovative. Elle fait littéralement pousser son matériau, baptisé Myco Foam, dans un moule ou sont placés des déchets agricoles et du mycélium. Les filaments blancs, sorte de racines de champignons, se nourrissent de la matière organique pour donner naissance, en cinq jours, à un bloc solide de la forme voulue ...qui aura l'avantage de se décomposer en quelques semaines dans la nature. Dell et Ikéa sont déjà intéressés par ce « bio-polystyrène », pour emballer leurs produits.

Source : Science et Vie, n° 133, signé LB.

Science & futur : Projet d'un 30 tonnes zéro émission de C02

Imaginez un poids lourd de 1 000 chevaux tractant 30 tonnes, plus puissant que n'importe quel engin actuel, et quine rejetterait que la vapeur d'eau dans l'atmosphère. C'est le Nikola One : alimenté grâce à une pile à combustible à hydrogène de 800 V, il annonce une autonomie d'un peu moins de 2 000 km ! Son concepteur, l'américain Nikola Motor Company, prévoit de de déployer une cinquantaine de points de recharge à l'horizon 2020 en Amérique du Nord. Des stations couplées à un réseau de fermes solaires qui créeront de l'hydrogène à partir de l'eau.

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Source : Science et Vie, n°133, décembre 2016, signé E.T.-A.

Satellites Galileo : Le système de navigation de l'Europe démarre.

Enfin indépendante des USA, de la Russie et de la Chine, l'Europe a démarré le 15 décembre son propre système de navigation dans l'univers.
Avec beaucoup de retard et de pannes, le système européen de navigation par satellites Galileo sera disponible aux administrations, entreprises et citoyens, a annoncé mercredi la commission européenne de Bruxelles.

Avec ce projet de prestige, extrêmement coûteux, l'Europe s'affranchie du système américain GPS, du russe Glonass et d'autres alternatives dans le monde. A l'aide des satellites Galileo, les services de sauvetage, automobilistes et utilisateurs de «handys » données, obtiendrons des renseignements plus précis des personnes disparus en mer ou en montagne pourront être retrouvées en moins de 10 minutes. En cas de catastrophes naturelles ou attaques terroristes, les autorités peuvent communiquer par Galileo en toute sûreté et codé.

Pour le moment, il faut encore utiliser Galileo concomitant avec d'autres systèmes de navigation par satellites, comme Gps, car Galileo n'a que 18 satellites en orbite. D'ici 2015 il y en aura 30, et le système deviendra indépendant à 100%.

Source : Le Figaro en ligne du 15 décembre 12016, signé L.D.

Science & découvertes - géophysique ; champ magnétique terrestre : il serait né avec la Lune.

lpv1335Preuve vient d'être apportée : si un puissant bouclier magnétique protège notre planète, elle le doit... à la Lune, lorsqu'un cataclysme l'arrache à la Terre. Un incrédible déroulement, par Benoît Rey.

Cinq mille-degrés, trois millions de fois la pression atmosphérique. Le centre de la Terre est un autre monde, enfoui à 6 000 kilomètres de profondeur, et vraisemblablement à jamais inaccessible, le puits le plus profond creusé par l'homme atteint péniblement 12 km. Un monde: vers lequel les géologues ne peuvent se frayer un chemin qu'à grand renfort de mesures sismiques et d'expériences sur des échantillons représentant la Terre en miniature. Qui aurait cru que ce sentier virtuel vers les profondeurs déboucherait... sur la Lune ?

C'est pourtant la conclusion d’une expérience menée par James Badro, de l'Institut de Physique du Globe de Paris. Sans la lune, ou plutôt sans l'impact avec un corps astral qui, il y a 4,3 millions d'années lui a donné naissance, il n'y aurait pas eu de champ magnétique pour protéger notre planète durant les trois quarts de sa vie ... et d'ailleurs, il n'y aurait peut-être pas eu de vie non plus !

Les preuves s'accumulent en effet depuis une dizaine d'années, montrant que la graine de la Terre, cette boule solide de fer et de nickel qui génère actuellement son champ magnétique, n'a pas toujours existé, mais serait née il y a seulement 1milliard d'années. Or, sans graine, pas de mouvement dans le noyau liquide qui l'entoure. Et sans mouvement... pas de champ.

« Pourtant il y avait un champ ! », jure John Tarduno, géophysicien à l’université de Rochester, à New-York. En 2015, il est allé explorer l'Ouest de l’Australie, une région ou affleurent les roches les plus anciennes du monde. Elles contiennent des minéraux microscopiques, les zircons, qui conservent encore les stigmates d'un champ magnétique vieux de 3,5 milliards, voire 4,2 milliards d'années !

Un scénario visionnaire.

David Stevenson du California lnstitute of technology (Caltech) échafaude un scénario visionnaire : il calcule que si le noyau de la Terre contient ne serait-ce que 0,8% en masse d'oxyde de magnésium, alors celui-ci peut faire naître un champ magnétique. Car le magnésium est sidérophobe, c'est à dire qu'il déteste le fer. Or le noyau terrestre en est composé à 90%.

Et justement ! Son idée est que si cet oxyde est incorporé au préalable, il ferait tout pour s'en extraire, créant une convection. Or, pour expliquer la présence de cet oxyde, le chercheur invoque le cataclysme qui, les astrophysiciens en ont la conviction, a donné naissance à la Lune !
« Mon étude de l'époque travaillait sur l'impact qui a formé la Lune qui aurait engendré des températures extrêmement élevées, se souvient David Stevenson. Tellement élevées que l'impacteur aurait été instantanément liquéfié, et que tous les composants de son manteau, qui n'ont à priori aucune envie dans son noyau, s'y seraient dissous.

Le scénario de Stevenson est donc le suivant : il y a 4,3 millions d'années, juste après la naissance de la Terre, un astre de la taille de Mars l'aurait fait voler en éclats. Tandis qu'en orbite, la matière éjectée tourbillonnait, se ré agrégeait et donnait forme à la Lune, au cœur de la Terre, la matière de l’impacteur aurait fusionné avec celle du noyau y incorporant de l'oxyde de magnésium. Oxyde qui aurait déclenché la dynamo terrestre, et fait jaillir un champ magnétique.

Restait à le prouver.

Et c'est là que James Badro et son équipe entrent en scène.

Leur business n'est pas au départ, de vérifier la prédiction de Stevenson, mais, plus généralement, d'observer la formation du noyau. Pour reproduire les conditions qui règnent aux grandes profondeurs terrestres, ils confectionnent un échantillon de fer de 10 micromètres, pris en sandwich entre deux disques de silicate, composé à 40% d'oxyde de magnésium (comme le manteau terrestre) qu'ils compriment et chauffent avec un laser. Et obtiennent finalement une mesure de la solubilité de l'oxyde de magnésium en fonction de la température.

« Quand on a vu les six points qui s'alignaient sur une droite quasi parfaite, j'ai compris que c'était le jackpot. J'ai éclaté de rire », se rappelle le chercheur.
Car l’alignement de ces six points indique que lg solubilité de l'oxyde est proportionnelle à la température : ce qui implique que la fuite de l'oxyde s'opère à l'endroit le plus froid, à la surface du noyau. C'est à cette frontière avec le manteau terrestre que l'oxyde en s'extrayant, laisse une couche de fer plus lourde, qui se met à couler jusqu’au fond du cœur, enclenchant un mouvement de convection planétaire ... et un champ magnétique. Ce qui confirme le scénario de David Stevenson !

Sauvé par un cataclysme ?

Tandis que d'autres équipent s'attachent désormais à reproduire l'expérience pour ajouter de nouveaux points à cette droite quasi parfaite, James Badro essaye de comprendre si le magnésium s'associe avec de l'oxyde de fer au cours de son ascension dans le noyau, ce qui formerait une couche à l'interface avec le manteau...potentiellement détectable par sismographie. Et tous méditent sur les conséquences de cette révélation. Car sans ce champ magnétique, la vie sur Terre aurait-t-elle pu éclore ?

La surface de notre planète devrait avoir été ravagée par le Soleil, qui crache en continu des particules tellement énergétiques qu'elles auraient impitoyablement vaporisé l'atmosphère ...Si la planète a pu rester ce berceau douillet que l'on connaît, est-ce donc, paradoxalement grâce à la plus monstrueuse catastrophe de son histoire ?

« La relation entre absence de champ magnétique et disparition de l'atmosphère est un questionnement intéressant reconnaît Franck Selsis, du Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux. Vénus n'a pas de champ magnétique, mais elle a 90 bars d'atmosphère au sol ! En revanche, l'absence de dynamo sur Mars est une piste pour expliquer la disparition de son atmosphère.

Si elle avait subi un impact géant, l'atmosphère de la planète rouge serait-elle respirable aujourd'hui ? Et si les océans peuvent survivre à l'absence de champ magnétique, la vie le peut-elle ? Ou est-ce que pour avoir une chance d'être hospitalière, une planète se doit d'être rocheuse, située ni trop près ni trop loin de son étoile... et d'avoir subi une gigantesque collision ? Bref, faudra-t-il chercher en priorité la vie ...là où il y a des Lunes ?

La graine de la Terre vient de rajeunir.

On croyait le cœur solide de la Terre âgé de plus de 4 milliards d'années .... Mais au début des années 2000, les géophysiciens ont commencé à avoir des soupçons. Renforcés par des indications théoriques en 2012. Puis confirmés par des preuves expérimentales en 2014. En effet, la conductivité thermique de la Terre est au moins deux fois plus élevée que ce qu'on pensait. Ce qui signifie qu'elle laisse échapper dans l'espace deux fois plus de chaleur, et donc que sa graine centrale se solidifie deux fois plus vite... pétrifiant 1 000 tonnes du noyau par seconde et avançant d'un millimètre par an ! Or, avec un rayon de la graine actuelle estimé à 1 220 kilomètres (soit la moitié du rayon du noyau), il suffit de passer le film à l'envers. Elle serait donc née il y a seulement ...1milliards d'années !

Source : Science et Vie, n° 1191; Décembre 2016

Science & découvertes : biologie animale ; méduse, requin, oursin ... mais pourquoi ils vivent si longtemps ?

Vingt jours pour la mouche, deux ans pour la souris, dix ans pour le renard, quarante pour le gorille. Normalement, l’espérance de vie d'une espèce est directement liée à sa masse. Mais il y a des exceptions ! Certaines espèces sont capables de défier effrontément le temps qui passe. Quel est leur secret ? Par quels mystérieux processus biologiques ces animaux s'affranchissent-ils des affres du temps ? Si les secrets de la chauve-souris, des tortues, du perroquet ou de la moule perlière restent encore à découvrir. D’autres sont en train d'être percés.

Camille Chandès en a rassemblé sept. Sept animaux à longévité record. Et sept stratégies différentes, inventées par la vie pour lutter contre le vieillissement.

La méduse est capable de retrouver sa jeunesse ...

lpv1336La petite méduse méditerranéenne Tumipopsis dohnii détient les clés de l'immortalité ! Soumise à un stress en fin de cycle reproducteur, elle s'atrophie et régresse jusqu’au stade de sa jeunesse : un polype fixé sur le fond marin. Encore mal connu, ce processus de Trans différenciation permet aux cellules de retourner à un état indifférencié, comme à la naissance, avant de se spécialiser de nouveau et de recommencer un cycle de vie. » On connaissait le phénomène chez les jeunes méduses rappelle Thomas Bastian, directeur en biologie marine. La petite révolution a été de l'observer chez les adultes. » Des chercheurs de l'université chinoise de Xiamen ont mis en évidence, en 2015, le même processus chez la méduse commune Aurelia aurita. « Il y a fort à parier que c'est une des clés de la réussite de ces organismes, qui sont depuis plus de 500 millions d'années », ajoute Thomas Bastian.

La baleine boréale se prémunit du cancer.

lpv1337Avec 1 000 fois plus de cellules qu'un être humain n'en a, la baleine boréale devrait courir un plus grand risque de développer un cancer. Il n'en est rien. « Nous avons constaté des mécanismes de réparation de l’ADN et de régulation du cycle cellulaire qui empêchent son ADN de s’abîmer tout au long de sa vie », lâche Joao Pedro de Magalhaes, spécialiste du vieillissement à l'université de Liverpool (GB). Mais quels sont ces mécanismes cellulaires, moléculaires et génétiques ? Impossible de mener plus d'expériences sur les baleines » regrette le chercheur, qui envisage de doter des souris de gènes du mammifère arctique, afin d'en savoir plus.

Le protée s'arrange pour vivre au ralenti...

lpv1338Comme le protée vit très longtemps (plus d'un siècle), on s'attendait à ce qu'il ait un métabolisme bas ou des défenses antioxydants élevées, ce qui n'est pas le cas. « A l'image de Yann Voituron, physiologiste au Laboratoire d'écologie des hydrosystèmes naturels et anthroprisés de Villeurbanne (Université de Lyon), les chercheurs ont multiplié les hypothèses pour percer le secret de ce petit amphibien cavernicole, capable de vivre plus de cent ans. Leur dernière piste ! Son mode de vie très ralenti, avec une activité de cinq minutes en moyenne par jour. « Notre hypothèse est qu’en ne faisant rien car il reste coincé dans des fissures sans bouger, il produit très peu de sous-produits toxiques pour son organisme. Et comme il n'a pas de prédateurs connus, il peut s'autoriser des déplacements très lents, peu consommateurs d'énergie : ces recherches n'en sont toutefois qu'à leur balbutiements », avance Olivier Guillaume, ingénieur de recherche à la Station d'écologie théorique et expérimentale de Moulis, en Ariège, qui étudie l'animal depuis .... 1954.

Le rat-taupe se garde des cellules tumorales ...

lpv1339Le mythe s'est effondré. En mars 2016, des chercheurs de l'université de Washington révélaient deux cas de cancer chez le rat-taupe nu alors qu'on pensait l'espèce à l'abri de cette maladie. Le petit rongeur (Heterocephalus glaber), qui vit jusqu'à 30 ans (contre 2 pour la souris), possède en effet une arme redoutable pour éviter la formation de tumeurs : l'acide hyaluronique, que l'on retrouve dans de nombreux cosmétiques. Ce polymère, composé d'une association de sucres, est le constituant principal de la matrice entourant les cellules. Selon les mesures réalisées par des chercheurs de Rochester (Etats-Unis), la concentration d'acide hyaluronique de haut poids moléculaire serait cinq fois plus élevée chez le rat-taupe que chez la souris et l'homme. Cette molécule permettrait d'arrêter le cycle cellulaire et d'éviter que les cellules mutées ne se multiplient de manière incontrôlée quand elles sont en contact, comme dans les cancers. « L'acide hyaluronique a un rôle évident mais il doit y avoir autre chose qui explique cette résistance au cancer », avance Delphine de Marmol, qui réalise sa thèse à la faculté de médecine de Namur (Belgique) sur ce sujet. Et qui est très intriguée par le grand nombre de récepteurs cellulaire avec lesquels la molécule interagit.

Le requin de Groenland dope ses défenses.

lpv13391Le requin de Groenland, dont on vient de découvrir un spécimen né il y a près de 400 ans, est la preuve vivante que le froid conserve. Son milieu de vie glacial (la température des eaux arctiques profondes ne dépasse pas le 12°C) réduit la vitesse des réactions chimiques, ce qui conférerait à l'animal une sensibilité moindre aux infections, et un métabolisme, donc un vieillissement, ralenti. Mais des recherches récentes sur le ver Caenorhabditis elegans suggèrent que les effets du froid sur la longévité auraient aussi une part génétique. Le froid active en effet, chez le nématode, un gène intervenant dans la résistance au stress oxydatif et le vieillissement des cellules. Un mécanisme qui pourrait être à l'œuvre, d’après les chercheurs, dans tout le règne animal... même si le requin de Groenland est visiblement celui qui en tire le meilleur parti.

L'oursin arrive à se régénérer toute sa vie....

lpv13392« Avec l'oursin, on voit que la dégénérescence qui accompagne la vieillesse n'est pas inévitable ? » A en croire Andrea Bodnar, biochimiste spécialisée dans le vieillissement au Bermuda lnstitute of Ocean Sciences (Bermudes), l'oursin prend à contre-pied les théories du vieillissement.
Car même lorsque leur âge atteint 100 ans, comme pour l'oursin rouge ou les 50 pour l'oursin pourpre, ces échinodermes continuent à grandir, mais aussi à réparer leurs appendices (pieds et épines) quand ils sont abimés. Un superpouvoir rare, puisque chez la majorité des animaux, la capacité de régénération des tissus s'étiole avec l’âge. Leur secret ? La présence, dans leurs tissus adultes, de cellules souches multipotentes, c'est-à-dire qui ont la capacité de donner différents types de cellules et de s'auto-renouveler. « Nous avons notamment identifié que l'expression de gènes impliqués dans la multipotence se maintien avec l'âge dans les tissus du corps. La prochaine étape est de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires en jeu, observe la chercheuse.
Et même l'oursin variable, dont l'espérance de vie n'est que de 4 ans, ne semble pas connaître de déclin dégénératif. « Nous pensons qu'il meurt de prédation d'accident ou de maladie infectieuse et non d'un déclin physiologique », conclut, surprise, Andrea Bodnar. Même en ne vivant pas longtemps, il ne vieillit pas.

La tardigrade parvient à suspendre le temps.

lpv13393«S'ils étaient humains, on les déclarerait cliniquement morts ; Cédric Hubas du Musée national d'histoire naturel, chargé des tardigrades s'en émerveille encore. Sur les mille espèces de ces organismes microscopiques répertoriés, une quinzaine ont la capacité de rentrer en cryptobiose : quand les conditions de vie deviennent défavorables (sécheresse, gel, manque d’oxygène), le tardigrade perd jusqu'à 99% de son eau et s’enkyste en se rétractant pour former une sphère inerte .Dans cet état, qui peut durer des centaines d'années, l'organisme stoppe son métabolisme. Les fluides de ses tissus sont remplacés par un sucre, le tréhalose, qui lui permet de conserver la structure. A la faveur de conditions de nouveau favorables, l’organisme se réhydrate et certains scientifiques parlent d'hypothèse « de la Belle au bois dormant » : dans cet état, les cellules du tardigrade ne vieilliraient pas. Des scientifiques de l'Institut de recherche polaire de Tokyo ont ainsi « ressuscité », en 2014, deux tardigrades (Atucuncus antarcitus) contenus dans une mousse collecté en antarctique en 1983 et stockée à -20°C pendant 30,5 ans. Il semblerait que lors de ce réveil un mécanisme unique de réparation de l'ADN se mette en route. En séquençant le génome du tardigrade Ramazzottius vareornatus, des biologistes de l'université de Tokyo ont mis en évidence une protéine qui serait même capable de réparer 40% de I'ADN de cellules humaines irradiées aux rayons X !

Source : Science et Vie, n° 1191, décembre 2016.

*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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