Ph. Crowbared via Flickr – CC BY 2.0

Nouvelle donnée inquiétante pour le climat planétaire : en 2013, la teneur en gaz à effet de serre dans l’atmosphère terrestre n’a jamais été aussi élevée. C’est ce que révèle l’Organisation météorologique mondiale (OMM) dans son bulletin annuel, publié mardi.

CO2, méthane, protoxyde d’azote… par le mécanisme bien connu de l’effet de serre, ces gaz produits en grande partie par les activités humaines sont capables d’amplifier la quantité de radiations solaires qui reste piégée dans l’atmosphère terrestre, contribuant à la réchauffer. On sait que depuis 1990, ce « forçage radiatif » a crû de 34 %, principalement à cause de la hausse du CO2 (dioxyde de carbone) atmosphérique.

Or, la concentration de ces gaz est au plus haut : les données recueillies par l’OMM montrent qu’en 2013 elles ont connu la plus forte hausse annuelle depuis 1984. On compte désormais 396 parties par million (ppm) de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Par rapport à l’époque préindustrielle (l’année 1750), c’est 142 % de plus.

Les taux atmosphérique de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et de protoxyde d’azote (N2O) dans l’atmosphère terrestre entre 1984 et 2013. / DR OMM

La biosphère n’aurait pas absorbé autant de gaz à effet de serre qu’auparavant

Pourquoi une telle hausse ? Le plus inquiétant est que l’OMM redoute qu’elle ne s’explique pas tant par une hausse des émissions anthropiques (d’origine humaine), mais plutôt par le fait que la biosphère terrestre absorbe de moins en mois les gaz à effet de serre. Les forêts et les océans, les principaux puits de carbone, ne seraient plus à même de prélever ces gaz dans l’atmosphère au même rythme qu’auparavant.

Clé du système climatique mondial, l’océan, qui absorbe un quart des émissions de CO2 produites par l’homme, en prélève chaque jour 4 kg par habitant de la planète. Avec pour conséquence de s’en retrouver acidifié : car, dissous dans l’eau, le CO2 génère un milieu acide, qui provoque des dégâts aux coraux, aux coquillages et aux organismes marins en général. Cette acidification a atteint son plus haut niveau depuis 300 millions d’années, estime l’OMM, qui prévoit qu’elle accélèrera encore jusqu’au milieu du siècle.

Comment enrayer l’asphyxie de l’atmosphère et des océans ? Il a été envisagé un temps de stocker le CO2 atmosphérique, en l’enfouissant sous la terre, afin de retirer de l’air les quantités émises. Mais cette solution était trop facile pour fonctionner. Non seulement il est impossible de stocker l’ensemble des quantités émises, mais le stockage à grande échelle demeure cher et prendrait trop de temps à mettre en place.

Réduire les émission à la source

Ce qui est plutôt préconisé par les experts mondiaux, c’est de mettre en œuvre des mesures profondes pour réduire à la source les émissions anthropiques de gaz :  celles-ci sont principalement dues aux activités industrielles, à l’élevage intensif (qui génère 18 % d’entre elles, surtout du méthane), et à la déforestation.

Réduire la dépendance des combustibles fossiles pour le transport et la production de d’énergie (charbon, pétrole, gaz naturel), combattre la déforestation, construire des systèmes de production agricole plus écologiques… Inverser la courbe du réchauffement demande des engagements à tous les niveaux.

Des dégâts sanitaires sont aussi à prévoir

Selon les projections des climatologues, la hausse globale des températures pourrait aller de 1 à 6 °C d’ici à la fin du siècle. Hormis les conséquences sur la hausse niveau de la mer et l’intensification des phénomènes météorologiques extrêmes, le réchauffement entraînera également des risques sanitaires.

Ils vont de la hausse des maladies cardiovasculaires et respiratoires liées aux vagues de chaleur, à l’implantation dans les régions tempérées de maladies tropicales comme la dengue ou le chikungunya, aux intoxications alimentaires plus fréquentes du fait de la chaleur.

Pour ralentir cette course, d’ici à 2020, il faudrait réussir à faire décroître les émissions de gaz à effet de serre. Comme beaucoup d’institutions scientifiques avant elle, l’OMM exhorte la communauté internationale à agir de toute urgence, « face à l’accélération des changements climatiques dont les effets pourraient s’avérer dévastateurs ».

F.G.

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• La capture du CO2 ne sauvera pas le climat – S&V n° 1098

• Océans, ils sont menacés de toutes parts - S&V n°1128

• GRAND DOSSIER Réchauffement climatique Le climat de la planète peut se définir, tout comme le climat d’un lieu quelconque, par l’ensemble des conditions atmosphériques moyennes qui règnent à la surface du globe, ainsi que leurs variations et leurs extrêmes. Ces valeurs sont calculées d’après les observations sur au moins 30 ans. Le climat résulte des interactions complexes entre l’atmosphère, la croûte terrestre (la lithosphère), les océans, lacs et cours d’eau (l’hydrosphère), les glaces (cryosphère) et les êtres vivants (biosphère). - Découvrez les articles sélectionnés pour vous par la rédaction de S&V.

Une prototype d’iWatch datant de 2010 / Ph. x1brett via Flickr CC BY 2.0

Parmi le nouveau cru de produits que la firme californienne présente aujourd’hui aux médias du monde entier, le plus attendu est certainement l’ »iWatch », la montre connectée.

Les rumeurs sur sa mise au point courent depuis deux ans, laissant le temps aux férus d’Apple d’imaginer bientôt à leur poignet un gadget sorti de la science-fiction. De Star Trek à Retour vers le futur en passant par L‘Inspecteur Gadget, la montre intelligente capable de calculer, d’établir des visioconférences, voire de communiquer avec les vaisseaux spatiaux a fait rêver des générations de geeks.

Or,  pour sa montre connectée, qui arrive après celle de concurrents comme Samsung, LG, Sony ou Motorola, il semble que la marque de Cupertino a misé sur le créneau de la santé du porteur. L’ »iWatch » devrait être équipée de capteurs relevant les battements cardiaques, les mouvements et, paraît-il, la transpiration de son propriétaire.

En d’autres termes, elle ressemblerait plus à un médecin de bord qu’à un traducteur intersidéral.

La montre connectée est un objet de plus dans le « smartwear », l’équipement mobile du geek

Posséder une « iWatch » permettrait donc de savoir si on a marqué le nombre de pas quotidiens nécessaires à brûler les calories ingérées, de surveiller son coeur, ainsi qu’il aiderait le joggers à tracer un bilan de ses parcours dans la ville.

A l’instar des lunettes connectées (dont ses grandes soeurs les Google Glass), ce sera aussi un objet de plus à classer dans le « smartwear », l’équiment prêt-à-porter de l’homme connecté. Des objets qui embarquent leur lot de questionnements.

Est-il sain d’être connecté en permanence ? Ne risque-t-on pas l’isolement social, voire la déconnexion du réel ? Et la capacité d’imagination individuelle ne s’en retrouve-t-elle pas bridée ? Certains psychologues surveillent de près les effets de ces nouvelles technologies sur le psychisme et le cerveau de leurs porteurs.

Les objets connectés, une porte de plus ouverte au piratage

L’autre grande question est celle de la sécurité informatique du porteur. Car les objets connectés, aussi appelés « l’Internet des objets », que l’on estime déjà à 15 milliards de par le monde, constituent autant de portes d’entrées dans la vie privée de leurs utilisateurs.

Non seulement ils contiennent de grosses quantités de données personnelles, parfois sensibles, mais la manière dont ils sont conçus et leur petite taille font qu’ils ne sont que rarement équipés de verrous suffisamment solides, tels que les pare-feu et les antivirus des ordinateurs.

F.G.

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• Objets connectés : tous piratables – S&V n°1163

• Voir plus ? Les secrets des lunettes connectées – S&V n°1154

• Réalité augmentée : quels effets sur notre cerveau ? – S&V n°1154

Le CHU de Nantes, où le deuxièe coeur artificiel a été implanté. / Ph. claigle44 via Flickr – CC BY SA 2.0

Un deuxième cœur artificiel a été implanté, annonce aujourd’hui la société Carmat. C’est un patient opéré il y a plus d’un mois au CHU de Nantes qui vit désormais avec cette bioprothèse, déjà testée une première fois en début d’année.

Claude Dany, 76 ans, avait été le premier homme au monde à porter un cœur artificiel. Un exploit attendu depuis des années par la société de de bioprothétique française Carmat, qui visait pour ce premier essai une survie de 30 jours. Opéré le 18 décembre à l’Hôpital Georges Pompidou à Paris, Claude Dany avait vécu 74 jours avec sa prothèse cardiaque, décédant le 2 mars.

Les causes de son décès ne sont pas encore connues avec certitude, même s’il est probable qu’il s’agisse d’une défaillance technique de l’appareil.

Carmat prévoit de tester le cœur artificiel sur deux patients supplémentaires

Suite à cette première implantation, Carmat avait annoncé en juillet la poursuite de ses essais cliniques, après que les autorités règlementaires avaient donné leur feu vert. Le programme prévoit d’implanter quatre nouveaux patients dont le pronostic vital est engagé à brève échéance. Ils souffrent tous d’une insuffisance cardiaque biventriculaire, une cardiopathie des plus lourdes.

Dans les intentions de ses concepteurs, parmi lesquels le professeur Alain Carpentier, auteur du brevet du cœur artificiel il y a 25 ans, celui-ci devra à terme remplacer définitivement le cœur des patients, leur évitant de devoir subir une greffe.

F.G.

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• Le coeur artificiel ne pourrait-il pas remplacer la greffe ? – S&V n° 1069, octobre 2006

• Les cultures d’organes révolutionnent les greffes – S&V n° 1116, septembre 2010

• Un coeur artificiel complet a été implanté ! – S&V n° 1157, février 2014

Voici Laniakea, le super amas de galaxies dont fait partie la Voie lactée, représentée ici par un point rouge, au centre de l’image. Laniakea s’étend sur plus de cinq cent millions d’années-lumière, et compte des centaines de milliers de galaxies. Photo CEA Saclay.

Des galaxies par centaines, par milliers, par millions… Immenses agglomérations stellaires, comptant chacune cent milliards de soleils et plus, elles voguent, tanguent, tourbillonnent, dans un océan mouvant, infini, ou presque… En contemplant les immensités cosmiques, peuplées de ces milliards d’univers-îles, comme les avait, dans une fulgurante intuition, baptisées Emmanuel Kant, on perçoit un ordre, une organisation. Les galaxies ne sont pas distribuées aléatoirement dans l’espace, comme les flocons dans une tempête de neige. Elles se rassemblent en groupes, en amas et même en super amas. Là-bas, à cinquante millions d’années-lumière d’ici, dans la constellation de la Vierge, l’amas Virgo, qui compte des milliers de galaxies, lancées dans un étourdissant ballet… immobile à notre éphémère échelle humaine. Beaucoup plus loin, et plus à l’est, dans la Chevelure de Bérénice, à plus de trois cents millions d’années-lumière, l’amas Coma, impressionnant archipel de galaxies, dominé par deux géantes, comptant chacune près de dix mille milliards de soleils…
Mais ces galaxies, aussi, s’éloignent les unes des autres, sous l’effet de l’expansion cosmique. Paradoxe cosmologique : d’un côté, la force de gravitation, qui tend à rapprocher les astres. De l’autre, l’expansion universelle, qui les éloigne. C’est dans cet entre-deux des forces antagonistes que se joue l’évolution de l’Univers. Et c’est cette dynamique cosmique qu’une équipe internationale d’astronomes, R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Daniel Pomarède, a révélé avec une précision jamais atteinte jusqu’alors… A la clé de cette étude remarquable, la Une de Nature, cette semaine, et une vidéo hypnotique, ici en Français, vue plus de un million de fois en quelques jours ! Ces chercheurs, en utilisant leurs propres observations, réalisées entre autres avec le télescope de 2,2 m de l’Université d’Hawaï, un instrument situé au sommet du volcan Mauna Kea et piloté depuis Honolulu, ainsi que les catalogues de galaxies existants, ont réalisé une carte tridimensionnelle de notre région de l’Univers, embrassant environ un milliard d’années-lumière.
Dans ce volume immense, R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Daniel Pomarède ont étudié précisément, des années durant, près de dix mille galaxies, afin de mesurer leur distance et leur mouvement propre dans l’espace. Pas facile… Du fait de l’expansion de l’Univers, les mouvements locaux des galaxies sont très difficiles à discriminer de l’expansion cosmique. Qu’on y songe : les galaxies de l’amas Virgo, par exemple, s’éloignent de nous à la vitesse de 1000 km/s environ. Celles de l’amas Coma, 6000 km/s, etc….
Mais ce travail de longue haleine en valait la peine… Ce que les astronomes ont révélé, c’est Laniakea « horizon céleste immense », en polynésien, le super amas de galaxies dans lequel est plongé la Voie lactée. Les dimensions de ce super amas donnent le vertige : un demi milliard d’années-lumière de diamètre, pour une masse avoisinant cent millions de milliards de masses solaires… Personne ne s’attendait à découvrir une structure aussi gigantesque. Depuis longtemps, les astronomes soupçonnaient bien la Voie lactée d’appartenir à un super amas ; en témoigne, par exemple, sa vitesse de 630 km/s par rapport au mouvement de fuite général des galaxies, et en direction de la constellation du Centaure. C’est là que ce situe le « Grand attracteur », un super amas de galaxies, qui intrigue les astronomes depuis une quarantaine d’années, d’autant plus qu’il est extrêmement difficile à observer, se situant dans la région du plan galactique, donc masqué par les étoiles de notre propre galaxie, la Voie lactée…
Les travaux de R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Daniel Pomarède lèvent donc le voile d’une façon radicale et spectaculaire sur la dynamique de l’Univers local… La Voie lactée se situe dans une immense structure, Laniakea, centrée sur le Grand attracteur. Dans ce super amas, qui compte probablement plusieurs millions de galaxies, des « courants galactiques » transportent les galaxies vers les puits d’attraction les plus « profonds » : Virgo, ou le Grand attracteur, par exemple. Est-ce à dire que ces galaxies, attirées les unes vers les autres, vont se fondre ?
Non. Car leur attraction réciproque est contrebalancée par l’expansion de l’Univers. L’aspect le plus fascinant de la découverte de Laniakea, c’est que cette masse formidable est en réalité entrain de se diluer, emportée par l’expansion cosmique… Il faut donc imaginer des rivières de galaxies, s’écoulant dans un océan… de plus en plus immense et vide…
La découverte de Laniakea donne le vertige. D’abord, parce qu’elle améliore spectaculairement notre connaissance « géographique », ou plutôt cosmographique, de la région de l’Univers où nous nous trouvons. Ensuite parce qu’elle nous montre à quel point l’Univers est dynamique, en constante évolution. Laniakea n’existera pas toujours, il va, dans les milliards d’années qui viennent, se diluer, se fondre dans d’autres super amas, au gré des courants de l’espace… Reste que ce fabuleux travail d’arpentage céleste n’a pas qu’une dimension cosmographique.

L’étude de Laniakea aura forcément, aussi, des implications cosmologiques. En effet, il y a, dans les téra octets de données enregistrées et analysées par R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Daniel Pomarède, des informations probablement décisives sur la matière et l’énergie noires, deux des plus grands mystères de la cosmologie contemporaine. Je ne serais pas surpris que l’on découvre bientôt que Laniakea «  horizon céleste immense », porte décidément bien son nom…
Serge Brunier

Un troupeau de vaches dans le Marais d’Olonne / Ph. dalbera via Flickr – CC BY 2.0

La France n’a pas fait son devoir pour limiter la pollution aux nitrates due à l’agriculture. C’est ce qu’estime la Cour de justice de l’Union européenne (CJUE), qui donne raison dans un arrêté publié ce jeudi 4 septembre au recours présenté en 2012 par la Commission européenne.

L’Etat français était accusé de ne pas respecter la directive sur la pollution aux nitrates. Entrée en vigueur en 1991, celle-ci oblige à prendre des mesures pour réduire la contamination des eaux par les effluents agricoles.

Les nitrates d’origine agricole polluent l’eau

Présents dans les fertilisants agricoles, notamment dans le lisier des animaux d’élevage, les nitrates s’écoulent dans l’environnement via les cours d’eau, et peuvent contaminer les nappes phréatiques d’où est tirée l’eau potable. Rejetés en mer, ils donnent lieu à l’eutrophisation qui favorise le développement des algues vertes.

Ainsi, il est obligatoire de limiter les périodes de l’année et les zones où l’épandage des fertilisants est autorisé. Or, la France a été reconnue coupable de ne pas avoir restreint suffisamment les quantités maximales de fertilisants épandus, ni les périodes durant lesquelles ils sont autorisés.

De plus, la règlementation française sous-estimait les taux de rejet de nitrates par les lisiers des divers animaux d’élevages (des ovins aux porcins en passant par la volaille), de sorte que les rejets autorisés excédaient la limite fixée par la directive, à savoir 170 kg d’azote par hectare et par an.

L’Etat français déjà condamné auparavant

Si cette condamnation par la CJUE ne prévoit pas de sanctions financières, la France doit agir rapidement pour s’en prémunir. En cas d’amende, le montant pourrait atteindre les dizaines de milliers d’euros.

Ce n’est pas la première fois que l’Etat français est condamné sur cette question : en 2012, la CJUE avait déjà émis un verdict négatif pour avoir exclu du plan nitrates une dizaine de régions agricoles qui auraient dû être classées zones vulnérables, et faire l’objet de restrictions particulières.

En juillet, la justice française elle-même avait condamné l’Etat pour le décès d’un cheval intoxiqué par les gaz dus à la putréfaction des algues vertes sur une plage des Côtes d’Armor. En effet, la prolifération de ces algues sur les côtes est également due à la pollution aux nitrates, par un phénomène connu sous le nom d’eutrophisation.

Réagissant à la nouvelle, les ministres de l’Environnement et de l’Agriculture ont fait savoir que la France a déjà engagé une vaste réforme de sa règlementation concernant les nitrates. En particulier, le plan « Energie Méthanisation Autonomie Azote » lancé l’an dernier devrait contribuer considérablement à réduire les fuites de nitrates dans l’environnement.

F.G.

> Lire aussi dans les Grandes archives de S&V :

• Menaces sur l’eau potable – S&V n° 953, février 1997
• Nitrates, ils sont bons pour la santé – S&V n° 1141, octobre 2012

L’Airbus A330-200 F-GZCP d’Air France qui s’est abîmé en mer le 31 mai 2009. / Ph. Pavel Kierzkowski via Wikipedia – CC BY SA 3.0

En mer, les catastrophes aériennes demandent parfois des recherches très longues des boîtes noires, qui finissent sur le plancher océanique. De nouvelles normes visant à renforcer la communication avec les boîtes noires permettront bientôt d’écourter les recherches.

Perdre les traces d’un avion et de leurs précieuses boîtes noires représente un risque plus élevé en cas de crash en mer. Comme l’ont montré le crash du vol Air France Rio-Paris le 31 mai 2009 et la disparition de l’avion de Malaysia Airlines dans l’Océan Indien au printemps dernier, la récupération des épaves devient alors très longue et pénible.

Dans le cas du vol AF 447 reliant le Brésil à la France, les boîtes noires ne furent récupérées dans l’Océan Atlantique que deux ans après l’accident, par 3 900 m de profondeur ! Quant au vol MH 370 Kuala Lumpur-Pékin, disparu des radars le 8 mars dernier, l’épave n’a toujours pas été retrouvée, malgré la mobilisation internationale.

Les boîtes noires plus facilement repérables

Tirant les leçons de ces deux catastrophes, qui à elles deux ont fait près de 500 morts, le secteur de l’aviation prépare des améliorations technologiques en mesure de rendre plus facilement repérables les boîtes noires. C’est l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) qui fixera d’ici à fin septembre les nouveaux paramètres, que les compagnies aériennes devront bientôt respecter.

Ces nouvelles normes suivent largement les recommandations du Bureau d’enquêtes et d’analyses (BEA) français, qui avait analysé le crash du vol AF 447. Elles prévoient principalement de prolonger de 30 à 90 jours le temps d’émission des balises associées aux boîtes noires, qui permettent de les retrouver, ainsi que d’ajouter à chaque avion une balise sous-marine émettant à une distance prolongée.

Renforcer la communication avec l’avion

De plus, le BEA avait proposé d’intensifier la communication entre l’avion et les contrôleurs au sol : au-dessus d’une altitude critique, les données sur la vitesse, l’altitude, la position de l’appareil et son cap devraient être transmises en continu.

Enfin, il est question d’installer sur chaque nouvel avion fabriqué une boîte noire éjectable, qui se séparerait automatiquement du fuselage à l’impact avec le sol ou l’eau. Equipée d’une bouée et d’une balise GPS, elle permettrait de renseigner immédiatement le point où l’avion s’est crashé.

Mettre en place ces innovations techniques prendra cependant du temps aux compagnies aériennes. Il faudra attendre 2018 pour les deux premiers points, et au moins jusqu’à 2020 pour les boîtes noires éjectables.

F.G.

> Lire aussi dans les Grandes Archives de S&V :

• Boîtes noires, pourquoi il est si crucial de les récupérer – S&V n°1103, août 2009

• Sécurité aérienne : améliorer la survie au crash – S&V n°1099, avril 2009

Le ciel du mois de septembre 2014, entre 23 h et 2 h du matin. Non loin du zénith brillent les Trois belles d’été, Véga, Deneb et Altaïr, plongées dans la Voie lactée. En bordure de celle-ci, luisent faiblement les galaxies d’Andromède et du Triangle, M 31 et M 33.

C’est une vision vertigineuse qui s’offre à nos yeux, à la lisière de l’été et de l’automne, dans l’hémisphère boréal. Au cœur de la nuit, blottie en apparence tout contre la Voie lactée, apparaît la Galaxie d’Andromède, M 31 pour les astronomes. C’est une sœur jumelle de la Voie lactée ; comme elle, elle mesure environ cent mille années-lumière, comme elle, elle compte environ deux cents milliards d’étoiles, comme elle, c’est une magnifique spirale, peuplée de vieilles étoiles en son centre et de jeunes étoiles dans son disque. Par une belle nuit sans Lune, dans un ciel préservé de la pollution lumineuse, la galaxie d’Andromède est visible à l’œil nu, comme une pâle étoile floue. C’est, à 2,5 millions d’années-lumière, l’astre le plus lointain visible à l’œil nu, même si certains astronomes amateurs aux yeux de lynx parviennent à distinguer la galaxie M 33 du Triangle située à 2,7 millions d’années-lumière, et même quelques galaxies encore plus lointaines…

Cette photographie de la galaxie d’Andromède a été prise en pleine campagne, dans le Limousin, avec un boîtier Nikon D 4 et son objectif de 300 mm de focale installés sur une monture équatoriale. Cinquante poses de une minute chacune ont été ensuite additionnées à l’aide du logiciel astronomique Deep Sky Stacker. Photo Serge Brunier.

La galaxie d’Andromède peut être photographiée très facilement, avec un simple appareil reflex, monté sur un pied photo et doté d’un objectif de 35, 50 mm, ou plus. Même si on ne parvient pas à repérer la galaxie à l’œil nu, Il suffit de pointer la Voie lactée dans la direction d’Andromède, la galaxie apparaîtra comme une tache floue, à l’issue d’une pose de 5, 10 ou 15 secondes. Pour voir plus de détails de la sœur de la Voie lactée, il faut utiliser une lunette, un télescope ou encore un téléobjectif, montés sur une monture équatoriale corrigeant la rotation apparente du ciel et poser beaucoup plus longtemps.
Serge Brunier

C’est aujourd’hui 1 septembre 2014 que débute sur Arte la série documentaires Entre Terre et ciel : un mois d’astronomie, cinq jours par semaine, à 17 h 45 et en replay sur Arte +7. Tout au long de ces films de 26 minutes, co-écrits avec Bruno Bucher et produits par Point du Jour, je vous emmènerai dans tous les hauts-lieux de l’astronomie mondiale, en compagnie d’astronomes amateurs et professionnels. La saison 2 de Entre Terre et ciel est actuellement en cours de tournage…