Produire de l’énergie électrique en utilisant le rayonnement infrarouge émis par la Terre ? Le physicien Federico Capasso (Université de Harvard, États-Unis) et deux de ses collègues pensent qu’une telle performance est possible.

Le 3 février 2014, ces trois scientifiques ont en effet publié un article dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. Dans cet article, ils décrivent un dispositif qui, selon eux, pourrait permettre de produire de l’énergie électrique en utilisant le rayonnement infrarouge (soit en d’autres termes, la chaleur) émis par la Terre.

Distribution du rayonnement infrarouge (à droite) émis par la Terre – NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Certes, la puissance électrique qu’il est possible d’escompter d’un tel procédé demeure assez modeste. Mais s’il était couplé à des cellules photovoltaïques, ce dispositif pourrait toutefois permettre d’obtenir une puissance électrique complémentaire durant la nuit, lorsque les panneaux solaires ne produisent presque plus d’énergie.

Cette technologie pourrait notamment se révéler fort utile pour tous les lieux du globe où l’énergie électrique provient exclusivement des panneaux solaires, comme les zones désertiques par exemple. Des lieux où les panneaux solaires deviennent inefficaces lorsque la nuit tombe, obligeant à recourir à d’autres dispositifs, comme des batteries électriques.

À quoi ressemble le dispositif dont le principe a été décrit par Federico Capasso et ses collègues ? Il s’agirait d’une sorte de panneau solaire photovoltaïque qui, au contraire des dispositifs photovoltaïques classiques conçus pour capter la lumière reçue du soleil, produirait de l’énergie électrique en émettant du rayonnement infrarouge.

Plus précisément, ce dispositif serait composé de deux plaques, de température différente : une plaque à température ambiante, et une plaque froide, disposée sur la plaque chaude.  La plaque froide, constituée d’un matériau très émissif (l’émissivité est la capacité d’un matériau à émettre de l’énergie par rayonnement) aurait pour mission d’émettre la chaleur transmise par la plaque chaude vers le ciel.

En d’autres termes, c’est grâce à la différence de température entre la plaque chaude et la plaque froide que ce dispositif serait capable de produire de l’énergie électrique. Grâce à cette différence de température, les auteurs de l’étude estiment qu’il pourrait être possible de générer quelques watts par mètre-carré, de jour comme de nuit…

Il s’appelle « Pithovirus », et il a 30 000 ans. Découvert dans le sol gelé de la Sibérie par des chercheurs français et russes, ce virus géant fait l’objet de toutes les attentions. Et pour cause, puisque Pithovirus est un nouveau type de virus géant, inconnu jusqu’ici des biologistes.

La découverte de Pithovirus porte à trois le nombre de familles de virus géant connues à ce jour. Les deux familles de virus géant connues jusqu’ici étant celle des Megaviridae et celle des Pandoraviridae.

Le virus « Pithovirus », âgé de 30 000 et découvert dans le sol gelé de la Sibérie, est un nouveau venu dans la famille des virus géants © Julia Bartoli & Chantal Abergel, IGS, CNRS/AMU

Quelles sont les mensurations de Pithovirus ? Cet organisme est long de 1,5 micron, pour 0,5 micron de diamètre. Quant à son génome, il est constitué de 500 gènes environ, une taille très supérieure au génome des virus habituels (grippe, SIDA…). Toutefois, la taille de ce génome est inférieure à celui des Pandoravirus, qui peut atteindre les 2500 gènes (rappelons que le fait de posséder un grand nombre de gènes est l’une des caractéristiques des virus géants).

Au-delà de l’intérêt purement sci

entifique de la découverte de Pithovirus, sa mise au jour  dans le sol gelé de la Sibérie montre aussi que les virus peuvent survivre dans le sol gelé des régions arctiques sur de très longues périodes.

Or, cela laisse penser que l’exploitation des ressources minières dans les régions proches des pôles (une exploitation qui s’accroît avec le réchauffement climatique) pourrait engendrer des problèmes de santé publique non anticipés jusqu’ici.

De fait, on peut légitimement redouter que les forages réalisés dans ces régions du globe débouchent sur la résurgence de virus considérés aujourd’hui comme éradiqués. Comme par exemple le virus de la variole, dont le processus de réplication est similaire à celui des Pithovirus.

Selon une étude américaine, les individus âgés de 50 à 65 ans qui mangent beaucoup de protéines animales (viande, lait, fromage…) présentent un risque accru de mourir d’un cancer : cette probabilité serait quatre fois plus élevée que celle prévalant chez les personnes du même âge, mais dont le régime alimentaire est pauvre en protéines animales.

D’après les auteurs de l’étude, ce risque serait à peu près équivalent à celui auquel s’exposent les fumeurs réguliers.

Ce résultat est issu d’une étude menée durant 18 ans sur une population de 6318 personnes, lesquelles étaient âgées de 50 ans au moins au début de l’étude.  Les conclusions de ces travaux ont été publiées le 4 mars 2014 dans la revue Cell Metabolism, sous le titre “Low Protein Intake Is Associated with a Major Reduction in IGF-1, Cancer, and Overall Mortality in the 65 and Younger but Not Older Population”

A forte dose, la consommation de protéines animales (ici un steak « Venison ») accroît le risque de cancer et diminue l’espérance de vie -
FotoosVanRobin from Netherlands (Venison Steaks) [CC-BY-SA-2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], via Wikimedia Commons

Mais ce n’est pas tout. Car au-delà du seul risque de cancer, ces travaux montrent aussi que la probabilité de mort prématurée toutes causes médicales confondues (cancer, diabète, autres causes médicales…) est sensiblement augmentée dès lors que des protéines animales sont consommées fréquemment.

A l’issue de l’étude, les auteurs de ces travaux ont constaté que les participants qui étaient âgés de 50 à 65 ans au début de l’étude, et dont le régime alimentaire était riche en protéines animales, présentaient un taux de mortalité augmenté de 75 % au cours des 18 années de l’étude par rapport aux participants à l’étude dont le régime alimentaire était pauvre en protéines animales.

Autre résultat, issu de cette étude : lorsque les protéines consommées ne sont plus d’origine animale mais végétale, l’augmentation du risque de mortalité est atténuée, voire supprimée.

Mais au fait, comment les auteurs de cette étude ont-ils défini ce qu’est un régime alimentaire « riche en protéines » ? Il s’agit d’un régime dont 20 % au moins des calories proviennent de protéines (animales et végétales). Tandis qu’un régime « pauvre en protéines » était, toujours selon les critères de l’étude, un régime dont moins de 10 % des calories étaient issues de protéines animales et végétales.

La nébuleuse NGC 2174 se trouve entre les étoiles Sirius et Rigel, au sud de la constellation d’Orion. Cette image infrarouge des volutes gazeuses de la nébuleuse a été prise par le télescope spatial Hubble. Photo Nasa/ESA/STSCI

La scène se déroule, infiniment lente, dans le chaos immobile de la nébuleuse NGC 2174, au sud de la constellation d’Orion. Là, à 6400 années-lumière de la Terre, une étoile est en train de naître. C’est le télescope spatial Hubble qui a saisi, dans l’immense nébuleuse, qui s’étend sur des dizaines d’années-lumière, l’invisible événement. Invisible oui, au sens littéral du terme puisque l’image prise en 2001 dans le domaine visible – les longueurs d’onde auxquelles l’œil humain est sensible, n’a rien vu. Mais en 2014, armé d’une caméra infrarouge, le télescope spatial a rendu la nébuleuse transparente, et dans ces nuées d’hydrogène, il a vu l’étoile naissante, en pleine contraction, qui organise autour d’elle un disque de matière en rotation et éjecte, par ses deux pôles, d’immenses jets de plasma…

La nébuleuse NGC 2174 a été photographiée par le télescope spatial Hubble, en lumière visible, en 2001, à gauche. En 2014, la nébuleuse a été de nouveau photographiée par Hubble, dans le rayonnement infrarouge. Photos Nasa/ESA/STSCI.

La comparaison des deux images, visible et infrarouge, donc, est fascinante. Mais tout d’abord, les données techniques : l’image optique de 2001 a été prise à quatre longueurs d’onde, 502, 656, 676 et 814 nanomètres. Des couleurs verte et rouge, donc, plus une incursion dans l’infrarouge très proche (814 nm). L’image infrarouge, elle, a été prise à des longueurs d’onde complètement invisibles : 1005, 1250 et 1600 nanomètres, soit 1, 1,25 et 1,6 micromètre. L’image infrarouge est, même si cela ne se voit pas ici, très légèrement moins « nette », résolue, disent les astronomes, que l’image optique. Pour fixer les idées, la capacité de résolution de Hubble, dans l’infrarouge, avoisine 0,1 » (0,1 seconde d’arc, il s’agit d’un angle). Ce chiffre, qui peut sembler abstrait, abscons pour les non initiés, est décisif, puisque c’est le pouvoir de résolution d’un télescope qui nous permet de mieux comprendre ce que l’on voit sur les images du ciel qu’il prend : 0,1 » , à 6400 années-lumière, cela représente 30 milliards de kilomètres… C’est la taille du plus petit détail, du pixel, disons, de ces images. Pas étonnant, dès lors, qu’en près de quinze ans, les tumultueuses volutes de NGC 2174 semblent n’avoir pas bougé… En réalité, elles sont soufflées à plusieurs dizaines de kilomètres par seconde par le rayonnement puissant des jeunes étoiles qu’elles ont fait naître voici quelques millions d’années, et que l’on voit à droite de l’image. Mais si les images de la nébuleuse semblent figées, on peut toutefois deviner le drame cosmique qui se joue dans Orion : regardez, toutes les volutes de la nébuleuse sont parcourues d’un liseré brillant : c’est là, sur le front d’ionisation, que le rayonnement des jeunes étoiles chauffe, érode et souffle lentement la nébuleuse, qui finira par s’évaporer dans l’espace interstellaire.
Serge Brunier

Au centre de l’image infrarouge prise par le télescope spatial Hubble, une étoile naissante expulse des jets de gaz. Photo Nasa/ESA/STSCI.