L’arachide est, avec l’oeuf et le lait, l’un des aliments les plus sensibles : elle représente 80 % des allergies infantiles. / Ph. ruurmo via Flickr, CC BY-SA 2.0

Dans les faits, les allergies alimentaires ont doublé en cinq ans et touchent aujourd’hui au moins 4 % des Français adultes et 8 % des enfants. Tous les aliments peuvent en principe causer une allergie, mais le lait, l’œuf et l’arachide concernent 80 % des enfants touchés.

L’IMMUNITÉ CHAMBOULÉE

L’allergie est due à une réaction anormale de notre système immunitaire lors d’un contact avec un agent pathogène. Habituellement, les aliments, comme d’autres substances étrangères telles que le pollen, les poils de chat, etc., sont bien tolérés. Mais pour une raison qui reste inexpliquée, en leur présence, notre organisme réagit parfois en produisant des anticorps particuliers, les immunoglobulines E, ou IgE, responsables des symptômes de l’allergie : urticaire, boutons, crises d’asthme, etc. D’où vient cette hypersensibilité croissante ? Les causes sont multiples.

Une des raisons du boom des allergies alimentaires serait notre mode de vie moderne qui aurait déstabilisé notre immunité :

“On pense qu’aujourd’hui, à cause du recours massif aux antibiotiques, de la diminution de l’allaitement maternel et d’un environnement aseptisé, les bébés ne sont pas assez confrontés aux bactéries, inoffensives pour la plupart, qui sont indispensables à ‘l’éducation’ de leur système immunitaire, qui est vierge à la naissance”, explique Gisèle Kanny, du service de médecine interne, immunologie clinique et allergologie, au CHU de Nancy.

“Ces microbes apprennent au système immunitaire à tolérer certains éléments étrangers à l’organisme, poursuit-elle. Faute d’un contact suffisant avec ceux-ci, le système immunitaire est ainsi désorienté et se met à lutter contre certains aliments, les pollens ou les acariens, provoquant plus d’allergies”. C’est la “théorie hygiéniste”.

Autre facteur pouvant expliquer la hausse des allergies alimentaires : la pollution de notre environnement par le transport automobile, les peintures d’intérieur, etc. Ces substances toxiques peuvent favoriser la production de cellules immunitaires spéciales baptisées TH2, et qui encouragent la production des IgE. Mais médecins et chercheurs pointent aussi du doigt l’industrie agroalimentaire.

TRAITEMENTS INDUSTRIELS

C’est que les plats tout prêts peuvent contenir un grand nombre d’aliments – de 10 à 20 en moyenne – et sont donc plus susceptibles de renfermer des ingrédients responsables d’allergies. De plus, les nombreux traitements industriels subis par les produits alimentaires peuvent provoquer la transformation de molécules “naturelles” inoffensives en protéines allergisantes. Enfin, l’association de différents produits peut aussi faire apparaître de nouveaux allergènes ou des réactions croisées. Ainsi, une étude réalisée en 2003 par des chercheurs anglais a prouvé que mélanger du lait de soja avec de la cacahuète multiplie par 2,6 le risque d’allergie à la cacahuète.

Un autre cause de l’augmentation des allergies : le mode d’alimentation. “Les aliments consommés sont en effet de plus en plus diversifiés ; or de nombreux produits exotiques, tels que le sésame ou les fruits à coque (noix de macadamia, noix de pécan…) peuvent entraîner des réactions allergiques ; d’où une augmentation des allergies”, souligne le médecin du CHU de Nancy. De plus, les systèmes de culture intensive favorisent la production, dans les fruits et légumes, de protéines de stress (des “profilines”), très allergisantes. A noter : des précautions peuvent êtres prises dans l’alimentation du nourrisson afin de limiter les risques qu’il ne développe une allergie.

Aujourd’hui, les allergies, d’une manière générale, figurent au 4e rang des maladies chroniques les plus fréquentes dans le monde, selon l’Organisation mondiale de la santé. Elles touchent un Français sur cinq, surtout des enfants. Et les prévisions ne sont pas bonnes : une personne sur deux pourrait être allergique en 2020.
K.B.

LES ALLERGIES DANS LE MONDE

Les allergies dues aux agents extérieurs tels que les pollens sont les plus fréquentes : 94% des allergies aux États-Unis, 90% au Royaume-Uni, 82% en Italie, 80% en France, 73% en Allemagne et 63% en Espagne. Viennent ensuite les allergènes d’intérieur (moisissures, poussières, acariens), qui affectent davantage les Américains (68% des allergiques) et les Français (63%). Les Américains (35%) et les Français (30%) sont aussi les plus sensibles aux animaux, devant les Espagnols (27%). Le printemps est la saison où les allergiques souffrent le plus (92%). La gêne (boutons, difficultés respiratoires) dure de 6 à 30 semaines pour la moitié des individus, moins de 6 semaines pour 39% et plus de 31 semaines chez 11%. Toutes ces affections sont en plein boom, pour les mêmes raisons que les allergies alimentaires, notamment la mauvaise éducation du système immunitaire.

Dans le métro parisien. / Ph. MPhotographe CC BY-ND 2.0, via Flickr

La réponse est sans ambiguïté : que ce soit à Paris, Toulouse, Lyon ou Rennes, partout l’air du métro est plus pollué que celui de la rue ! Pour une bonne raison, qui tient en un mot : les particules. Car les mesures sont unanimes : les concentrations de particules en suspension dans l’air (les aérosols) y sont toujours 2 à 10 fois plus fortes qu’à l’extérieur !

Ces concentrations diffèrent d’un réseau à l’autre, mais aussi, pour un même réseau, d’une station à une autre. Elles varient également dans le temps, atteignant des maximums aux heures de pointe. La taille du réseau, le type de matériel roulant, l’efficacité de la ventilation, la fréquentation et la localisation des stations sont autant de paramètres qui influent sur la quantité de particules dans l’air ambiant.

PICS EN HEURE DE POINTE

En clair, il s’agit d’une pollution endémique issue de l’exploitation même du métro : les particules sont produites par le frottement de pièces mécaniques les unes contre les autres, qui use petit à petit les roues, les rails, les patins d’alimentation ou encore, et surtout, les plaquettes de freins.

A ces aérosols fraîchement produits viennent aussi s’ajouter les poussières plus anciennes qui tapissent le métro partout où le personnel de nettoyage ne passe pas le chiffon et qui sont remises en suspension dans l’air par le déplacement des trains ou des usagers. Ainsi, plus la circulation des rames est importante, la fréquentation du métro élevée, et plus les niveaux de pollution enregistrés grimpent.

Conséquence : si l’on devait appliquer à l’air des métros les normes en vigueur pour l’air extérieur, bien peu d’entre eux pourraient se targuer de respecter les seuils réglementaires. Si les réseaux de transport souterrain les moins pollués sont généralement les plus petits et les moins fréquentés, la concentration de particules dépend également de l’âge du matériel roulant.

En effet, les générations de trains les plus récentes sont équipées de systèmes utilisant le moteur électrique pour ralentir les rames en lieu et place du freinage mécanique qui produit un très grand nombre de particules. Dans ces conditions, rien d’étonnant qu’avec ses 16 lignes, ses 213 kilomètres de voies, ses millions de voyageurs par jour et son matériel vieillissant, le métro parisien se voie décerner le titre de métro le plus pollueur et le plus pollué de France.

UNE POLLUTION TENACE

Dans la capitale, les concentrations peuvent dépasser, sur une heure, 1 000 microgrammes/m3 dans les stations de certaines lignes, notamment des lignes RER A et B, alors que dans la rue, même lorsque le trafic routier est à son apogée, ces concentrations atteignent 100 à 200 microgrammes/m3 (le seuil d’alerte en France se situant à 80 microgrammes/m3 pour les PM10).

Une pollution bien difficile à éliminer puisque, jusqu’à aujourd’hui, ni le chaulage, technique qui consiste à badigeonner les voies de chaux pour empêcher, lors du passage des rames, la remise en suspension des particules déposées au sol, ni le dépoussiérage de l’air grâce à un véritable train aspirateur, n’ont permis de venir à bout de toute cette crasse.

Ajoutons, pour compléter ce noir tableau, que la plupart des polluants que l’on trouve dans nos villes (oxydes d’azote et dioxyde de soufre notamment) se retrouvent également dans les tunnels du métro puisque l’air que nous y respirons provient, bien évidemment, de l’extérieur.

TOXIQUES POUR NOTRE ADN

Toxiques, les particules du métro ? Oui, répond Hanna Karlsson, épidémiologiste à l’Institut Karolinska (Suède). En 2005, elle a montré que, mises en contact direct avec des cellules pulmonaires humaines, ces particules étaient 8 fois plus génotoxiques (toxiques pour l’ADN) que les particules polluant l’air de nos villes et 4 fois plus susceptibles de causer un stress oxydatif aux cellules du poumon. Des résultats confirmés in vivo par l’étude de Michel Aubier, pneumologue et chef de service à l’hôpital Bichat (Paris).

En 2007, il a fait respirer à des rats et des souris l’air provenant du métro parisien. Résultat : le même effet génotoxique et inflammatoire que lors des tests in vitro d’Hanna Karlsson. Cependant, l’unique test sur l’homme réalisé en 2008 à l’Institut Karolinska n’a rien montré  d’inquiétant. Les études épidémiologiques sur les personnels de la RATP sont encore en cours. A suivre…

La taille de la goutte d’eau est limitée par sa propre force de cohésion. A l’intérieur de la goutte, des molécules d’eau s’attirent entre elles, créant la force de cohésion de la goutte d’eau. Mais cette force est plus faible que la gravité ou la friction que la goutte peut subir : sa cohésion ne sera plus suffisante à la maintenir unie au-delà d’une taille de 6 mm. / Image : S&V

La taille d’une goutte d’eau dépend de la façon dont elle est formée et des différentes forces physiques qui vont s’appliquer sur elle. En altitude, les gouttes d’eau apparaissent après condensation de la vapeur d’eau au sein des nuages. Elles grossissent par coalescence, un phénomène physique au cours duquel les gouttes, entraînées par les mouvements verticaux de l’air, se percutent et s’agglomèrent les unes aux autres.

Dans les nuages de faible altitude (jusqu’à 2 000 m), comme les stratus bas qui engendrent de la bruine, les turbulences atmosphériques restent faibles, ce qui limite la coalescence. Résultat, les gouttes de pluie sont très petites, avec un diamètre de 0,2 à 0,5 millimètre.

En revanche, dans les nuages d’altitude moyenne (entre 2 000 et 5 000 m), générateurs de véritable pluie, où les turbulences sont plus amples, les gouttes ont un diamètre de 1 à 3 mm… et peuvent atteindre 6 mm, la taille maximale des gouttes dans les nuages !

Au-delà de 6 mm, elles explosent

Cette taille est aussi la plus grande que puisse avoir durablement une goutte au moment de sa chute. “Et pour cause, explique Anne-Laure Biance, du Laboratoire de physique de la matière condensée et nanostructures de Lyon, lorsqu’elle tombe, la goutte, sphérique au départ grâce à la force de tension superficielle qui s’applique sur elle, est soumise à une autre puissance : la force ‘de friction’, due aux frottements avec l’air, qui la déforme.

Si une goutte dépasse 6 mm de diamètre, après agglomération par exemple de deux grosses gouttes, la force de friction devient rapidement supérieure à la force de tension superficielle. Conséquence, l’air aplatit la base de la goutte, s’y engouffre, la gonfle comme une bulle, et celle-ci explose en petits fragments de différentes tailles. S’ils sont encore trop gros, ces derniers subissent le même sort jusqu’à atteindre 6 mm.”

Sur Terre aussi, les gouttes ne peuvent pas dépasser 6 mm de diamètre : au-delà, elles sont aplaties par la gravité et deviennent une flaque. Mais dans l’espace, où il n’existe pas de gravité, les chercheurs ont pu observer des gouttes géantes… de plusieurs dizaines de centimètres !

Quant aux gouttes formées à partir d’une seringue ou d’une pipette, leur taille dépend notamment du diamètre de l’orifice de la seringue ou de la pipette. Elles peuvent alors atteindre 9 mm (c’est aussi la taille d’une goutte qui tombe d’un plafond !). Cependant, lors de leur chute, ces grosses gouttes seront déformées par le frottement de l’air, et elles aussi se fragmenteront en gouttes plus petites.

Le ciel du mois de mai 2014, entre 22 h et minuit. Trois planètes sont parfaitement visibles dès le début de la nuit : Jupiter, vers l’horizon ouest, Mars, plein sud, et Saturne, au dessus de l’horizon sud-est.

En cette fin de printemps, trois brillantes planètes défilent lentement dans le ciel nocturne. Jupiter, la plus brillante, se penche de plus en plus vers l’horizon ouest, et s’éloigne progressivement de la Terre. Mars demeure brillante, plein sud, en début de nuit : son éclat orangé et fixe contraste avec la lumière très blanche et scintillante de l’Epi de la Vierge, située non loin d’elle. Enfin, Saturne se dégage progressivement des brumes de l’horizon sud-est, et brille dans la constellation de la Balance.

Ce 10 mai, Saturne passe au plus près de la Terre. L’occasion idéale de contempler la plus lointaine planète visible à l’oeil nu, l’occasion, aussi, de découvrir le monde fascinant qui tourne autour d’elle : Titan (Voir la rubrique « Dans le ciel ce mois-ci » dans le numéro de mai de Science & Vie).

La planète Mars, en mai, se trouve à  un peu plus de 100 millions de kilomètres de la Terre, Jupiter, à environ 850 millions de kilomètres, et Saturne, à plus de 1,3 milliard de kilomètres.

Pour se repérer dans le ciel de mai, outre ces trois planètes qui ne font que passer, quelques brillantes étoiles : l’Epi de la Vierge, Arcturus du Bouvier, Régulus du Lion, Véga de la Lyre et Deneb du Cygne.

Serge Brunier

Des astronomes ont observé ce qu’ils pensent être une exolune orbitant autour d’une planète errante géante. Mais l’existence de ces deux astres est si rare que les chercheurs ne sont pas sûrs de ce qu’ils ont vu… / Vue d’artiste. Crédit : NASA/JPL-Caltech

La première lune située à hors du système solaire pourrait avoir été détectée, révèle une étude publiée le dans la revue The Astrophysical Journal. Située à 2000 années-lumière de la Terre, ce corps céleste orbiterait autour d’une planète géante, dont la taille serait quatre fois supérieure à celle de Jupiter.

Mais il y a plus : la planète géante autour de laquelle orbiterait cette « exolune » ne serait pas une planète habituelle. Il s’agirait en fait d’une planète errante, soit une planète se déplaçant librement dans l’espace, sans orbiter autour d’une étoile. C’est ce qui émerge des observations des chercheurs, qui ont fait appel, pour leur découverte, à une technique appelée des « microlentilles », utilisée dans la recherche d’astres lointains.

Or, cette spécificité interpelle les auteurs de l’étude. Car du coup, leur observation se caractérise par la conjonction de deux événements rarement observés jusqu’ici par les astronomes : la présence d’une exolune d’un côté, et celle d’une planète errante de l’autre.

Des astres si rares qu’on peine à y croire

Forcément, la conjonction de deux évènements statistiquement rares ne peut qu’inciter les scientifiques à la prudence. Et de fait, l’astrophysicien américain David Bennett (Université de Notre Dame, Indiana, États-Unis) et ses collègues proposent dans leur article une interprétation alternative susceptible d’expliquer leurs observations.

Selon cet autre scénario, la planète géante quatre fois plus grande que Jupiter serait en réalité une petite étoile située beaucoup plus loin (à 23 000 années-lumière de la Terre, au lieu de 2000 années-lumière). Une étoile autour de laquelle orbiterait une planète grosse comme Neptune.

L’autre hypothèse avancée par les astronomes pour justifier leur observation : il s’agirait d’une petite planète orbitant autour d’une étoile lointaine. / Vue d’artiste. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Même si ce scénario alternatif n’est pas improbable, les auteurs de l’étude considèrent toutefois que l’hypothèse de l’exolune est la plus robuste. Pour cela, ils avancent l’idée que les exolunes sont peut-être en réalité très fréquentes dans l’univers, mais que cette réalité échappe encore aux yeux des astronomes en raison des limites actuelles des moyens technologiques dont ils disposent.

Si il s’avérait que les exolunes sont bel et bien communes dans l’Univers, alors l’hypothèse de l’exolune cesserait de fait d’être le produit de deux évènements statistiquement rares. Et s’en verrait par conséquent considérablement renforcée. En attendant, la quête d’astres extrasolaires se poursuit à grand pas, surtout du côté de la NASA…

Horloge, Reims. / Ph. Tony Bowden, via Flickr – Creative Commons https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/deed.fr

Selon le dernier rapport publié en 2013 par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) le changement d’heure biannuel permet d’économiser, pour l’éclairage, 440 GWh, soit l’équivalent de la consommation annuelle de quelque 800 000 ménages.

Avec des émissions de CO2 réduites de 44 000 tonnes, en considérant qu’un kWh consommé pour cet usage produit 100 grammes de CO2.

Le chan­gement d’heure conduit donc bel et bien à une économie, aussi modeste soit-elle. Le tout avec un coût de mise en service quasi-nul : ajouter une heure au temps universel coordonné (UTC) en hiver (le dernier dimanche d’octobre), puis deux heures en été (le dernier dimanche de mars).

En pratique, cela revient à repousser d’autant la tombée de la nuit pour limiter l’utilisation de l’éclairage artificiel ; certes au prix d’une dépense supplémentaire le matin (le lever du soleil étant lui aussi retardé…) mais les Français étant moins nombreux à se lever tôt qu’à se coucher (relativement) tard, le solde reste bénéficiaire.

Elle ne fait pas l’unanimité

La mesure, cependant, ne convainc pas tout le monde. Pour l’association La méridienne, qui milite pour le rétablissement à l’heure méridienne, cette économie ne représente qu’1% des 513 000 GWH consommés chaque année. Certains avancent même, sans pour autant s’appuyer sur des études, que le gain obtenu en soirée serait perdu le matin en raison des demandes supplémen­taires en éclairage et en chauffage.

Depuis 1976 et l’adoption du régime de changement d’heure – dans le souci d’alléger la facture pétrolière à une période où l’électricité était produite à partir des centrales à fuel – les économies d’énergie annuelles persistent même si elles diminuent progressivement avec l’introduction des lampes basses consommation et des diodes électroluminescentes. A l’horizon 2030, ce gain ne devrait plus être que de 340 GWh par an.

Toutefois, la mise en place de systèmes de régulation automatique pour les usages thermiques, en normalisant par exemple les consignes de température des climatisations, devrait permettre un gain supplémentaire de 130 GWh.

Comment les feuilles interagissent avec la lumière : en absorbant certaines radiation et en en réfléchissant d’autres. / Crédit : Science&Vie

Il y a à peine 5 ans, la réponse à cette question n’était pas tout à fait élucidée. A l’époque, les scientifiques savaient que, si la grande majorité des feuilles sont vertes, c’est parce qu’elles contiennent de la chlorophylle, un pigment vert qui absorbe l’énergie lumineuse du soleil et la convertit en énergie chimique. Les plantes utilisent cette énergie pour fabriquer des sucres à partir d’eau et de dioxyde de carbone, un procédé qu’on appelle la photosynthèse. Toutes les plantes contiennent de la chlorophylle, même si sa couleur est parfois masquée par des pigments secondaires.

Or, les pigments de la chlorophylle absorbent surtout le rouge et le bleu. Et c’est parce qu’ils absorbent mal le vert, que cette couleur est réfléchie et parvient à notre système visuel. Voilà, en résumé, ce que nous savions il y a quelques années.

Le paradoxe, c’est que les longueurs d’onde les plus abondantes du rayonnement solaire se situent justement dans le vert ! Si le rayonnement solaire nous apparaît jaune, c’est parce que l’atmosphère en absorbe le bleu, et le bleu retiré du vert donne du jaune. Mais pourquoi, donc, aucun pigment absorbant spécifiquement le vert ne s’est-il imposé, ce qui aurait doté les plantes d’une plus grande efficacité énergétique et d’une belle couleur… violette ?

L’oeil voit mieux le vert

“En réalité, révèle Ayumi Tanaka, biologiste à l’université d’Hokkaido (Japon), une grande partie de la lumière verte est absorbée par la chlorophylle.” Ce qui n’était pas évident à comprendre tant que les scientifiques s’intéressaient au seul spectre d’absorption de la chlorophylle en mesurant les longueurs d’onde absorbées par une solution de chlorophylle en éprouvette. Trop simple.

Jusqu’à ce qu’en 2009, des chercheurs japonais et australiens étudient le devenir d’un rayonnement lumineux à l’intérieur même des feuilles… et découvrent que la lumière verte est mal absorbée par les thylakoïdes (des structures de membranes superposées où se déroule la photosynthèse) qui se trouvent à l’intérieur des chloroplastes situés à la surface de la feuille.

Cette lumière verte poursuit alors son chemin et, de réflexions en dispersions, s’enfonce dans des couches plus profondes, que les autres longueurs d’onde n’atteignent jamais. Ce trajet erratique lui fait traverser de nombreux chloroplastes. Et de malabsorption en malabsorption, entre 50 et 90 % du rayonnement vert finiront malgré tout par être absorbés… Une stratégie payante car les chloroplastes de surface réfléchissent ainsi une partie de cette puissante lumière verte dont l’énergie endommagerait la feuille.

Mais comment se fait-il alors que nous voyions malgré tout les feuilles vertes alors qu’elles absorbent la majeure partie de cette couleur ? “Parce que c’est le rayonnement auquel l’œil humain est le plus sensible”, répond Ayumi Tanaka. Les cellules photoréceptrices de la rétine humaine sensibles au vert sont en effet les plus nombreuses. Pour certains daltoniens, qui ne disposent pas de cellules photoréceptrices sensibles au vert, les plantes paraissent donc… jaunes.