I – L’épidémie
Premiers cas déclarés à Los Angeles
Fin 1979, un médecin de LA, le Dr Weisman, remarque l’augmentation des cas de syndrome mononucléosique chez ses patients homosexuels.
Le syndrome mononucléosique cliniquement, correspond à un état de fatigue, accompagné d’une augmentation de la taille des ganglions, de myalgies, et de fièvres. Du point de vue biologique, il retrouve chez ces patients une diminution d’une sous-catégorie des globules blancs, les lymphocytes T CD4 +.
Chez ces patients, ce syndrome mononucléosique est accompagné de diarrhée et de mycoses anales et buccales. Il faut savoir que les champignons ne s’attaquent normalement pas au corps à ces endroits là, ils sont rapidement détruits par le système immunitaire. Quand on a des mycoses au niveau buccal, c’est systématiquement (ou presque) parce qu’on a un affaiblissement de l’organisme qui devient incapable d’empêcher leur développement.
Ces signes d’immunodépression sont attribués par le Dr Weisman a priori à une infection par le Cytomégalovirus. Il s’agit d’un virus très répandu dans la population mondial, de la même famille que l’herpès, et a priori inoffensifs, saufs dans certaines situations inhabituelles, notamment d’immunodépression.
Les causes de ce syndrome mononucléosique avec immunodépression restent obscures pour le Dr Weisman.
A l’automne 1980, l’un de ces cas est hospitalisé à la suite d’une grave pneumonie. Là, un autre médecin, à l’hôpital de los Angeles, le docteur Gottlieb rapproche ces cas d’un autre malade hospitalisé au début de l’année avec une même diminution de lymphocytes T4, et le même diagnostic, une pneumocystose à pneumocystis carinii, maladie opportuniste rarissime. Il était homosexuel également.
Le docteur Gottlieb contacte le département de santé publique du comté de LA, qui retrouve dans ses fichiers un cas similaires. On est donc à 3, diagnostiqués avec cette infection grave et rarissime, et cette immunodépression. Aucune explication n’est trouvée. Et l’affaire en reste là sans autre suite.
Le temps passe et 2 autre patients similaires sont hospitalisés, ce qui nous porte à 5 patients au total, atteints de pneumocystose à LA. Tous sont des homosexuels masculins, tous sont jeunes (la trentaine), et tous présentent cette même immunodépression, liée en fait à une diminution d’une catégorie de GB, les lymphocytes T CD4+. Aucune explication n’est retrouvée par les Dr Gottlieb et Weismann. Les deux médecins prennent alors la décision d’envoyer un article au CDC américain, le center for desease control, équivalent de l’InVS français, institut national d’épidémiologie.
L’article arrive sur le bureau de James Curran, alors responsable des MST au CDC, qui est alors chargé de réfléchir à l’opportunité d’une publication nationale.
La légende dit qu’il a pris connaissance de l’article, il l’a annoté par un “Hot stuff” (ou “truc chaud”, ou « c’est du lourd ») et appuie sa publication. La suite des évènements lui donne évidemment raison. Mais cet article passe relativement inaperçu dans la communauté médicale. Il faut signaler que l’article n’est pas publié en première page et que toute mention aux homosexuels a été retiré afin d’éviter une stigmatisation de la communauté gay pour des faits encore incertains.
L’article rapporte entre autre : “que l’apparition de la pneumocystose chez ces 5 individus, précédemment sains et sans signes cliniques d’immunodépression est inhabituelle” L’infection par CMV est citée comme facteur étiologique possible, voire probable. Son rôle dans la pathogénèse demeure “énigmatique”. La conclusion est prudente et prophétique : “Dysfonction de l’immunité cellulaire [=immunodépression] liée à une exposition commune qui prédispose les individus aux infections opportunistes“.
Difficulté ainsi de relier les cas à d’autres dans le pays.
C’est la première publication mondiale concernant le VIH, elle est datée du 5 juin 1981. Cependant, encore une fois elle est trop discrète et n’a pas d’écho réel.
Pendant ce temps à New-York
NYC comporte plusieurs écoles de médecine, alors qu’il n’y en a que deux à LA. Le rapprochement des cas y est plus difficile qu’à Los Angeles…
Cependant plusieurs indices de l’épidémie naissante transparaissent, et l’un des premiers d’entre eux vient d’une technicienne de pharmacie, Sandra Ford qui prévient en 1980 le directeur du service des maladies parasitaires de son service que la consommation de pentamidine (traitement de la pneumocystose) explose à New-York. Le mémo ne donne rien.
Dr Linda Laubenstein, qui dès 1979 observe des cas de Sarcome de Kaposi, au total 8 cas jusqu’en 1981. Le sarcome de Kaposi est une maladie de la peau rare, cancéreuse, touchant habituellement les hommes âgés. Ici les hommes sont jeunes, tous homosexuels. Les cas sont donc très énigmatiques pour le Dr Laubenstein.
Après concertation avec d’autres médecins New-Yorkais, ils préviennent le CDC d’Atlanta. Dr James Curran est chargé d’un groupe de travail sur le sarcome de Kaposi et les infections opportunistes (KSOI). Une nouvelle publication est faite par le CDC à la suite du rapprochement avec les cas de New-York. Cette fois les homosexuels sont évoqués, et de nouveaux cas sont rapprochés : Elle s’intitule “Sarcome de Kaposi et Pneumocystose chez les homosexuels à New-York et en Californie. Elle évoque 26 cas de sarcome, dont 8 décès. Et 8 nouveaux cas de pneumocystose.
Parallèlement, une première publication a lieu dans le New-York Times « Un cancer rare chez 41 homosexuels »
Ces deux publications du 3 et 4 juillet 1981, alertent réellement la communauté scientifique, et gay, et l’opinion publique. Aucune explication n’est trouvée, le virus CMV est toujours évoqué, ainsi que les poppers consommés par cette population. Personne n’a d’explication. D’autres agents viraux sont mentionnés : EBV (qui donne des lymphomes), et virus de l’hépatite B, qui se répand par voie sexuelle et sanguine.
L’été 1981 s’écoule dans l’attente et l’inquiétude. Tout le monde espère que ce début d’épidémie est lié à une contamination environnementale, une exposition à un agent toxique, et non à une infection par un germe contagieux…
A la fin de l’été, un nouveau rapport est publié : les prévisions les plus pessimistes sont dépassées : plus de 100 cas et la létalité observée est supérieure à 40%, les survivants sont tous en mauvaise passe. Pire, deux cas sont rapportés à Copenhague, au Danemark. La situation empire (fréquence des cas augmente avec des diagnostics rétrospectifs).
Les premiers articles scientifiques spécialisés vont commencer à sortir et la traque du germe va commencer.
L’épidémie commence
On parle à cette époque du Gay Cancer, ou de la Gay-Related Immune Deficiency (GRID). Les scientifiques cherchent un agent infectieux, à transmission sexuelle, pouvant être responsable de ces cancers, sans succès. Les explications liées à une cause environnementale : exposition à un toxique (notamment les poppers) sont a priori écartées par le CDC qui mène des expériences sur la souris, et par les données épidémiologiques (pas de consommation de poppers systématique). La recherche biologique et biochimique sur les humeurs et tissus prélevés des malades ne donne rien. Seule la lymphopénie T4 est mise en évidence systématiquement, l’homosexualité, et le sexe masculin. Aucun agent inhabituel n’est systématique retrouvé (outre les germes opportunistes, qui n’expliquent pas l’immunodépression, et sont variables selon les cas).
Pendant ce temps, le nombre de cas augmente, aux US et dans le monde. Les capitales européennes sont touchées : Paris et Londres notamment. De nombreux diagnostics rétrospectifs ont lieu.
En Novembre 1981 : 159 cas.
Début 1982, toujours pas d’explication, et on franchit les 200 cas.
Courant 82, des premiers cas sont relevés chez des non-homosexuels. Il s’agit de drogués, ou des haïtiens, notamment en Floride, et à Haïti. Une première femme est également contaminée.
Fin 1982, une étape importante va être franchie avec les premières contaminations de patients hémophiles. Les hémophiles sont des patients souffrant de trouble de la coagulation, et nécessitant des dons de sang réguliers.
Les homosexuels ne sont donc plus les seuls touchés. Ce qui commence à inquiéter sérieusement l’opinion et la presse, qui pour éviter la panique évite le terme d’épidémie et insiste sur le nombre encore faible de victimes, et leur appartenance à des groupes à risques : les 4H : homosexuels, hémophiles, héroïnomanes, haïtiens. Je reparlerai du cas d’Haïti.
La contamination des hémophiles est très importante. Elle prouve le caractère viral du germe, car le sang avant d’être donné, est filtré, et seuls peuvent rester les virus, qui sont trop petits pour être retenus dans les filtres.
La propagation de l’épidémie va se poursuivre, en 1983, 5000 malades dans le monde (dont 3000 sur le sol américain), 1984 12000 malades dans le monde et isolation du virus par les équipes françaises du professeur Montagnier (cocorico). Tous ces chiffres sous-estiment la catastrophe puisqu’ils sont basés sur le nombre de SIDA, et non de séropositifs…
II – Les causes de l’épidémie
La découverte du virus
On a identifié l’agent responsable du SIDA en 1983.
Le VIH est un rétrovirus. Cette famille de virus est très particulière car elle possède une enzyme unique dans le monde du vivant (on sait maintenant que d’autres espèces, notamment des bactéries possèdent également cette enzyme) : la transcriptase inverse ou reverse transcriptase. Cette enzyme permet de synthétiser de l’ADN à partir d’ARN. Cette caractéristique est cruciale, car elle remet en cause le dogme fondamental de la biologie moléculaire qui veut que le flux de l’information au niveau de la cellule suive toujours le même chemin à savoir ADN vers ARN vers protéines. Ce dogme ne permet pas les trajets en sens inverse.
La découverte de ce virus par les équipes de l’institut Pasteur est fascinante.
Comment a-t-elle eu lieu ? Les scientifiques de l’équipe de Montagnier, dont Jean-Claude Chermann et Françoise Barré-Sinoussi vont avoir l’idée de cultiver des cellules de divers tissus de malades, notamment de lymphocytes tirés des ganglions hypertrophiés d’un malade.
Ces cultures lymphocytaires ne sont possibles que depuis les années 70 du fait de la connaissance et de la mise à disposition des facteurs de croissance nécessaire (notamment l’IL-2), et que cherchent-ils : une activité reverse transcriptase ? Parce qu’en 1980, l’équipe de Robert Gallo aux US a isolé, pour la première fois, un rétrovirus, le HTLV-1, responsables de leucémies, chez l’homme. Ils font un pari osé, que cette épidémie est due à un rétrovirus également.
La coïncidence entre ces découvertes est frappante. La reverse transcriptase, découverte en 1970, les progrès en culture cellulaire et notamment lymphocytaire de la dernière décennie, et l’existence de rétrovirus humains en 1980, vont conditionner les découvertes de l’équipe Montagnier d’une manière phénoménale.
Cette influence est telle que selon certains auteurs, si l’épidémie s’était déclaré quelques années plus tôt, il est probable que le virus n’ait pas pu être découvert, isolé, ce qui aurait eu des conséquences encore pire (tests diagnostics, traitements, …).
Dans les cultures de l’institut Pasteur, une activité reverse-transcriptase transitoire est observée. Aussitôt, les cellules sont observées au microscope électronique, et là, incroyable, on observe un virus, nouveau, pour la première fois. C’est le VIH-1. Sa découverte sera annoncée dans Science en mai 1983 sous le nom de LAV (Lymphadenopathic associated virus). Le VIH-2 quant à lui ne sera découvert qu’en 1985 sur des patients africains séronégatifs et pourtant malades.
On a un coupable : le VIH-1. On connaît rapidement ses modes de transmission : sexuelle, sanguine, et materno-fœtale. Mais depuis quand ce virus est-il apparu ?
Diagnostics rétrospectifs
Epidémiologie
Rapidement, avant l’isolation du virus, les premiers résultats de James Curran permettent à partir d’études de cohortes d’identifier deux réseaux principaux d’homosexuels basés à NYC et LA au centre du maillage des différents patients contaminés. Et au centre de ce réseau, ils parviennent à identifier celui qu’ils considéreront comme le patient zéro : Gaëtan Dugas, un commissaire de bord canadien. Très actif sexuellement, on estime qu’il pourrait avoir contaminé 250 partenaires par ans jusqu’à sa mort en 1984. Même prévenu de sa contagiosité, il a poursuivi ses pratiques à risques adoptant un comportement de vengeance.
Cependant, l’hypothèse de Gaëtan Dugas comme patient zéro ne tient pas, des cas antérieurs sont découverts aux USA, et il est impossible de relier Gaëtan Dugas au foyer africain.
Littérature médicale
De même, les études se multiplient pour tenter de dépister dans l’histoire les premiers signes d’une infection par le VIH. Par l’analyse de la littérature médicale, tout d’abord. En effet, si certaines infections opportunistes révélant SIDA sont peu spécifiques et probablement peu reliables à une infection par le virus (ex : tuberculose, pneumocystose (moyens de diagnostic manquant, signes classiques de pneumonie)), d’autre le sont telles que le sarcome de Kaposi.
Dès lors, il s’agit de traquer dans l’histoire les cas de sarcome de Kaposi, à la recherche d’indices supplémentaires.
Cette maladie dermatologique a été décrite pour la première fois en 1872 par un médecin viennois, Dr Kaposi. Les lésions cutanées qui caractérisent cette maladie sont assez typiques, et prêtent peu à la confusion avec une autre maladie. Le Dr Kaposi a donc rencontré 5 cas de sarcome de Kaposi à Vienne en 1872. On ne sait pas grand-chose de ces cas, notamment leur orientation sexuelle, activité professionnelle, etc. Cependant, s’il est évident que ces cas étaient atteints d’ID, il n’y a aucune preuve formelle qu’il se soit agit d’un SIDA.
Une autre série de cas est décrite en 1882, 10 ans après. Sur les 12 cas, 11 sont des hommes adultes, entre 20 et 40 ans. On ne connaît pas leur orientation sexuelle. Cependant, ces cas provenaient tous de Naples et ses environs, comme Vienne, villes abritant probablement des communautés homosexuelles parmi les plus importantes de l’époque.
Nouvelle série de cas, début du siècle cette fois répondant aux critères diagnostics du SIDA : 7 cas de 24 à 58 ans, atteints du sarcome de Kaposi, mais également d’autre maladies opportunistes telles que tuberculose disséminée. Ces hommes étaient en lien avec l’Italie, et ont tous décédés de leurs infections, assez rapidement.
Il n’y a plus d’autre épidémie similaire de sarcome de Kaposi dans la littérature occidentale avant celle qui apparaîtra en 1979 à New-York.
En revanche, les médecins occidentaux s’accordent pour dire que l’Afrique a connu une épidémie de sarcome de Kaposi au milieu du XXème siècles, dans une forme agressive, et notamment au niveau du Congo et de la RDC, pays soupçonnés d’être à l’origine de l’épidémie. Cette épidémie pourrait avoir débuté en 1948, ou plus tard, les sources divergent. Toutefois, dès 1984, des tests sérologiques ont été effectués sur ces sarcomes de Kaposi africains, et se sont révélés inférieurs ou égaux à la moyenne de séropositivité dans la population générale. Si le sarcome de Kaposi est un bon moyen de détecter les immunodépressions, il n’est pas très spécifique du VIH, du moins en Afrique. Fausse piste donc…
Diagnostics sérologiques
La seule preuve formelle d’une infection par le VIH reste la mise en évidence dans le sérum d’anticorps dirigés contre lui, à défaut de pouvoir mettre le virus en évidence lui-même (cf. : les difficultés de découverte du VIH).
On s’est donc affairé à analyser tous les échantillons de sérums congelés dont on disposait, pour traquer les premiers cas d’infections.
Aux US, les études épidémiologiques de James Curran du CDC, ont établis les premiers cas de SIDA à 1978, mais une étude montre que sur 1129 échantillons prélevés en 1971 aux USA, 14 étaient déjà séropositifs. Les premières contaminations sont donc très antérieures au patient 0 Gaëtan Dugas, qui a débuté sa période d’activité sexuelle vers 1972. On estime à 1968 l’arrivée du VIH aux US.
Le plus ancien diagnostic rétrospectif de certitude d’une infection par le VIH remonte à 1959. Il s’agit d’un sérum prélevé à cette date sur un patient mâle dont on ne sait rien, sauf qu’il vivait en République Démocratique du Congo, et qu’il a été prélevé à l’occasion d’une campagne de vaccination. C’est d’ailleurs dans cette même région d’Afrique, Le Congo et la république démocratique du Congo (pays bordant le fleuve Congo), qu’a éclaté l’épidémie du VIH-1, à peu près simultanément à l’épidémie américaine. La sous-médicalisation des pays a reporté la date de constatation de l’épidémie qui existait probablement à bas bruit bien avant son explosion aux USA.
D’autres preuves certaines d’infections anciennes existent : il y a par exemple des prélèvements biopsiques réalisés sur un marin norvégien qui témoignent d’une infection par VIH-1 type M, en 1966.
Ce sont des exemples parmi quelques-uns. Il y en a d’autre, aussi aujourd’hui on sait que des contaminations par le VIH ont eu lieu bien avant l’épidémie des années 70, mais qu’elles n’ont pas donné lieu à des propagations massives du virus au sein de la population.
Phylogénétique
Outre les cas sporadiques cités, et d’autres, les études de phylogénétiques, basées sur des formules statistiques étudiant les séquences génétiques des virus permettent de dater l’apparition du virus chez l’homme. Ainsi on peut, à partir de différentes souches du virus, et connaissant la vitesse d’évolution du virus qui est de l’ordre de 1/1000 nucléotides par ans, d’évaluer statistiquement une période au cours de laquelle serait apparu chez l’homme ce premier virus. Les résultats pour le VIH-1 donnent une fenêtre allant de 1885 à 1935 suivant les études.
On sait que le virus existait chez l’homme bien avant les années 70. On sait que l’épidémie ne s’est déclarée qu’au cours des années 70. Même en Afrique, on sait grâce aux prélèvement sérologiques congelés, en Haïti aussi, que l’explosion épidémique que l’on a connu s’est fait à peu près simultanément pour Haïti, ou quelques années à peine avant pour l’Afrique, dans ses trois foyers initiaux : USA, Afrique et Haïti. Alors que le VIH existait chez l’homme déjà les années 60.
Alors pourquoi une “pandémisation” aussi brutale et tardive?
La réponse réside dans le principe qu’une maladie due à un parasite est étroitement dépendante des comportements et mode de vie de son hôte. Cela peut paraître évident, mais c’est pourtant la clé de cette épidémie. Prenons par exemple, le comportement alimentaire et fécal. L’hygiène alimentaire et l’élimination des eaux usées a permet de faire disparaître d’Europe de nombreuses maladies qui y sévissait autrefois, comme le choléra.
En revanche, par exemple, on continue à domestiquer le chat, qui vectorise la toxoplasmose. L’existence de la plupart des germes infectieux au sein de notre population est liée à certains comportements qui vont permettre ou empêcher sa transmission et sa multiplication.
Si l’on élimine une mutation du virus qui serait devenu plus virulent, ce qui est peu probable (compte-tenu de la similarité entre les souches précoces et actuelles),
Quelles modifications de nos modes de vie permettent-elles d’expliquer l’émergence du virus à l’échelle mondiale dans les années 70 ?
En Afrique
Evolution de la société
Avant la colonisation, et la christianisation, les unions durables sont rares en Afrique noire. Cependant, il y a un interdit sur la prostitution (donc quasiment pas de prostitution) et une fermeture sexuelle à l’étranger. Donc finalement, les cercles sexuels sont relativement fermés. Le modèle social rural en petits village favorise l’imposition et le maintien de ces interdits sociaux. La colonisation va considérablement bouleverser le modèle social africain, et la décolonisation encore plus.
L’indépendance de la RDC a lieu en 1960, et mène à l’exode rural, explosion de la prostitution en milieu urbain et à une déstructuration des systèmes sociaux. La colonisation est un réel traumatisme pour la société africaine, et les modes de vie sont considérablement bouleversés.
Développement de la médecine occidentale :
Seringues en verre, campagnes de vaccination. Mais limite : les hommes contaminés sont jeunes, alors que les vaccinés sont de tout âge.
Etats-Unis
Ces modifications ont touché la société africaine. Et peuvent expliquer l’explosion de l’épidémie, mais aux Etats-Unis ?
Mouvement Gay : Aux Etats-Unis, jusqu’aux années 1950, les homosexuels sont traités comme des malades. Ils sont soignés, de grès ou de force, par diverses méthodes, pouvant aller dans des cas extrêmes jusqu’à la lobotomie. Mais jusqu’au début des années 80, un combat non-violent pour l’ouverture des mœurs est mené aux USA, et pour une meilleure tolérance des minorités, dont les homosexuels. AU début des années 80, la ville de San Francisco compte 100 000 homosexuels dont 50 000 dans le centre ville. Les bars gays se multiplient et un homme pouvait avoir plus de 100 partenaires par ans facilement. De tels regroupements homosexuels revendiqués sont inédits dans l’histoire de l’humanité. Le quartier dit de « Castro » et le Greenwich Village à New-York en sont des lieux célèbres. Et c’est à ces deux villes que correspond également, avec Los Angeles, les deux foyers de développement de l’épidémie.
Médecine : Hémophilie prévalence un peu moins de 1,5 pour 10 000, soit environ 15 000 personnes aux Etats-Unis. Plus de la moitié séropositifs en 1984, et 80% à SF. Porte d’entrée vers le monde normal. 10% des femmes d’hémophiles contaminées.
Drogue intraveineuse : développement des mœurs, mouvement hippie.
Transport aérien
Tourisme sexuel international.
On a bien un ensemble de comportements nouveaux qui sont au centre de la diffusion du VIH. Il n’est donc pas choquant d’imaginer que auparavant des contaminations aient pu avoir lieu, mais qu’elles aient eu besoin de ces différents facteurs, pour s’amplifier, et que ces différents facteurs n’existaient pas auparavant.
Haïti
On ne sait pas. Au début le virus reste cantonné aux lieux de tourisme. La théorie en vogue veut que ça soit un haïtien qui ait importé la maladie depuis le Congo ou les Haïtiens étaient émigrés dans les années 60, puis qu’un émigré haïtien ait ramené la maladie aux USA., mais l’étude de plusieurs centaines de sérums prélevés à l’occasion de la dengue de 1977 à 1979 montre un taux de séropositivité de 0%, alors que le même genre d’étude aux US montre des résultats de 1 à 4%.
Donc voilà les mécanismes qui ont conduit à l’éclosion de l’épidémie, venant d’Afrique, et gagnant les USA et Haïti, dans un ordre ou l’autre, se développant grâce aux évolutions de la société que j’ai cité. Ce qu’il est intéressant de constater, c’est qu’à New-York comme à San Francisco, comme à Kinshasa, l’épidémie de SIDA s’est vue précédée d’une flambée des MST traditionnelles. Cela peut être due à l’immunodépression, mais cela peut être également du à la promiscuité sexuelle qu’on retrouvait dans ces zones, et dans ce cas, cela met en évidence la notion de conditions comportementales spécifiques, pouvant expliquer l’émergence du virus.
III – L’origine du virus
Apparition des maladies infectieuses
Certaines sont vieilles comme l’homme. C’est le cas par exemple des bactéries pyogènes, qui touchaient déjà les mammifères et continuent de toucher l’homme, comme par exemple dans la scarlatine, due à un streptococcus. C’est aussi le cas du paludisme, lié à un protozoaire (Plasmodium Falciparum, pas une bactérie donc), qui touche aussi le singe, ou des vers intestinaux, qui touchent également le singe ou certains autres mammifères. On parle de transmission verticale. Parce que ces maladies ont suivi l’évolution des mammifères jusqu’à nous.
Et il y a des maladies dites nouvelles. On peut tracer leur apparition chez l’homme. Il y a quatre critères de définition d’une maladie nouvelle :
- Soit, elle échappait au regard médical, on ne pouvait pas la diagnostiquer par manque de moyens techniques, donc en pratique la maladie « n’existait » pas (ex toxoplasmose cérébrale IRM et sérologie).
- Soit, c’est une maladie ancienne qui a changé de manifestation. Par exemple, les épidémies de grippe, qui est une maladie très ancienne, probablement aussi ancienne que l’homme. L’encéphalopathie léthargique chinoise a fait 500 000 morts, et elle est due à une mutation du virus de la grippe. On parle d’une nouvelle maladie.
- Soit c’est une maladie qui n’existait pas quelque part, et a tout d’un coup gagné une nouvelle zone géographique. Par exemple la syphilis, bien qu’elle ait probablement existé en Europe avant la découverte de l’Amérique d’après des recherches récentes, ne s’y est véritablement propagé qu’un retour des conquistadors espagnols qui l’ont ramenés des indiens d’Amériques.
- Soit elle est absolument nouvelle. Nouveau germe, inconnu, ou transformation d’un germe commensal qui devient pathogène à la suite d’une mutation le plus souvent, ou d’une modification des habitudes de l’homme. La tuberculose, par exemple, est probablement apparue au néolithique, avec la domestication des bovins, qui étaient infectés par un germe Mycobacterium bovis, qui a ainsi pu se répandre chez l’homme. Même schéma pour la peste (rat et puces), ou la lèpre (buffle).
La piste des rétrovirus
Il existe 3 familles de rétrovirus : oncovirus, lentivirus et spumavirus. Leur ancienneté n’est pas connue. Certaines parties de notre génome contiennent leur génome, intégré et endormi depuis des millions d’années. Il est probable que nous ayons hérité de séquences codantes de rétrovirus ayant infectés nos ancêtres communs avec les dinosaures.
Les oncovirus d’aujourd’hui donnent des cancers, et peuvent infecter l’homme, comme par exemple le HTLV-1 (leucémie) découverts en 1980 par Robert Gallo.
Les lentivirus donnent des infections lentes et ont pour caractéristique d’être cytopathogènes. On connaît 5 sérogroupes de lentivirus infectants 5 groupes de mammifères : bovins, équidés, félins (FIV), caprins, primates (SIV), et VIH
On ne connaissait pas le FIV (non transmissible à l’homme) et le SIV (1985) avant le VIH. En revanche on connaissait le VISNA qui infecte les moutons d’Islande notamment.
Les spumavirus ne sont pas pathogènes et peuvent également infecter l’homme. Ils sont relativement peu étudiés, car aucune maladie ne découle de leur présence, du moins connue à ce jour.
Les analogies entre le VIH et le VIS permettent de déterminer un lien de parenté quasi-certain. Le VIH descend d’un groupe de SIV infectant le singe, alors que le VIH-2 est apparenté à un SIV infectant le mangabey. Le VIH serait donc une maladie nouvelle transmise horizontalement du singe à l’homme. Les autres théories sont considérées comme fantaisistes par la communauté scientifique, (virus fabriqué par la CIA par exemple), et pas vraiment étudiées. Comment s’est déroulé ce passage du singe à l’homme? Les explications sont nombreuses et faciles à trouver.
La piste du chasseur de brousse
La viande de singe est consommée depuis longtemps en Afrique, et a fortiori en période de pauvreté. Les circonstances de contamination apparaissent dès lors : morsure, coupure lors de la préparation de la viande, autres pratiques chamanes (on parle de s’enduire l’entre-jambe de sang de singe). Il est donc probable qu’une contamination inter-espèce ait eu lieu. Biologiquement, c’est possible, comme le montre une récente étude publiée dans The Lancet en 2004, plutôt inquiétante. Elle montre que sur un échantillon de 1099 individus prélevés au Cameroun, 1% étaient contaminés par le Simian Foamy Virus, un spumavirus (donc rétrovirus parent du VIH et du SIV) qu’on croyait spécifique de divers singes dont le chimpanzé.
Cette contamination large montre que le passage de virus du singe à l’homme peut avoir lieu, et a encore lieu aujourd’hui, comme le pense les scientifiques à l’origine de l’étude, qui prônent l’abolition totale de la consommation de viande de singe pour prévenir l’émergence d’un nouveau virus.
Quelques détails matériels restent quand même à comprendre : il semblerait que les chimpanzés porteurs de l’ancêtre du VIH-1 proviennent du Cameroun alors que l’épidémie s’est déclarée au Congo, soit à quelques centaines de kilomètres de là. On ne sait également pas encore comment le VIS a pu s’adapter à l’homme, y-a-t-il eu des recombinaisons entre différentes souches simiennes, ou bien a-t-il suffit que le virus mute rapidement une fois passé chez l’homme ? Il est probable que soit apparu chez le chimpanzé un virus très proche du VIH1 actuel, et que ce virus se soit transmis à l’homme après seulement, mais pas de certitude à ce sujet.
Malgré les incertitudes demeurant à son propos, cette théorie reste la plus probable.
Théorie du vaccin contre la poliomyélite
A partir des années 60, les laboratoires américains ont élaboré et testé à partir de singes verts à proximité de Kinshasa un vaccin oral contre la polyomyélite. C’est également à cette période et dans ces environs que sont apparus les premiers cas de VIH en Afrique. La coïncidence est troublante, mais il est impossible d’affirmer que des chimpanzés on été utilisé afin de confectionner les virus, et que la contamination par l’intermédiaire de la prise du vaccin est possible.
Cette thèse défendue par Edward Hooper, mais est aujourd’hui abandonnée dans les publications et débats scientifiques.
Origine chez le singe
Reste maintenant à répondre à la question de l’arrivée du virus chez le singe. Pour ça, les études de phylogénétique sur des variétés du virus trouvés chez des singes de l’île de Bioko, au large du Cameroun (séparée du reste du continent depuis 10 000 ans), montrent que l’ancêtre commun des différentes souches (continentales et insulaires) a au moins 32 000 ans. Cette date est beaucoup plus éloignée que ce que l’on pensait auparavant. C’est une nouvelle assez mauvaise, compte-tenu du fait que beaucoup espéraient que le virus évoluerait relativement rapidement vers une forme moins pathogène, comme chez le singe actuellement.
Conclusion
La rencontre entre l’Homme et le VIH a eu les conséquences désastreuses que l’on connaît. Pourtant, cette rencontre n’a pas eu lieu en 1981, lorsque s’est révélée au grand jour l’épidémie. Elle est probablement bien plus ancienne, et sa portée dramatique actuelle ne réside probablement que dans la conjonction des diverses mutations qui touchent nos sociétés et nos comportements.Le succès, même relatif, des thérapeutiques et des moyens de prévention dont on dispose aujourd’hui nous montre qu’un espoir est permis, et qu’il appartient à chacun de s’adapter à ce nouveau fléau.
Quelques liens et sources :
Histoire du Sida par Mirko D. Grmek +++
Sida en Haïti par Paul Farmer
L’origine des VIH et leur diffusion dans l’espèce humaine ++
Origine du Sida – le VIH remonterait à 1931 (Choses très intéressantes, à prendre avec des pincettes)
Avant l’épidémie | hiv-sida.com
Dailymotion – DOCUMENT : LE MYSTERE … Sur la théorie du vaccin anti-polyo
The Origin of AIDS and HIV and the First Cases of AIDS
RETRANSCRIPTION DE L’INTERVIEW DE JULIEN STERVINOU, ENREGISTREE ET DIFFUSEE SUR PODCASTSCIENCE.FM LE 21 SEPTEMBRE 2011.
UN IMMENSE MERCI À NOTRE AUDITEUR DRACULITO POUR CETTE RETRANSCRIPTION !
Mathieu : Vous travaillez au sein de Convergence Composite sur des matériaux composites. Pour se mettre dans le contexte de ce dont on va parler, est-ce que tu peux nous rappeler rapidement ce qu’est un matériau composite et quelles sont ses propriétés principales ?
Julien Stervinou : Un matériau composite, c’est l’assemblage d’au moins 2 matériaux pour en constituer un nouveau qui a des caractéristiques différentes et supérieures de celles des matériaux de départ. Sur le principe, on pourrait dire que le bois est un bio composite parce qu’il y a les fibres de cellulose et la lidine qui va faire office de matrice. Le composite, au sens où on l’entend pour des matériaux « hautes performances », c’est une fibre de carbone et une matrice liante. Pardon, c’est une fibre de renfort et une matrice liante. Je parle de la fibre de carbone parce que c’est celle qu’on a le plus souvent en tête.
Le grand principe des matériaux composites est l’anisotropie. C’est justement qu’on ait une direction privilégiée avec les fibres, qui va donner un comportement mécanique aux pièces qui sont faites avec ces matériaux, qui va être privilégié dans une direction plutôt que dans une autre. Si je reprends l’exemple du bois, on sent bien que j’aurai une résistance, une rigidité plus importante dans la direction des fibres plutôt que dans les autres directions. Ça, c’est vraiment la particularité des matériaux composites.
Puis l’avantage principal est surtout le rapport résistance/masse. On va utiliser les matériaux composites principalement dans les pièces dans lesquelles on a besoin de gagner de la masse et où pourtant on attend une résistance très forte.
Mathieu : Donc des matériaux légers mais très résistants.
Julien Stervinou : Exactement, c’est en général ce pourquoi on cherche à utiliser les matériaux composites.
Mathieu : D’accord. Donc pour résumer, si j’ai bien compris, dans un matériau composite, il y a une ossature interne. Dans le cas des fibres de carbone, c’est en carbone, mais je crois qu’on peut trouver aussi d’autres types d’ossature : en verre, en cellulose puisque tu as parler du bois…
Julien Stervinou : Oui, il n’y a pas seulement le carbone. On pourrait dire que le carbone est un peu la Rolls des fibres qu’on va utiliser comme renfort dans les matériaux composites. Juste pour donner une comparaison, on va avoir, avec un composite à base de fibre de carbone, une rigidité qui est à peu près comparable à celle de l’acier. C’est un ordre de grandeur, car il y a plein de type d’acier, de la même manière qu’il y a plein de type de fibre de carbone. Mais on est dans le même ordre de grandeur en terme de rigidité. Par contre, en terme de densité, on a un rapport 5 : on est 5 fois plus léger pour le composite à base de fibre de carbone que pour l’acier. Donc on se rend vite compte des gains de masse que l’on peut faire en utilisant ce genre de matériaux.
Mais il n’y a pas seulement la fibre de carbone. Une autre fibre est très connue, c’est la fibre de kevlar, qui va avoir encore d’autres spécificités, qui va être aussi très utilisée dans les endroits où on va avoir besoin d’une résistance, d’une absorption de chocs. Ce n’est pas pour rien que c’est utiliser dans les gilets pare-balle.
Et puis on a d’autres familles de fibres, telles que les fibres naturelles par exemple, qui sont en train de se développer et pour lesquelles on est en train de mettre au point de plus en plus d’applications techniques. Donc les composites de demain seront aussi des composites à base de fibres naturelles.
Mathieu : D’accord, donc de fibres végétales, biologiques.
Julien Stervinou : Oui, complètement.
Alan : Ok, j’avais une petite question. Ton équipe et toi-même, vous cherchez à créer de nouveaux matériaux ?
Julien Stervinou : La recherche pure sur les matériaux est plutôt le job des universités et des grands groupes, parce que nous n’avons pas les moyens ni la prétention d’inventer des matériaux. Par contre, on utilise des matériaux existants, mais notre valeur ajoutée est surtout sur la mise en œuvre, sur les procédés de transformation : la boîte noire entre les matériaux à disposition et ce qu’on peut en faire sur une pièce ou un produit fini. Ce que nous cherchons à faire est surtout des applications possibles pour des nouveaux matériaux. Ça va être par exemple utiliser un matériau composite dans des domaines où, pour l’instant, on ne les avait jamais utilisés.
Alan : D’accord, donc un chercheur de l’EPFL va dire par exemple « j’ai trouvé un nouveau matériau mais je ne sais pas très bien comment l’exploiter sur le plan industriel », et c’est là que vous intervenez ?
Julien Stervinou : Exactement. Ça peut être ça : on n’est pas dans la recherche fondamentale, on est plutôt dans la recherche appliquée, et on va essayé d’utiliser les avancées de nouveaux matériaux pour de nouvelles applications.
Mathieu : Tu nous a dis avant qu’un matériau composite était composé d’une ossature mais aussi d’une matrice, une sorte de protection externe qui est principalement faites en résine. Je crois qu’il y en a 2 types : des résines thermodurcissables et des résines thermoplastiques. Tu peux nous expliquer la différence entre ces 2 matrices ?
Julien Stervinou : C’est vrai que la résine est indispensable dans un matériau composite car c’est elle qui va permettre de faire transiter les efforts à travers les fibres. Parce que je ne l’ai peut-être pas précisé tout à l’heure, mais dans un matériau composite, la fibre de renfort et la matrice, indépendamment, ne valent pas grand chose. Par contre, associés ensemble, c’est eux qui vont permettre d’obtenir ces pièces avec de très bon rapports résistance/masse. Et rôle de la matrice, de la résine, est justement de faire transiter les efforts d’une fibre à l’autre.
Donc il y a en gros 2 familles : les thermodurcissables, où on va avoir une réaction de polymérisation et où, en mélangeant un catalyseur avec une résine, on va déclencher une réaction en chaîne qui va tisser un réseau d’atomes en 3 dimensions. C’est comme ça qu’on va passer d’une résine liquide à une résine solide. Ce caractère en 3 dimensions sur la résine polymérisée est ce qui procure la bonne résistance mécanique. Mais c’est aussi ce qui rend ce phénomène-là irréversible : toute action extérieure qu’on pourrait amener pour détruire cette chaîne signifierait une rupture de la résine, donc c’est irréversible.
A la différence d’une résine thermoplastique, qui elle, si je reprends l’image de la 3D, va plutôt posséder un réseau de chaînes en 2D. Mais l’avantage, c’est qu’on a une réaction qui est réversible. Donc pour ce type de résine, je peux les chauffer, les rendre suffisamment liquide, les mettre en forme avant de les solidifier de nouveau avec un refroidissement.
Mathieu : Ca veut dire qu’on peut réutiliser des matériaux composites qui sont constitués de résine thermoplastique ?
Julien Stervinou : Exactement, on peut les réutiliser et c’est d’ailleurs un des avantages majeurs : c’est qu’on peut les voir aussi comme des composites qui peuvent être recyclables.
Par contre, l’inconvénient qu’on peut voir par rapport aux résines thermodurcissables, c’est qu’on a des caractéristiques mécaniques qui sont moins élevées dans la majorité des cas. Donc la résine parfaite n’existe pas, il faut trouver le compromis, il faut trouver une résine et une fibre qui seront plus adaptées à un besoin qu’à un autre.
Mathieu : Et toi, au sein de Convergence Composite, vous travaillez plutôt sur les thermodurcissables ou sur les thermoplastiques ? Ou les deux ?
Julien Stervinou : Et bien on travaille sur les deux, parce que dès qu’on parle de performance, c’est clair qu’on va s’orienter plutôt vers des résines thermodurcissables. Par contre, aujourd’hui, au sein de Convergence, on essaye aussi de développer les applications pour les fibres naturelles, mais aussi pour des résines naturelles, et ça, c’est quelque chose qui nous plairait beaucoup pour les composites de demain : c’est de pouvoir utiliser un composite qui soit 100% naturel. Parce qu’utiliser une fibre naturelle avec une résine qui ne l’est pas du tout, et bien l’objectif n’est pas totalement atteint. Par contre, pouvoir faire un composite qui soit à base de fibre naturelle et avec une résine naturelle qui soit réutilisable et recyclable, là ça devient intéressant : parce qu’on a un produit qui est technique, on a des applications techniques, mais pour autant on est éco au vrai sens du terme.
Mathieu : J’imagine qu’il y a aussi une question de coût. Je ne sais si les thermoplastiques sont plus coûteux que les thermodurcissables ? Enfin, le processus derrière.
Julien Stervinou : En général, on peut que les thermoplastiques vont permettre de réduire les coûts. Surtout parce qu’on va avoir des temps de cycle, des temps de mise en œuvre, des temps de transformation de la matière qui sont beaucoup plus courts.
Mathieu : Les thermoplastiques seraient moins chers que les thermodurcissables ?
Julien Stervinou : Oui, en tout cas au niveau des temps de cycle, c’est très sensible.
Mathieu : D’accord. On s’était parler il y a quelques temps pour préparer cette émission, et tu m’avais dit que tu avais commencer ton parcours chez le fabricant de montres Audemars Piguet et que vous y avez créé la première montre en carbone. C’était à l’occasion de la Coupe de l’America 2007, pour Alinghi, l’équipage suisse. Je crois que c’était une série limitée. Tu peux nous en dire un peu plus sur cette montre en carbone ?
Julien Stervinou : Oui, c’était une première dans le domaine de l’horlogerie parce que jusqu’à présent, il n’y avait jamais eu de boîte de montres qui soit totalement fait en matériaux composites. Et ça ne s’était jamais fait, non pas parce que personne ne s’y était penché mais parce qu’il y avait des difficultés assez difficiles à surmonter.
On n’a pas trop parlé des domaines d’application, mais les matériaux composites sont principalement utilisés dans l’aéronautique, dans le nautisme, dans le sport, et surtout dans des pièces de grandes dimensions. Et la difficulté majeure était de ramener la faisabilité de pièces en matériaux composites à une dimension qui était nettement moindre. Ça, c’était la première difficulté.
Une autre difficulté était de répondre au critère esthétique de la haute horlogerie : c’est un enjeu assez complexe pour les matériaux composites parce que d’habitude, ce n’est pas ce qu’on attend d’un matériau composite. On l’attend beaucoup plus du coté des performances mécaniques que sur la qualité esthétique. Même les matériaux les plus nobles ont du mal à répondre aux critères d’exigences esthétiques de la haute horlogerie, alors pour un matériau composite, cela a été une vraie difficulté.
Et puis une autre difficulté dont on peut parler est la contrainte d’étanchéité, parce que c’est une montre qui devait être étanche à 100 m et résister à 10 bar de pression. Alors déjà, il faut résister à ces 10 bar sans déformation, et puis il faut que le matériau soit parfaitement homogène pour être totalement étanche.
Donc ça c’est une partie des difficultés qu’il y a eu à surmonter.
Mathieu : Donc c’était une montre en fibre de carbone, c’est ça ?
Julien Stervinou : Exactement.
Mathieu : Ok. Et de fil en aiguille, tu as créé la société Convergence Composite afin de pouvoir exploiter et diversifier ton expertise dans ces matériaux. Quel est votre secteur d’activité, qu’est ce que vous faites exactement chez Convergence Composite ?
Julien Stervinou : La mission de Convergence Composite est le développement, la fabrication de pièces en matériaux composites. Ça, c’est la mission générale. Mais ce que nous avons envie de faire, c’est d’utiliser des matériaux composites là où on n’a pas l’habitude de les voir. En premier, les 2 domaines d’activité sur lesquels on se concentre actuellement : le domaine du luxe et le domaine de l’aéronautique.
Alors pourquoi le luxe ? Parce que pour l’instant, on ne croise pas ces matériaux très souvent dans ce domaine là, alors qu’ils présentent des avantages esthétiques et que c’est un domaine qui est généralement en recherche de nouveautés. Ce genre de matériau apporte un capacité de différenciation. Les difficultés techniques qu’on rencontre ? On en a parlé pour la montre : c’est la taille des pièces, c’est un ordre de grandeur qui est très différent des applications conventionnelles, et ce sont les critères esthétiques. L’avantage pour les clients, c’est principalement cette capacité de différenciation, le coté très technique qu’on peut apporter au produit. Et pour nous, Convergence Composite, l’intérêt qu’on voit à travailler ce genre d’application, est que ça permet de développer une expérience et un savoir-faire sur de la micro mécanique en matériau composite. Je dirais qu’on est en train de créer des micro-composites. L’objectif à travers ce savoir-faire est de pouvoir développer et proposer ce savoir-faire en micro-composite plus tard dans d’autres domaines d’application.
Mathieu : Donc vous essayez de vous spécialiser dans la miniaturisation de matériaux composites.
Julien Stervinou : Tout à fait, c’est ce qu’on cherche à faire à travers les applications qu’on développe [dans le domaine du] luxe.
Mathieu : Par « applications de luxe »… tu nous as parlé des montres. Il y aurait d’autres produits ?
Julien Stervinou : Oui, cela peut être aussi bien pour l’horlogerie, la joaillerie, les instruments d’écriture, la bagagerie, les accessoires de luxe… C’est assez vaste.
Pour l’aéronautique, on ne cherche pas à travailler sur le produit en lui-même, pas sur la fabrication d’éléments qui sont inclus sur les avions en eux-mêmes, parce qu’en temps que petite structure, nous n’avons pas les moyens de certification qui sont assez conséquents pour l’aéronautique. Par contre, on cherche à travailler sur le procédé de transformation en lui-même.
Alan : Juste pour que ce soit clair, quand on parle d’aéronautique, quel genre de pièces est en matériaux composites ? C’est la carcasse de l’avion qui est en matériaux composites ou ce sont des parties moins… importantes ?
Julien Stervinou : Moins sollicitées ? Alors c’était le cas il y a quelques décennies, parce que maintenant on peut dire qu’il y a plusieurs décennies que les matériaux composites font leur apparition dans les avions de transport.
Au début, ils étaient cantonnés à des pièces de l’ordre du capotage, qui n’étaient pas très sollicitées mécaniquement, mais ça a complètement changé et ils envahissent de plus en plus l’avion. Aujourd’hui, ils sont déjà utilisés pour des pièces de structure, donc des pièces qui, jusqu’à il n’y a pas si longtemps de ça, étaient faites avec des alliages d’aluminium, d’acier ou de titane. Donc ça, c’est déjà le cas aujourd’hui. Pour vous donner un exemple, si la fibre de carbone n’existe pas, l’airbus A380 n’existe pas : il n’est pas possible de faire cet avion, avec ces performances, cette masse marchande, sans utiliser les composites. Donc c’est déjà le quotidien de l’avion de transport d’aujourd’hui. Et on peut dire que l’invasion de composites dans l’avion de transport n’est pas prêt de s’arrêter. Ça va continuer. Aujourd’hui, ce qu’il manque, c’est de continuer à développer les savoir-faire pour utiliser ces matériaux sur des pièces toujours plus sollicitées, mais on peut dire qu’il n’y a presque pas de limites. On peut dire que dans moins de 20 ans, la quasi-totalité des pièces structurelles d’un avion de transport auront des chances d’être en matériaux composites.
Mathieu : Et dans le secteur de l’automobile, ça ferait du sens d’utiliser des matériaux composites ?
Julien Stervinou : Ils sont déjà utilisés. Ils ne sont pas très visibles et il n’y a tant de publicité faite dessus, mais ils sont déjà utilisés. Et de manière presque incontournable, les constructeurs vont être obligés de les incorporer de plus en plus parce que les économies d’énergie passeront par la réduction du poids des véhicules.
Aujourd’hui, c’est déjà le cas sur des véhicules très haut de gamme : on voit des marques allemandes qui intègrent des matériaux composites de manière plus intensive qu’il y a peu de temps. C’est déjà très présent sur des voitures de sport très haut de gamme, ça commence à venir sur des voitures déjà plus standards, et les voitures de demain en utiliseront encore plus. Aujourd’hui, ce qui bloque, ce sont les coûts et la complexité de transformation de ces matériaux pour réussir à les introduire sur un produit de masse qu’est la voiture de tous les jours. Mais c’est sûr que la voiture de demain fera de plus en plus appel aux matériaux composites pour réduire la masse, pour réduire la consommation, pour réduire la pollution.
Mathieu : Tu m’avais parlé d’un programme de recherche qui s’appelle « Clean Sky ». En quoi ça consiste ?
Julien Stervinou : Clean Sky est un programme de recherche européen qui associe les universités et les entreprises et qui vise à réduire l’impact environnemental dans la fabrication des structures d’avion. Mais il vise aussi la réduction des coûts d’obtention, évidemment sans atteinte aux performances mécaniques. En fait, c’est une ouverture à des sociétés qui ne sont pas forcément spécialisées dans le domaine aéronautique, qui ne sont pas forcément implantées [dans ce secteur], mais qui sont sollicitées pour apporter leur expérience, leurs idées, sur des production de pièces de qualité aéronautique, mais avec des coûts moindres de ceux qui sont pratiqués aujourd’hui par l’industrie aéronautique.
Donc là, on parle de développement, on ne parle pas encore de fabrication. On n’est pas en train d’ouvrir à des gens de tous secteurs pour leur demander de fabriquer des pièces d’avion. Par contre, pour leur demander de plancher sur les procédés, sur les manières de fabriquer. C’est ce qui se passe avec Clean Sky.
Pour notre part, Convergence Composite s’est regroupé avec l’université de Bretagne occidentale et FMC, une autre entreprise actrice des composites, pour proposer des améliorations sur un procédé particulier
Mathieu : Donc vous participez à ce programme.
Julien Stervinou : On a candidaté pour un des projets de ce programme et on a obtenu un des projets de Clean Sky, oui.
Mathieu : Ok, super. Un autre projet très intéressant, je crois que c’est plutôt ton père qui travaille dessus, ça s’appelle « Green Elis ». Ça fait partie du cadre d’un challenge qui s’appelle « Green Flight ». De quoi s’agit-il exactement ?
Julien Stervinou : C’est un challenge passionnant, qui vise la réduction de la consommation des avions légers et leur impact environnemental, tant en matière de bruit que de consommation, que de fabrication ou de pollution. Le challenge est assez simple sur le papier, on demande à un avion de 2 places à peu près (ça peut être plus) de parcourir 100 miles (161 km) à la vitesse minimum de 100 mp/h (161 km/h) avec 1 galon US (3,7 litres). Alors quand on commence à tourner tous ces chiffres dans la tête, on se rend compte que c’est assez complexe à réaliser.
Et puis Green Elis, c’est un projet que mène mon père, qui est d’ailleurs le seul projet français inscrit à ce challenge, avec des solutions intéressantes puisque les choix faits au sein de Green Elis sont des choix judicieux de technologies existantes, pour montrer qu’en les appliquant judicieusement, on peut faire mieux que ce qui se fait jusqu’à présent en terme de performances pour les avions légers.
Mathieu : Concrètement, tu peux nous donner 1 ou 2 exemples ?
Julien Stervinou : Oui, alors les sujets principaux pour augmenter la performance et réduire la consommation, c’est surtout sur les choix aérodynamiques. C’est beaucoup aussi sur l’allégement total de la machine, donc là je pense que vous aurez compris qu’il y a naturellement beaucoup de matériaux composites qui sont utilisés. Et puis aussi sur le choix de la motorisation. Ce sont vraiment ces 3 secteurs qui vont donner le critère de performance.
Pour le choix de la motorisation, on constate que dans l’aéronautique légère, les conceptions utilisées pour les moteurs d’avion sont assez vieillissantes parce qu’il y a des volumes de vente relativement faibles à l’échelle mondiale et que ce n’est pas une industrie qui peut se permettre d’investir d’énormes sommes en recherche et développement. En effet, on se rend compte que si il y a quelque chose qui marche et qui est fiable, on le fait dure, on lui fait passer les années.
L’une des idées de Greenelis était de dire « on va utiliser des avancées qui ont été faites dans un domaine et l’amener dans un autre ». Et si il y a un domaine où les moteurs évoluent tout le temps, c’est bien l’automobile parce qu’il y a des sommes conséquentes investies en développement. Donc l’idée est de prendre un des moteurs automobile en pointe, et de l’adapter aux contraintes d’un avion léger pour pouvoir l’installer sur cet avion.
Donc ça, pour faire un lien entre Greenelis et Convergence, c’est aussi quelque chose qui nous unit : prendre quelque chose dans un domaine et chercher à l’appliquer dans un autre domaine.
Mathieu : Tu m’avais dit que le moteur que vous utilisiez était un moteur diesel de la Smart, c’est juste ?
Julien Stervinou : Exactement, c’est le 3 cylindres diesel de la Smart. Le choix du diesel parce que c’est le carburant qui donne la meilleure consommation spécifique : pour une quantité de carburant donnée, c’est lui qui permet de développer le plus de puissance. Donc quand on cherche à optimiser la consommation, le diesel est imbattable par rapport à l’essence. Par contre, l’inconvénient du diesel par rapport à l’essence, c’est la masse totale du moteur qui est plus forte, donc c’est une contrainte pour son utilisation sur les avions légers et il a fallu compenser ça sur le reste de l’avion avec les fameux matériaux composites qui permettent au final d’avoir un moteur très performant et une masse globale de l’avion qui reste très raisonnable.
Mathieu : Donc en résumé, Green Elis, vous travaillez sur l’optimisation aérodynamique, sur l’allègement de l’engin grâce à des matériaux composites et sur une meilleure motorisation.
Julien Stervinou : Exactement.
Alan : J’ai noté les contraintes dont tu as parlé mais en me relisant, je me dis que j’ai du faire une erreur. Il s’agit de faire 161 km à 161 km/h, donc en 1 heure, en ne consommant pas plus de 3,78 litres de carburant ? Ça me paraît complètement fou, parce que même une Smart n’arrive pas à faire ces performances sur la route ! Comment vous faites voler un avion par dessus le marché ? C’est dingue. On y arrive à tenir ces contraintes ?
Julien Stervinou : Alors c’est ce qu’on va voir sous peu parce que l’avion est sur le point de faire ses premiers vols et d’entamer la série de tests. Aujourd’hui, on n’a pas la certitude d’arriver exactement à ça, mais en tout cas on a la certitude d’en être très proche. Il n’y a pas de véritable secret, si ce n’est le travail très approfondi sur les 3 sujets dont on a parlé. C’est juste que c’est un cahier des charges très précis.
Aujourd’hui, il y a déjà des avions qui sont capables de remplir 2 des ces 3 contraintes à la fois. On est capable d’aller à cette vitesse en consommant aussi peu, mais on n’est pas de tenir cette distance là. Ou alors en consommant plus. Ça, on l’imagine assez bien.
Mais les 3 critères, ça donne un cahier des charges très précis, et jusqu’à présent, il n’y a pas de machine qui a été conçue pour répondre à ce besoin précis. Actuellement, on peut regarder tout ce qu’il s’est déjà fait dans la production mondiale, il n’y a aucune machine capable de répondre à ça.
Ce cahier des charges a été posé pour le Green Flight Challenge. C’est une association américaine, la CAFE, qui a posé ça, mais qui est soutenue par la NASA, et on voit bien que derrière, non seulement il y a un prizemoney conséquent pour inciter les gens à se pencher sur ce problème là, mais aussi l’objectif de faire avancer la connaissance aéronautique, faire avancer le domaine scientifique, améliorer les performances, réduire l’impact du mode de déplacement qu’est l’avion léger.
Alan : Juste pour la compréhension, quand on parle de ces contraintes là, c’est décollage inclus ?
Julien Stervinou : C’est décollage inclus. Alors, je fais juste une toute petite parenthèse, mais Green Flight Challenge est une étape vers quelque chose d’encore plus ambitieux qui est toujours soutenu par la NASA puisqu’aujourd’hui on parle de ça, mais en 2013, il y a un autre challenge qui exige les mêmes contraintes mais qui en plus, demande aux machines qui y participe d’être capables de décoller et de se poser sur un terrain qui fait une centaine de mètres de long.
Donc là c’est encore complètement autre chose : on demande à la fois à l’avion d’être une formule 1 en vol, avec la sobriété d’une voiture du marathon Shell, et en plus de se poser comme un 4×4. Donc ce qu’il y a aujourd’hui est compliqué, mais ce n’est rien à coté de l’ambition de ce qui doit être fait.
Mathieu : Justement, en relation avec cette ambition, tu m’avais dit qu’on s’était rendu compte que le temps de vol passé en avion est en réalité très faible vis-à-vis du temps total qu’on passe pour faire le voyage de porte à porte. Parce qu’on a, de chez nous jusqu’à l’aéroport, le trajet qui prend du temps, après il y a du temps d’attente à l’aéroport, et tout ça prend du temps. Le temps de vol, en fait, est réduit par rapport à ce temps total. Et le temps passé en voiture est aussi très long à cause du temps passé dans les embouteillages, donc l’idée est de pouvoir popularisé des petits avions légers, c’est ça ?
Julien Stervinou : L’idée, c’est exactement ça. L’idée que suit la NASA est de repenser le mode de déplacement qui aujourd’hui est utilisé soit par des avions de ligne, soit par des voitures. Le constat, c’est celui que tu as fait : on passe très peu de temps en vol, mais finalement ce n’est pas ça qui compte. Ce qui nous intéresse, c’est le temps de porte à porte. On passe peu de temps en vol et beaucoup de temps avant et après : en voiture, on a les temps en embouteillages.
Donc on ne va plus gagner à réduire les temps de vol. Par contre, il faut trouver un moyen de se rendre plus vite d’un point A à un point B.
Le premier challenge qui est de voler relativement vite, en consommant peu, est une étape, juste pour dire « ok, on sait faire ça, on sait se déplacer de manière durable », parce qu’on a un impact qui est mesuré sur l’environnement. Et la deuxième étape dont je vous ai parlé, qui est de décoller et d’atterrir sur un terrain qui fasse une centaine de mètres, signifie qu’on ne parle plus d’aéroports, on parle d’aéroports de poche qui peuvent être complètement rapprochés des zones d’habitation.
Et aujourd’hui, si les temps de transport de et vers l’aéroport sont longs, c’est parce qu’on est obligé d’excentrer ces aéroports à cause de la distance d’atterrissage, à cause du bruit, de l’impact sonore. Si on a des machines dont la nuisance sonore est très faible, et qui sont capables de se poser en toute sécurité sur des distances très courtes, on peut raisonnablement les rapprocher des zones d’habitation. Dès l’instant qu’on est proche des zones d’habitation, on réduit forcément le temps de déplacement de porte à porte.
Ça, c’est l’ambition du programme soutenu par la NASA. Juste pour vous donner le niveau d’ambition auquel les gens qui soutiennent ce projet le mettent, c’est qu’ils souhaiteraient que ce projet soit à Obama ce qu’Apollo a été à Kennedy ! Donc vous voyez un peu l’ambition du programme…
Mathieu : Oui, quand même… Mais bon, ça peut quand même prendre du temps pour que chacun ait son petit avion dans son jardin, non ? C’est pas pour demain.
Julien Stervinou : C’est pas pour demain, et les plus passionnés que nous sommes sont aussi convaincus que ça va prendre plus de temps que ce qui est imaginé aujourd’hui. Par contre, si on s’y attaque dès aujourd’hui avec cet objectif là, ce n’est peut-être pas irréaliste à 10 ou 20 ans. En tout cas, sur un continent comme le continent américain, c’est quelque chose qui ne paraît pas du tout inenvisageable.
Alan : Je n’imaginais pas que la solution au problème de la congestion des transports, de la mobilité, etc., puisse se situer à ce niveau là. Mais là, avec tout ce que tu dis, ça semble effectivement assez palpable. C’est une question d’année si vous arrivez déjà à respecter ces contraintes là en optimisant les matériaux. Je ne pensais pas qu’il y avait un levier pareil, qu’on arrive à des résultats aussi spectaculaires, juste en optimisant.
Julien Stervinou : Tu as raison de parler d’optimisation, parce que finalement, ce n’est pas une révolution qu’on demande dans chaque domaine, c’est simplement une injonction intelligente des connaissances actuelles. Donc finalement, tout est question d’ambition et d’objectifs qu’on se fixe.
Ce qui peut encore freiner, à condition que tout ce dont on a parlé soit techniquement réalisable, c’est évidemment la notion de coût, et aussi l notion d’utilisation technique. C’est à dire qu’aujourd’hui, quasiment tout le monde est capable de conduire sa voiture et de s’insérer dans un trafic en respectant le code de la route, mais on n’imagine pas demain matin tout le monde capable de piloter un avion. Mais d’un autre côté, si au début du siècle on avait dit que quelques décennies après, tout le monde conduirait une voiture, alors qu’on était en train de voir les premières voitures, on y aurait sans doute pas cru.
Donc il ne faut pas forcément se mettre cette barrière, d’autant qu’un autre objectif qui est donné par la NASA, et qui est la 3ème marche à franchir dans le challenge, est de rendre les phases de décollage et d’atterrissage, qui sont les plus délicates dans le pilotage d’un avion et les plus à risque, automatisées.
Dès lors que ces 3 grands objectifs sont atteints (décollage et atterrissage court de manière automatisés, un vol à une vitesse relativement élevée et une consommation très contenue), on se dit que si on répond à la notion de coût, ça peut apporter une alternative aux modes de déplacement à l’échelle d’un pays.
Alan : Absolument… Je pense que contrairement aux voitures, l’option assistance au parking ne sera pas une option, justement ! Il vaudra mieux y souscrire dans l’offre globale.
Julien Stervinou : Ça risque d’être quasi-obligatoire, oui.
Alan : Je m’étais posé une question en regardant la liste de sponsors du site greenelis.com. Je me demandais comment la NASA avait atterri dans le projet, mais tu dis que la NASA est derrière le projet.
Julien Stervinou : C’est la NASA qui soutient le challenge. Après, Green Elis, nous, on participe au challenge
Alan : Oui, vous êtes un des « contestants ».
Julien Stervinou : Exactement. Mais c’est la NASA qui est à l’origine du challenge en lui-même. Et nous, on participe.
Alan : J’ai vu Renault parmi les sponsors. C’est un sponsor de Greenelis ou il et aussi derrière le challenge ?
Julien Stervinou : Il n’est pas du tout derrière le challenge, il est derrière Greenelis en tant que projet français. Et les liens entre Renault et Mercedes ne sont pas insignifiants, donc c’est le moteur de la Smart qui équipe l’avion mais l’expérience et l’expertise de Renault ne sont pas pour rien dans la mise au point d’une application aéronautique de ce moteur de Smart.
Alan : Est-ce que ça veut dire que l’industrie automobile y voit peut-être un créneau d’avenir ?
Julien Stervinou : Je ne sais pas si l’industrie aéronautique y voit déjà un créneau d’avenir, parce que les tentatives d’insertion du monde automobile dans l’aviation légère ont assez souvent été des échecs parce qu’on se rend compte que les coûts de mise au point sont très élevés pour des volumes de ventes assez faibles Mais c’est vrai que c’était avec une vision de l’aviation légère qui était plus une aviation de tourisme et qui ne s’adressait pas du tout à un public de masse.
Dès l’instant qu’on parle de concepts comme a en tête la NASA avec le Green Flight Challenge, on voit bien qu’on s’adresse à la masse, en tout cas à très long terme. Et à ce moment là, il n’est pas impossible que les constructeurs automobiles se penchent aussi sur ces applications là.
Alan : On pourra appeler ça la voiture volante si un jour ça devra remplacer l’automobile ! Autre chose, pendant que je suis sur le site (greenelis.com) : la première chose qu’on peut y lire, c’est « voler au 100% bio ». C’est juste un argument marketing ?
Julien Stervinou : Pas du tout. Je n’en ai même pas parlé… J’ai parlé de diesel, mais en réalité c’est du biodiesel. Donc ce n’est pas un argument marketing. Je dirais que ça reste un argument marketing dans la meure où ça reste un produit d’exception aujourd’hui, qu’on ne trouve pas à la pompe pour l’instant. Mais techniquement, c’est un produit 100% naturel.
Mathieu : Donc Green Elis, c’est le projet français. C’est ton père qui s’en occupe principalement je crois. Et toi, tu as tes connaissances en matériaux composites, tu es champion d’ULM donc tu donnes ton expertise pour aider à faire avancer le projet, c’est ça ?
Julien Stervinou : Oui, je soutiens comme je peux les différentes parties du projet.
Mathieu : Mais Convergence Composite n’a aucune implication directe.
Julien Stervinou : Implication dans la mesure où je donne de mon temps.
Mathieu : Donc Green Elis, c’est le projet français. Tu sais plus ou moins combien il y a d’équipes qui travaillent sur ce challenge Green Flight ?
Julien Stervinou : Il y a 18 dossiers qui ont été retenus, des projets du monde entier, et c’est intéressant, avec des solutions très très diverses. Ce qui est intéressant, c’est de constater que ce sont des équipes très hétérogènes qui se sont penchées sur ce challenge, des équipes qui sont toutes passionnées, des petites équipes en général, souvent privées
Mathieu : C’est combien de personnes par exemple, Greenelis ?
Julien Stervinou : Green Elis, c’est 4 à 5 personnes de manière très active, et puis une foule de partenaires et d’interventions ponctuelles. Mais c’est un noyau de 4 à 5 personnes. Et c’est un petit peu la structure d’une grande partie des équipes qui souhaitent participer au Green Flight Challenge.
Mathieu : Ce Green Flight Challenge aurait du avoir lieu au mois de juillet, il a été reporté. C’est juste ?
Julien Stervinou : Oui, ça a été reporté parce que le cahier des charges, vous l’avez compris, est très complexe, et en plus a été fixé il y a un peu moins d’une année et demie, donc ça a exigé de chaque participant de partir d’une feuille blanche et de concevoir, de fabriquer, de tester et de fiabiliser une machine en moins d’un an et demi. Pour des concepts nouveaux, et c’est ce qui est attendu avec un tel cahier des charges, c’est très très court.
Donc par rapport au nombre de projets qui n’étaient pas prêts (et c’est aussi le cas de Greenelis puisque la machine est sur le point de faire ses premiers vols, mais elle n’est pas encore opérationnelle), ils ont été obligés de décaler le projet.
Mathieu : Et on a déjà une nouvelle date ?
Julien Stervinou : La date est en septembre. Ca veut dire malheureusement que Greenelis n’y participera pas pour le challenge de cette année, ce qui est très dommage pour nous, ce qui est dommage aussi pour le Green Flight Challenge parce que la liste des inscrits est tombée aujourd’hui ou hier et il y a 5 team qui sont prêts à présenter leur machine. Donc par rapport aux 18 dossiers qui ont été retenus et sur lesquels les gens ont travaillé d’arrache-pied (parce que tout le monde a suivi ce que chacun faisait et on sait que chaque équipe a travaillé jour et nuit comme ça a été le cas pour Green Elis), la contrainte de temps a été trop forte.
Après, ce n’est pas totalement dommageable parce que le travail est quand même fait et va servir pour la suite.
Mathieu : Mais donc ce Green Flight Challenge ne va pas se répéter. Il a lieu cette année et après il y a des étapes supplémentaires dont tu avais parlé, ou bien chaque année…
Julien Stervinou : Alors, le challenge suivant aura lieu en 2013, avec, comme on a dit tout à l’heure, une marche en plus. Par contre, il n’est pas impossible d’imaginer que, face à la difficulté de ce qu’ils exigent, ils scindent en plusieurs étapes : que le cahier des charges, tel qu’il est fixé aujourd’hui, soit répété en 2013, et puis qu’en marge, ils ajoutent la marche supplémentaire sur les contraintes de décollage et d’atterrissage. Mais il y aurait tout intérêt à ce que les gens qui ont planché pour être présents en 2011 puissent, avec le travail fourni, présenter leurs travaux en 2013. Et là, ça paraît beaucoup plus raisonnable, parce qu’il ne faut pas oublier qu’on fait des avions et que c’est potentiellement plus risqué que quelque chose qui reste au sol. Donc ça ne peut pas se faire dans la précipitation. Les phases de mise au point, de test, étape par étape, en toute sécurité, sont incontournables.
Alan : C’est quand même fou des contraintes de temps pareilles. On vous demande…
Mathieu : …en une année et demi de construire un avion…
Alan : Oui, de révolutionner l’industrie aéronautique, et si ça trouve, le transport de tous les jours, de régler tous ces problèmes là…. Vous avez juste une année montre en main avec des contraintes folles.
Julien Stervinou : Oui, c’est un petit peu étrange. C’est aussi sans doute pour faire une sélection sur les gens les plus motivés et sur les projets les plus crédibles. On n’imagine absolument pas ça dans des grosses structures ou dans des grosses entreprises, mais le constat qui a été fait par les gens qui organisent ce challenge, c’est que finalement, quand on parle d’efficacité à proposer des solutions innovantes, on a souvent des résultats aussi intéressants avec des gens qui sortent de nulle part qu’avec des grosses structures ou avec des gros moyens. Et que finalement, avoir un prizemoney de 1.5 millions de dollars pour le gagnant, c’est relativement élevé pour une petite équipe ou pour une équipe de passionnés privés, et c’est ridicule pour une grosse entreprise.
Donc on voit bien que la sélection est là : on souhaite attirer les passionnés, les gens qui n’ont pas l’occasion de donner leur avis ou de proposer leur solution dans des cadres professionnels, et sur le coté passionnel, de pouvoir les mettre en avant. Un avion biplace, pour une équipe de passionnés, ce n’est pas insurmontable en terme d’investissement et de moyens. Donc on voit bien que la sélection est là : on veut des relativement petites équipes qui apportent des solutions très innovantes et qui sont très réactives.
Alors, donner un an et demi, c’est aussi filtrer d’emblée les grosses structures parce qu’on sait qu’ils n’ont même pas le temps de constituer leur dossier.
Alan : Ils ont juste le temps de faire 3 réunions de brainstorming.
Julien Stervinou : Exactement. Mais on doit avouer que c’était un peu court. On va voir ce qu’il en est fin septembre, mais on ne serait pas étonner que l’organisation décide soit de reporter encore, soit de renouveler le même challenge dans une ou deux années.
Alan : Et le cas échéant, si ils reportaient un petit peu, vous pourriez être prêts ?
Julien Stervinou : Oui, tout à fait. Ça serait une belle récompense de pouvoir y aller, parce que ça serait une très grande frustration que l’avion ne puisse pas être présent et ça s’est vraiment joué à très peu de choses.
Mathieu : Bon, on souhaite bonne chance à Greenelis, on est sûr que ça va avoir beaucoup de succès. En tout cas, c’est un beau projet.
Julien Stervinou : Merci.
Alan : J’ai encore une petite question. On a dit en début d’émission que tu étais champion d’Europe d’ULM et tu es basé en Suisse. J’entends là une opposition assez forte, une incompatibilité. Tu t’entraines où ? Les ULM sont toujours interdits en Suisse, non ?
Julien Stervinou : Alors, ils sont interdits, oui et non. En fait, dans un peu tous les pays, les ULM souffrent de leur image d’il y a 25 ans : les images des débuts qui ont été un peu catastrophiques, alors que depuis, ils ont énormément évolués. Dans ULM, il y a beaucoup beaucoup de choses, il y a beaucoup de machines différentes aujourd’hui. Un ULM actuel, ça peut aussi être une machine tout en carbone, qui vole à 250 km/h, avec 80 ch. Donc l’image de l’ULM est complètement à refaire.
On dit qu’ils sont interdits en Suisse. En vérité, il y a certains ULM très hauts de gamme, tels que ceux que je viens de décrire, qui peuvent voler en Suisse, mais sous une catégorie spéciale qu’on appelle ecolight. Mais pour ma part, je m’entraîne en France.
Mathieu : Et tu vas participer au championnat 2011 ?
Julien Stervinou : Je fais une impasse sur le championnat 2011 pour me consacrer totalement au lancement de Convergence Composite. Par contre, je donne rendez-vous en 2012 !
Mathieu : Ok, on sera là… on espère. On arrive à la fin de cet entretien. Pour en savoir plus sur tout ce que tu nous as dit, Convergence Composite a un site web ?
Julien Stervinou : oui, convergencecomposite.ch
Mathieu : Et greenelis.com. Un grand merci Julien, c’était super, on a appris plein de choses
Julien Stervinou : Merci, c’était un plaisir aussi.
Mathieu : Vous avez des projets bien ambitieux, on vous souhaite le mieux.
Alan : Merci infiniment. On se permettra peut-être de revenir prendre des nouvelles si t’es partant.
Julien Stervinou : Avec plaisir.
L’interview de la semaine
Quand on pense “géologie”, on pense spontanément à l’étude de la roche… Puis en se concentrant un peu plus, on pense à l’étude des strates de la terre, à la tectonique des plaques, à la planétologie, à la datation des époques, éventuellement aux applications concrètes (percement des tunnels, étude des nappes phréatiques, forage de puits de pétrole…). On ne pense pas forcément spontanément à une discipline pourtant essentielle de la géologie qui a pour application très concrète – entre autres – de sauver des vies humaines: l’étude et la prévention des dangers naturels tels que les glissements de terrain, les éboulements, les avalanches.
Clément Michoud dans un fjord norvégien
Nous avons la chance de recevoir dans cette émission un spécialiste dont c’est le quotidien et qui nous permet d’y voir beaucoup plus clair sur cette discipline trop peu connue, Clément Michoud, doctorant à l’UNIL (Université de Lausanne, en Suisse). Il conduit ses recherches dans une startup, Terranum, à Bussigny, juste à côté de Lausanne, qui est une spin-off de l’IGAR (http://www.unil.ch/igar), l’Institut de géomatique et d’analyse du risque de l’Université de Lausanne
Pas de transcript disponible, à moins que quelqu’un se porte volontaire? N’hésitez pas, vous savez où nous trouver 
Retour sur les planètes habitables
Bonjour,
Je viens apporter quelques nouveaux éléments relatifs aux questionnement concernant le système Jovien et son éventuelle considération en tant que système stellaire avorté.
C’est justement la finalité évoquée dans le film “2010, l’année du premier contact” (qui s’il n’a pas la classe de son ainé 2001 est néanmoins très intéressant d’un point de vue scénaristique/scientifique). En effet, à la fin du film, Jupiter se voit “stelifié” grâce à l’action des monolythes. C’est derniers viennent se concentrer autour de la planète gazeuse et en augmentent la masse jusqu’à provoquer l’effondrement de celle-ci sur elle-même. Il en résulte une explosion transformant Jupiter en étoile et ses quatres lunes principales en autant de nouveaux mondes habitables.
J’ai été fasciné par ce scénario au point de faire de Jupiter ma planète préférée en ravivant mon intérêt pour l’astronomie.
De manière plus concrête concernant “l’habitabilité” des lunes de Jupiter j’ai pu comprendre en m’informant sur le sujet que si la proximité avec notre soleil n’est pas suffisante pour agir directement sur les lunes, ce sont en revanche les puissants effets de marée exercés par Jupiter qui apportent l’énergie permettant l’activation de volcanisme et les suspiscions de présence d’eau liquide sur certaines des lunes Joviennes.
Annonce
On retrouve notre ami Xilrian dans un nouveau podcast consacré à l’histoire des sciences, à la politique, à la religion et à tout ce qui lui passe par la tête: “12 minutes de“.
Remerciement
À Draculito pour la transcription de l’épisode 53 (interview de Julien Stervinou (Greenelis / Convergence Composite)), pas encore en ligne, mais ça ne saurait tarder.
La quote de Mathieu
Savoir pour prévoir, prévoir pour agir – St-Augustin
Prochain enregistrement le mercredi 30 novembre 2011 avec un nouveau podcasteur qui vient faire son tour d’essai. Il s’appelle Franck et va nous parler de l’origine de l’épidémie et du virus du SIDA. D’ici là, bonne semaine!
Le dossier de la semaine
- Chroniques de l’évolution 2: l’oeuf de kiwi, par Marco
L’illustration de la semaine
- Les préjugés sur Monsieur Kiwi, par Lucile
Sinon…
Retour sur les planètes habitables
Commentaire de Rabulion
Bonsoir à tous.
Pour répondre @Vincent (Lebreton). Ta question sur la zone habitable autour des planètes gazeuses est intéressante. Néanmoins il ne faut pas oublier que la distance à l’étoile n’est pas un facteur essentiel et qu’elle compte pour peu. On peut être dans la zone habitable et ne pas être propice à la vie et inversement.
Pour ce qui est des planètes telluriques ce sont les caractéristiques physiques qui sont déterminantes, notamment sa masse qui permet à travers son champ de gravité de maintenir une atmosphère mais aussi de générer un champ magnétique pour la protéger des rayonnements de son étoile. Les paramètres de l’orbite sont aussi importants comme par exemple l’excentricité, l’obliquité et la durée de rotation. Une planète avec une forte excentricité ou avec une grande obliquité ou encore avec une rotation lente n’est pas des plus propices à la vie. Tout en gardant à l’esprit que la géologie et la structure interne ont aussi un impact sur la température (et le climat) de la planète.
Pour ce qui est des satellites on voit bien que le problème majeur est celui de la masse. La majorité sont trop petits pour garder une atmosphère (le seul dans le Système Solaire étant Titan) et ils se refroidissent rapidement car ils ont peu ou pas d’activité géologique.
L’étude des exoplanètes laissent entrevoir des perspectives intéressantes même si les défis technologiques sont immenses (surtout pour accéder aux satellites des exoplanètes gazeuses). L’avenir nous le dira.
Pour compléter ce commentaire je me permets de vous laisser les références d’un livre passionnant sur l’histoire de Mars. “Mars Planète bleue ?” de Jean-Pierre Bibring (responsable de l’instrument OMEGA sur la sonde Mars Express) paru chez Odile Jacob en 2009.
Excellent dossier, vivement la suite
PS : @Guillaume (Lebrun), pour ce qui est de la géologie martienne je crois qu’on peut dire aréologie.
Commentaire de Tom²
Et donc si un jour on construisait un aéroport sur Mars ça pourrait être un aréoport. À moins que ce ne soit un astroport Martien. Les dyslexiques et les enfants vont adorer !
Retour sur les neutrinos
Commentaire de Xochipilli
Merci pour votre dossier sur les neutrinos, c’est très bon. Un commentaire tardif (mais après tout les podcasts sont faits pour être lus en retard . Si l’on confirmait que les neutrinos vont plus vite que la lumière, il me semble que ce ne serait pas “un petit problème” pour la théorie de la relativité qu’on pourrait compléter avec un bout de sparadrap. Je m’explique:
Si l’on admet que l’espace est continu, homogène et isotrope et que les lois physiques y sont identiques, on peut démontrer (mathématiquement) qu’il n’existe que deux possibilités: soit aucune vitesse limite (c’est le cadre de la relativité galiléenne qui additionne les vitesses) soit une vitesse limite qu’on appelle c (voir ce billet pour la démonstration). Jusqu’ici la vitesse de la lumière était la bonne candidate pour cette vitesse limite c. Si ce n’était pas le cas, les photons iraient à une vitesse < c et là il y a un problème car comme leur masse est nulle leur énergie vaudrait alors E=mc² = 0 (formule valable pour toutes les particules ne se déplaçant pas à la vitesse c). Les photons n’ayant pas une énergie nulle, cela signifierait qu’ils auraient une masse non nulle? Ce serait contradictoire avec toutes les mesures faites jusqu’ici…
D’un autre côté comme les neutrinos ont une masse faible mais non nulle, ils ne peuvent pas non plus atteindre la vitesse limite c, qui serait donc encore plus grande. Mais si c’était le cas, comment expliquer qu’aucun appareil n’ait jamais pris en défaut la valeur de c prise jusqu’ici, quelque soit sa précision diabolique?
Bref, je ne suis pas sûr qu’un “patch” suffirait à réparer la théorie
Nouveau commentaire d’Ethaniel:
Saviez-vous qu’un neutrino créé au centre du Soleil met moins de 3s à en sortir (R/c) tandis qu’un photon met, à cause de ces absorptions/réémissions, entre 10 000 et 170 000 ans à en sortir ?
http://sunearthday.nasa.gov/2007/locations/ttt_sunlight.php
Annonces
(oublié aussi, sorry bis)
Scénariste BD recherche physicien nucléaire http://t.co/ndPjTjjj @podcastscience
jonkalak Si jamais, contactez-nous
Et un petit coucou à Mentine avec toutes nos excuses pour la qualité du son, une nouvelle fois pas terrible…
Enfin, last but no least:
La quote de Mathieu
La science efface l’ignorance d’hier et révèle l’ignorance d’aujourd’hui – David Gross
Prochain enregistrement le mercredi 23 novembre si tout va bien
Bonne semaine!
La Nouvelle-Zélande terre de rugby… Et de moas
La Nouvelle-Zélande est si isolée que pas un seul mammifère n’a réussi à s’y introduire (mis à part les chauves-souris et les phoques, dont on connait les moyens de transport).
Cette terre a été fondamentalement occupée par les oiseaux avec notamment plusieurs espèces de grande taille et incapables de voler, les moas (selon les taxinomistes, il y aurait eu de 13 à 22 espèces).
Le poids moyen du plus grands des moas, Dinornis maximus (Du grec deinos = terrible, ornis, ornithos = l’oiseau ), avait été estimé à 235 kilos par l’ornithologue Dean Amadon (des calculs d’autres ornithologues, donnaient près du double) et il avait une taille qui dépassait les 3,50m.
Seul Aepyornis (en grec aipus= haut, élevé), ou l’oiseau-éléphant de Madagascar, malheureusement disparu, le surpassait en poids (avec plus de 500kg!). Cet oiseau détient également le record de l’œuf le plus gros, encore plus gros que n’importe quel œuf de dinosaure. (oeuf d’Aepyornis: 30cm/12 litres – plus gros œuf de dinosaures: 20cm/ 10 litres)
Aepyornis
Pour faire une comparaison, il faut imaginer que le plus grand des oiseaux actuellement vivants, l’autruche, fait environ 100kg…
Les moas de Nouvelle-Zélande ont disparu à cause de la chasse des ancêtres des Maoris, et de la destruction de leur habitat pour gagner en terres cultivables.
Ils appartiennent à la sous-classe des ratites qui forment un groupe d’oiseaux incapables de voler. Ce groupe comprend également les autruches africaines, les nandous d’Amérique du Sud, et les émeus et casoars d’Océanie.
Les oiseaux capables de voler possèdent une pièce osseuse en avant de la poitrine appelée bréchet, qui forme comme une quille (de bateau) par rapport au fuselage de la cage thoracique, et fournit une vaste aire d’attachement pour les puissants muscles du vol. Les ratites, eux, en sont dépourvus. D’ailleurs leur nom vient du latin ratis, qui signifie “radeau”, qui est une embarcation sans quille.
brechet (en bleu)
Le Highlander des ratites: le kiwi
Un seul genre de ratite a survécu en Nouvelle-Zélande. Il s’agit du kiwi, qui malgré sa taille de poule est l’oiseau le plus étroitement apparenté aux moas. Il existe aujourd’hui 5 espèces de kiwi qui forment le genre Apteryx (qui signifie littéralement “sans ailes”)
Les kiwis n’ont pas de queue apparente et leurs ailes vestigiales sont entièrement cachées sous un plumage pelucheux ressemblant davantage à une fourrure qu’à des plumes (et j’ai bien dit “ressemblant”, car il s’agit bien de plumes et non de poils) et semblable par sa structure au duvet de la plupart des oiseaux.
Le corps des kiwis, à contour régulier grâce à l’effacement de la queue et des ailes, est monté sur de puissantes pattes, donnant l’impression de deux boules (la tête petite, et le corps plus gros) fichées sur deux bâtons. Ils se nourrissent de graines, de baies et d’autres aliments végétaux, mais leur préférence va vers les vers de terre qu’ils dégottent en fouillant le sol avec leur long bec.
Dans ce bec se trouvent de nombreuses terminaisons nerveuses sensorielles, notamment olfactives.
Et chose exceptionnelle chez les oiseaux, les kiwis possèdent des narines externes allongées et son bulbe olfactif est le 2e plus gros chez les oiseaux, en comparaison de la taille du cerveau (devancés par les albatros)
Un œuf de géant
Mais la plus grande bizarrerie du kiwi se rapporte à la reproduction. L’œuf du kiwi est une merveille à contempler, et il est l’objet de ce podcast. Il est l’œuf d’oiseau le plus gros par rapport à la taille du corps, et de loin!
Les espèces de kiwi ont un poids qui tourne autour des 2kg. L’étude du rapport de la taille de l’œuf par rapport à la taille du corps dans l’avifaune montre que des oiseaux de la taille du kiwi devraient pondre des œufs de 55 à 100 grammes (comme les poules domestiques).
Les œufs du kiwi brun, pèsent jusqu’à 435 grammes! Soit des œufs que pondraient des oiseaux de 12 kilos.
Une célèbre radiographie effectuée dans une réserve naturelle en Nouvelle-Zélande, met en évidence ce phénomène, sans qu’il y ait besoin de le commenter:
Pourquoi un tel œuf?
Quand on veut comprendre la nature à la lumière de l’évolution, on est amené à se demander “Pourquoi il en est ainsi?”
Généralement les biologistes évolutionnistes approchent ce genre d’énigme en se demandant quelle utilité peut avoir le trait en question, puis admettent que la sélection naturelle a œuvré pour intégrer cet avantage dans le mode de vie de l’animal. Les plus grands succès de cette méthode concernent les structures étranges qui ne semblent avoir aucun sens, ou paraissent aux premiers abords disproportionnées et peut-être même nuisibles, comme l’œuf du kiwi
Cette stratégie de recherche suggère donc que si l’on trouve à quoi est utile une structure, on sera alors en mesure de déterminer pour quelle raison elle est si grosse, ou si colorée, ou a une forme particulière. Cette méthode pourrait s’appliquer aux œufs du kiwi. Ils paraissent trop gros, mais si on comprend en quoi cela peut être un avantage, on pourrait alors peut-être comprendre en quoi la sélection naturelle les a favorisés.
Mais, si l’on connaît la façon de procéder de Stephen Jay Gould, alors on sait que si ce mode de raisonnement darwinien ne comportait pas une faille cruciale en ce qui concerne l’œuf du kiwi, il n’aborderait ce sujet.
Cette faille ne se situe pas au niveau de l’utilité présumée: de gros œufs donnent de gros poussins bien développés, qui peuvent se débrouiller par eux-même avec un minimum de soins parentaux après l’éclosion. Et les œufs des kiwis ne sont pas seulement gros. Ils sont aussi les plus nutritifs de tous les œufs d’oiseaux car ils contiennent une quantité de jaune proportionnellement la plus élevée. Ils peuvent contenir jusqu’à 61% de jaune (vitellus) pour 39% d’albumine (le blanc)
Par comparaison avec les autres espèces dites “nidifuges” (chez lesquelles les petits éclosent couverts de duvet, bien formés et immédiatement actifs, avec les yeux bien ouverts) contiennent 35 à 45% de jaune, tandis que les espèces dites “nidicoles” (dont les petits éclosent à l’état nu, aveugles et incapables d’autonomie) n’en recèlent que 13 à 28%.
Le mode de vie des kiwis montre bien les avantages procurés par ce gros œufs plein de jaune. Les jeunes kiwis naissent couverts de plumes et ne reçoivent généralement aucune nourriture de leurs parents.
Après éclosion ils se nourrissent de la portion de jaune d’œuf restant pendant les premières 72 heures de leur vie à l’air libre.
Un poussin ne quitte pas son terrier avant le 5e jour, et parfois jusqu’au 9e jour, après sa naissance. Accompagné de son père, il fait alors sa première sortie pour s’alimenter.
Après près de 2 semaines, le poids du jeune kiwis peut être un tiers moins élevé que celui du poussin juste à sa naissance. Cela vient de l’assimilation du jaune ingéré avant la naissance.
Les kiwis profitent donc bien de leur gros œufs.
Raisonnement Panglossien
Mais devons-nous conclure que ceux-ci ont été élaboré par la sélection naturelle sur la base de ces avantages?
En effet ce serait une erreur de raisonnement que d’extrapoler l’utilité présente d’une structure à la raison de son apparition.
Et Gould caractérise cette erreur de raisonnement par une phrase qu’il aurait aimé élever au statut de théorème: “Il ne faut pas mettre le signe égal entre l’utilité présente d’une structure et son origine historique”
Autrement dit, lorsqu’on a démontré qu’un trait donné fonctionne bien, on n’a pas pour autant résolu le problème de savoir comment quand et pourquoi il est apparu.
L’explication d’un bon fonctionnement peut toujours avoir une interprétation alternative.
Il ne s’agit pas là de nier qu’une structure présentant une utilité donnée peut avoir été élaboré par la sélection naturelle, car c’est souvent le cas. Mais elle peut aussi être apparue pour une autre raison (ou même sans raison), puis a pu être cooptée pour sa fonction présente
Ce genre d’erreur de raisonnement, consistant à extrapoler trop vite l’utilité présente à l’origine biologique se rencontre dans tous les domaines où l’on essaie de déduire l’histoire passée de l’état présent du monde.
Et un exemple très connu de ce raisonnement que l’on appelle Panglossien, est l’interprétation de ce que les cosmologistes appellent le principe anthropique.
De nombreux physiciens ont souligné que la présence de la vie sur la Terre cadre exactement avec les lois physiques régissant l’univers, dans le sens que si celles-ci avaient été légèrement différentes, la vie ne serait peut-être jamais apparue sur Terre, et nous ne serions donc pas là.
A partir de cette constatation quelques auteurs ont tiré la conclusion erronée que l’apparition de l’homme par évolution était contenue dans les conditions initiales ayant présidé à la naissance du cosmos. Mais l’adéquation présente de la biologie humaine avec les lois physiques ne permet de tirer aucune conclusion concernant les raisons et les mécanismes de notre apparition. Puisque nous sommes ici, nous devons forcément être en conformité avec les lois physiques; si ce n’était pas le cas, nous ne serions pas là, mais alors quelque chose d’autre à la place, proclamerait sans doute, tout aussi orgueilleusement que nous, que le cosmos a certainement été créé dans la perspective de son apparition ultérieure…
Et s’il s’agissait d’un héritage ancestral?
Mais revenons aux œufs de kiwis, la plupart des auteurs se sont donc posés le problème ainsi: “Pour quelle raison l’œuf de taille normale d’une espèce d’oiseau ancestrale a-t-il subi un accroissement de ses dimensions jusqu’à donner l’œuf du kiwi?”
Cependant, d’autres (notamment William A. Calder de l’université de l’Arizona), ont proposé une interprétation opposée qui parait bien plus vraisemblable compte tenu des arguments qui la soutiennent.
Selon cette nouvelle manière de voir, les kiwis représenteraient des nains sur le plan phylétique, étant issus d’une lignée d’oiseaux beaucoup plus grands. Puisque leurs ancêtres pondaient de gros œufs appropriés à leur taille, les kiwis n’ont tout simplement pas, ou peu, réduit les dimensions de leur œufs.
En d’autres termes, ce ne sont pas les œufs de kiwis qui sont devenus inhabituellement grands, mais c’est le corps des kiwis qui est devenu petit.
Il n’existe aucune preuve directe pour appuyer cette interprétation, c’est à dire qu’il n’existe pas de fossile permettant de prouver que les kiwis sont une forme naine des moas. Mais de nombreuses données obtenues par inférence permettent d’aller dans son sens.
Le meilleur argument pour regarder les kiwis comme beaucoup plus petits que leurs ancêtres est la grande taille de leur plus proches cousins, les moas. Alors bien sûr cela ne dépasse pas la simple conjecture raisonnable, car on pourrait dire que les kiwis et les moas partagent un ancêtre commun qui avait la taille des kiwis, et que les moas ont subi ultérieurement un accroissement de leur dimensions. Mais comme le kiwi est le plus petits des ratites, et qu’il est bien plus petits que les autres autruches, nandous, émeus et casoars, il est beaucoup plus probable que les kiwis aient subi une diminution de leur taille plutôt que les moas aient subi un accroissement. Mais on ne peut pas le dire avec certitude sans preuve directe d’ancêtres fossiles.
Un mode de vie mammalien
Calder a noté que sous de nombreux aspects, quelques-uns étant même curieux, les kiwis ont une morphologie et un mode de vie associé aux mammifères plutôt qu’aux oiseaux.
Ils sont, par exemple, les seuls parmi l’avifaune à avoir des ovaires des 2 côtés du corps (l’ovaire droit dégénère chez tous les autres oiseaux) et les œufs sont pondus alternativement par un ovaire puis l’autre, comme chez les mammifères.
Un oiseau de la taille du kiwi a une couvaison de quarante jours, alors qu’un mammifère de ce poids à une gestation d’environ quatre-vingt jours. Le kiwi a une durée de couvaison de de soixante-dix à quatre-vingt-quatre jours.
Au niveau des mœurs, le kiwi vit dans un terrier, il a un plumage qui évoque une fourrure et a pour habitude de chercher sa nourriture la nuit, ce qui corrélativement a développé son sens olfactif.
Ce sont donc des mœurs typiquement mammaliens, car il faut avoir à l’esprit que le mode de vie originel et fondamental des mammifères (et qui est encore celui d’une majorité d’espèces) est discret, furtif, nocturne avec un sens de l’odorat très développé, et par-dessus tout suppose une taille réduite. Pendant les deux tiers de leur histoire géologique, les mammifères furent de petites créatures vivant cachées dans un monde dominé par les dinosaures.
Donc pour qu’un oiseau de grande taille puisse présenter un mode de vie fondamentalement mammalien, en l’absence de “vrais” mammifères, un processus de diminution des dimensions était sans doute nécessaire comme première étape (car comme dit au début, il n’y a pas de mammifères en Nouvelle-Zélande pour occuper les niches écologiques qu’ils occupent habituellement)
Notions d’allométrie
Mais la question qui vient alors à l’esprit est “en quoi cette tendance au nanisme permet d’expliquer que leurs œufs soient restés si gros? Pourquoi la dimension des œufs n’a pas décru elle aussi en restant proportionnée à la taille du corps?”
La réponse nous est apportée par les nombreuses recherches en allométrie, c’est à dire l’étude des changements de forme et de proportion des organismes lorsqu’ils croissent ou décroissent.
Des premiers travaux en 1925 (Julian Huxley) avait montré qu’en parcourant la gamme des espèces allant de l’oiseau-mouche au moa, la dimension relative de l’œuf décroit de manière régulière et prédictible à mesure que le corps décroit. Ces travaux ont été prolongé en 1945 (Samuel Brody) pour établir que cette relation, passée en logarithme, aboutie à une courbe avec une pente de 0,73
Tandis qu’en 1975, trois chercheurs (Rahn, Paganelli, Ar) à l’aide d’une base de données encore plus nombreuse concernant 800 espèces, ont obtenu une valeur de 0,67. Cela signifie que lorsque le poids du corps croît chez les oiseaux, dans le même temps le poids des œufs ne croît qu’à la proportion des deux tiers. Et inversement quand le poids du corps décroît, le poids des œufs décroît plus lentement, de sorte que les oiseaux de petite taille ont des œufs relativement plus lourds.
Exemple de courbe allométrique
Cependant ces résultats n’expliquent toujours pas l’excessive dimension des œufs de kiwi qui sont énormes, et bien plus gros que les œufs que devraient avoir, selon la courbe de pente 0,67, un oiseau de cette taille.
Mais l’allométrie a aussi donné une autre loi générale, qui cette fois-ci va s’avérer pertinente. La courbe précédente, de pente 0,67 se rapporte à un type d’allométrie concernant une distribution interspécifique, c’est-à-dire que chaque point de la courbe correspond à une espèce différente.
Les allométriciens ont établi des centaines de courbes interspécifiques comme cela chez les oiseaux et chez les mammifères.
Mais ils ont également établi un autre type d’allométrie portant cette fois-ci sur des distributions intraspécifiques. Dans ces courbes chaque point de la courbe correspond à des individus appartenant à la même espèce.
Les études sur l’allométrie ont permis de dégager une loi importante: pour une relation donnée entre caractères particuliers, la pente de la courbe intraspécifique est en général bien plus faible que celle de la courbe interspécifique.
Par exemple, l’un des cas les plus étudiés est celui de la courbe du poids du cerveau par rapport au poids du corps. Dans la gamme des espèces allant de la souris à l’éléphant cette courbe a une pente d’environ deux tiers. Mais lorsque cette courbe est établie pour une gamme d’adultes de poids croissant au sein d’une espèce donnée de mammifères, elle a presque toujours une pente bien inférieure et se situant dans le domaine de 0,2 à 0,4.
Donc en d’autres termes, alors que l’accroissement du cerveau est égal aux deux tiers de l’accroissement du corps quand on considère une gamme d’espèce de poids croissant, il n’est égale qu’au cinquième ou au deux cinquièmes de celui du corps quand on considère une gamme d’individus adultes d’une même espèce.
Si cette loi est aussi valable pour la dimension des œufs, cela peut résoudre notre paradoxe du kiwi, dès lors que l’on admet qu’ils sont issus d’ancêtres plus grands.
Si on fait l’hypothèse qu’ils avaient la taille des moas, et que la sélection naturelle ait favorisé les adultes de petite taille au sein d’une population d’une même espèce, une courbe intraspécifique d’une pente très inférieure à deux tiers pourrait expliquer l’existence d’une espèce dotée d’œufs bien plus gros que ceux que l’on attendrait pour un oiseau de cette taille.
Mais quelle est donc la pente de la courbe intraspécifique “poids de l’œuf/poids du corps”? Est-elle aussi basse que dans le cas du cerveau?
Dans un ouvrage de Samuel Brody de 1945 (Bioenergetics and Growth), on peut trouver que chez la volaille domestique, l’accroissement du poids de l’œuf est égal à 15% de l’accroissement du poids du corps. (Brody dit même à propos de ce fait qu’il vaut mieux élever des petites poules car la taille des œufs varient très peu par rapport aux plus grosses, alors que la masse corporelle est très abaissée. Donc la petite perte de volume de l’œuf est largement compensée par une forte diminution du coût en entretien alimentaire)
De la même manière qu’un éleveur peu choisir ses petites poules pour bénéficier d’une forte décroissance de leur masse, la sélection naturelle peut favoriser des adultes plus petits, et a pu aboutir chez les ancêtres des kiwis à une réduction de la masse corporelle sans que cela ait été accompagné d’une grande réduction du poids des œufs.
A la considération de ces arguments, la solution concernant les kiwis, apparait comme évidente. Les œufs des kiwis ont le poids attendu si l’on suit en descendant la courbe intraspécifique. Cela requiert que la sélection naturelle ait seulement œuvré pour décroitre la taille corporelle et qu’aucun autre facteur ne soit intervenu pour réduire la taille de l’œuf. Et c’est ce à quoi l’on peut s’attendre en Nouvelle-Zélande, dépourvus de prédateurs naturels, où une femelle kiwi pour marcher cahin-caha avec son énorme œuf, sans s’inquiéter.
La réponse à la question pourquoi les œufs de kiwis sont si gros serait alors “Parce qu’ils sont les descendants nains d’une espèce d’oiseaux de plus grandes dimensions et n’ont fait que suivre les lois ordinaires de l’allométrie au cours de leur évolution”
C’est une réponse qui diffère de l’explication traditionnelle évolutionniste “Parce que ces gros œufs ont une utilité présente et que la sélection naturelle les a favorisés”.
Il est important de comprendre ce mode raisonnement par l’invocation des circonstances historiques, trop souvent négligées, car beaucoup de problèmes évolutifs sont résolus de cette façon
Source: “La foire aux dinosaures” – Stephen Jay Gould
Le dossier de la semaine
- Les conditions chimiques nécessaires à la vie par Mathieu (avec interlude sur l’expérience de Miller par Alan)
L’invité de la semaine
- Jean-Michel Abrassart (du podcast Scepticisme Scientifique) nous parle de l’expérience radiophonique de la Guerre des Mondes, d’Orson Welles et de la panique qu’elle a déclenchée, ou pas. Disponible en version longue sur le blog de Jean-Michel (et dans son balado): http://pangolia.com/blog/?p=903
Retour sur les émissions précédentes
Planètes habitables
- Sonde / Rover Curiosity pour Mars: https://secure.wikimedia.org/wikipedia/fr/wiki/Mars_Science_Laboratory
- Wikipedia: Mars Science Laboratory (MSL) est une mission d’exploration de la planète Mars à l’aide d’une astromobile (rover baptisé Curiosity) développée par le centre JPL de l’agence spatiale américaine de la NASA. La sonde spatiale doit être lancée en 25 novembre 2011 par une fusée Atlas V. va rechercher des traces de vie, analyser la composition minéralogique, étudier la géologie de la zone explorée et collecter des données sur la météorologie et les radiations qui atteignent le sol de la planète. La durée de la mission est fixée initialement à deux années terrestres et le rover est conçu pour parcourir 20 km.
- A signaler aussi que hier (mardi), la sonde Phobos-Grunt a été lancée à destination de Mars par la Russie. Cette mission spatiale russe a pour objectif d’étudier Phobos, un des 2 satellites naturels de la planète Mars et de ramener un échantillon de son sol. Cette sonde russe devrait arriver à destination en octobre 2012. Néanmoins aujourd’hui même, juste après son lancement, il semblerait que la sonde Fobos-Grunt soit restée attrapée en orbite (basse) autour de la Terre, ses moteurs qui devaient l’emmener vers Mars ne seraient pas allumés!
Voici un bon petit lien (Le Cosmographe) plein d’illustrations complémentaires et d’articles variés au sujet du mini système saturnien (Titan et Encelade en vedettes) : http://www.lecosmographe.com/blog/category/astronomie/systeme-solaire-exploration-spatiale/saturne/page/2/
Deux autres liens :
- Le premier concerne la présence d’eau (Sous différentes formes) sur les planètes telluriques du Système solaire et notamment la théorie de la photolyse + l’absorption du dioxygène résultant dans la croûte vénusienne : http://eauetplanetes.free.fr/Venus.htm
- Le second concerne la mission imminente d’un laboratoire d’exploration de la chimie martienne, Mars Science Laboratory autrement connu sous le nom de Mars Curiosity (Décollage prévu ce mois ci !!!) : http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html
Une dernière chose, Ganymede (Satellite Galiléen jovien) possèderait lui aussi une couche d’eau liquide sous sa surface glacée. Les planétologues européens trouvent plus intéressant l’exploration de ce satellite plutôt que l’exploration de Europe, car il est presque comparable à une planète tellurique, de par sa taille, son atmosphère ténue, son champ magnétique complexe, etc. (Galilei Galileo à découvert les 4 plus gros satellites joviens en observant leur alignement différent de part et d’autre de la géante gazeuse d’une période d’observation à l’autre) - http://fr.wikipedia.org/wiki/Jupiter_Ganymede_OrbiterJe me demande si, si on considère :
- Jupiter comme une étoile avortée (Composition proche mais masse insuffisante pour permettre une réaction nucléaire en chaine),
- Le Système jovien comme un mini système planétaire (Les lunes tournant autour à différentes distances, quatre d’entres elles étant relativement grandes et rondes, Ganymède pouvant notamment être considérée comme une planète tellurique…),
- Jupiter ne renvoyant pas de chaleur stellaire, ni de vent stellaire, mais produisant tout de même plus de chaleur qu’elle n’en reçoit et produisant un champ magnétique puissant et complexe à rapporter à sa relative proximité d’avec ses lunes,
- … je me demande donc s’il y a déjà eût des recherches pour envisager une zone habitable autour d’une géante gazeuse, même si cette dernière est, en tant que planète, en dehors de la zone habitable du système stellaire auquel elle appartient ?
Pour revenir sur la terminologie concernant Mars, la racine latine est Ares. Donc en français pour décrire la science de la planète Mars ça devrait être aresologie, eh bien non, elle se dit géologie martienne. Mais en anglais aresology existe
Vincent Lebreton: @Guillaume, contribution : On parle aussi d’ aréocroiseur pour un astéroïde croisant l’orbite martienne contre géocroiseur pour celle de la Terre…
Retour sur les neutrinos, suite
Guillaume Bonnot a retrouvé sa source:
Salut !
J’ai enfin retrouve le podcast ou il etait question de la supernova et des neutrinos qui sont arrivés avant les photons, et je dois avouer que j’avais super mal compris, et que effectivement les photons sont arrivés apres car ils ont ete retenus par l’explosion: http://bit.ly/ttGeEa (Ciel est Espace Radio: “Les neutrinos vont-ils plus vite que la lumière ? (2/2)”)
avec Michel Spiro Directeur de l’Institut national de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS
3eme minute :
“La supernova87A avec sa detection par les observatoires de neutrinos en 1987, ça voudrait dire que si certains neutrinos allaient plus vite que la vitesse de la lumiere, on aurait detecter une premiere bouffee avant de voir l’explosion optique de la super nova, c’est exact ?
Oui alors le miracle de la supernova de 1987A, ça a ete la confirmation incroyable de predictions qu’on avait des modeles de supernova, a savoir que les neutrinos devaient arriver un tout petit peu avant la lumiere parce que : ils voyagent en ligne droite alors que la lumiere met un certain temps pour pouvoir sortir de la supernova. Ils sont arrives pratiquement tous en meme temps, c’est le moment de l’implosion de la supernova. Ils sont arrives en quelques secondes, les uns a cote des autres (les trois especes). Tout avait l’air de bien coller, et meme a partir de la, on a pu dire que le masse des neutrinos devait etre tres petite parce que si la masse avait etre beaucoup plus grande, ils seraient arrives beaucoup plus tard. Si on applique le raisonnement d’Opera dans lequel ils iraient plus vite que la vitesse de la lumiere, ils auraient du arriver 1 an avant …”
Bon, j’en ai ecrit plus que ce qu’il fallait, mais en meme temps, je participe au debat : combien de temps les neutrinos auraient du arriver avant si ils allaient plus vite que la lumiere. En plus ce qui est bien, c’est que personne donne les memes chiffresnéanmoins, cela reste dans l’ordre de grandeur de l’annee.
Mais ce qui nous intéresse c’est :
“les neutrinos devaient arriver un tout petit peu avant la lumiere parce que : ils voyagent en ligne droite alors que la lumiere met un certain temps pour pouvoir sortir de la supernova.”
Cela confirme bien le fait que la lumière soit partie après les neutrinos. Mais ce qui m’a induit en erreur, et qui me gène encore c’est bien le :
“ils voyagent en ligne droite ALORS QUE”
Sous entendu, pas la lumière. Et ce ALORS QUE, il n’a juste pas sa place dans la phrase.
Quelle est l’utilité d’opposer le fait que les neutrinos voyagent en ligne droite et le fait que les photons sont partis plus tard.
Bref, du temps perdu pour rien, vu que je ne sais toujours pas si c’est juste qu’il s’est mal exprimé, ou qu’il a voulu dire 2 choses en meme temps :
- les neutrinos sont partis avant les photons
- les neutrinos voyagent en ligne droite ALORS QUE les photons voyagent en courbe
Un jour peut être on saura.
Bonne continuation
Retour sur le langage chez l’humain
Yannick et Thierry Raeber discutent dans les commentaires du dossier de la langue vietnamienne qui définit un seul mot pour caractériser le vert et le bleu, ainsi que de la dichotomie des courants “innéisme/relativisme”: pour suivre la discussion: http://www.podcastscience.fm/mp3/2011/10/20/podcast-science-57-%E2%80%93-retour-sur-le-langage-mp3/#comments
Départ de Mathieu, suite…
Quel dommage de voir partir Mathieu de la présentation régulière du podcast. Encore merci à lui, en espérant qu’il trouve le temps de partager une quote ou deux l’année prochaine, et à Alan pour ce balado qui fait vraiment aimer la science.
Annonces
- Ouverture de Strip Science, le projet de Pierre Kerner et du café des sciences. En deux mots, c’est la science en BD. Lucile y participe bien sûr. A découvrir d’urgence: http://stripscience.cafe-sciences.com/
- Almost last but not least: Truelle a râlé parce qu’il n’y a pas de page sur le site qui permette d’accéder à l’ensemble des épisodes. C’est désormais corrigé grâce à Marco qui s’y est bravement collé. Un grand merci à Truelle et un immense merci à Marco, que nous retrouverons d’ailleurs la semaine prochaine. http://www.podcastscience.fm/liste-episodes-podcast-science/
- Last and least: https://plus.google.com/105951959594997688703/posts Suivez-nous sur Google+
La quote de Mathieu
Si la vie ne tient qu’à un fil je crains le jour où Dieu passera au wifi - @Inzecity
Introduction
Avant de pouvoir déterminer les conditions nécessaires à la vie, il faut pouvoir définir ce qu’est la vie. Et définir ce qu’est la vie n’est pas une tâche facile. Pierre Kerner dans son dossier sur l’arbre du vivant nous a dit qu’il fallait considérer la vie non comme une substance aux propriétés éternelles, mais plutôt comme le résultat d’un processus issu de sélection naturelle. Et les caractéristiques du processus du vivant peuvent être décrites par la capacité de celui-ci à:
- croître
- se nourrir
- se reproduire
- évoluer
La symbiose
La symbiose entre deux organismes vivants est la capacité de ceux-ci à collaborer et à s’entre-aider mutuellement pour survivre. On trouve de nombreux exemples de symbiose dans le règne animal et végétal. Un exemple tout simple est celui des bactéries qui se trouvent dans notre flore intestinale indispensables à notre survie. Les lichens sont aussi un bon exemple de symbiose, ils sont généralement constitués de l’association symbiotique entre un champignon et une algue.
Mais on peut aussi descendre d’une échelle et parler de symbiose moléculaire. En effet, les molécules dans nos cellules forment et s’assemblent dans un système complexe de type symbiotique. On voit que certaines molécules existent par ce que d’autres sont aussi présentes, les unes ne pourraient pas être présentes sans les autres. C’est cette symbiose moléculaire qui contribue à la survie de l’ensemble du système moléculaire et donc de nos cellules. Par exemple les molécules d’ADN peut exister uniquement parce qu’il y a les protéines, qui sont d’autres types de molécules, qui peuvent l’aider dans sa reproduction. Et vice-versa, les molécules de protéines peuvent exister car l’ADN est capable de son côté via l’ARN messager à se traduire en protéines. On voit bien qu’on se trouve dans une sorte de circuit fermé dans lequel certaines molécules ne pourraient pas survivre et exister sans l’aide d’autres molécules.
Une molécule en soi est inerte, mais au sein d’un système moléculaire plus complexe, celui-ci peut devenir dynamique.
La chimie du vivant
Essentiellement les éléments chimiques constitutifs des molécules de base nécessaires au développement de la vie sont les éléments chimiques constitutifs de l’ADN et des acides aminés:
- Carbone
- Oxygène
- Azote
- Hydrogène
- Soufre
- Phosphore
Ces différents éléments sont très abondants et disponibles dans le milieu interstellaire. D’ailleurs on pense que ce serait un astéroide (embryon de planète) qui aurait apporté sur Terre ces éléments sous forme de molécules.
Le Carbone est l’élément le plus important de tous pour l’apparition de la vie. C’est lui qui lui donne en quelques sortes le squelette chimique principal du vivant. L’atome de Carbone a la propriété de pouvoir s’unir à 4 autres éléments chimiques (principalement Carbone, Oxygène, Azote et Hydrogéne) pour former des molécules organiques. L’atome de Carbone possède 4 liaisons chimiques possibles, c’est-à-dire il a en quelques sortes 4 bras avec lesquels il peut en faire beaucoup de choses. Il peut grâce à ses 4 bras (à ces 4 possibilités de liaison chimique) créer des chaînes moléculaires en s’associant à d’autres atomes de Carbone ou à de l’Oxygène, Azote, Hydrogène… Mais une autre particularité intéressante du Carbone est que l’énergie mise en jeu dans la liasion qui l’unit à un atome voisin n’est pas contraignante. Les énergies de liaison et de rupture sont similaires entre le Carbone et les éléments chimiques avec lesquels il peut se combiner pour que la vie apparaisse. Par exemple, l’énergie mise en jeu dans une liaison Carbone-Oxygène est similaire à celle mise en jeu dans une liaison Carbone-Carbone ou Carbone-Azote. L’atome de Carbone n’a donc pas de préférence de liaison avec un élément qui aurait une liaison plus forte et plus difficile à rompre. L’atome de Carbone traite les éléments avec lesquels il s’unit de façon equitable, c’est un atome démocratique. Ces différentes propriétés lui confère donc une grande capacité de diversité de combinaisons moléculaires. Sans diversité moléculaire, un système complexe avec métabolisme et symbiose moléculaire ne pourrait tout simplement pas exister.
L’eau liquide est aussi un élément indispensable, car elle va jouer le rôle de solvant pour faciliter les réactions chimiques à partir de ces éléments chimique de base. L’eau permet aussi de transporter les molécules de ces éléments pour qu’elles se rencontrent. (L’organisation et l’agencement des molécules organiques se fait au détriment de celui des molécules d’eau qui acquièrent plus de désordre. Cette échange de procédé entre molécules organiques et l’eau a tendance à augmenter l‘entropie du système, c’est le fameux deuxième principe de la thermodynamique). L’eau des océans terrestres aurait en partie comme origine la glace présente sur des comètes qui auraient impactées la Terre à plusieurs reprises quelques millions d’années seulement après la création de notre planète (il y 4,55 millards d’années).
Pour former des longues molécules, c’est-à-dire des chaînes d’acides aminés, on a besoin de former des liaison peptidiques entre les molécules organiques primordiales à base de Carbone. Une protéine est constituée de plusieurs acides aminées mis bout à bout grâce à ces liaisons peptidiques. Pour effectuer ce processus de liaison entre acides aminés, il faut éliminer une molécule d’eau. Si tout se passe dans l’eau, c’est pas efficace, car l’eau est partout et aura tendance à empêcher la création de ces liaisons peptidiques. On a donc besoin de période d’alternance entre une certaine humidité et de la sécheresse. L’orgine de la vie aurait donc plutôt eu lieu dans des flaques d’eau ou dans des zones de marée. Par exemple une flaque d’eau peut s’évaporer permettant la concentration et la création des ces liaisons peptidiques, puis la pluie permet de recommencer le cycle d’alternance eau-sécheresse.
L’expérience de Miller
(Alan)
Montre en mains, je vais tenter de présenter l’expérience de Miller en moins de 5 minutes. Un grand merci à David du blog Science Etonnante pour son récent billet sur l’expérience de Miller, dont je me suis très largement inspiré. On en fait tous l’expérience à chaque instant: nous avons besoin d’oxygène pour vivre. Or l’oxygène est un oxydant extrêmement puissant qui abime les molécules du vivant comme les protéines et l’ADN. Impossible d’imaginer que la vie ait pu démarrer dans une atmosphère riche en oxygène comme celle de la Terre d’aujourd’hui.
L’hypothèse d’Alexander Oparin
C’est pour cela qu’aux XIXe et début du XXe siècle, la théorie la plus en vogue était celle de la panspermie (qui postule que la vie sur Terre serait d’origine extra-terrestre). Mais en 1920, le biochimiste Alexander Oparin émet une hypothèse folle: et s’il n’y avait pas toujours eu de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre? Et si cela avait permis à la vie de démarrer par une succession de simples réactions chimiques? La Terre a 4.5 milliards d’années. Les traces de vie les plus anciennes remontent à 3.5 milliards d’année. L’atmosphère a eu le temps de changer. Pour l’oxygène, on sait maintenant qu’Oparin avait raison. C’est la vie, et notamment la photosynthèse qui produit les quantités astronomiques d’oxygène qu’on trouve dans l’atmosphère terrestre.
L’expérience de Miller
- un mélange de gaz proche de ce qu’on pensait être l’atmosphère primitive (hydrogène, méthane et ammoniac);
- de l’eau;
- des étincelles (décharges électriques représentant les éclairs).
La vie basée sur le Silicium
On a vue que l’atome de Carbone a la possibilité de fomer 4 liaisons chimiques. Le Silicium qui se trouve juste au-dessous du Carbone dans le tableau périodique a lui aussi 4 possibilités de liaisons. Pourquoi ne pourrait-il pas s’unir à d’autres éléments et former 4 chaines de liaison comme le fait le Carbone et donner naissance à une vie basée sur le Silicium?
Le Silicum a quelques inconvénients par rapport au Carbone. Il s’unit à l’Oxygène avec beaucoup plus de force qu’avec les autres éléments. Il a en quelques sortes une préférence pour l’Oxygène. D’ailleurs tout le Silicium qu’on trouve sur Terre est saturé par l’oxygène et se trouve sous forme de silicates (SiO2). On peut alors argumenter qu’il pourrait exister quelque part dans l’Univers une planète contenant du Silicium, mais pas d’Oxygène. Sur une telle planète la formation de silicates serait impossible, et ça pourrait alors donner naissance à des molécules à base de Silicium possédant des liaisons énergétiques similaires avec d’autres éléments, comme le fait le Carbone. Néanmoins on sait que les éléments chimiques comme le Silicium et l’Oxygène se forme à l’intérieur des étoiles suite à des fusions nucléaires. L’explosion d’une étoile en supernova libère ces éléments dans l’espace. Hors l’Oxygène se forme de façon beaucoup plus abondante que le Silicium, dans l’Univers il existerait 9 fois plus d’atome d’oxygène que de Silicium. L’Hydrogène est l’élément chimique le plus abondant dans l’Univers, ensuite l’Hélium, puis l’Oxygène et en 4ème position vient le Carbone, lui aussi bien plus abondant que le Silicium. (L’Hydrogène est très abondant dans l’Univers mais il est aussi très léger, la Terre n’a pas la force de gravitation suffisante pour le maintenir à l’état gazeux, il se trouve principalement attrapé dans des molécules d’eau – H20).
Supposons tout de même que le Silicium se trouve dans un environnement qui lui permette de former des molécules possédant d’autres chaines chimiques que celles qu’on pourrait créer avec l’Oxygène qui serait absent de cet environnement. On sait que l’eau liquide est un milieu indispensable pour favoriser la rencontre, l’organisation et le métabolisme de ces molécules. Hors dans le cas du Silicium, l’eau décomposerait très rapidement les chaînes moléculaires du Silicium, au lieu de les organiser comme elle le fait avec celles de Carbone. Le Silicium s’unirait alors rapidemment à l’Oxygène de l’eau pour former à nouveau des silicates. Il faudrait pouvoir imaginer un liquide nouveau qui serait capable de favoriser l’organisation des molécules de Silicium au lieu de les décomposer. A ce jour, on ne connaît aucun liquide susceptible d’avoir ces propriétés vis-à-vis du Silicium. Il semble donc très peu probable que la vie spontanée puisse apparaître ou avoir apparu à partir du Silicium.
Sources:
http://cienciaes.com/entrevistas/2011/02/08/vida-basada-en-el-silicio-laborda/
En intro
Xilrian - que vous avez peut-être entendu dans le podcast Bazingcast – nous fait le plaisir d’une petite visite pour nous présenter son nouveau podcast: Alife – Vie artificielle. Nous vous le recommandons vivement, vous le trouvez sur:
- Itunes: http://itunes.apple.com/fr/podcast/vie-artificielle/id471402436
- Sur le web: http://blog.vie-artificielle.com/
- Et en flux RSS: http://feeds.feedburner.com/
vieartificielle
Le dossier de la semaine
Mathieu explore pour nous cette semaine les planètes habitables dans un de ces dossiers dont il a le secret. Suite la semaine prochaine!
Retour sur les neutrinos
Alan a dit quelques bêtises, qui ne sont pas passées inaperçues, heureusement. En vrac, les réactions et actions correctives:
Salut,
Pour la super nova de 1987 c’est plutôt avec 4 ans d’avance sur les photons que les neutrinos seraient arrivés, si l’on suivait les résultats de l’expérience OPERA. Une broutille
@alanvonlanthen l’intrication ne viole pas la relativité. Il n’y a en fait pas de transmission d’information
Je vais faire le casse pied. Sur l’intrication quantique c’est la corrélation qui est instantanée pas la communication.
L’intrication ne permets pas le transport d’information (la causalité est sauf).
Argh, non, pitié, pas le non-paradoxe des jumeaux, pas ça !
Ah ben si, le paradoxe de Langevin a, une fois de plus, été complètement massacré =_=…
« L’exemple le plus frappant est le fameux paradoxe des jumeaux: on prend deux jumeaux, on en envoie un faire un petit tour de la galaxie en fusée à un vitesse proche de la vitesse de la lumière tandis que l’autre reste sur terre. Et bien, au bout de quelques dizaines d’années, quand la fusée revient, l’individu qui a voyagé n’a pris que quelques rides, tandis que son jumeau resté sur terre est déjà un vieillard grabataire. »
Non, cette différence d’âge N’EST PAS un paradoxe, aucune loi logique n’est violée : c’est certes un résultat surprenant, mais tout ce qu’il y a de plus normal dans le cadre de la relativité restreinte.
Bien, reprenons…Thomas (les prénoms sont de mon crû ^^), le jumeau resté sur Terre, voit son frère François voyager à bord de sa fusée à une vitesse proche de celle de la lumière, et si Thomas voit François se déplacer presque à la vitesse de la lumière, alors, grâce à la relativité restreinte, Thomas voit François vieillir très lentement, très très lentement, d’où, *du point de vue de Thomas*, l’âge encore jeune de François dans sa fusée quand il retrouve sur Terre Thomas qui, lui, a bien vieilli.
On a eu le point de vue de Thomas sur Terre, prenons maintenant le point de vue de François dans sa fusée : ce qu’il voit, lui, c’est son frère Thomas (ainsi que la Terre et le reste de l’humanité) se déplacer par rapport à lui à une vitesse proche de celle de la lumière (si la fusée se déplace par rapport à la Terre, alors la Terre se déplace par rapport à la fusée, à la même vitesse mais dans le sens opposé), et si François voit Thomas se déplacer presque à la vitesse de la lumière, alors, grâce à la relativité restreinte, François voit Thomas vieillir très lentement, très très lentement, d’où, *du point de vue de François*, l’âge encore jeune de Thomas sur Terre quand il assiste à l’atterrissage de la fusée de François qui, lui, a bien vieilli.
Ainsi, du point de vue de Thomas, François n’a presque pas vieilli et se retrouve bien plus jeune que lui, tandis que du point de vue de François, c’est Thomas qui n’a pas vieilli et qui se retrouve bien plus jeune que lui : chaque frère voit l’autre bien plus jeune que lui-même, or chacun ne peut pas être à la fois bien plus jeune ET bien plus vieux que l’autre, c’est LÀ qu’est le paradoxe logique (on ne peut pas avoir à la fois x>y et xPour ce qui est de la résolution du paradoxe, il faut se souvenir que la fusée quitte la Terre puis revient, donc a obligatoirement fait demi-tour à un moment donné : durant ce demi-tour, François subit une accélération qui va lui faire sentir physiquement que sa vitesse est en train de changer, mais surtout qui va invalider *pendant la durée de l’accélération* le point de vue décrit plus haut, puisqu’au lieu de voir Thomas vieillir lentement, il va durant cette période le voir vieillir vraiment très rapidement, prenant bien plus d’années que tout ce qu’il peut « économiser » durant les phases de voyage à vitesse constante.
À cause de cette accélération subie par François (accélération inévitable pour que la fusée rentre sur Terre), ce dernier ne verra finalement pas Thomas bien plus jeune que lui, mais bien plus vieux, ce qui résout le paradoxe puisque les deux frères constatent finalement la même chose, un Thomas bien vieux et un François encore jeune.
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« On notera toutefois que l’expérience MINOS fut la première, en 2007, à trouver un résultat similaire (les neutrinos sont arrivés plus vite que prévus), mais personne ne s’est acharné à vérifier tous les paramètres, comme au CERN. On a conclu à l’époque à une erreur de mesure et on a classé l’affaire. »
Il est important de noter que si, pour MINOS, « personne ne s’est acharné à vérifier tous les paramètres », ce n’est pas parce qu’ils sont plus paresseux, plus bêtes ou plus je-ne-sais-quoi que ceux d’OPERA, c’est uniquement parce que l’incertitude (l’écart type σ) était du même ordre que l’excès mesuré, lequel pouvait donc être une très banale fluctuation statistique comme on en mesure tous les jours en Physique, alors que pour OPERA, l’incertitude (7.4 ns) est 8 fois plus petite que l’excès mesuré (60 ns), ce qui élimine presque à coup sûr la fluctuation statistique (mais pas l’erreur systématique, bien évidemment).
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À ces deux détails près, très bon dossier résumant bien l’affaire à son stade actuel, merci =) !
Au sujet de la supernova, j’ai écouter un autre podcast récemment, ou le physicien qui etait invite expliquait le fait que les neutrinos soient arrivés avant les photons vraiment simplement :
les photons voyagent en courbe, alors que les neutrinos voyagent en ligne droite.
Du coup la logique est bien respecté :
“vitesse neutrino” < “vitesse lumiere”
“distance parcourue par les neutrinos” < “distance parcourue par la lumiere”A verifier, j’ai pas retrouve la source, mais je vous tiendrais au courant.
Encore quelques réactions suite au départ de Mathieu
La voix et le “regard” hebdomadaires de Mathieu vont nous manquer (Et sa quote !!!) ; ses gros dossiers vont gagner un suspens insoutenable !!! (Mathieu, reviens nous de temps en temps, car il y a encore des dossiers d’astro-méta-physique qui sommeillent… et je voulais justement proposer ces domaines ci d’exploration : science politique et science diplomatique… à l’image du dossier de science économique, très pédagogique); le duo Alan-Mathieu marche vraiment bien… dur dur. Mais en même temps, en regardant de plus près cette seconde saison de PodcastScience, je pense que la multiplication des intervenants va donner une nouvelle dynamique intéressante. Bien à tous,
Bon vent à Mathieu.
Si j’avais plus de temps et si je ne me savais pas aussi irrégulier dans le travail, je postulerais avec joie. Malheureusement, je suis ce que je suis.
J’espère que le/la successeur sera à la hauteur de Mathieu !
A ce sujet, le recrutement est désormais fermé, car en plus d’Hélène Arnal, un deuxième animateur potentiel va venir faire un galop d’essai, le 30 novembre, il s’agit de Franck Patin. Et nous avons même un 3e candidat, avec qui Alan n’a pas encore eu l’occasion de discuter, nous vous en parlerons si jamais nous faisons quelque chose ensemble. En tout cas, un tout grand merci de votre participation, le podcast est sauf
Sinon…
La valeur de la constante de structure fine (ou constante alpha) (une “constante” ou variable? fondamentale) changeraient dans le temps et l’espace
(Article publié sur Futura-Sciences signalé par Xavier Agnès)
- http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/des-constantes-fondamentales-changeraient-dans-le-temps-et-lespace_34336
- La constante de structure fine est une constante fondamentale de l’Univers qui régit l’intensité de la force électromagnétique assurant la cohérence des atomes et des molécules.
- Il n’y a à ce jour aucune théorie qui explique pourquoi elle possède la valeur qu’elle a.
- Mais on sait que l’Univers serait très différent si cette constantes prenait une valeurs différente de celle qu’on observe. Par exemple, un petit pourcentage dans la valeur de la constante de structure fine serait suffisant pour éliminer les étoiles comme le soleil.
- Pourtant on savait déjà que sa valeur n’était pas la même dans le passé reculé de l’univers.
- Aujourd’hui les observations ont montré qu’en plus d’une variation dans le temps, il existe aussi une variation dans l’espace !
- Lorsque l’on regarde dans deux directions opposées de la voûte céleste, le sens de variation de la valeur de cette constante est aussi différent. Dans une direction, sa valeur était plus faible dans le passé et dans une autre elle était plus forte.
- Des modèles d’unification de la physique introduisant des dimensions spatiales supplémentaires, comme la théorie des cordes, induisaient déjà naturellement des mécanismes de variation dans le temps et l’espace de la constante de structure fine.
Le plug culturel
Le fondateur du mouvement Biohacking Do-it-yourself Biology, Jason Bobe, sera à Paris pour une conférence publique demain (jeudi 3 novembre 2011) à 19h. Il nous parlera de DIYbio et de Personal Genomics. Ca peut vous interesser.
http://www.gaite-lyrique.net/les-conferences/evenement/do-it-yourself-biology
Extrait du site:
Jason Bobe est l’Exécutive Director de PersonalGenomes.org et le Director of Community pour le Personal Genome Project (Projet de Génomique Personnelle) basé au laboratoire de George Church à la Harvard Medical School. Le Personal Genome Project cherche à encourager le développement réfléchi de technologies et d’applications de la génomique personnelle en construisant des structures qui permettront leur prototypage et leur évaluation à des échelles toujours grandissantes.
Jason Bobe est aussi le co-fondateur de DIYbio.org, une organisation qui vise à aider à rendre la biologie une poursuite utile pour les citoyens scientifiques et les biologistes amateurs. DIYbio est devenu rapidement le point de référence pour les biologistes amateurs dans le monde entier, unissant les participants du mouvement à travers son site web, ses forums en ligne, son blog et ses groupes régionaux comme l’association La Paillasse en France.
Et enfin la quote de Mathieu
It is much more likely that the reports of flying saucers are the results of the known irrational characteristics of terrestrial intelligence than of the unknown rational efforts of extra-terrestrial intelligence. – Richard Feynman
Traduction libre: Il est bien plus probable que les observations de soucoupes volantes soient le résultat de caractéristiques irrationnelles connues d’intelligence terrestre plutôt que d’efforts rationnels inconnus d’intelligence extra-terrestre
Prochain enregistrement le mercredi 9 novembre 2011, nous parlerons entre autres de vie extra-terrestre, en principe avec Jean-Michel Abrassart.
Bonne semaine, bonne écoute
Qu’est-ce qu’une planète habitable et quelles sont les conditions qui doivent être réunies pour que la vie puisse y apparaître?
Zone habitable
- En astronomie, on définit la zone habitable comme une région de l’espace où les conditions sont favorables à l’apparition de la vie.
- Il ne s’agit pas d’une zone où l’on peut habiter, mais plutôt d’une zone propice à la vie.
- Pour espérer trouver de la vie ailleurs que sur Terre, il faut qu’on ait de l’eau liquide et de la matière organique. La vie peut difficilement s’imaginer sans carbone, et généralement en solution dans l’eau liquide.
- Pour les physicens, la question ne se pose donc pas en où peut-on trouver la vie, mais plutôt où peut-on trouver de l’eau liquide.
- Dans le système solaire on trouve de l’eau (H20) un peu partout (sur Mars, sur des satellites de planètes géantes…). La molécule d’eau H2O est très abondante dans l’Univers, mais généralement sous forme de glace ou de vapeur d’eau, très rarement à l’état liquide.
- Le problème n’est donc pas de détrminer où il y a de l’eau, mais où se trouvent les conditions nécessaires de température et de pression pour avoir de l’eau liquide à la surface d’une planète avec une atmosphère.
Distance par rapport à l’étoile
Pour avoir de l’eau liquide à la surface d’une planète, il faut prendre en considération la distance de la planète à son étoile (soleil):
- Si la planète est trop proche de son étoile ou du Soleil, il va faire trop chaud, la température sera trop élevée, au-delà du point d’ébullition de l’eau (100°C à la pression sur Terre). L’eau ne se présentera pas sous forme liquide, mais sous forme gazeuse, sous forme de vapeur d’eau.
- Si on rapproche seulement de 5% la Terre du Soleil, les simulations informatiques montrent que l’augmentation du rayonnement solaire engendrerait une instabilité du climat.
- Les océans vont chauffer, donc plus de vapeur d’eau va s’évaporer, et la vapeur d’eau est un gaz à effet de serre, qui aura pour conséquence de réchauffer à son tour la surface de la planète, engendrant ainsi un emballement amenant à la mise en ébullition des océans.
- Un autre effet additionnel a aussi lieu. Des molécules d’eau évaporées vont aussi monter jusqu’à la très haute atomsphère, actuellement très sèche et quasi sans vapeur d’eau. Les molécules de vapeur d’eau présentes dans la haute atmosphère vont alors en quelques sortes être attaquées par le rayonnement utlra-violet qui va casser (photodissocier) les molécules d’eau, et des atomes d’hydrogène vont se libérer. L’hydrogène est un gaz extrêmement léger (1 proton-1 électron), il va donc pouvoir être éjecter dans l’espace et s’échapper de la planète Terre. L’effet climatique de condensation (pluie) après l’évaporation n’a donc plus lieu pour ces molécules dont l’hydrogène est expulsé. La conséquence de ce phénomène serait la disparition des océans en seulement quelques millions d’années (ce qui est très faible à l’échelle de l’âge de la Terre de 4,6 milliards d’années).
- Inversement, si la planète est trop éloignée de son étoile ou du Soleil, il va faire trop froid et l’eau sera présente sous forme de glace.
- Si on éloigne la Terre du Soleil de seulement 10%, on se rend compte que le climat devient aussi instable.
- En effet, s’il fait plus froid, il y aura alors plus de neige et de glace. Hors la neige et la glace réfléchissent le rayonnement solaire beaucoup mieux que le sol nu. La chaleur réfléchie n’est alors plus absorbée par le sol et se perd. Et plus il fait froid, plus il va y avoir de la neige et moins la chaleur du rayonnement solaire sera retenue, ce qui engendre un emballement amenant au gel des océans.
- Cependant s’il fait trop froid sur Terre et que tout est gelé, il n’en reste pas moins présentes une activité volcanique qui crache du gaz carbonique et la tectonique des plaques est aussi toujours active. Le gaz carbonique ne va plus pouvoir être recyclé par les océans (pour former des carbonates) qui sont gelés et il va alors s’accumuler dans l’atmosphère et créer un effet de serre qui va compenser le refroidissement du à l’éloigement du Soleil. L’effet de serre va réchauffer la planète, et l’eau liquide pourrait alors réapparaître, qui va à son tour pouvoir reconsommer le gaz carbonique, et engendrer une nouvelle stabilisation du climat. Ce phénomène s’appelle le paradoxe du Soleil faible (Il y a plusieurs milliards d’années, le Soleil brillait plus faiblement et pourtant la Terre n’était pas couverte de glace mais d’eau liquide).
Les exoplanètes
Les exoplanètes sont des planètes extrasolaires orbitant autour d’une étoile autre que le Soleil.
- La tout première exoplanète a été découverte en 1995, et actuellement on en aurait détectées près de 700, et on en découvre une centaine par an ces dernières années.
- Certaines peuvent être observées depuis des instruments au sol, comme des téléscopes au sol. Cependant l’atmosphère terrestre joue le rôle de filtre à radiation, et nous empêche de lire dans certaines longeurs d’onde. Pour déterminer la constitution de l’exoplanète, on les observe plutôt depuis des téléscopes spatiaux mis en satellite, comme celui de la mission Kepler. Ces observations depuis l’espace permettent d’analyser toutes les radiations lumineuses émises par l’exoplanète et nous informe sur sa nature et sa composition.
- On distingue généralement 2 grandes familles de planètes:
- planètes telluriques
- constituées de roche et métal.
- densité élevée.
- petite dimension.
- planètes gazeuses
- consituées principalement d’hydrogène et d’hélium.
- faible densité.
- grande dimension.
- planètes telluriques
- Dans le cas de grosses étoiles, la distance de l’exoplanète à son étoile devra être évidemment plus grande pour retrouver une zone habitable. Cependant la zone habitable doit aussi durer dans le temps (la Terre s’est formé il y a 4,5 milliards d’années, on pense que la vie est apparue il y a 3,5 milliards d’années, les organismes multicellulaires eux sont apparu il y a 1,4 milliards d’années, et les premiers animaux il y a 500-600 millions d’années ). Il faut donc du temps pour que la vie apparaisse dans une zone habitable. Hors les grosses étoiles plus massives que le Soleil évoluent plus vite et ont par conséquent une durée de vie plus courte (elle consomment beaucoup de combustibe – hydrogène, hélium – pour finalement exploser et se transformer en supernova). La courte durée de vie des étoiles massives n’est donc pas propice à une zone habitable durable.
- 80% des étoiles au voisinage de notre galaxie sont des petites étoiles, plus petites que le Soleil. Elles ont les avantages de peu évoluer et d’avoir une durée de vie très longue, ça peut être de l’ordre de la durée de vie de l’Univers. Autour des petites étoiles, la zone habitable doit être plus proche de celles-ci, ce qui pose quelques problèmes. Ces petites étoiles sont stables à long terme (consomment peu d’hydrogène et n’explosent pas en supernova), mais pas à court terme (des éruptions solaires ont fréquemment lieu, des crachats de rayonnement ultraviolet). On voit qu’une trop grande proximité de la planète à son étoile peut aussi amener une instabilité peu propice à une zone habitable durable. Si ces éruptions solaires et rayonnements terminent au fond des océans, c’est pas grave car la sensibilité au rayonnement est moindre, mais sur les continents ça peut être problématique pour l’apparition de la vie.
- Un autre problème est lié au fait qu’il y a de fortes chances que l’exoplanète ne montre qu’une face à son étoile (un peu comme la lune), les océans pourraient alors s’accumuler côté nuit (face cachée) et former une grande calotte glacière et que le côté jour (face visible) soit totalement aride, ce qui n’est non plus pas propice à un climat stable. Le gaz carbonique de l’atmosphère pourrait ainsi geler et se transformer en glace carbonique qui pourrait entraîner l’effondrement de l’atmosphère.
L’exoplanète Gliese 581 c
On parle beaucoup de l’exoplanète Gliese 581 c, une planète semblable à la Terre et sois-disant habitable.
- Il s’agit de l’une de six exoplanètes détectées en orbite autour de l’étoile Gliese 581.
- Cette exoplanète est une sorte de super-Terre, d’environ 5 fois la masse terrestre (ça pourrait correspondre à une planète 1,5 fois plus grosse que la Terre), assez proche de son étoile.
- On évalué la température à la surface de Gliese 581 de l’ordre de 40°C, ce qui pourrait laisser la place à la présence d’eau liquide et d’océans.
- Mais l’océan à 40°C est chaud et s’évapore beaucoup plus, donc plus de vapeur d’eau dans l’atmosphère génère un effet de serre accru.
Le système stellaire
Notre Système solaire s’est formé il y a 4,6 milliards d’années d’un nuage de gaz et de poussières ayant subi l’onde de choc de l’explosion d’une supernovae proche. Cette onde de choc provoqua l‘agglomération de particules de poussières du nuage en des grains solides, qui à leur tour s’assemblèrent en des agrégats de plus en plus gros, engendrant au final les objets du Système solaire comme les planètes, comètes, astéroïdes et lunes. Mais on sait que notre Système solaire est aussi atypique:
- Il existerait beaucoup plus de systèmes stellaire basé sur des étoiles naines, bien plus petites que le Soleil. Il est aussi très difficile de détecter des exoplanètes jumelles à la Terre possédant une étoile similaire à notre Soleil, par contre il est beaucoup plus facile de détecter des exoplanètes cousines tournant autour d’une étoile naine.
- On voit très souvent dans ces systèmes stellaires que des planètes géantes, qui se sont formées relativent loin de leur étoile, ont pu migrer et s’approcher de leur soleil. Ce phénomène de migration peut amener la planète hors de la zone habitable. Cependant, lorsqu’une planète géante migre, elle laisse dans son sillage des traces. Elle peut alors provoquer l’apparition d’autres petites planètes, dont certaines pourraient être plus aptes à l’habitabilité.
- On a aussi découvert que des planètes géantes (boules de gaz) se trouvent dans la zone habitable. Et autour de ces planètes géantes, il y a des satellites qui pourraient aussi être candidats pour héberger des océans.
La vie sur Mars
Dans le cadre de la mission Rover lancée en 2003, deux robots autonomes (Spirit et Opportunity) ont été envoyés sur Mars, afin d‘explorer la géologie de la planète. Ces robots avaient pour objectifs d’analyser les sols afin de détecter des roches sédimentaires (comme des argiles) qui témoigneraient de la présence d’eau.
Dans les conditions régnant actuellement sur Mars la présence d’eau liquide à la surface de la planète est impossible en raison de la faible température (en moyenne de -50 °C contre +14 °C sur Terre) et de la pression atmosphérique (6 hPa contre 1 013 hPa sur Terre). L’eau est présente uniquement sous forme de glace (dans le sous-sol, près des pôles) et aussi un tout petit peu sous forme gazeuse de vapeur d’eau (très faiblement présente dans l’atmosphère martienne, 0,03 % pour 95,3 % de CO2, et des traces d’azote et d’argon). Plusieurs indices semblent montrer que l’eau a occupé dans le passé de manière permanente le sol martien, des formes géologiques datant de 3,8 milliards d’années en témoignent. Cependant il n’y a pas de consensus sur quelle quantité d’eau était présente à la surface et durant combien de temps.
En avril 2009, le rover Spirit s’est immobilisé définitivement, ses roues se sont enfoncées dans une petite dune de sable et le rover n’est pas parvenu à se dégager. Après des tentatives infructueuses de la NASA pour le dégager de la dune, début 2010 on a renoncé définitevement à libérer Spirit. Le rover qui a parcouru depuis son atterrissage 7 730,5 mètres agit désormais en tant que station de mesure fixe.
L’équipement scientifique du rover Opportunity lui a dépassé de 6 ans la durée de fonctionnement pour laquelle il avait été construit. Il est aujourd’hui en partie hors service. Le spectromètre infrarouge qui l’équipait ne fonctionne plus depuis la tempête qui l’a frappé en 2007 et la capacité de détection de l’autre spectromètre Mössbauer est devenue très faible et le rend inutilisable.
Suite à cette première exploration géologique de la planète Mars, la prochaine étape sera de lancer une exploration chimique qui aura pour objectif de prélever des échantillons du sol martien et d’en séparer la composante minérale des molécules organiques. Un analyse des molécules organiques nous donnera probablement des informations sur la possibilité des synthétisation naturelle de ces molécules sur Mars et la possibilité d’engendrer de la vie.
La vie sur Europe, Titan et Encelade
Sur le satellite/lune Europe de Jupiter, il y a de l’eau sous forme de glace et dessous cette glace probablement un océan d’eau liquide avec des éventuelles réactions de synthèses chimiques très intéressantes. Il faudrait donc pouvoir y envoyer une mission qui aurait pour objectif premier de perforer les 10 km de glace et atteindre l’eau liquide et pouvoir ainsi y effectuer des analyses.
Le satellite/lune Titan de Saturne possède une atmosphère (méthane, azote) qui est une vraie usine à réaction chimique prébiotique qui potentiellement permetterait de former les composants chimiques indispensables à la vie (comme des sucres, des acides aminés, des bases azotées…). Cependant Titan ne possèderait pas d’eau liquide, il y fait beaucoup trop froid, par contre il possède un lac et des rivières de méthane liquide. Néanmoins malgré l’absence d’eau liquide (en tout cas en surface), Titan reste un bon laboratoire pour analyser l’évolution chimique naturelle sans eau liquide.
Sur Encelade, un autre satellite/lune de Saturne, on a découvert récemment qu’il neige. Un geyser, situé sur son pôle Sud, y éjecte beaucoup d’eau, et une partie de cette eau retombe à la surface sous forme de neige.
Détection et caractérisation des exoplanètes
Actuellement, les chercheurs auraient détecté plus de 700 exoplanètes. Cependant la détection ne suffit pas, il faut aller plus loin et aussi pouvoir caractériser et identifier les propriétés de ces exoplanètes:
- son orbite, son cycle et la distance à son étoile.
- son transit, son éclipse ou ombre de passage périodique devant/derrière son étoile. On peut le mesurer en détectant des baisses de luminosité dans la courbe de lumière de l’étoile dû au passage de la planète.
- son diamètre, sa masse et sa densité (exoplanète tellurique ou gazeuse).
- sa consitution (roche, glace ou océan).
- la composition de son atmosphère (oxygène, ozone, méthane…).
Le méthane présent dans l’atmosphère d’une planète peut être un bon indicateur ou signature de la présence de vie, car les bactéries émettent du méthane, sur Terre les ruminants aussi, l’activité volcanique émet aussi du méthane.
Conclusion
Pour clore le dossier, on peut avoir deux approches à la possibilité de vie extraterrestre:
- L’approche optimiste: on pense que dans l’Univers il y a mille millards d’étoiles. Si une étoile sur deux a des planètes, ça nous amène à une nombre invraisemblable de planètes. Par conséquent, très nombreuses sont celles qui peuvent potentiellement se situer dans la zone habitable. Et tout indique aussi qu’il peut exister beaucoup d’exoplanètes telluriques de type et taille de la Terre, et à bonne distance de leur étoile.
- L’approche pessimiste: la Terre s’est crée grâce à des circonstances extrêmement favorables. D’ailleurs quand on regarde toutes les conditions qui ont dû être réunies pour voir apparaître de l’eau su la Terre, on voit qu’on a eu pas mal de chance.
- La terre a une taille suffisante pour pouvoir retenir son atmosphère qui peut ainsi exercer un pression à sa surface nécessaire à la présence d’eau liquide
- Recyclage de l’atmosphère par la tectonique des plaques qui maintient l’effet de serre au bon niveau.
- Protection de l’atmosphère par le champs magnétique terrestre qui joue le rôle de bouclier contre des rayons cosmiques mortels pour la vie.
- L’obliquité de la planète a aussi un rôle important à jouer pour l’habitabilité. La Terre (comme Mars) est inclinée sur un axe d’environ 20° qui est stable et constant grâce à la présence de la masse de la Lune (alors que celle de Mars varie de façon cahotique). Cette obliquité constante de la Terre permet de stabiliser le climat et l’alternance des saisons. Beaucoup d’exoplanètes ont une obliquité nulle, elles n’ont alors plus de saison et des pôles extrêment froids, qui peut amener la perte de l’atmosphère et de l’eau à ses pôles.
- Cycle jour-nuit de 24 heures relativement court qui permet de ne pas trop réchauffer la surface de la Terre. Il faut savoir que la Lune a des journées et nuits de 2 semaines (14 jours), la température de plus de 100°C à la mi-journée (7 jours) y est alors bien plus élevée que celle de la Terre.
Sources:
http://www.cieletespaceradio.fr/qu_est_ce_qu_une_planete_habitable__.311.UNIV_001 http://www.cieletespaceradio.fr/la_vie_a_t_elle_pu_apparaitre_ailleurs_que_sur_terre__.661.SYST_001 http://www.cieletespaceradio.fr/planetes_habitables__la_nouvelle_donne.758.ESPA_001 http://www.cieletespaceradio.fr/exoplanetes__le_bon_grain_et_l_ivraie.746.ESPA_001
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