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/
Bonjour à toutes et à tous,
Episode court et mouvementé cette semaine. Pas d’Anh Tuan au moment de l’enregistrement: il était aux urgences avec une personne de sa famille, accidentée. Heureusement, tout est bien qui finit bien, mais il n’a pas pu participer à cet épisode.
Puis coupure de courant chez Mathieu au moment où nous allions démarrer… Mathieu a dû se rendre dans un cybercafé pour pouvoir se connecter… Bref, du coup, on a fait court, light dans l’atmosphère chaleureuse d’un café catalan.
- Des petites nouvelles du CERN d’abord: nous en sommes à 26 inscrits pour 24 places. Alors si jamais quelqu’un ne veut/peut plus venir, merci de libérer la place
- Un extrait des nouvelles que vous avez partagées sur facebook, twitter ou envoyées par signaux de fumée:
- Beaucoup de réactions encourageants suite au gros dossier de la semaine dernière, sur le site et sur knowtex. Un tout grand merci!
- La proposition la plus incongrue qu’on nous ait faite: Jean-Pierre sur Facebook “J’ai 62 ans et, curieux des Sciences, votre vulgarisation cool me comble. Puis-je adopter l’un de vous ?”
- Des tonnes de news, proposées essentiellement par Forza Pedro, Olivier Tripet et Xavier Agnès, allant des vents solaires à l’énergie noire, un wiki pour référencer les wiki en biologie, une pseudo-science: la cryptozoologie, l’abbé qui a inventé le terme de Big Bang (abbé Lemaitre), des exercices de maths, un scoop: l’antimatière lévite! Des réflexions sur un univers à 4 dimensions, les mini-trous noirs de Jean-Pierre Luminet… L’amarrage de l’ATV2 à l’ISS (c’était en live), un billet sur les mécanismes de l’oubli, les fluides non-newtonniens, un plug pour le no hors-série de philosophie magazine sur le cosmos des philosophes, un lien sur le dernier 36.9 qui portait notamment sur la plasticité neuronale illustrée par la vision retrouvée d’une personne aveugle (dont les zones cérébrales de la vision sont détruites… Episode génial), le décollage de la navette vu d’avion, une animation géniale montrant comment l’araignée tisse sa toile ou encore la distance terre-lune à l’échelle… Tout ça sur notre page Facebook, une mine d’or!
- Sur Facebook toujours: notre ami François Udrea nous propose
- de réécouter les podcasts des conférences du jardin des sciences (de l’Université de Strasbourg), notamment les épisodes sur le LHC, même s’ils datent un peu (octobre 2008);
- “Bonjour, à ceux qui s’intéresse à l’astronomie je signale les “Rencontres Astronomique du Printemps” une (ou la) plus forte concentration d’instruments d’observation en Europe, il y a aussi des conférences. Attention ce n’est pas une manifestation publique il faut s’inscrire ! plus de détails sur http://www.astrorap.fr/“
- Sur Twitter,
- Christyves a partagé une vidéo géniale de Catherine Vidal à TEDx Paris, cassant les idées reçues sur les prétendues différences homme-femme d’un point de vue neurologique avec de belles illustrations de plasticité cérébrale en passant…
- ApertureCorp a partagé un article sur les nouvelles molécules pour écrans tactiles et nous rappelle la création d’UniverSciences, fruit du rapprochement de la Cité des sciences et de l’industrie et le Palais de la découverte
- Et enfin un petit coucou à Vincent de Zürich qui a convaincu sa maman, de Genève, 64 ans de nous écouter sur Itunes. Elle nous adore! Une bise à la maman de Vincent
- Une dernière chose à signaler, le podcast ”les années-lumière” sur Radio Canada, proposé par JxM (feed rss: http://rss.radio-canada.ca/balado/radio/lumiere.xml, lien itunes: itpc://rss.radio-canada.ca/balado/radio/lumiere.xml
Les dossiers de la semaine:
- Mathieu nous explique pourquoi les océans sont bleus (thème magnifiquement illustré par Lucile d’ailleurs)
Last but not least, la QUOOOOTE!
Madurar es darte cuenta de que ya no vas a ser astronauta (ChumelTorres sur Twitter)
Traduction: Devenir adulte, c’est réaliser que l’on ne va jamais être astronaute.
Semaine prochaine, un double épisode pour compenser, c’est promis!
(prochains enregistrements le vendredi 11 mars 2011)
Introduction
- On constate aisément que l’eau qu’on se sert dans un verre ou celle qu’on utilise pour se laver les mains est transparente.
- Mais on remarque aussi que l’eau douce d’un lac ou l’eau salée de mer ou d’un océan est de couleur bleue.
- On a l’habitude de manière erronée d’expliquer que l’on voit les grandes étendues d’eau de couleur bleue à cause de sa superficie qui reflèterait la lumière du ciel, ou encore à cause d’une substance dissoute dans l’eau qui lui donnerait cette couleur, mais c’est en partie une légende urbaine.
- On estime que dans un cas idéal, d’une mer calme sous un ciel bleu d’été, la contribution du bleu du ciel dans la couleur de l’eau s’élève au maximum à 2%.
- On voit les océans de couleur bleue, simplement car l’eau est de couleur bleue, bienque dans certains cas (verre d’eau) on peut la percevoir autrement.
- Certains facteurs peuvent affecter notre pérception de la couleur de l’eau:
- la présence de sédiments de couleur marron dans les fleuves et rivières.
- une grande concentration de minéraux ou métaux lourds.
- la présence d’algues peut donner une couleur verte à l’eau.
- …
La lumière du Soleil
- On sait que la lumière blanche qui nous parvient du Soleil est en réalité composée de toutes les fréquences du spectre visible.
- Observé par Isaac Newton lors de son expérience d’un rayon de lumière au-travers d’un prisme en verre.
- Chaque fréquence qui compose la lumière du Soleil correspond à une couleur du spectre de l’arc-en-ciel, du violet jusqu’au rouge en passant par le bleu, le vert, le jaune et l’orange.
- Lorsque la lumière blanche incidente atteint un objet, celui-ci absorbe un ensemble déterminé de couleurs (de fréquences):
- une partie de la lumière est absorbée par l’objet, et le reste de la lumière non absobée est transmise, réfléchie ou dispersée.
- Par exemple, si les feuilles d’un arbre sont vertes, c’est parce qu’elles absorbent toutes les couleurs du spectre visible, sauf la couleur verte (ou la fréquence correspondant à la couleur verte) qui est réfléchie et que nous pouvons percevoir grâce à nos yeux.
Le cas de l’eau
Dans le cas de l’eau, si l’on considère uniquement la partie visible du spectre:
- Elle absorbe principalement les couleur de basse fréquence (celles associées au rouge et à l’orange).
- Elle transmet intégralement la couleur bleue.
- Mais pour que nous puissions voir la couleur bleue depuis l’extérieur de l’eau, il faut que quelque chose puisse nous retourner ces rayons bleus à la superficie:
- c’est grâce au phénomène de diffusion: le phénomène par lequel un rayonnement, comme la lumière, est dévié dans de multiples directions par une interaction avec d’autres objets.
- Dans le cas de l’eau, la lumière bleue est alors dispersée dans toutes les directions par des particules se trouvant en suspension dans l’eau et aussi par les propres molécules d’eau elles-même, permettant ainsi qu’on puisse percevoir l’eau bleue depuis l’extérieur de l’eau.
- Un rayon de lumière qui voyage au-travers d’une grande masse d’eau est donc privé des tons rouges et sera perçu comme un ton bleu.
- Une conséquence curieuse à ce phénomène est que les poissons et objets qui sont rouges hors de l’eau, sont perçus comme noirs au fond de la mer.
- La lumière qui les atteint ne possède plus la couleur rouge, qui a été absorbée par l’eau, et ils ne peuvent donc pas la refléchir.
- Un plongeur verrait ces poissons ou ces objets de couleur noire, ils absorbent toute les fréquences de la lumière incidente qui n’on pas été absrobées par l’eau.
Pourquoi voit-on l’eau transaparente dans un verre?
- L’absorbtion du rouge par l’eau est très faible.
- Il est nécessaire que le rayon de lumière traverse un grande distance d’eau pour que le rouge soit absorbé.
- Certaines expériences ont montré qu’avec de l’eau très pure, sa caractéristique de ton bleu est observée à partir d’une colonne d’eau de 3 mètres.
- C’est pour cette raison que sur une plage, l’eau se voit transparente en bord de mer ou d’un lac, là où la profondeur est faible (on peut voir le fond):
- elle transmet intégralement toute la lumière (il n’y a pas d’absorbtion de fréquences).
- plus au large, l’eau devient bleue (des fréquences corrrespondant au rouge on été absorbées).
Les propriétés singulières de l’eau
- Généralement la propriété de couleur tire son origine dans l’intéraction de la lumière avec les électronsd’une substance ou d’un objet.
- La lumière incidente (la radiation électro-magnétique) sur un corps permet aux électrons de ce corps d’absorber l’énergie de la radiation incidente.
- Les électrons acquièrent donc plus d’énergie et sont excités.
- Mais les éléctrons n’absorbent pas n’importe quelle quantité d’énergie. Ils absorbent uniquement les énergies correspondant à des fréquences particulières, c’est-à-dire ils absorbent uniquement des couleurs particulières.
- Le reste de la radiation qui n’a pas été absorbée par les électrons est celle qui donne la couleur au corps ou à l’objet.
- Postérieurement, les électrons excités par le rayonnement lumineux retrouveront leur état énergétique initial en retournant l’énergie absorbée via l’émission d’une nouvelle radiation de basse fréquence, dans la gamme des infrarouges.
- La couleur de l’eau ne se génère pas de cette manière:
- La radiation incidente absorbée est principalement utilisée pour faire vibrer les molécules d’eau, et non pour exciter ses électrons.
- Uniquement l’absorbtion des fréquences associées à la couleur rouge a lieu lors de l’activation des vibrations moléculaires de l’eau.
- Les molécules d’autres substances peuvent aussi vibrer plus rapidemment lors de l’absorbtion d’une radiation, mais uniquement dans des gammes de fréquences au-delà de l’infrarouge, hors du spectre visible. Dans ces cas, aucune couleur liée à cette excitation moléculaire n’est donc perçue.
Source:
http://cienciaes.com/oceanos/2011/02/17/agua-azul-planeta-azul/
Podcast Science 26 - Du mystère de l'eau bleue depuis un cyber-café de Barcelone [ 27:31 | 25.22 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (2164)Episode mouvementé, sans un chroniqueur et sans sa chronique, sans électricité, depuis un cybercafé de Barcelone. Dossier: pourquoi l’eau est bleue?
Parmi les nombreux problèmes auxquels doivent faire face les habitants des pays en voie de développement, s’en trouvent deux qui ont trouvé une solution toute simple:
- De manière un peu marginale, d’abord, le recyclage des bouteilles en PET (ça n’a l’air de rien dit comme ça, mais ce problème est un véritable désastre dans les régions qui n’ont pas les moyens de gérer leurs déchets. Contrairement aux déchets organiques, les bouteilles en plastique sont increvables (voir les estimations de C-More, le centre pour l’océanographie microbienne à Hawaï, même en pleine mer, il faut 100 ans à la nature pour venir à bout d’une bouteille en plastique) et les montagnes de PET ne font que s’accumuler.
- Et le deuxième problème concerné, surtout, le problème de l’eau potable. Plus de 900 000 personnes sur la planète n’ont accès qu’à une eau de qualité sanitaire insuffisante, qui peut désormais être désinfectée à moindre coût;
C’est l’idée géniale et toute simple du professeur Aftim Acra de l’université américaine de Beirut dans les années 1980 qui est à l’origine de cette révolution: “Et si on utilisait les rayons ultra-violets du soleil pour purifier l’eau?”
Comment ça marche?
Plus simple, c’est pas possible, il n’y a qu’à suivre le mode d’emploi:
- Laver les bouteilles en PET, transparentes, avant emploi;
- Les remplir au 3/4 d’eau (contaminée), les refermer, secouer pendant 20 secondes et finir de les remplir complètement (en fonction de la turbidité de l’eau, c’est-à-dire, si elle est pleine de terre, de sable, de sédiments divers, alors il faut la filtrer au préalable);
- Exposer les bouteilles pleines au soleil. (Idéalement, les déposer sur une surface réfléchissante, ça accélère le processus) et attendre entre 6 heures (s’il fait grand beau ou partiellement nuageux) et 2 jours (si très nuageux) et…
- Boire sans risque!
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Il n’y a que s’il pleut continuellement que la méthode ne fonctionne pas. Autrement, même s’il ne fait pas très beau, il suffit juste d’attendre un peu plus longtemps et le processus fait son oeuvre. Génial non?
C’est la désinfection solaire de l’eau, SOlar water DISinfection en anglais ou plus simplement la méthode SODIS.
Que se passe-t-il exactement dans la bouteille?
Les bactéries (comme les E-Coli et les salmonelles), qui sont très sensibles aux rayons UV-A, sont rapidement détruites par la lumière solaire.
Les virus (comme le rotavirus, à l’origine de la plupart des diarrhées chez les jeunes enfants dans le monde et le poliovirus à l’origine de la poliomyélite) légèrement plus résistants meurent également en l’espace des six heures recommandées.
Par contre, les parasites sont moins sensibles à la lumière solaire. Alors que les kystes de Giardia (des parasites qui colonisent l’intestin) sont inactivés en l’espace de six heures, les kystes des cryptosporidies (un autre parasite de l’intestin) requièrent une exposition solaire de dix heures. Quant aux amibes, ce sont les infrarouges du soleil qui ont leur peau en faisant chauffer l’eau à plus de 50°.
Ceci dit, la raison précise de la mort des germes infectieux n’a pas encore été entièrement éclaircie. Pour les bactéries, par exemple, les chercheurs supposent que les UV A endommagent leur chaîne respiratoire à un point tel qu’elles ne sont plus en mesure d’assurer leur auto-régénération, mais ce n’est pas encore certain. Tout ce qu’on sait, c’est que ça fonctionne, et c’est déjà pas mal!
Quelles sont les conditions pour que cela fonctionne?
Il n’en faut pas beaucoup en vérité.
- Le système fonctionne même si le ciel est très nuageux (cela prend juste 2 jours au lieu de 6 heures). Par contre, s’il pleut, c’est fichu;
- Les bouteilles doivent être déposées à l’horizontale pendant le processus;
- Les bouteilles doivent être transparentes et incolores (le vert et le brun absorbent la lumière UVA);
- Les bouteilles doivent être relativement neuves (une bouteille usée et griffée utilisée pendant plus d’une année ne laisse plus aussi bien passer les UV et est fortement déconseillée);
- On parle bien de désinfection de l’eau contaminée par des germes infectieux. Si l’eau est contaminée par des substances toxiques, des engrais, du pétrole, bien sûr, la technique ne fonctionnera pas..
- Les bouteilles doivent être en PET (Polyéthylène Téréphthalate) et non en PVC (Polychlorure de vinyle), substance, dont on sait aujourd’hui qu’elle est mauvaise pour la santé. Pour le PET, on l’évoquait dans notre dossier sur l’épigénétique (PodcastScience n°3) en septembre dernier, le transfert de phtalates dans l’eau dépend de la durée contact entre le liquide et le plastique. Exposition de 6 heures dans une bouteille neuve: aucun danger.
Il ne faut pas grand chose pour que ça marche, donc… Evidemment, ce n’est pas aussi confortable que de simplement tourner un robinet, mais bon, tout est relatif, c’est mieux que de choper un de ces vilains parasites tropicaux…
Et le goût?
Eh bien, contrairement à la cuisson de l’eau qui permet à l’oxygène de s’échapper et altère du coup la saveur de l’eau (tout le monde s’accorde à dire que l’eau bouillie, c’est pas bon!), ce processus-ci ne change pas le goût de l’eau. Ce qui peut être un avantage comme un inconvénient, en fonction de son goût naturel…
Qui gère le projet, où en sont les recherches?
La recherche a été reprise par le groupe de chercheurs de Martin Wegelin de l’EAWAG, l’Institut Fédéral pour l’aménagement, l’épuration et la protection des eaux (l’un des 6 établissements des Ecoles Polytechniques Fédérales en Suisse) et le Royal College of Surgeons en Irlande.
La méthode est au point, ce qui compte maintenant, c’est de l’implanter là où il y en a besoin. D’après le site web du projet, www.sodis.ch, déjà plus de 3 millions de personnes traitent leur eau potable avec la méthode SODIS. Malgré cela il y a encore presque 1 milliard de personnes sans accès à l’eau potable. En d’autres termes, il y a encore du boulot! Cela ne nécessite aucune infrastructure, pas de gros travaux. Juste un peu de formation…
Avec 50 francs suisses (38€), on forme 5 familles à la technique
Avec 200 francs suisses (152€), on forme toute une salle de classe
Avec 910 francs suisses (692€), on intègre carrément la méthode SODIS dans les programmes gouvernementaux et des ONGs assurant ainsi que tout le monde dans une région donnée ait toujours accès à de l’eau potable. Les efforts se concentrent évidemment en Afrique subsaharienne, dans les régions reculées de Colombie, d’Inde… Mais les moyens sont limités et les formations ne peuvent pas être dispensées partout en même temps.
Ma proposition, à l’approche de Noël, c’est de remplacer au moins un cadeau idiot et inutile probablement fabriqué par des gosses esclaves en Chine par un petit don au projet SODIS. Pas souvent qu’on milite chez Podcast Science: on choisit nos causes et celle-ci en est une excellente!
Concrètement, pour aider le projet SODIS:
- Toutes les infos sur http://www.sodis.ch/spenden/index_FR
- Contact pour en savoir plus: Regula Meierhofer, donors@sodis.ch
- Compte pour le versement de dons:
30-598667-8
Eawag, SODIS
CH-8600 Dübendorf
IBAN: CH09 0900 0000 3059 8667 8
BIC: POFICHBEXXX
Pour en savoir plus:
- http://www.sodis.ch/index_FR
- http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_water_disinfection
- http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9sinfection_solaire_de_l%27eau
[Update 10.12.2010]:
A notre connaissance, la plupart des études respectant le protocole scientifique de peer-reviewing ont validé l’efficacité de la méthode:
- http://ashevillecommunity.org/hawker/water/aqua97.pdf
- http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V73-4F9FPW1-1&_user=10&_coverDate=03%2F01%2F2005&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1573941703&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=67be9a8f04a03d8d7de1d40b91d3b5a6&searchtype=a
Ceci étant dit, nous avons également trouvé une étude récente qui, en Colombie, n’a pas constaté de diminution sensible du taux de diarrhée chez les jeunes enfants participant au programme:
- http://www.plosmedicine.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pmed.1000125
Il est donc avéré que la méthode fonctionne mais pas partout. Tous les germes ne répondent sans doute pas de la même manière à la procédure. Si quelqu’un a d’autres informations, nous sommes preneurs !
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