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Podcast science 94 – Quand les mathématiciens partent en vacances…

 

Le dossier
 
Puis, Nico nous explique à la manière d’une saynète de théâtre pourquoi on a toujours l’impression que la file d’à côté avance plus vite. Il a tiré ses source de :
– L’excellent article de Pour la science : La malédiction de la mauvaise file
– Le livre : “Embouteillage : 32 scèes automobiles” aux éditions théâtrales. En particulier les textes “Tout seul dans ma parenthèse” de Raphaël Péaud, “Le temps nous manque à tous ses devoirs” de Philippe Lançon et “Cessation d’activité” de Sophie Lannefranque.
 
La quote de la semaine

“Americans will put up with anything provided it doesn’t block traffic.”
― Dan Rather

 

A la semaine prochaine pour un sujet suuuuuefjhklalezkhrt ZZZZZZZzzzzzzzzzz….

Podcast science 93 – Cancer et cancérogènes

Cellules cancéreuse
 
 

Le dossier

Cette semaine, dossier de Franck sur le cancer ! Les mécanismes pathologiques de la maladie, les modifications génétiques qui l’entraînent. Et aussi: quelles sont les propriétés des cancérogènes, comment les détecte-t-on ?

Les News

Cette semaine on a parlé du Boson de Higgs, dont l’existence a été probablement confirmée cette semaine. Plus d’infos à la fin de notre épisode.

La quote de la semaine

 L’art est fait pour troubler, la science rassure.

Georges Braque. (Merci à Xavier Durussel pour la quote)

L’illustration de Nico, pour la circonstance

Cliquez sur l'image pour accéder au dossier

Le chat

Voici ce qui se disait dans la chatroom pendant le live:

<Alan> Salut tout le monde 🙂
<Alan> On démarre dans une minute
* Giss (82.244.46.57) nous a rejoint #testPS
* STATUS: Absent
–
<Taupo> aussi infections virales
<Taupo> Il n’y a pas que les cellules souches qui se divisent
<Taupo> Mais ce sont elles qui donnent plusieurs types cellulaires
* Giss (82.244.46.57) Quitter
<Taupo> mort cellulaire programmée
<Taupo> à différencier de la nécrose
<Taupo> mort accidentelle
<Taupo> genre la cellule expllose
<Taupo> par choc
<Taupo> osmotique
<Taupo> pour la première fois je remarque que Malin
<Taupo> c’est une référence au démon, non?
* STATUS: Online
–
<Alan> yep, je pense, oui
<Alan> le cancer, c’est le diab’
<Taupo> ouais en fait, c’est le mal
<Taupo> étym. malignitet v. 1120 ◊ latin malignitas → malin
<Alan> donc diable CQFD
<Taupo> Dolly avait d’ailleurs des cellules avec des télomères non régénérés
<Taupo> et donc vieille avant l’heure
<Taupo> oui
<Taupo> Elle avait des symptomes de vieillesse ci
<Taupo> si
<Taupo> La progeria
<Alan> @Pierre: on a une dizaine de secondes entre la conversation et la diffusion en live
<Alan> Franck est parfois déjà passé à autres chose quand tu interviens
<Alan> du coup, j’interromps pas à chaque fois
<Taupo> C’est pas grave
<Alan> 🙂
<Taupo> Non mais c’est dans le flot on s’en fout
<Alan> yep 🙂
<Cyril> il faut une vieille dame
<Cyril> pour l’entretien d’un jeunehomme
* STATUS: Absent
–
<Taupo> D’ailleurs souvent, il y a une sélection darwinienne, au sein des cellules cancéreuses, des cellules aux mutations favorisant une instabilité génomique
* STATUS: Online
–
<Alan> càd, du coup, les cellules mutées sont les mieux adaptées dans cet environnement particulier?
<Taupo> Car plus de mutations = plus de chance que les mutations générant les 6 critères (angiogenèse, prolifération, etc…)
<Taupo> émergent
<Taupo> Pour donner un indice de l’importance de p53
<Taupo> 59722 articles publiés sur p53 à ce jour
* moud (88.186.165.192) nous a rejoint #testPS
<moud> bonsoir 😉
<Alan> salut moud, bienvenue!
<Cyril> coucou
<moud> merci
* moud (88.186.165.192) Quitter
<Taupo> A partir du moment où il y a mutation, sélection et reproduction, on est dans le cadre de l’évolution darwinienne
<Taupo> Ces cellules peuvent être considérés comme des organismes
<Taupo> d’une certaine manière
* STATUS: Absent
–
<Taupo> D’ailleurs il existe un cancer des cellules des testicules du chien qui sont transmissibles
<Taupo> et génèrent de nouvelles tumeurs transmissibles
* STATUS: Online
–
<Alan> pov’bêtes!
<Taupo> une sorte de nouvel organisme au final
<Taupo> unicellulaire
<Taupo> mais pourtant au génome proche de celui du chien
<Alan> et du coup pas détecté par le système immunitaire…
<Taupo> http://en.wikipedia.org/wiki/Canine_transmissible_venereal_tumor
<Taupo> Pareil pour le cancer facial du diable de tasmanie
<Taupo> (un comble : un diable atteint d’une tumeur maligne)
<Taupo> transmis pendant les combat entre mâles
<Taupo> http://en.wikipedia.org/wiki/Devil_facial_tumor_disease
<Alan> c’est un peu con quand même…. Du coup, ils sont en train de disparaître complètement, non?
<Alan> en tant qu’espèce, je veux dire
<Taupo> oui
<Taupo> C’est une maladie très grave
<Taupo> Et comme ce sont des animaux très violents
<Taupo> surtout pendant la période de rut
<Taupo> toutes interventions a nécessairement un impact sur la reproduction…
<Taupo> Aïe
<Cyril> Pas cool, ca…
<Taupo> ah!
<Cyril> on a eu une toux la non?
<Taupo> Il est revenu?
<Cyril> c’est bien ca 🙂
<Cyril> a priori, enfin si ca vous dit 🙂
<Taupo> C’est pas grave
<Taupo> C’est pas le moment de louffer quoi
<Cyril> On est la, on écoute, si y a es petites annonces c’est le moment
<Cyril> des*
<Taupo> Et par téléphone c’est possible ou pas?
* STATUS: Absent
–
* STATUS: Online
–
<Alan> haha, j’avais pas vu. Les grands esprits se rencontrent, vive le téléphone!
* Franck (78.251.200.65) Quitter
<Taupo> cancérogène mais non génotoxique
<Taupo> Ca doit être une question d’épigénétique, de régulation génétique, non?
<Taupo> J’arrive pas à entendre
<Taupo> Huile de Croton???
<Taupo> Proton?
<Alan> sérieux?
<Alan> croton 😉
<Taupo> Enfin si
<Taupo> ah
<Taupo> connais pas
<Alan> aucune idée de ce que c’est
<Alan> enfin, le croton est une plante. Mais son huile?
<Taupo> http://www.huiles-essentielles.pro/huile-essentielle-croton-geayi.html
<Taupo> ???
<Alan> wooow!
<Alan> “Suivez à la lettre les prescriptions de votre naturopathe pour ce dernier mode d’application. “
<Taupo> http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2073694/
* STATUS: Absent
–
<Taupo> Bon l’article est de 1955
<Taupo> Et je vois pas de mises en garde outre mesure
<Taupo> Du coup avant d’aller brûler des naturopathes
<Taupo> faudrait confirmation
<Taupo> voila
<Taupo> J’avoue
<Taupo> Le cancer du colon des ramoneurs
<Taupo> c’est un comble…
<Taupo> Oui bon Higgs avait l’air content quand même
<Taupo> Je crois qu’un pallier est passé
<Taupo> Et Stephen Hawking a confirmé qu’il avait perdu son pari
<Taupo> ha ha!
<Taupo> Trop bon
<Taupo> http://www.youtube.com/watch?v=Suugn-p5C1M
<Taupo> Il faudra passer cette vidéo!
<Taupo> Shockwave traffic jams recreated for first time
<Cyril> il faut pas spoiler 😉
<Taupo> Ah t’allais déjà la mettre, excellent!
<Cyril> C’est exactement le sujet oui !
<Taupo> bon super, j’ai hâte de t’écouter
<Taupo> La loi de murphy
<Cyril> C’est gentil !
<Taupo> Ciao!
<Cyril> Ciao !

Et on se dit à la semaine prochaine, pour un épisode qui va parler embouteillages et mathématiques !

La traque des cancérogènes

Dossier présenté dans l’émission #93

Il y a certaines maladies qui font beaucoup parler d’elles.

Infection par le VIH et cancer, par exemple. Dans le cas du VIH, l’impact en terme de santé publique est aujourd’hui à mon sens largement inférieur à la place qu’occupe cette maladie dans nos subconscients. Dans le cas du cancer en revanche, cette « psychose » est tout à fait justifiée par son impact de santé publique. Il s’agit de la première cause de mortalité en France. Paradoxalement, les maladies cardiovasculaires passionnent nettement moins les foules, à mon sens, bien que quasi tout autant meurtrières.

Alors pourquoi le cancer nous-angoisse-t-il autant ?

Mortel, universel, lié au quotidien, parfois incurable, ces caractéristiques sont partagées par beaucoup d’autres maladies. Qu’est ce qui dans le cancer nous fait aussi peur ?

Après mûre réflexion, je pense que c’est son caractère insidieux. Le cancer, comme beaucoup d’autre maladies est mortel, mais à la différence de beaucoup, il cache ses symptômes pendant longtemps, et lorsque les symptômes apparaissent, c’est qu’il est déjà trop tard.

De même, le cancer est lié à nos habitudes quotidiennes. Mais à la différence d’autre maladies, les facteurs de risque ne sont pas tous identifiés, et sont très nombreux. On peut très bien s’exposer des années sans s’en apercevoir… Et c’est ça qui rend cette maladie terrifiante.

Outre cette grande angoisse qu’il génère, il y a une idée aujourd’hui assez répandu, justifiée par le fait que beaucoup de cancers restent incurables, qui est qu’on ne comprend pas le cancer. Je trouve cette idée un peu exagérée.

Que sait-on exactement du cancer ?

Les cellules cancéreuses

On sait tous, enfin je suppose, que l’apparition du cancer est liée à des mutations de l’ADN qui induisent une prolifération de la cellule et qui conduisent à la formation d’une tumeur. Poussons les choses plus en détail.

Notre corps est organisé en organes. Les organes sont par exemple le coeur, les poumons, mais aussi la peau, les muscles. Les organes sont eux mêmes organisés en tissus. Qu’est ce qu’un tissus ? Un tissu est un ensemble de cellules semblables et de même origine, regroupées en ensemble fonctionnel, c’est-à-dire concourant à une même fonction.

Les cellules qui forment un tissus ont l’obligation de se renouveller, du fait de leur durée de vie souvent limitée (mais pas toujours, les neurones ne se renouvellent quasiment pas par exemple, quasiment pas car … http://www.larecherche.fr/content/recherche/article?id=16883 on a prouvé que des neurones se formaient encore dans le cerveau de l’adulte, sans pour autant savoir si ces neurones sont fonctionnels ou non).

Donc, au sein d’un tissus, il est nécessaire d’avoir certaines cellules qui se multiplient, formant de nouvelles cellules. On pourrait imaginer que toutes les cellules se multiplient, cependant ça n’est pas comme ça que ça se passe. Certaines cellules se multiplient, quand d’autres ne se multiplient pas.

Prenons l’exemple l’épiderme, ou le tissus superficiel de la peau, la peau étant un organe, elle est composée de 3 tissus : l’épiderme, le derme, et l’hypoderme. Donc l’épiderme est organisé comme sur cette illustration :

Il y a plusieurs couches de cellules (5 cellules), les kératinocytes les uns sur les autres. Seuls les cellules situées sur la couche la plus profonde se multiplient. En se multipliant, une moitié des cellules reste ancrée à ce qu’on appelle la lame basale, qui est un assemblage de grosses protéines enchevêtrées, et l’autre moitié est obligé de “monter”, se mettre au dessus, parce-que de toute façon, y a de place nulle part. Et au fur et à mesure des divisions cellulaires, les cellules les plus anciennes montent, de manière bien organisée. Pourquoi en “montant” les cellules ne se multiplient plus ?

Concrètement, c’est parce-qu’elles reçoivent l’instruction de ne pas le faire, nous y reviendront, mais fonctionnellement, c’est parce-que dès qu’elles quittent la basale, leur compte à rebours est enclenché : elles doivent mourir rapidement. Si elles ne meurent pas, voir continuent à se multiplier, une excroissance apparaît, car les cellules de la base vont elles aussi continuer à se multiplier, et on aura un amas de cellules, une excroissance. Cela donne un cancer des kératinocytes,  (ça n’est pas un mélanome, qui concerne lui un autre type de cellule de la peau, contenues dans l’épiderme, les mélanocytes) :

Toute l’organisation spatiale de la peau est basée sur le “flux” de cellules de bas, la couche basale, en haut, la couche cornée, dont les cellules sont tellement différenciées qu’elles ne contiennent plus rien que de la kératine, même plus de noyau. Si on brise ce flux, tout le tissus se désorganise.

 

 

 

 

 

 

Voilà pourquoi la prolifération cellulaire, mais aussi, vous l’avez compris, la mort cellulaire, sont étroitement régulés au sein des tissus.  Quels sont en bref les mécanismes de cette régulation ?

 

Pour faire simple, la plupart du temps ça se passe comme ça : une protéine est exprimée au niveau de la membrane de la cellule, qui reconnait une autre protéine, extérieure à la cellule. C’est un récepteur. Lorsque ce récepteur est fixé à son ligand, il change de forme. Une partie de ce récepteur est située à l’extérieur de la cellule, pour se lier avec son ligand, et une autre partie à l’intérieur. C’est un récepteur transmembranaire. Lorsque le récepteur change de forme, la partie intracellulaire change également de forme. Et acquiert une nouvelle propriété, comme une activité enzymatique, par exemple. La liaison du ligand va donc aboutir à la production par le récepteur d’une nouvelle molécule, à l’intérieur de la cellule. Bien souvent, cette molécule possède elle aussi une activité enzymatique. C’est à dire qu’elle va être à même de produire à son tour une nouvelle molécule. Ou elle va pouvoir activer ou inhiber l’activité d’une autre enzyme en se liant à elle. Et ainsi de suite, à de nombreuses reprises. On appelle cela une cascade de signalisation. Quel est l’effet final d’une cascade de signalisation ? Les possibilités sont nombreuses, mais bien souvent, la dernière protéines produite est ce qu’on appelle un facteur de transcription. Un facteur de transcription est une protéine qui a pour propriété de reconnaître spécifiquement un motif de l’ADN nucléaire, et de s’y amarrer pour augmenter, ou diminuer sa transcription en ARN, et donc modifier le phénotype de la cellule. Cela peut bloquer la mitose de la cellule, l’activer, ou au contraire faire entrer la cellule en apoptose (mort cellulaire programmée). Voici un exemple de cascade de signalisation.

En haut, on a les récepteurs, comme vGPCR. Lorsque le vGPCR est au contact de son ligand, elle libère au niveau intracellulaire,  une petite sous-unité, comme G-alpha, qui va elle-même se fixer à une autre protéine, et induire la production d’une autre molécule, etc, etc… jusqu’à ce que soit activée des protéines appellées facteur de transcription qui vont aux directement agir au niveau du génome, en modifiant l’expression des gènes.

Pourquoi est-ce aussi complexe ? Parce-que ça permet de moduler la réponse cellulaire en fonction de plusieurs données. Il y a un veritable “calcul” moléculaire. C’est une forme de circuit électronique en quelque sorte, avec des transistors qui amplifient le signal, des diodes, des condensateurs, des résistances, etc… On peut également comparer ça a un réseau de neurones.

Que se passe-t-il si une des protéines de la cascade de signalisation n’est plus fonctionnelle, parce-que son gène a été modifié ? La voie de signalisation est altérée, et cela peut aboutir à des conséquences assez graves, selon l’importance de la voie de signalisation.

En fait, l’altération d’une seule protéine ne suffit généralement pas à la formation d’un cancer. Dans la plupart des cas, l’altération de la voie de signalisation rend la cellule non-fonctionnelle, et aboutit à sa mort rapide, ou apoptose, induite par des signaux internes, la cellule se rend compte d’elle-même que quelque chose cloche, et “décide” donc de mourir, avec altruisme, mais aussi externes, avec ce qu’on appelle les récepteurs de mort. Leur activation par un ligand, messager de mort, initie le processus d’apoptose.

Et on l’a vu, le seul processus de prolifération n’est pas le seul impliqué dans la cancérogénèse. Il y a aussi l’apoptose, par exemple. En fait, on a identifié 6 processus cellulaires qui doivent être altérés pour conduire à la formation d’une tumeur maligne. Ces 6 processus sont les suivants :

1- Indépendance vis à vis des signaux de prolifération provenant de l’environnement 
2- Insensibilité aux signaux anti-prolifératifs 
3- Résistance à l’apoptose 
4- Prolifération illimitée (perte de la sénescnece) 
5- Capacité à induire l’angiogénèse 
6- Capacité d’invasion tissulaire et diffusion métastatique
Ces aptitudes que nous allons préciser, sont à peu près consensuelles, même si certains auteurs en distinguent une ou deux de plus. Elles caractérisent le caractère malin de la tumeur : c’est à dire leur aptitude à se disséminer, à se reproduire de manière importante, et à entraîner la mort du sujet. C’est l’opposition malin/bénin. Une tumeur bénigne n’est pas sans dangers, mais ces dangers ne seront pas liés au caractère malin immédiat des cellules qui la composent. Revenons aux 6 principales caractéristiques des cellules cancéreuses :
1) L’indépendance vis-a-vis des signaux de prolifération de l’environnement est assez simple à comprendre. On a vu que la cellule obéissait à des signaux qui induisaient sa capacité à se multiplier. Un exemple assez fréquemment observé est la mutation du récepteur membranaire d’une hormone de croissance. La mutation induit une activation permanente du récepteur :  la cellule devient comme en permanence stimulée par l’hormone de croissance, indépendamment de la présence ou non de cette hormone.
2) L’indépendance aux mécanismes anti-prolifératifs est le mécanisme inverse, mutation d’une protéine, comme la protéine Rb impliquée dans les cancers de la rétine, qui est normalement censée bloquer la prolifération cellulaire.
3) Résistance à l’apoptose : la cellule n’est plus capable de mourir malgré les signaux qui devraient l’y obliger.
4) Prolifération illimitée : normalement, la durée de vie des cellules est limitée, ou régulée, par les télomères. Les télomères sont des régions d’ADN très répétitives qui sont situées à l’extrémité des chromosomes. L’une de leur principale fonction est de protéger l’ADN et la structure des chromosomes, mais aussi, joue un rôle d’horloge biologique. Leur longueur diminue à chaque division, sauf chez les cellules souches. Lorsque leur longueur devient trop faible, la cellule le détecte et entre en mort programmée. Ces mécanismes sont altérés chez la cellule cancéreuse, ce qui lui confère une vie éternelle.
Ceux 4 premiers points concernent la capacité des cellules cancéreuses à proliférer indéfiniment, en dépit de leurs mécanismes de régulation.
5) La capacité à induire l’angiogénèse est un point également important pour les tumeurs solides (par opposition aux cancers du sang, comme les leucémies).  L’angiogénèse est le processus de croissance de nouveaux vaisseaux sanguins.
Il devient nécessaire quand la tumeur atteint la taille critique de 1 à 2 millimètres, pour assurer la nutrition des cellules au centre de la tumeur par un apport de sang. Une fois la tumeur irriguée, la croissance cellulaire peut continuer à toute vapeur…
6) La capacité d’invasion tissulaire et la diffusion métastatique.
Non contente de proliférer, la cellule cancéreuse acquiert également la capacité à envahir les tissus qui l’avoisine, en franchissant les divers barrière qu’elle peut rencontrer. Si elle n’avait pas cette faculté, elle serait vite à court d’espace. Il lui faut donc non seulement croître, mais aussi occuper l’espace des autres cellules, et prendre leurs nutriments.
Et enfin, la capacité à produire des métastases : la cellule cancéreuse peut acquérir la faculté de gagner la circulation sanguine, y résister aux chocs avec les autres cellules (appelées forces de cisaillement), et aux attaques du système immunitaire, et enfin, reconnaître et adhérer à un nouveau site pour proliférer.
Voilà donc les 6 caractéristiques principales de la cellule cancéreuse.  Mais comment la cellule acquiert-elle ces caractéristiques ?

Les altérations génétiques aboutissant au cancer

Le génome de nos cellules est loin d’être un havre de paix. On a même pu estimer la fréquence des évênements qui survenaient au niveau d’une cellule : chaque heure, on estime que 5000 coupures de l’ADN simple brin ont lieu au sein d’une cellule, par exemple, 1000 dépurination (rupture du lien entre une base purique de l’ADN et le sucre auquel elle est rattachée), 55 dépyrimidation, 3500 méthylation de guanine, etc… Ces fréquences sont physiologiques, elles peuvent augmenter en cas d’exposition à un mutagène. A ces fréquences, il est largement admis que la cellule est capable de réparer son ADN.

Un des mécanismes permettant cette réparation est par exemple le mécanisme de l‘excision resynthèse.

Une molécule patrouille le long de l’ADN, détecte les anomalies dans l’appariement des bases, et coupe le brin d’ADN lorsqu’il en détecte. Ensuite, une ADN polymérase, enzyme chargée de la synthèse de l’ADN, revient synthétiser le brin défectueux.

 

 

Ici une molécule d’ADN liée à un benzopyrène (au centre), l’un des principaux toxiques contenus dans la fumée de la cigarette.

 

 

 

 

 

 

 

 

Chaque type de lésions de l’ADN dispose de sondes spécifique, des protéines, dont la forme leur permet de reconnaître et de lier les anomalies de l’ADN, et d’activer sa réparation par un système approprié.

Ainsi, notre ADN est en permanence en lutte contre les mutations et les atteintes à l’intégrité de l’information génétique. Comme bien souvent en biologie, les équilibres en places sont des équilibres dynamiques, avec une compensation des flux inverses, et non un équilibre statique. Dans la cellule, si la concentration intracellulaire de sodium est constante, cela ne signifie pas que la membrane est imperméable au sodium, mais qu’à chaque instant, il y a autant de sodium qui entre que de sodium qui sort. Un autre exemple d’équilibre dynamique.

Par ailleurs, outre ces mécanismes de réparation de l’ADN, il existe également de nombreux mécanismes de contrôle de l’intégrité de l’ADN. C’est à dire que la cellule sait réparer son ADN, mais elle est censée savoir également à quel point cet ADN est endommagé, et si ça vaut le coup de continuer à s’arracher les cheveux à tout réparer. Pour faire ça, il y a une protéine, super importante pour le contrôle de l’état de notre génome, c’est la protéine p53. Cette protéine est retrouvée mutée dans plus de 50% des cancers.  Comment fonctionne-t-elle ? Comment la cellule fait pour savoir si elle est bon état ou pas ?

Lorsque les dommages à l’ADN augmentent, les sondes qui permettent de reconnaître les anomalies de l’ADN sont de plus en plus consommées : normal, elles sont liées à l’ADN.  Cette diminution de différentes protéines sondes des dommages à l’ADN va déclencher la production de p53 par activation de sa synthèse à partir de l’ADN, mais également par un mécanisme tout simple, p53 est normalement liée à certaines des sondes. Quand elle est liée, elle est inactive. Comme le nombre de sondes diminue, le nombre de protéines p53 augmente et le tour est joué. C’est un des mécanismes qui conduit à l’augmentation de p53 en cas de dommages importants à l’ADN.

En fait, comme pour les voies de signalisation, il y a véritablement un calcul moléculaire qui va déterminer si oui ou non la cellule est en état d’entrer en mitose.

Maintenant que va faire cette protéine p53 ? Hé bien par différents mécanismes qu’on va pas détailler, elle va bloquer la prolifération de la cellule, notamment en agissant comme facteur de transcription, en allant directement se lier au génome, voire la faire entrer en apoptose. P53, c’est un peu la gardienne de notre génome.

Imaginons maintenant que les deux allèles de p53 soient mutés. Rien ne va se passer dans un premier temps. Mais si la cellule subit une agression de son génome, due à un agent extérieur, par exemple, cela peut commencer à causer des problèmes, car la cellule a perdu la capacité à bloquer sa prolifération en cas d’anomalie du génome.

On parle d’initiation tumorale. Les cellules initiées on soit perdu un gène suppresseur de tumeur, comme le gène de p53, ou ont acquis un oncogène. La différence est que les gènes suppresseurs de tumeurs induisent des tumeurs lorsqu’ils perdent leur fonction, alors que les oncogènes sont cancérogènes par acquisition de fonction, comme l’indépendance aux facteurs de croissance, par exemple.

Les cellules initiées peuvent ensuite acquérir de nouvelles mutations sans cesser de se multiplier, et le processus tumoral est enclenché, bien que encore réversible à ce stade.

Au cours de la phase suivante, la phase de promotion, les cellules initiées sont au contact de cellules normales, et ont toujours des mécanismes de réparation de l’ADN, ou d’apoptose fonctionnel. Pendant cet période, il y a toujours un équilibre dans le développement de ces cellules, qui présentent pourtant des anomales dites pré-cancéreuses. Elles restent régulées par les mécanismes classiques.

Les probabilités que d’autres gènes cruciaux soient touchés durablement sont en réalités faibles. Et c’est ce qui explique la longueur de ces phases de latence, qui restent toujours infracliniques, et indétectables.

C’est en réalité la sélection naturelle qui se fait acteur de ce processus. Pendant cette phase de promotion, les cellules vont se multiplier en nombre stable, jusqu’à ce qu’apparaisse des mutations induisant une prolifération plus délétère pour le reste de l’organisme. On entre alors en phase de progression tumorale : l’équilibre entre multiplication cellulaire et apoptose est rompu. La cellule devient néoplasique, elle a fini par acquérir suffisamment de caractères malins pour que sa prolifération soit dérégulée.

Finalement, le processus qui mène à la formation d’une cellule cancéreuse maligne est un processus très improbable. Les mutations qui doivent s’accumuler sont nombreuses, et les processus de réparation et de contrôle sont nombreux et généralement efficaces. Les mutations doivent apparaître dans un ordre assez précis, avec un taux de mutation suffisant pour déborder les mécanismes de contrôle, mais pas excessif pour que la cellule conserve sa capacité de prolifération.

Voilà donc comment le génome d’une cellule peut se retrouver suffisamment bousillé pour aboutir à un clone malin qui va proliférer dans le reste de l’organisme. Mais maintenant retournons à la source de toutes ces modifications qui peuvent frapper la cellule cancéreuse. Les cancérogènes.

Cancérogènes

Qu’est ce qui est cancérogène ?

Maintenant qu’on connait les bases génétiques du cancer, on va chercher à identifier quelles substances sont à même d’induire des cancers, ou pas. Et c’est là que réside toute la difficulté.

Quand on s’interroge sur la cancérogénicité d’une substance, le premier test à effectuer est un test de génotoxicité, ou mutagénicité. La génotoxicité est facile, et économique à déterminer. Il existe de nombreux tests, mais le plus connu d’entre eux est le test d’Ames : on expose une population bactérienne à la substance en question, et on observe ou non l’apparition de mutants. Les mutants sont détectés facilement par l’indépendance vis à vis d’un facteur de croissance bactérienne, l’histidine. Si la substance est génotoxique, le taux de mutations de l’ADN va augmenter, et la probabilité d’apparition d’une mutation rendant la bactérie indépendante à l’histidine va augmenter. Cette mutation sera rapidement sélectionnée car elle confère un avantage sélectif aux bactéries qui la possède.

Cependant, le modèle bactérien est un peu trop éloigné des cellules humaines pour suffire à obtenir une certitude sur la cancérogénicité d’une substance.

En plus, cette expérience ne prend pas en compte les éventuelles moifications métaboliques que peut subir une substance dans notre organisme avant d’atteindre nos cellules. Alors, on utilise un test sur le même principe, utilisant des cellules eucaryotes, avec des extraits de foie dans le milieu pour simuler un métabolisme. Mais ces modèles sont encore une fois imparfaits, et comme souvent en médecine, rien ne remplace l’expérimentation en conditions réelles, on en parlera plus tard.

Le problème majeur, en plus, n’est pas là. Le problème c’est que, la génotoxicité n’est parfois pas suffisante pour affirmer la cancérogénicité, et la cancérogénicité n’est pas toujours liée à une génotoxicité… Il existe plusieurs exemples de substances qui sont cancérogènes, de manière certaine, au moins chez l’animal, et qui ne sont pas du tout génotoxique.

Comment est-ce possible me direz-vous ?

La dieldrine, par exemple, un insecticide aujourd’hui interdit en France, est cancérigène mais non génotoxique. Le safrole, est cancérigène, mais non génotoxique, pourquoi ? Parce-qu’il subit une biotransformation qui aboutit à la formation d’un oxyde, lui, génotoxique.

Mais comment une substance peut-elle être cancérogène sans être génotoxique ? On a vu que le cancer était nécessairement lié à une altération de l’ADN ? Alors ?

En fait, c’est vrai, une substance peut-être cancérogène sans être génotoxique. And that’s the point. C’est ce qui rend la cancérogénèse si complexe.

En fait, il y a deux catégories de cancérogènes. Tout à l’heure, on a parlé de cellules initiées, vous savez, une fois qu’elles avaient perdu p53, la gardienne du génome. Pour initier une cellule, il faut nécessairement un génotoxique, qui va induire une mutation irréversible (ou réversion par mort de la cellule) de l’ADN.

Qui dit mutation, dit mutagène, on est bien d’accord.

Mais une fois cette mutation induite, on va entrer en phase de promotion. Et en phase de promotion, qui peut-être très longue, les cellules initiées vont être sélectionnées au sein du tissus par leur pouvoir cancérogène. Cette phase de promotion n’est possible que parce-que les cellules initiées ont perdu le gène p53, suppresseur de tumeur, ou acquis un autre oncogène, mais là, il n’est plus question de mutation induite, mais de sélection naturelle. Bien sur, la phase de promotion ne peut avoir lieue qu’après une activation des cellules, mais pendant cette phase, il n’y a plus besoin d’induire de nouvelles mutations. Les cellules sont capables de muter toutes seules.

Et c’est pendant la phase de promotion qu’interviennent principalement les cancérogènes non-génotoxiques. On les appelle les promoteurs, quand les génotoxiques sont dits initiateurs.

Le mode d’action de ces promoteurs peut-être très varié : il augmentent la prolifération cellulaire (huile de croton), jouent le rôle d’immunosuppresseur (médicaments), ont des effets mécaniques désorganisant les tissus (comme l’amiante, qui est aussi génotoxique), jouent sur les mécanismes hormonaux (oestrogènes),  l’inflammation, … Ces mécanismes sont variés, et loin d’être tous connus. Les promoteurs diminuent en fait le temps de latence entre initiation et progression ; ils accélèrent la survenue d’un cancer, sans le causer directement, en accélerant la sélection naturelle au sein des cellules des tissus initiés.

Quelques exemples de promteurs  : dioxine, huile de croton, les oestrogènes, phénol,…

Maintenant, il faut préciser que la distinction entre initiateur et promoteur est loin d’être absolue, et, souvent, les composés cancérogènes sont un peu des deux, comme le benzo(a)pyrène de la cigarette.  Et pour finir sur cette notion, on considère que les initiateurs ont un effet sans seuil, ou stochastique, et auxquels une exposition unique peut suffire, quand les promoteurs ont eux une action à seuil, pour lesquels une expositio chronique et répétée est nécessaire.

Voilà pourquoi les expériences de génotoxicité sont insuffisantes pour déterminer de la cancérogénicité d’un agent.

Alors que nous reste-t-il ?

1) L’expérimentation à l’animal

2) Les études épidémiologiques

1) L’expérimentation animale : pas compliqué, on inocule les substances au rat ou à la souris, et on observe ou non l’apparition de cancers.

On essaie de mimer les voies d’inoculation avec elles prévisibles chez l’humain, et les doses au kg sont ramenées. Mais encore une fois, le modèle animal est imparfait : les biotransformations ne sont pas les mêmes, et les résultats ne sont pas toujours transposables.

2) Les études épidémiologiques

Méthode de choix, évidemment, car sur l’homme, et en condition réelles. Mais les études épidémiologiques sont longues et coûteuses à réaliser, il y a des contraintes méthodologiques importantes : il faut qu’il existe une population exposée à la substance que l’on souhaite étudier, car on ne peut évidemment pas exposer sciemment des personnes à des fins de recherche (bioéthique), et il faut suivre cette population, pendant plusieurs années, voire dizaine d’années. Et même lorsque des études épidémiologiques sont réalisées, l’imputabilité d’un éventuel risque accru de cancer est loin d’être aisée à réaliser, du fait de l’éventuel présence d’autres facteurs de risque omis par les investigateurs de telles études…

 

Quelques données statistiques en France

Les décès attribuables aux cancérogènes connus certains, issus d’un rapport de l’académie de médecine de 2007 :

Tabac : 50 562, Alcool : 22 670,Agents infectieux : 9077, Obésité et surpoids : 6229, Sédentarité : 5838, UV : 5614, TTT hormonaux : 5159,  Cancers professionnels : 4328, Facteurs de reproduction : 2260, Polluants : 217.

Le tabac, multiplie par 10 le risque de cancer du poumon, et augmentent les autres cancers, bouche, larynx, pharynx, …

L’alcool augmente par 3,4 le risque de cancer de la bouche et par 2,4 le risque de cancer du larynx, notamment (1,5 pour le foie).

Agents infectieux : HBV – foie 18,8, HCV foie 31, HPV, cancer du col, cancer de l’oropharynx, Helicobacter pilori, cancer de l’estomac 2.

Professionnels : amiante, hydrocarbure et goudrons

Surpoids et obésité : Oesophage 2,  rein 1,8, corps utérin 1,8

Sédentarité : colon et sein 1,3

Uv : mélanomes, les seuls mortels

Reproduction : l’âge du premier enfant,  cancer du sein et de l’ovaire, et nomb d’enfants

 

 

 

Podcast science 92 – Les théorèmes d’incomplétude de Gödel

 

Qu’est ce qu’une bonne théorie mathématique ? Comment s’assure-t-on qu’une phrase est vraie ou fausse ?  Est-ce qu’une proposition mathématique est obligatoirement soit vraie soit fausse ? La logique peut-elle venir à bout de toute question mathématique clairement posée ? Attention, dans ce genre de domaine, tout est toujours un peu plus compliqué que ce qu’on pense…
=> Le dossier de Robin Jamet: les théorèmes d’incomplétude de Gödel
 
 
Les livres évoqués par Robin:
 
Les liens de la semaine:
 
Les quotes de la semaine:

Un naturaliste, qui n’aurait jamais étudié l’éléphant qu’au microscope, croirait-il connaître suffisamment cet animal ? Eh bien ! En Mathématiques, il y a quelque chose d’analogue. Le logicien décompose pour ainsi dire chaque démonstration en un très grand nombre d’opérations élémentaires ; quand on aura examiné ces opérations les unes après les autres et qu’on aura constaté que chacune d’elles est correcte, croira-t-on avoir compris le véritable sens de la démonstration ? Henri Poincaré

Great minds discuss ideas; average minds discuss events; small minds discuss people.

Eleanor Roosevelt

A jeudi prochain pour parler cancérigènes avec Franck!

Les théorèmes d’incomplétude de Gödel

 

Dossier de Robin dans l’épisode #92.

Dans ce dossier, en toute humilité : « Qu’est ce qu’une théorie mathématique  », voire « qu’est ce que les mathématiques ?  »

Pour schématiser, on peut dire que les mathématiques ont deux facettes : trouver de nouvelles idées, de nouveaux objets, émettre des conjectures d’une part ; mettre en forme de façon rigoureuse les idées trouvées, démontrer de l’autre. Souvent, des mathématiciens sont plus à l’aise, plus connus pour l’un des deux aspect : On peut prendre pour la première catégorie l’exemple d’Évariste Galois, mathématicien génial mort à 20 ans, qui laissa des feuilles couvertes d’intuitions mathématiques mal rédigées, mal formulées, qui ont mis presque 100 ans à être comprises, mais qui ont révolutionné les mathématiques du XIXe et XXe siècle. Dans la deuxième catégorie, citons par exemple Cauchy, le pape de l’analyse, qui permit enfin à tous les mathématiciens de comprendre pourquoi le calcul intégral, que tout le monde utilisait depuis son invention par Newton et Leibniz, donnait de si bon résultats, et quelles étaient les conditions à respecter pour qu’il fonctionne effectivement.

Bien sûr, tous les mathématiciens font un peu les deux. Et les deux font partie intégrante du travail de tout mathématicien, et de l’avancée des mathématiques.
Pour être un peu plus concret, partons d’un exemple simple, qu’en principe tout le monde connaît, le théorème de Pythagore.

Rappelons son énoncé : dans un triangle ABC rectangle en A, AB2 + AC2 = BC2. Il ne faut pas oublier la deuxième partie tout aussi importante de ce théorème, sa réciproque : si dans un triangle ABC on a cette relation, alors le triangle est rectangle en A.

Avant d’être énoncé sous cette forme, avant même d’envisager le fait que ce soit une relation qui se trouve dans toute une catégorie de triangles, ce théorème a eu une préhistoire. Ainsi, plus de mille ans avant Pythagore, par exemple, les babyloniens avaient établi des listes de “triplets pythagoriciens” (qu’ils n’appelaient bien sûr pas comme ça!), des séries de trois nombres entiers qui peuvent être les trois côtés d’un triangle rectangle car ils vérifient la fameuse relation : par exemple 3, 4, 5, car 32 + 42 = 52, ou encore 5, 12 et 13. On ne sait pas comment ils ont trouvé ces triplets, on ne sait pas pourquoi ils les ont cherchés, mais il est évident qu’ils avaient compris, d’une manière ou d’une autre, quelque chose se rapprochant du fameux théorème.

Autre exemple : de nombreux maçons, encore aujourd’hui, savent utiliser une corde pour fabriquer un angle droit : il suffit de faire 13 noeuds espacés toujours d’une même distance, et de faire un triangle ayant pour côtés 3, 4, et 5 (l’unité étant la distance entre deux noeuds) :

Dans cette situation, il s’agit simplement d’un « truc  » qui a l’air de fonctionner sans que l’on se pose la question de savoir pourquoi ni de savoir si l’angle en question est bien exactement droit ou seulement à peu près.

L’étape suivante, c’est de réaliser que ce résultat est vrai pour tous les triangles rectangles, et que la réciproque est vraie. Ne serait-ce qu’avoir l’idée d’un tel énoncé est déjà assez tordu ! Et enfin la dernière étape pour que ça devienne vraiment des mathématiques, c’est de tenter de trouver une démonstration. On peut pour cela tenter de passer par la géométrie : l’égalité entre les nombres devient une égalité entre des surfaces. BC2 est l’aire du carré dont le côté correspond à l’hypoténuse du triangle, et AB2 AC2 les surfaces de carrés ayant pour côté les deux autres côtés du triangle.

Un dessin ou « puzzle  » de ce genre convaincra alors beaucoup de gens de la validité du théorème :

Il est évident que l’on peut réaliser ces deux dessins avec n’importe quel triangle rectangle (les quatre sont les mêmes). Or, entre les deux dessins, ils ont juste été déplacés dans un même grand carré. Les surfaces grises à gauche et à droite sont donc les mêmes, or à gauche il s’agit de l’hypoténuse du triangle blanc au carré, et à gauche des carrés des deux autres côtés de ce triangle.

Est-ce que ces deux dessins constituent une démonstration ? Attention… Un dessin ne prouve rien, comme on le voit dans cette autre situation :

On a arrangé les mêmes pièces de couleur pour former deux fois un même triangle… Mais en bas, celui ci a un trou ! On vient donc de démontrer qu’un trou de la taille d’un carreau, c’est la même chose que pas de trou du tout, donc 1 = 0 !

Il y a bien sûr une explication: les deux « triangles  » sont en fait des quadrilatères. Ce qui apparaît comme l’hypoténuse est en réalité formé de deux segment de droites, avec un angle légèrement rentrant dans un cas et sortant dans l’autre; c’est à peine visible, mais ça suffit à faire une différence de surface d’un carreau.
Un peu d’attention et de réflexion auraient pu suffire à nous faire voir la supercherie, mais nous voilà mis en garde : il faut se méfier comme la peste de l’intuition, elle peut nous jouer des tours…

Moralité, il faut de la « rigueur  ».

Et tout d’abord, se mettre bien d’accord sur la définition des objets que l’on utilise, tous les mots doivent avoir une signification précise, sur laquelle tout le monde s’accorde. Même les notions les plus simples comme le point, la droite, le cercle doivent être définis le plus précisément possible. Même si la rigueur absolue n’existe malheureusement pas : pour définir un mot, on est obligé d’utiliser des mots, que l’on doit à nouveau définir avec des mots… Il est donc nécessaire de considérer que certains mots de base sont connus de tous.

On rencontre le même problème pour les démonstrations : démontrer, c’est décomposer quelque chose qui n’a pas l’air évident (comme par exemple le théorème de Pythagore) en une succession de petites étapes de raisonnement plus simples. C’est tenter de mettre tout le monde d’accord, comme pour n’importe quelle argumentation, en s’assurant à chaque pas que personne n’a d’objection. Les syllogismes en sont un très bon exemple : si le théorème est « Socrate est mortel  », on peut le démontrer à ceux qui en douteraient en faisant un raisonnement par étape : « Tous les hommes sont mortels  », d’accord ? « Socrate est un homme  » toujours d’accord ? Alors la conclusion s’impose.

Restent deux problème : pourquoi admet-on certaines phrases comme vraies a priori ? (ici « tous les hommes sont mortels  » et « Socrate est un homme  ») Et pourquoi admet on que ces deux phrases impliquent cette conclusion ?

Comme pour les définitions, on est obligé de se mettre d’accord sur un matériel minimum, que tout le monde est prêt à admettre. Un raisonnement rigoureux, par la suite, sera un raisonnement qui se servira des définitions des objets, pour arriver, en partant des vérités admises, les « axiomes  » ou « postulats  », et en suivant des déductions logiques également admises, au résultat souhaité.

LA référence dans le domaine, l’oeuvre la plus ancienne connue qui suit cette démarche à la lettre s’appelle « Les éléments  », et est signée Euclide. Cette œuvre, qui date du troisième siècle avant JC, est restée un modèle jusqu’à aujourd’hui de ce qu’est une théorie mathématique. Elle a été traduite, éditée partout dans le monde (après la bible, c’est le livre le plus édité !)

Le premier de ces livres parle de géométrie, Euclide y pose 5 axiomes propres à ce chapitre :

  1. à partir de deux points, il est possible de tracer un segment.
  2. Il est toujours possible de prolonger un segment en ligne droite autant que l’on veut.
  3. À partir de deux points, il est possible de tracer un cercle (ayant l’un pour centre et passant par l’autre)
  4. Tous les angles droits sont les mêmes (on peut les superposer)1
  5. Par un point extérieur à une droite, il passe une et une seule droite parallèle à cette droite.2

En ne se servant que de cela, Euclide démontre pas à pas tous les résultats connus de son époque, jusqu’à démontrer, à la 47e et dernière étape… le théorème de Pythagore !

Pas question de tout reproduire ici bien sûr, mais au moins la première proposition qu’il parvient à démontrer : étant donnés deux points, je peux tracer un triangle équilatéral. (Ah ben oui, forcément, ça ne peut pas aller très loin !)

Le premier axiome permet de tracer le segment reliant les deux points. Le troisième permet de tracer successivement les cercles ayant l’un des deux points pour centre et passant par l’autre. On obtient un troisième point, que l’on relie aux deux autres grâce au premier axiome.

Et voilà, il est maintenant permis de tracer des triangles équilatéraux !

Histoire de mieux comprendre encore ce qu’est une théorie mathématique, regardons les problèmes que se sont posés des mathématiciens par la suite sur ce premier livre des éléments. Quoiqu’impressionnés par le travail d’Euclide, ceux-ci ont trouvé que le cinquième axiome était bien trop compliqué par rapport aux autres. Si on regarde ça de près, c’est vrai que les 4 premiers donnent vraiment les éléments de base permettant de faire de la géométrie : tracer des segments, des droites, des cercles, et des angles droits. Alors que le 5e, ne serait-ce qu’à énoncer, est bien plus complexe… Certains ont donc essayé de le démontrer à partir des quatre premiers, autrement dit de le transformer en théorème d’une théorie qui n’aurait pour base que les 4 premiers axiomes. Mais ils s’y sont cassés les dents. Et pour cause… Au 19e siècle, soudain, quelqu’un réalise une chose toute simple : sur la Terre, qui est plus ou moins une sphère, on sait très bien ce que veut dire « aller tout droit  » : il s’agit de suivre le chemin le plus court pour aller d’un point à un autre ; est-ce une droite ? Non, en suivant une droite, on décollerait du sol ! Pourtant, on sent que la notion d’aller tout droit sur une sphère n’est pas très différente de celle d’aller tout droit sur un plan, et est en tout cas tout aussi intuitive. En gros, il s’agit de prendre le plus court chemin pour aller d’un point à un autre. Que se passe-t-il si on prend cette propriété comme nouvelle définition d’une droite, quel que soit le « monde  » dans lequel on vit ? Évidemment, suivant la forme de celui-ci, une « droite  » n’a pas toujours la même forme. Sur une sphère, par exemple, il s’agira d’un « grand cercle  », un cercle dont le centre est au centre de la sphère : tout autre cercle est plus « tordu  », et le suivre pour aller d’un point à un autre est donc toujours plus long que de suivre le morceau du grand cercle qui passe par les deux points. Mais une fois admis l’idée qu’une « droite  » puisse être un cercle, les 4 premiers axiomes restent évidemment vrais : on peut tracer des segments, des droites, des cercles, des angles droits sur une sphère. Ces propriétés peuvent donc être prises comme axiome indépendamment du monde dans lequel on se place. En revanche, si on prend un point qui n’est pas sur une droite, on ne trouvera aucune droite parallèle à droite passant par ce point, et même il est impossible de trouver deux droites parallèles : deux grands cercles d’une sphère se coupent nécessairement…

Moralité : le cinquième axiome est nécessaire si l’on veut faire de la géométrie à plat. Il est indépendant des 4 premiers. Cela signifie qu’avec les 4 premiers, on ne pourra ni le démontrer, ni démontrer qu’il est faux, puisqu’il existe des mondes, des « modèles  », dans lesquels il est vrai, et d’autres dans lequel il est faux. Démarre alors la géométrie « absolue  » faite de tous les résultats que l’on peut démontrer avec les quatre premiers axiomes, et qui seront vrais dans tous les mondes géométriques possibles, la géométrie « euclidienne  » ou plane, dans laquelle on rajoute le cinquième axiome d’Euclide, la géométrie sphérique, où celui-ci est remplacé par « il ne passe aucune parallèle  », et enfin la géométrie « hyperbolique  », dans lequel il est remplacé par « il passe une infinité de parallèles  » (chose qui arrive quand on se trouve sur une surface de type selle de cheval…)

Ainsi, le choix des axiomes détermine un certain « monde  » et les mathématiciens peuvent choisir celui qui les arrange le mieux en fonction du problème qu’ils se posent…

Revenons à nos moutons. À la fin du XIXe siècle, beaucoup de nouvelles théories étaient nées, et des mathématiciens ont voulu trouver des axiomes pour tout, remettre de l’ordre, plus ou moins comme Euclide. Mais quels axiomes choisir ? Quels objets de base définir ?

David Hilbert, très grand mathématicien allemand, parvint à finir le travail pour la géométrie, à l’aide de 20 axiomes. (le système d’Euclide n’était pas parfait !)
Un bon choix d’axiome doit réunir deux qualités : il doit permettre de démontrer tous les résultats vrais, on appelle cette propriété la « complétude  ». Et il doit bien sûr être « consistant  », c’est à dire ne pas démontrer une chose et son contraire, sans quoi il démontre tout, donc n’importe quoi !

Le problème de la « bonne  » théorie se posait notamment pour toutes les mathématiques utilisant des nombres. Pendant un bon moment les “ensembles“, des “collections d’objets”, une notion assez intuitive, était en vogue. On peut par exemple, pour définir les nombres, parler de l’ensemble vide, celui qui n’a aucun élément, puis parler de l’ensemble qui contient l’ensemble vide, qui a un élément, et ainsi, de proche en proche, construire des ensembles qui ont n’importe quel nombre d’éléments, donc les nombres entiers.

Mais au début du XXe siècle, les redoutables paradoxes de Bertrand Russel viennent tout ébranler, alors qu’ils paraissent pourtant enfantins :
Peut-on par exemple parler de l’ « ensemble de tous les ensembles  » ? Si c’est un ensemble, il doit se contenir lui-même? Sinon, ce n’est pas un ensemble ?
Pire, le fameux « paradoxe du barbier  » : imaginez un pays dans lequel il n’y a qu’un barbier, et que celui-ci rase tous les gens qui ne se rasent pas eux-mêmes, et seulement ceux-ci. Nous nous retrouvons avec deux ensembles bien définis. Mais qui rase donc le barbier ? S’il se rase lui-même, le barbier ne devrait pas le raser, mais c’est lui le barbier ! Et s’il ne se rase pas, alors le barbier (lui, donc) devrait le raser. Vous suivez ?! On ne s’en sort pas, c’est un cauchemar.

Bref, les meilleurs mathématiciens et logiciens suaient sang et eau sur ce problème au début du XXe siècle (le même Russel, dans un travail commun avec Whitehead, vont jusqu’à prendre 350 pages pour démontrer… que 1 + 1 = 2 !)

Pendant ce temps, d’autres mathématiciens, et non des moindres, trouvaient ce travail inutile : pour eux, cette démarche enlève tout son sens aux mathématiques, celles-ci n’avanceront jamais ainsi, c’est une mécanique vaine. Il faut garder la place de l’intuition, et ne pas penser que même muni d’un système d’axiomes parfait, on parviendra à faire avancer les maths de façon automatique. Une citation de Henri Poincaré, très grand mathématicien également, mais français, montre très clairement sa position :

« Un naturaliste, qui n’aurait jamais étudié l’éléphant qu’au microscope, croirait-il connaître suffisamment cet animal ?
Eh bien ! En Mathématiques, il y a quelque chose d’analogue. Le logicien décompose pour ainsi dire chaque démonstration en un très grand nombre d’opérations élémentaires ; quand on aura examiné ces opérations les unes après les autres et qu’on aura constaté que chacune d’elles est correcte, croira-t-on avoir compris le véritable sens de la démonstration ?  »

Hilbert est au contraire passionné par cette quête, et persuadé qu’elle aboutira. On doit pouvoir trouver un système parfait, dans lequel tout pourra être démontré ou réfuté. Admettant que l’on peut avoir plusieurs modèles, plusieurs mondes derrière un même système d’axiomes, il va même jusqu’à affirmer que l’on pourrait donner d’autres noms aux objets mathématiques sans problème : remplacer par exemple “point” par “bière” et “droite” par “table”, et affirmer que par deux bières, il passe une et une seule table. Pourquoi pas ? Tant que la cohérence de l’ensemble « définitions/Postulats/démonstration  » n’est pas atteint, ce n’est pas gênant. La seule chose qui compte, c’est la validité relative des enchaînements de propositions.

Tombe de David Hilbert à Göttingen avec l’épitaphe:
Wir müssen wissen
Wir werden wissen (source: Wikipédia)

Plein d’optimisme, il lança un jour à la communauté mathématique une phrase restée célèbre: « Wir müssen wissen, wir werden wissen  » : « nous devons savoir, nous saurons  », phrase qui fut carrément gravée comme épitaphe sur sa tombe…

Ça y est, tous les éléments sont enfin en place pour introduire le résultat de Kurt Gödel, alors tout jeune logicien de 25 ans.

En 1931, son théorème détruit le rêve de Hilbert à tout jamais : il démontre qu’une théorie permettant de définir les nombres entiers, quelle qu’elle soit, ne sera jamais parfaite. Plus précisément, soit ce système d’axiome permettra de démontrer des résultats faux, soit il existera au moins un résultat vrai qui ne pourra pas être démontré à partir de ces axiomes. Très difficile à lire dans sa version rigoureuse, la démonstration repose pourtant sur une idée toute simple : il arrive à formuler rigoureusement, à partir des axiomes en question, la phrase : « Je ne suis pas démontrable à partir de ces axiomes  ». Dès lors, si l’on arrive à démontrer cette proposition, cela signifie que la théorie n’est pas cohérente, puis qu’elle permet de démontrer un résultat faux. Et si l’on n’y parvient pas, cela signifie que la théorie n’est pas complète, puisqu’elle ne permet pas de démontrer un résultat… manifestement vrai !

Conséquence immédiate de ce théorème d’ « incomplétude  », un deuxième énoncé tout aussi désagréable pour Hilbert et ses partisans : il sera à tout jamais impossible de démontrer, en restant dans le cadre d’une théorie, le fait qu’elle ne comporte pas de contradiction. Bref, pour la théorie parfaite, vous pouvez aller vous rhabiller.

Cela n’empêcha pas les mathématiciens de continuer à vouloir être rigoureux, on ne se refait pas. Mais depuis, ils savent malgré tout que certaines conjectures qu’ils voudraient démontrer s’avéreront peut-être un jour « indécidables  », ni vraies ni fausses dans la théorie dans laquelle ils travaillent. C’est le cas pour un certain nombre de propositions, que l’on est donc obligé de rajouter à un système d’axiome déjà existant pour être « dans le bon cadre  ». L’exemple le plus connu est sans doute « l’axiome du choix  », qui dit tout simplement qu’il est possible, quels que soient la liste d’ensembles à laquelle on fait face, de choisir un élément dans chacun des ensembles. Prudence, ce n’est pas si évident qu’on pourrait croire.

Évidemment, travailler des années pour trouver une démonstration, et découvrir qu’elle ne peut pas exister, c’est rageant !

Ce théorème en tous cas ne change pas fondamentalement les choses pour les mathématiciens : bien peu se préoccupent des fondements de leur théories, tant qu’elles marchent !

Une sorte d’épilogue :
Le formalisme à la Hilbert a vécu et vit encore de beaux jours, avec notamment le collectif Bourbaki, nom de code d’un groupe de mathématiciens français, qui s’est lancé dans les éléments de mathématiques, dans la droite ligne d’Euclide et d’Hilbert, dont le premier tome sur les éléments est sorti en 1939, et qui est toujours actif (évidemment, les membres se renouvellent !)

L’apparition des ordinateurs a aussi un rôle important : la possibilité de calculer ou non un résultat devient centrale. Un ordinateur fonctionne un peu comme une « théorie parfaite  », et la question de savoir ce qui est ou non démontrable a été grandement remplacée aujourd’hui par la question de savoir ce qui est « calculable  » ou non.

Autre question : certains résultats importants ont été démontrés grâce à des ordinateurs. C’est certain que Poincaré n’aurait pas été content, car on ne comprend pas du tout pourquoi le résultat est vrai. Mais pour autant, peut on douter du fait qu’il l’est ?

1 Cet axiome peut sembler étrange. Il faut savoir que la définition des angles droits est assez tordue pour que l’on ait des raisons de s’inquiéter ; la voici en substance : quand deux droites se croisent, si deux angles consécutifs autour de ce croisement sont les mêmes, ce sont des angles droits.

2 Pour les curieux, qui veulent un petit extrait de l’original, traduction par B. Vitrac. Notez que j’ai pris pour 5e axiome (ici les « demandes  ») une proposition plus simple, qui est mathématiquement équivalente à celle proposée ici (si l’une est vraie, l’autre aussi).

Définitions

1. Un point est ce dont il n’y a aucune partie
2. Une ligne est une longueur sans largeur
3. Les limites d’une ligne sont des points
4. Une ligne droite est celle qui est placée de manière égale par rapport aux points qui sont sur elle
(…)
23. Des droites parallèles sont celles qui étant dans le même plan et indéfiniment prolongées de part et d’autre, ne se rencontrent pas, ni d’un côté, ni de l’autre

Demandes

1. Qu’il soit demandé de mener une ligne droite de tout point à tout point
2. Et de prolonger continûment en ligne droite une ligne droite limitée.
3. Et de décrire un cercle à partir de tout centre et au moyen de tout intervalle.
4. Et que tous les angles droits soient égaux entre eux.
5. Et que, si une droite tombant sur deux droites fait les angles intérieurs et du même côté plus petits que deux droits, les deux droites, indéfiniment prolongées, se rencontrent du côté où sont les angles plus petits que deux droits.

Notions communes

1. Les choses égales à une même chose sont égales entre elles.
2. Et si, à des choses égales, des choses égales sont ajoutées, les touts sont égaux.
3. Et si, à partir de choses égales, des choses égales sont retranchées, les restes sont égaux.
4. Et si, à des choses inégales, des choses égales sont ajoutées, les touts sont inégaux.
5. Et les doubles du même sont égaux entre eux.
6. Et les moitiés du même sont égales entre elles.
7. Et les choses qui s’ajustent les unes sur les autres sont égales entre elles.
8. Et le tout est plus grand que la partie.
9. Et deux droites ne contiennent pas une aire.

Podcast Science 91 – Les satellites artificiels

4 octobre 1957, les États-Unis prennent un énorme coup de massue: L’URSS vient d’envoyer dans l’espace le premier satellite de l’histoire de l’humanité, un oiseau qu’on appelait Spoutnik (Claude François sort de ce corps…) Cet événement lance véritablement la course à la conquête spatiale. Depuis, ce sont plus de 6000 satellites qui ont survolé nos têtes.

» Dossier “Satellites” composé par Marco

» Coup de gueule de Jorj Mc Kie sur le diesel cancérogène

La Quote de la semaine

“A l’heure où les satellites traversent toutes les frontières, les langues, les idéologies, il est impossible de créer une société hermétique.” – Allan Bay

Et voilà pour cette semaine ! Merci à tous nos poditeurs !

 

Podcast Science vous lance sur orbite

Episode présenté dans l’épisode #91.

Le 4 octobre 1957, c’est le choc pour les Etats-Unis: l’URSS lance la course à l’espace en mettant en orbite le premier satellite artificiel, Spoutnik 1. Il s’agissait d’une sphère de 58 cm de diamètre pesant 83,6 kg. Il fut placé sur une orbite elliptique à une altitude comprise entre 225 (périgée) et 947km (apogée) et faisait le tour de la Terre en environ 98 minutes.

Quelle était sa fonction? Tout simplement d’émettre un bip sur les fréquences radio de 20 à 40Mhz

Pour écouter ce bip:

1. http://www.mentallandscape.com/V_Sputnik.mp3     

 

Spoutnik
Reproduction de Spoutnik

Schema de Spoutnik
Schema de Spoutnik

l’étude de ses signaux devait  permettre d’étudier la propagation des ondes dans l’atmosphère et l’étude de sa trajectoire devait fournir des informations sur la densité de la haute atmosphère et sur la forme exacte de la Terre.

Les appareils électriques du satellite ont fonctionné pendant vingt-deux jours après le lancement, jusqu’à l’épuisement des batteries le 26 octobre 1957. Ensuite la trajectoire a été surveillée de manière optique et le 4 janvier 1958, Spoutnik est entré dans l’atmosphère et s’est consumé après avoir fait 1400 fois le tour de la Terre.
Entre temps les soviétiques ont déjà envoyé Spoutnik2, 1 mois seulement après Spoutnik1. Nikita Khrouchtchev , à l’époque premier secrétaire du parti communiste soviétique, avait exigé le lancement d’un second satellite en guise de célébration des 40ans de la révolution russe. Le satellite a donc été construit en seulement 4 semaines dans l’urgence. Mais ce satellite avait une également particularité: à son bord se trouve un être vivant, le premier être vivant à être envoyé en orbite, la fameuse chienne Laïka. Malheureusement l’histoire s’est mal terminée pour cette chienne, qui est morte 7 heures après le lancement. Elle serait morte de stress et de surchauffe à cause d’une défaillance dans le système de régulation de température. Mais elle prouva qu’un être vivant pouvait survivre en impesanteur.
Tout juste un mois après la destruction de Spoutnik1, les États-Unis lancent leur premier satellite Explorer1, en février 1958.
La France lancera Astérix son premier satellite fin novembre 1965.
Et le 12 avril 1961 les soviétiques envoient le premier homme dans l’espace, Youri Gagarine,  lors de la mission Vostok 1

Vostok 1
Reproduction de Vostok1

Depuis ce sont plus de 6000 satellites qui ont été mis en orbite.

Et pour la Suisse? Le premier satellite Suisse se nomme SwissCube et a été lancé en…2009. C’est un tout petit satellite de 800 grammes, muni d’un petit télescope. Mais il est l’œuvre d’un groupe d’étudiants qui viennent de différentes universités Suisses, dont l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Enfin, pour être complet sur les satellites Suisses en orbite, sachez qu’il y en a un deuxième qui a été lancé en Juillet 2010, par un groupe d’étudiants encore une fois, d’une Université en Suisse Italienne (SUPSI) (994 grammes pour celui-ci)

 

Lancement et trajectoire d’un satellite

Qu’est-ce qu’une orbite? En première définition, il s’agit de la trajectoire que suit un astre ou un satellite artificiel lorsqu’il est en mouvement autour d’un objet céleste de plus grande masse que lui. Cette trajectoire n’est pas aléatoire, mais résulte des lois de la gravitation. En guise de bref rappel, ou d’information pour ceux qui ne seraient pas familiers avec cette partie de la physique, rappelons que Newton avait stipulé que les corps s’attirent grâce à une force, la force gravitationnelle, qui est proportionnelle à leur masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance.C’est-à-dire une force qui suit une loi en carré inverse.

loi en carré inverse

Concrètement, tous les objets de l’univers possédant une masse crée un champ de force gravitationnel, même vous! Vous ne vous en rendez pas compte car votre masse est très faible devant la constante gravitationnelle. En effet G vaut 6,67.10^-11 N.m2.kg-2. Donc même s’il est extrêmement petit, ce champ de force que l’on crée par  notre masse, existe bel et bien. Le champ de force qui résulte de la masse de la Terre est bien plus important. Tellement plus important que nos muscles se fatiguent tous les jours à le vaincre pour nous maintenir debout et qu’il nous ramène au sol lorsque l’on saute. On pourrait alors se demander pourquoi les satellites ne retombent pas vers la Terre eux aussi, puisqu’ils sont également soumis au champ de gravité terrestre? En réalité ils retombent bien vers la Terre! Pour mieux comprendre, prenons l’expérience de pensée du “canon de Newton”: Imaginons un canon tirant des boulets, et négligeons les forces de frottement dues à l’atmosphère (Une fois lancés, les boulets conservent donc leur vitesse initiale). En augmentant progressivement la vitesse d’impulsion donnée au départ au boulet, celui-ci va retomber de plus en plus loin. A partir d’une certaine vitesse, l’objet chute mais sans jamais atteindre le sol du fait de la courbure de la Terre. A chaque instant l’élévation d’altitude due à la courbure de la Terre est compensée par la perte d’altitude due au champs gravitationnel terrestre. Le boulet est alors dit “satellisé” et chute en permanence vers la Terre sans jamais s’en rapprocher.

Canon de Newton

A chaque altitude correspond une vitesse, dite “vitesse de satellisation” qui est la vitesse minimale que doit posséder un satellite pour rester en orbite à cette altitude autour d’un astre. Cette vitesse dépend donc de la distance par rapport au centre de l’astre et de la masse de l’astre (La formule est: V=Rac(GM/D)) Par exemple pour la Terre, la première orbite théoriquement utilisable se trouve à 200km d’altitude (à cette altitude, nous sommes au-dessus de l’atmosphère. Les satellites en orbite ne subissent alors plus de force de frottement qui les ralentirait) A cette altitude, la vitesse de satellisation vaut environ 7,8km/s. Cette vitesse est souvent appelée “première vitesse cosmique”

Si le satellite est lâché sur une orbite donnée avec une vitesse inférieure à cette vitesse de satellisation, l’objet va alors retomber sur Terre.

Dans le cas d’une vitesse égale à la vitesse de satellisation, la trajectoire décrit un cercle.

Si la vitesse est plus élevée, l’objet va alors décrire une ellipse, c’est à dire que sa distance par rapport à l’astre ne reste pas constante et varie entre un minimum qu’on appelle le périgée, et un maximum qu’on appelle l’apogée. Plus la vitesse (tangentielle) sera élevée, plus l’apogée se situera loin. Vous vous doutez alors, qu’il existe une vitesse à partir de laquelle l’apogée se trouve si loin, que le corps en orbite se retrouve alors arraché de l’attraction gravitationnelle de l’astre. Cette vitesse est appelée vitesse de libération. Elle est de 11km/s pour une orbite à 200km d’altitude

Une fois en orbite, la trajectoire du satellite va alors dépendre des 3 lois de Kepler.Ces lois ont été établi par Joannes Kepler en 1609 suite aux analyses des observations astronomiques de Tycho Brahé.

Tout d’abord il en a déduit une 1ere loi (loi des orbites) qui dit que l’orbite d’un satellite a la forme d’une ellipse dont un des deux foyers se trouve au centre du corps céleste autour duquel il gravite. (Une orbite circulaire est un cas particulier de l’ellipse où les deux foyers sont confondus au centre du cercle). Dit autrement et dans le contexte du système solaire, cela donne simplement: “Les planètes décrivent une ellipse, dont le soleil est l’un des foyers”

La 2e loi, la loi des aires, nous dit ensuite que la droite qui relie le centre de l’astre au satellite, balaie toujours une aire égale dans un intervalle de temps donné. Appliqué au système solaire, le rayon Soleil-planète balaie des aires égales pendant des intervalles de temps égaux. La conséquence est donc qu’en parcourant son ellipse, plus le satellite sera loin de l’astre, plus lente sera sa vitesse (Puisque le segment [Astre-Satellite] balaie une plus grande surface, il doit le faire plus lentement)
Par exemple, pour la Terre, son périhélie(=point de l’ellipse où la Terre est la plus proche du soleil) est atteint entre le 3 et le 5 janvier (en 2012 ce fut le 5 janvier à minuit).
A cette date, la Terre est à 0,983 ua (la distance est donnée en unité astronomique, 1 unité astronomique étant la moyenne temporelle de la distance Terre-soleil. 1ua= 149 597 870,691 km), sa vitesse est alors de 30,4 km/s
Le 5 juillet 2012 à 3:00, elle sera à son aphélie. Sa distance sera alors de 1,017 ua et sa vitesse sera de 29,4km/s
Loi des aires

Enfin la 3e loi, la loi des périodes, stipule que la période de rotation du satellite autour du corps varie comme le cube de la longueur du grand axe de l’ellipse. Si T est la période et a le grand axe de l’ellipse (=la plus grande distance entre l’astre et le satellite) alors T^2 est proportionnel à a^3. Ainsi si l’on connait la période d’un satellite, on en déduit sa distance à l’astre et inversement.

A partir de ces lois de Kepler, on arrive à déterminer la trajectoire et donc la période orbitale (intervalle de temps compris entre deux passages consécutifs d’un satellite par un point de son orbite) et la vitesse orbitale (vitesse du satellite par rapport au centre de la planète) d’un satellite.

Le calcul nous donne par exemple une vitesse de 3km/s pour une orbite géostationnaire.

 

Catégories de satellites

La mise en orbite d’un satellite présente des avantages suivant le domaine d’application.

  • Satellite de télécommunications: Ce sont des satellites utilisés uniquement pour transmettre des informations d’un point à un autre de la Terre, que ce soit des communications téléphoniques ou des transmissions de données (Ce que permettent des réseaux de téléphonie par satellite comme Globalstar, Iridium ou Thuraya), ou encore des programmes télévisés.Ces derniers transitent principalement par la flotte d’Intelsat (flotte de 51 satellites) Eutelsat (Hot-Bird, Atlantic Bird 3, W1, W2, W3) et celle de la SES ou Société Européenne de Satellites, Astra 1 et 2. Ce sont ces satellites qui émettent les bouquets de chaînes payantes reçues sur nos paraboles. Ils sont situés sur une orbite particulière qu’on appelle l’orbite géostationnaire (environ à 36 000km d’altitude), qui comme son nom l’indique, est une orbite où le satellite reste toujours au même endroit par rapport à la Terre. On comprend que pour éviter d’avoir à régler en permanence nos antennes paraboliques, cette orbite a un intérêt non négligeable pour les satellites de communications…
  • Satellite de télédétection: Ces satellites d’observation  scrutent la Terre dans un but scientifique (température de la mer, évolution du manteau neigeux, zone de sécheresse, suivi des aérosols en suspension dans l’atmosphère etc.), économique (ressources naturelles, agriculture, etc.) ou militaire (satellite-espion). Comme exemple on trouve la famille de satellites de METEOSAT qui fournissent des données pour observer les phénomènes atmosphériques et nous permet de faire des prévisions météorologiques. En général les satellites de télédétection ont une orbite orbite héliosynchrone. Ce sont des orbites dans le plan polaire dont l’altitude (qui est typiquement entre 600 et 1000km) et l’inclinaison (proche de 90°) sont choisis de façon à ce que l’angle entre le plan d’orbite et la direction du soleil reste à peu prés constant. Ainsi sur une telle orbite le satellite repasse au dessus du même point de la surface, à la même heure et donc avec le même éclairement de la zone observée.

    Le satellite Pléiades-1

    Pratique pour des satellites qui effectuent des photographies en lumière visible dans le but d’observer des variations, comme la flotte de satellites SPOT qui photographie la planète depuis plus de 20ans, ou le tout nouveau Pléiades-1 . Par contre d’autres satellites comme ceux de METEOSAT se situent plutôt sur une orbite géosynchrone afin d’observer une même zone.

Hubble

Il y a également le satellite européen Planck qui traque des informations concernant les origines de l’univers (comme le “bruit de fond cosmologique” c’est-à-dire le rayonnement fossile de la toute première lumière de l’univers, émise 380 000 ans après le Big Bang)

Enfin, comment ne pas citer les stations spatiales, qui sont habitées par l’homme, tout le long de leur durée de fonctionnement. Aujourd’hui on connait la Station spatiale internationale , sa construction a débuté en 1998, et elle est occupée en permanence depuis 2002.

Par le passé les américains possédaient également la station Skylab (lancée en 1973 et désintégrée en 1979 en rentrant dans l’atmosphère) Et côté Russe il y eu d’abord les stations Saliout (7 envoyées entre 1971 et 1991, dont 6 qui ont été réellement occupé), puis la fameuse station Mir, en orbite de 1986 à mars 2001.

Les débris spatiaux, pollution extra-atmosphérique

Une chose à laquelle on pense moins, c’est au devenir de tout ces engins qu’on envoie dans l’espace.

Si beaucoup de matière retombent sur Terre ou se désintègrent dans l’atmosphère, ou sont envoyés vers des orbites dites “poubelles” ou orbite de rebut, une grosse partie erre sur les orbites usuelles. Et il y en a un nombre tellement important que les orbites terrestres commence à ressembler à des décharges orbitales.

La NASA estime qu’il y aurait plus de 22 000 objets ou fragments de plus de 10cm, mais plusieurs millions si l’on compte les fragments plus petits! Ces objets sont des satellites à l’abandon, des fragments de satellites ou encore des morceaux provenant d’explosion d’engins spatiaux (et dans ce cas ce sont plusieurs milliers de débris qui sont éparpillés)

Debris sur l'orbite basse
Cartographie des débris en orbite basse

Ces objets représentent bien sûr un danger. Quand ce n’est pas le danger qu’ils retombent sur Terre, le plus gros danger sont les risques de collisions avec les satellites en activité, les fusées qui couperaient leur trajectoire, voire des débris entre-eux (ce qui engendre également de nouveaux débris et donc accroit encore plus les risques). Ces objets peuvent aller à des vitesse de 30 000km/heure!

En octobre 2008, une opération de rehaussement de l’orbite de la Station Spatiale Internationale avait d’ailleurs été reporté de quelques jours à cause d’un nuage de débris se trouvant sur la nouvelle orbite, que la station aurait pu croiser.

Les probabilités de collisions sont encore très faibles, mais cela est pourtant arrivé en février 2009, le satellite d’une société Américaine, Iridium33 (un beau bébé de 560kg) est entré en collision à une altitude de 790km, avec un satellite russe hors service (Cosmos 2251, qui faisait lui un bon 900kg). Ce sont donc plusieurs milliers de débris qui se sont éparpillés sur les orbites voisines.

L’existence de cette pollution spatiale est donc non négligeable et il faut vraiment la prendre en considération avec une énorme attention.

Heureusement, nos amis Suisses sont là, et on en revient à parler de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne puisque des chercheurs de cette Grande Ecole, ont pour projet de concevoir une espèce de “satellite éboueur” pour nettoyer les orbites terrestres les plus encombrées.

Ce projet a été annoncé très récemment en février 2012, et un premier prototype, le Clean Space One, est en cours d’étude au sein du Swiss Space Center. Il aura pour but d’aller récupérer le satellite SwissCube (vous vous souvenez? Le premier satellite Suisse!), puis de redescendre avec lui et d’aller brûler dans l’atmosphère.

Vidéo: Clean Space One

La réalisation est prévue entre 2015 et 2017, tout dépendra du financement obtenu, puisque c’est un projet qui coûte quand même 8 millions d’euros. C’est une somme, mais ce projet sera certainement à l’origine de nombreux autres projets du même type, car même si la construction de satellites éboueur est couteux, les enjeux économiques sont bien plus importants, puisque l’augmentation du risque de collision aura pour conséquence l’augmentation du coût des assurances sur les satellites (qui s’élève à 20 milliards de dollars pour un satellite de communication) et par ricochet, l’augmentation du prix des services par ces satellites…

Enfin pour conclure sur ce dossier, il faut savoir que certains des satellites en orbite sont observables à l’œil nu et notamment la station ISS. De nombreux sites ou logiciels fournissent les éphémérides (UNE éphéméride), c’est à dire des tables astronomiques qui fournissent pour chaque jour les positions des astres et objets célestes comme Heavens-Above, CalSky, Celestrak.

 

sources: http://www.astrosurf.com/luxorion/satellites-artificiels.htm

http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=2668

http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/414-une-courbe-particuliere.php

http://www.sciencesetavenir.fr/espace/20120216.OBS1562/cleanspace-one-profession-nettoyeur.html

http://www.sciencesetavenir.fr/espace/20090212.OBS4459/collision-inedite-de-deux-satellites.html

http://www.voyage-univers.com/2012/05/06/les-debris-spatiaux-veritable-pollution-extra-atmospherique/

Retour sur l’annonce du CIRC sur le diesel cancérogène

La semaine dernière en fin d’émission, nous avons évoqué  l’annonce faite par l’OMS qui maintenant classe officiellement les gaz d’échappement des moteurs diesel comme cancérogènes pour l’homme. Notre ami Jorj McKie voulait revenir à travers un petit billet d’humeur dans l’épisode #91, sur cette annonce  du CIRC et son traitement par les médias, qu’il trouve surdramatisé.

Plus que l’annonce du Centre International de Recherche sur le Cancer le CIRC, c’est la façon dont les médias ont rapporté ce communiqué de presse, qui m’a intéressé. Pour que les choses soient bien claires, je ne remets pas du tout en cause les travaux du CIRC ou l’étude qui a été décisive, paradoxalement je trouve même, que c’est plutôt une bonne nouvelle. Je vous dirai pourquoi.

En attendant, je vais prendre comme exemple Europe 1 qui annonce dans sa matinale, je cite : “La pollution mortelle des voitures diesel” … “42 000 décès dus au diesel”… ” un chiffre du ministère de l’Écologie” “1 000 à 1 500” cancers du poumon dus au diesel… soit 5 à 10 % des cancers du poumon”… «des chiffres de l’Institut National du Cancer». http://www.europe1.fr/MediaCenter/Emissions/La-question-environnement/Sons/Les-dangers-du-diesel-1126265/

Ou encore l’Express qui titre reprenant les dires d’un expert cité par Le Parisien. «Rouler au diesel, c’est criminel» «À moins de 10 000 km par ans, rouler au diesel c’est criminel» http://www.lexpress.fr/actualite/sciences/sante/rouler-avec-un-diesel-c-est-criminel_1124316.html

Pour être honnête, France-Info modère un peu la position médiatique http://www.franceinfo.fr/environnement/la-pratique-de-l’auto/diesel-cancerigene-ce-n-est-pas-une-revelation-645785-2012-06-14

Mais pas Libération qui titre: «Les gaz diesel classés super cancérogènes» http://www.liberation.fr/societe/2012/06/13/les-gaz-diesel-classes-super-cancerogenes_826141

Je ne sais pas vous, mais des annonces pour faire peur comme celles-là me minent la journée.   Alors, avant mettre votre criminel de voisin et sa Peugeot diesel en prison, on pourrait regarder : Qui dit quoi ?

Sur son site, le ministère de l’écologie du développement durable et de l’énergie, écrit dans son Plan particules :   “En 2005, une évaluation de l’impact sanitaire à l’échelle de 25 pays de l’Union européenne, réalisée dans le cadre du programme CAFE (Clean Air for Europe) de la Commission européenne, estimait qu’en France près de 42 000 décès par an étaient dus à la pollution de l’air par les particules PM 2,5, liées aux activités de l’homme.” http://www.developpement-durable.gouv.fr/Quels-sont-les-impacts-de-la.html

Ha ! Tiens, on ne parle déjà plus de  42 000 décès dus au diesel, mais de 42 000 décès dus aux particules fines.   Mais alors d’où viennent ces particules fines ? Regardons à la page précédente du site de ce même ministère. http://www.developpement-durable.gouv.fr/D-ou-viennent-les-particules.html   Qui nous apprend que :   Les émissions primaires de particules PM 2,5 en France (Sources CITEPA 2008) sont à :

  • 34 % d’origine domestique (appareils de combustion au bois très majoritairement)
  • 31 % d’origine industrielle et issue de la transformation de l’énergie
  • 21 % d’origine agricole
  • 14% issues du secteur des transports.

Tout ça n’est donc pas une bonne nouvelle, il faudra aussi envoyer en prison votre voisin écolo et sa chaudière à bois.   (des données plus précises, sur le site du ministère) http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/ar/227/1101/pollution-lair-particules.html

Et qu’en est-il de nos 1 000  à 1 500 cancers dus au diesel : Effectivement l’Institut national du cancer dit sur sa page relatant la fameuse annonce du CIRC :   “En France, les particules fines diesel seraient responsables d’environ 1 000 à 1 500 nouveaux cas de cancer du poumon sur les 39 500 nouveaux cas estimés en 2011, et de 600 à 1 100 décès”. http://www.e-cancer.fr/toutes-les-actualites/7032   Nous y voilà, Salaud de diesel ! Oui, mais la fiche de référence disponible sur cette même page “Risque de cancer et particules fines” dit:   “Pour l’année 2002 et selon les estimations retenues, 600 à 1100 décès par cancer du poumon (6 % à 11 % de la mortalité par cancer du poumon) et 3 000 à 5 000 décès par maladie cardiorespiratoire (5 % à 7 % de la mortalité de cette nature) seraient attribuables à cette exposition chronique (aux particules fines, ndlr ).

Un total de 6 000 à 9 000 décès, toutes causes confondues, pourrait également lui être attribué (soit 3 % à 5 % de la mortalité totale pour la population concernée) ”  Télécharger la Fiche repère Risques de cancers et particules fines (1.01 MB)

He bien! Vous voilà rassuré, je vous l’avais dit; si vous mourez d’un cancer du poumon, pas de quoi s’inquiéter, il y a finalement relativement peu de chance que ce soit dû au diesel. Plus sérieusement, revenons à l’annonce du CIRC. Que dit-elle ? Que suite à une étude robuste de 2011, qui porte sur des travailleurs très exposés aux gaz d’échappement des moteurs diesel, les chercheurs ont trouvé une augmentation significative de risque de cancer du poumon. Après avoir croisé et éliminé de multiples causes, les gaz d’échappement des moteurs diesel apparaissent comme un facteur déterminant de cette pathologie. Cette étude fait suite à d’autres, et permet en toute logique au CIRC de faire passer les émanations de diesel du groupe A2 au groupe 1 c’est à dire de probablement cancérogène pour l’homme, à cancérogène pour l’homme. http://www.iarc.fr/fr/media-centre/iarcnews/pdf/BackgrounderMono-105.pdf

Ce n’est pas vraiment une surprise ni un coup de massue. Plusieurs études allaient déjà dans cette direction et la frontière était proche depuis longtemps. Le diesel, (enfin ses gaz de combustion), va donc rejoindre ses 107 petits camarades identifiés du groupe 1, dont le plutonium, le virus de l’hépatite B, mais aussi l’alcool, les benzopyrènes, la pilule, etc. http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/ClassificationsGroupOrder.pdf

Et le CIRC de conclure dans un langage dont seule l’OMS est dépositaire. « Étant donné l’impact supplémentaire des particules émises par les moteurs Diesel sur la santé, l’exposition à ce mélange de produits chimiques devrait être réduit à travers le monde »

Cela rassure, Non? ! Une vraie directive, pleine de bon sens et qui ne mange pas de pain.

Le communiqué de presse du CIRC : http://www.iarc.fr/fr/media-centre/pr/2012/pdfs/pr213_F.pdf

L’étude à laquelle se réfère le communiqué : http://www.oxfordjournals.org/our_journals/jnci/press_releases/silvermandjs034.pdfhttp://www.oxfordjournals.org/our_journals/jnci/press_releases/attfielddjs035.pdf

Alors, pourquoi je pense que cette annonce est plutôt une bonne nouvelle? Par ce qu’elle va très certainement pousser les autorités à mieux protéger les travailleurs les plus exposés, ce qui ne fera pas de mal aux populations moins exposées. C’est à dire nous. Voir même encourager des études sur la pollution globale due aux particules fines.

Laissez moi le droit de rêver.

Allez bonnes vacances à tous, avec vos voisins, au tour d’un super barbecue plein de benzopyrènes pour un bon apéro bien alcoolisé. Mais là, je doute fort que les médias vous traitent de criminels.

Compléments: