Science & Vie TV – Le paradis extraterrestre existe-t-il ?

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En octobre 1995, la première planète hors de notre système solaire était découverte. Après 20 ans de traque, elles se comptent par milliers. Aujourd’hui, astrophysiciens, biologistes ou géologues cherchent plus que ça : ils tentent de trouver une planète habitable, et même super-habitable.
Jérôme Bonaldi et Mathilde Fontez, du magazine Science&Vie, nous dressent le portrait-robot de ce paradis planétaire…

 

 

Pour en savoir plus :

Kepler 438 b : l’exoplanète cousine de la Terre serait finalement … stérile, par Serge Brunier

– A lire dans les Grandes Archives de Science & Vie :

Paradis Extra solaire – Il existe des Terres plus vivables que la nôtre, par Mathilde Fontez, S&V n°1174.

Capture paradis extraterrestres S&V

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour découvrir Science & Vie TVhttp://www.science-et-vie.tv/

 

 

 

Un arbre de l’Avent pour accueillir Jésus

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1. Cueillez du branchage

Ramassez quelques branches dénuées de feuilles. Selon vos goûts, laissez-les au naturel ou bien peignez-les au pinceau ou à la bombe. Versez un peu de sable au fond d’un grand vase et piquez-y les branches. Le 29 novembre, premier dimanche de l’Avent, placez-le près de la crèche.

2. Créez vos décorations

Utilisez des boules transparentes qui s’ouvrent (en Plexiglas, 8 cm de diamètre, sur la photo) ou encore des sachets en organza. À l’aide d’une gommette ou d’un carton, numérotez-les de 1 à 25. Puis suspendez-les aux branches avec un joli ruban ou du raphia coloré.

3. Fleurissez

Avec les enfants, cherchez des idées d’offrandes à réaliser tout au long de l’Avent : prière, pardon, service, aide, etc. Chaque soir, ils rempliront le contenant par le nombre correspondant de boules de papier mâché colorées. Petit à petit, cet arbre mort reprendra des couleurs, à l’image du Christ, qui vient nous redonner la vie. L’arbre de l’Avent décorera la table de Noël.

Une comète dans le ciel de décembre

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Le ciel du mois de décembre, en fin de nuit.

Le ciel du mois de décembre, en fin de nuit.

Cette fin d’année nous promet un très beau et rare spectacle céleste : le passage d’une comète dans le ciel de l’aube… Si il est encore trop tôt pour prédire si la comète Catalina sera très brillante, il est d’ores et déjà certain qu’elle sera bien visible aux jumelles, impressionnante sur les photographies que les astronomes amateurs prendront d’elle, et, sans doute, perceptible à l’œil nu sous un beau ciel d’hiver…
La comète C/2013 US10 Catalina a été découverte en octobre 2013 à l’observatoire de Catalina, sur les hauteurs de Tucson, Arizona. Depuis lors, elle se rapproche du Soleil et a déjà été étudiée par les astronomes au cours des années 2014 et 2015.

La comète Catalina, photographiée en août 2015, en Australie, avant son passage au plus près du Soleil. Photo Ian Sharp.

La comète Catalina, photographiée en août 2015, en Australie, avant son passage au plus près du Soleil. Photo Ian Sharp.

Invisible pendant quelques semaines, car passant à proximité du Soleil le 15 novembre, à 122 millions de kilomètres de distance, la comète Catalina est réapparue voici quelques jours à l’est, juste avant le lever du jour. S’élevant depuis lors progressivement au dessus de l’horizon, elle s’éloigne de notre trop brillante étoile et commence à être visible, sous la constellation de la Vierge. Durant tout le mois de décembre, elle va continuer à s’éloigner du Soleil tout en s’approchant de la Terre, son éclat maximal, et, espérons-le, une bonne visibilité à l’œil nu, intervenant à la fin de l’année ou au début de 2016. La comète, située alors très haut dans le ciel, aux confins des constellations du Bouvier et de la Grande Ourse, sera au plus près de la Terre le 17 janvier 2016, à quelques 108 millions de kilomètres.
Aujourd’hui, la comète Catalina développe deux queues de gaz et de poussières, qui devraient s’étendre sur des millions de kilomètres dans les semaines qui viennent.

Le 7 décembre 2015 en fin de nuit, le croissant de la Lune, la brillante planète Vénus et la comète seront visibles ensemble dans le ciel de l'aube. Photomontage S.Brunier

Le 7 décembre 2015 en fin de nuit, le croissant de la Lune, la brillante planète Vénus et la comète seront visibles ensemble dans le ciel de l’aube. Photomontage S.Brunier

Il faudra profiter du spectacle, car nous ne reverrons jamais la comète Catalina. Celle-ci s’est « décrochée » du nuage de Oort, un immense réservoir de comètes situé à une année-lumière environ de la Terre, voici quelques centaines de milliers d’années, et elle ne fait que passer. Les astronomes, en effet, ont calculé que sa vitesse au moment de son passage auprès de notre étoile – plus de 46 kilomètres par seconde ! – était suffisante pour l’éjecter du système solaire. Dans quelques dizaines de milliers d’années, la comète échappera définitivement à l’attraction solaire, et elle dérivera à jamais dans l’espace interstellaire.
Serge Brunier

Un arbre de l’Avent pour accueillir Jésus

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1. Cueillez du branchage

Ramassez quelques branches dénuées de feuilles. Selon vos goûts, laissez-les au naturel ou bien peignez-les au pinceau ou à la bombe. Versez un peu de sable au fond d’un grand vase et piquez-y les branches. Le 29 novembre, premier dimanche de l’Avent, placez-le près de la crèche.

2. Créez vos décorations

Utilisez des boules transparentes qui s’ouvrent (en Plexiglas, 8 cm de diamètre, sur la photo) ou encore des sachets en organza. À l’aide d’une gommette ou d’un carton, numérotez-les de 1 à 25. Puis suspendez-les aux branches avec un joli ruban ou du raphia coloré.

3. Fleurissez

Avec les enfants, cherchez des idées d’offrandes à réaliser tout au long de l’Avent : prière, pardon, service, aide, etc. Chaque soir, ils rempliront le contenant par le nombre correspondant de boules de papier mâché colorées. Petit à petit, cet arbre mort reprendra des couleurs, à l’image du Christ, qui vient nous redonner la vie. L’arbre de l’Avent décorera la table de Noël.

COP21 : comment le changement climatique affectera la France

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Pourra-t-on encore skier à la fin du siècle ? (crédit : office du tourisme Serre Chevalier cc2)

Pourra-t-on encore skier à la fin du siècle ? (photo office du tourisme Serre Chevalier via Flickr CC BY 2.0)

A partir de demain, le 1er décembre, les pays des Nations unies seront réunis à Paris autour de discussions cruciales, afin de parvenir à un accord sur le changement climatique. Objectif : contenir le réchauffement planétaire sous les 2°C en 2100.

Mais concrètement, si les prévisions d’une hausse des températures se vérifient, que se passera-t-il en France ? Région par région, notre rédaction s’est mobilisée pour recenser tous les effets attendus du réchauffement, au cas par cas.

Voici un extrait du dossier spécial Climat (S&V n°1178 – en kiosques)

 

Il suffit d’ouvrir les yeux. Il suffit de prêter un peu attention à tel ou tel signe étrange dans le paysage, à ce petit détail qui cloche ou cette anomalie qui bouscule de vieux adages bien ancrés. L’évidence saute alors à la figure : le réchauffement climatique mondial est en train de transformer la France. Depuis maintenant plusieurs décennies, les indices s’accumulent dans tous les coins de l’Hexagone.

Que ce soit en ville, à la campagne, à la montagne ou sur le littoral… En Lorraine, les semis de blé sont effectués un mois plus tôt qu’en 1970 ; dans le massif du Mont-Blanc, il faut descendre chaque année une dizaine de marches supplémentaires pour accéder à la Mer de glace ; à Châteauneuf-du-Pape (Vaucluse), les vendanges ont été avancées d’environ trois semaines depuis les années 1950 ; dans le Maine-et-Loire, les pommiers fleurissent une semaine plus tôt que dans les années 1990 ; en Normandie, le rouget s’est invité à la table des restaurants gastronomiques ; à Paris, les perruches côtoient les pigeons…

Le thermomètre a déjà pris 1 °C au cours du XXe siècle

Ces changements perceptibles et avérés n’ont qu’une explication : au cours du XXe siècle, la température moyenne dans notre pays s’est élevée de 1 °C sous l’effet des émissions industrielles. “Cela n’a peut-être l’air de rien, mais cet écart représente 20 % de la différence thermique séparant une période de glaciation d’une période ‘normale’”, relève Eric Brun, de l’Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique (Onerc), un organisme placé sous l’autorité du ministère de l’Ecologie.

“Une hausse de la température de 1 °C correspond, pour des régions comparables, au déplacement du climat de 180 km vers le nord ou de 150 m plus haut en altitude”, enchaîne Serge Planton, directeur de recherche au Centre national de recherches météorologiques. Pour le dire autrement, l’organisme humain devient fiévreux à partir de 39 °C ; s’il atteint 41 °C, sa vie est menacée ; s’il retombe à 37 °C, tout va bien. Deux degrés de plus ou de moins font une énorme différence.

Quel que soit l’issue de la COP21, le réchauffement ne pourra pas être infléchi avant 2050

L’histoire est en marche… Et les négociateurs qui affluent du monde entier vers Paris pour participer à la COP21, fin novembre, n’y pourront pas grand chose ! “L’inertie du système climatique est telle qu’il n’est plus possible d’infléchir la tendance d’ici à 2050, lance Eric Brun. Les décisions prises en ce moment n’auront un impact que sur la seconde moitié du XXIe siècle.” Il y a urgence quand on sait que 2015 est en passe de devenir l’année la plus chaude jamais enregistrée.

Ce qui nous attend pour le siècle à venir ? Difficile d’être très précis : les climatologues se débattent avec plusieurs scénarios très différents d’émissions de CO2 et une flopée de modèles numériques dont les résultats ne convergent pas toujours (voir ci-contre). Il n’empêche, des tendances se dégagent nettement.

Dans l’Hexagone, le climat sera de plus en plus chaud tout au long de l’année, les canicules estivales vont se multiplier et l’été sera toujours plus sec sur l’ensemble du pays – car la chaleur accentue l’évaporation des sols et la transpiration des plantes. Autant dire que le brûlant été 2003 est voué à devenir la norme… Le régime des pluies sera aussi probablement impacté : les précipitations devraient augmenter en hiver et diminuer en été, avec un risque accru de pluies extrêmes. Tandis que le niveau des mers pourrait s’élever d’une cinquantaine de centimètres.

S&V 1178 - climat France meteo_1

Peut-être plus que son ampleur, c’est la vitesse du changement à venir qui interpelle : “Dans les cinquante prochaines années, nous devrions encaisser à peu près le même échauffement que lors du siècle dernier”, pointe Serge Planton. Même si, à bien des égards, la société évoluera sans doute plus vite que le climat. Personne ne peut rester indifférent à ces projections dans un pays comme le nôtre, si dépendant de ses terroirs et de ses climats. La France est le premier exportateur européen de céréales, le premier producteur mondial de vin, la première destination touristique, le plus grand domaine skiable du monde, un pays bordé par trois mers et un océan en élévation… “Ne pas chercher à s’adapter reviendrait à se tirer une balle dans le pied !”, lance Eric Brun.

L’adaptation au changement climatique, nouveau sujet de recherche

Bonne nouvelle : l’adaptation au nouveau climat est justement devenue un objet de recherche en soi. Avec, à la clé, des pistes pour l’avenir. “Jusqu’à maintenant, nous nous sommes adaptés en fonction de l’expérience acquise, par petits incréments, à l’image du décalage de la date des semis, analyse Thierry Caquet, chercheur à l’Institut national de la recherche agronomique (Inra). Mais vers 2030-2040, il faudra commencer à sortir des référentiels connus, avec l’apparition de nouvelles cultures, de nouveaux systèmes de production – pourquoi pas issus des pays du Sud. Ensuite, des décisions plus radicales devront être prises, peut-être l’abandon de cultures emblématiques.”

D’ores et déjà, les agronomes se ruent sur leurs archives et leurs grandes collections de semences. Ils commencent aussi à analyser plants de vigne, arbres (fruitiers ou non), céréales ou espèces animales exploités dans les endroits les plus chauds et arides de la planète. A la recherche de tout ce qui serait capable de supporter un été caniculaire, un automne chaud ou même un hiver trop doux.

S&V 1178 - climat France meteo_2

Ces problèmes peuvent paraître lointains. Erreur ! La question est déjà brûlante pour les forestiers, par exemple, dont les arbres plantés aujourd’hui seront exploités vers la fin du siècle. “Il existe un paquet d’incertitudes sur la capacité des arbres à s’adapter aux sécheresses extrêmes attendues, nous sommes dans l’inconnu, témoigne Hervé Le Bouler, de l’Office national des forêts (ONF). A vrai dire, toutes les essences sont susceptibles d’être mises en difficulté par ces stress hydriques. Il faut trancher… ça ressemble à une situation de guerre.”

Un peu partout, de lourdes décisions devront être prises. Face à la montée du niveau de la mer, “les zones à forts enjeux industriels et humains (Dunkerque, Le Havre…) seront protégées à tout prix, annonce Eric Brun. Dans d’autres endroits, en revanche, il faudra accepter de cesser la lutte et d’abandonner des terrains à la mer”.

Les conséquences iront bien au-delà du décalage des vendanges

Une chose est sûre : les conséquences dépasseront largement le simple décalage des vendanges ou de la date de floraison des pommiers et des mirabelliers.

Rien ne sera simple. De lourds investissements devront être consentis pour ériger des digues supplémentaires, inventer des systèmes d’irrigation, lancer une lutte massive contre des parasites ou des maladies mal connus, mettre en place des compétences inédites, imaginer de nouvelles filières économiques, s’adapter à d’autres rythmes de vie, se lancer dans de nouvelles cultures qui, au début, pourraient échouer lamentablement… “Les agriculteurs devront renégocier les cahiers des charges des appellations d’origine contrôlée de leurs produits, qui n’auront plus forcément le même goût ni le même aspect”, avance Thierry Caquet.

Ici, il faudra peut-être faire le deuil d’une infrastructure emblématique devenue caduque : une station de ski, une promenade sur le front de mer, une route départementale… Là, abandonner des savoir-faire ancestraux. Des paysages typiques deviendront méconnaissables. Quelques itinéraires de promenade bien connus se révéleront trop dangereux. D’inquiétantes maladies, que l’on croyait réservées aux pays tropicaux, nous toucheront de plein fouet. Les ingrédients de certaines recettes traditionnelles seront plus difficiles à trouver.

Inutile, pour autant, de céder au catastrophisme : les Français sont loin d’être les plus mal lotis face au changement climatique. Notre territoire ne sera pas constamment submergé comme certaines parties du Bangladesh ou n’importe quelle île du Pacifique.

“La France restera un pays tempéré, avec ses variations saisonnières qui lui sont propres – il y aura toujours des perturbations en hiver”, rétablit Robert Vautard, chercheur au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement. Selon plusieurs modèles, la vitesse des vents violents aurait même tendance à s’atténuer dans l’Hexagone. Et il ne s’agirait pas non plus d’accuser le climat à tort et à travers à chaque nouvelle catastrophe naturelle.

Le changement climatique sera aussi porteur d’opportunités

Surtout, le changement climatique ne peut se résumer à une douloureuse et tragique rupture d’équilibres. Des opportunités se présenteront aussi. Quoi qu’on en pense, le surplus de CO2 présent dans l’atmosphère stimule la croissance de nombreux végétaux ! Et puis, le déplacement de certaines espèces vers le nord crée de nouvelles possibilités sur ces territoires – toute la France sera bientôt éligible à la viticulture. Pour sa part, la raréfaction des périodes de gel ouvre le champ des possibles dans le nord-est de la France et dans les massifs montagneux.

Plusieurs espèces aujourd’hui marginales sur notre territoire, comme le pin d’Alep ou le sorgho, pourraient enfin trouver la place qu’ils méritent. “Les cultures rustiques et diversifiées devraient prendre l’avantage sur les systèmes hyper-performants”, relève, non sans plaisir, Patrick Bertuzzi, directeur de l’unité de recherche Agroclim (INRA Avignon). Comme un air de revanche sur le productivisme et l’uniformisation à tout crin.

A l’heure où Paris débat du climat mondial, Science & Vie a voulu explorer le visage de cette France où plus rien ne sera jamais comme avant. La France de la seconde moitié du XXIe siècle, le pays dans lequel vivront nos petits-enfants et arrière petits-enfants. Notre rédaction s’est attachée à restituer ces changements, en s’appuyant sur les nombreux travaux des scientifiques et l’expérience des acteurs de terrain.

Une grande plongée dans l’âme du pays, région par région, paysage par paysage, tradition par tradition. Pour enfin comprendre ce qui se passera près de chez vous. Que vous soyez en Ile-de-France, Rhône-Alpes, dans la région Centre, le Nord-Pas-de-Calais, en Alsace-Lorraine, Provence, Aquitaine ou Bretagne…

—Vincent Nouyrigat

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  • Île-de-France : + 2,5 °C en 2070. Ni trop froid l’hiver ni trop chaud l’été. Les 12 millions de Franciliens sont habitués à vivre sous un climat typiquement modéré. Mais voilà : d’ici à la fin du siècle, ils vont voir les températures s’élever de 2 à 4 °C, avec un climat comparable à celui que connaît Cordoue, dans le sud de l’Espagne ! Comment adapter les infrastructures et les matériaux urbains à des vagues de chaleur répétées pour lesquelles ils n’ont pas été conçus ? Pénuries en eau, érosion des monuments, maladies inconnues sous nos latitudes feront partie du futur de Paris et ses alentours. La région la plus urbanisée de France devra apprendre à vivre sous des canicules et des sécheresses à répétition.
  • Rhône-Alpes : + 3 °C en 2070. Cette région industrielle et très peuplée (plus de 6 millions d’habitants) va subir une des plus fortes hausses des températures. Si toute la région est impactée, les regards se portent en priorité vers les montagnes, élément incontournable du paysage et poumon économique pour nombre de vallées à l’heure des sports d’hiver. Car les massifs sont aussi les milieux les plus sensibles aux changements : au moindre degré Celsius supplémentaire, l’enneigement, les espèces animales ou végétales se décalent de 150 mètres en altitude. Peut-être plus qu’ailleurs, le réchauffement climatique suscite ici l’inquiétude. Pourra-t-on skier à la fin du siècle ? Nos petits-enfants verront-ils encore des glaciers ? Quelles nouvelles activités pourront se développer en altitude ?
  • Centre : + 2,5 °C en 2070. C’est ici que bat le cœur de la France, entre patrimoine séculaire, élevages, forêts et, surtout, grandes cultures. Mais les 6 millions d’habitants de ce Centre élargi vont voir leur climat, qui est actuellement teinté d’influences océaniques et continentales, passer dans une autre dimension en se réchauffant de plus de 2,5 °C à la fin du siècle – et jusqu’à 4 °C selon certains scénarios.
    Avec quelles conséquences pour les rendements agricoles de cette région, véritable grenier à blé de la France ? Pour ses forêts ? Son gibier ? Et ses élevages ? Inédite, cette chaleur étouffante promet de bouleverser bien des traditions.
  • Nord-Est : + 2 °C en 2070. Pour les 12 millions d’habitants du Nord et de l’Est, le réchauffement ressemble plutôt à une bonne nouvelle. Songez qu’en 2080, le climat de Lille sera comparable à celui d’Angers, voire de Toulouse ou de Carcassonne ! Hivers plus doux, étés plus chauds, précipitations maintenues… les conditions seront favorables aux grandes cultures nordistes, voire au tourisme. Mais il ne faut pas oublier que ce territoire industriel et fertile a été en partie gagné sur la mer : la montée du niveau marin sera ici la grande affaire du siècle. Dans l’Est, dont le climat semi-continental fait se succéder étés chauds et hivers rudes, c’est un autre bouleversement qui se prépare : la disparition du froid.
    Comment la faune et la flore locales vont-elles réagir à cette inédite vie sans gel ?
  • Sud-Est : + 2,5 °C en 2070. Ce sera sûrement la région la plus impactée par le réchauffement. Certes, l’identité régionale est déjà largement façonnée par la chaleur : les 5 millions d’habitants qu’elle compte sont habitués à vivre sous un climat typiquement méditerranéen, marqué par des étés secs et des hivers doux. Mais l’avenir leur promet des étés encore plus secs et encore plus chauds. Or, dans cette région où l’activité est dominée par le tourisme et la fruiticulture, cela promet de fortes tensions autour des ressources en eau. Et que vont devenir les fameuses plages de la Côte d’Azur, particulièrement vulnérables à la montée de la mer ? Comment vont évoluer les colères du ciel, déjà incroyablement violentes ? Depuis les premiers reliefs des Alpes jusqu’aux rives de la Méditerranée, c’est toute la région qui paraît menacée.
  • Sud-Ouest : + 2 °C en 2070. Il fait bon vivre, manger et boire sous le climat océanique aquitain, marqué par un hiver doux, un printemps plutôt humide, ainsi qu’un été chaud et sec. Mais avec une chaleur un peu plus accablante, les 6 millions d’habitants de la région vont se trouver face à de nombreux défis. Comment vont réagir les baies de raisin dans le Bordelais ? Et les peintures des grottes préhistoriques de
    Dordogne ? Pourra-t-on continuer la culture intensive de maïs, si exigeante en eau ? Tandis que, sur le littoral, la question se pose déjà : comment faire face à l’élévation du niveau de l’Atlantique ?
  • Grand Ouest : + 2 °C en 2070. Hivers doux, étés sans excès et des précipitations tout au long de l’année : les 13,5 millions d’habitants de la Normandie, de la Bretagne et des Pays de la Loire profitent du régime océanique tempéré par excellence. Problème : l’air frais venant de l’Atlantique aura bien du mal à contrecarrer la hausse des températures. Les Rennais doivent par exemple s’attendre à 45 jours de chaleur supplémentaires (plus de 25 °C) d’ici à la fin du siècle. Avec quels impacts sur la pêche ? Sur l’agriculture
    ? Sur l’élevage ? Une chose est sûre, il y aura du changement – et pas forcément pour le pire…
  • DOM-TOM : + 1,5 °C en 2070. Les tropiques resteront toujours les tropiques ! Toutes les simulations climatiques indiquent en effet que, sur l’ensemble du globe, ce sont dans les deux bandes qui entourent l’équateur que le réchauffement sera le moins marqué. Les habitants des Antilles et de Guyane (plus d’un million de personnes), de la Réunion (850 000), de Nouvelle-Calédonie (250 000), de Polynésie (250 000) ou de Mayotte (200 000) continueront donc à vivre sous les charmes et la dureté du climat tropical. Reste qu’il y fera encore un peu plus chaud, et qu’ils seront en première ligne face à l’élévation du niveau des mers (principalement dans le Pacifique) et à l’acidification des océans. Avec quelles conséquences sur l’agriculture ou le littoral ? Là comme ailleurs, il faudra s’adapter.

D’après Science&Vie n°1178

 

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Un arbre de l’Avent pour accueillir Jésus

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1. Cueillez du branchage

Ramassez quelques branches dénuées de feuilles. Selon vos goûts, laissez-les au naturel ou bien peignez-les au pinceau ou à la bombe. Versez un peu de sable au fond d’un grand vase et piquez-y les branches. Le 29 novembre, premier dimanche de l’Avent, placez-le près de la crèche.

2. Créez vos décorations

Utilisez des boules transparentes qui s’ouvrent (en Plexiglas, 8 cm de diamètre, sur la photo) ou encore des sachets en organza. À l’aide d’une gommette ou d’un carton, numérotez-les de 1 à 25. Puis suspendez-les aux branches avec un joli ruban ou du raphia coloré.

3. Fleurissez

Avec les enfants, cherchez des idées d’offrandes à réaliser tout au long de l’Avent : prière, pardon, service, aide, etc. Chaque soir, ils rempliront le contenant par le nombre correspondant de boules de papier mâché colorées. Petit à petit, cet arbre mort reprendra des couleurs, à l’image du Christ, qui vient nous redonner la vie. L’arbre de l’Avent décorera la table de Noël.

Les pigeons démontrent une incroyable capacité à identifier des cancers

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Dispositif conçu par les chercheurs afin de tester l'aptitude des pigeons à identifier la présence de formations cancéreuses (© 2015 Levenson et al. PLOS ONE)

Dispositif conçu par les chercheurs afin de tester l’aptitude des pigeons à identifier la présence de formations cancéreuses (© 2015 Levenson et al. PLOS ONE)

Des millénaires durant, les pigeons ont été de fidèles et très efficaces messagers permettant à des individus ou des armées entières de communiquer à longue distance, grâce à leurs aptitudes à s’orienter et à leur mémoire visuelle. Mais aujourd’hui c’est une autre guerre qu’ils pourraient nous aider à remporter, celle que livre la médecine contre le cancer : bien entrainés, les pigeons seraient capables de reconnaître des cellules ou des tumeurs cancéreuses sur des images (cliché histologique, radio, etc.).

Concrètement : une fois entrainés, les pigeons atteignent des scores de l’ordre de 75% à 85% de reconnaissance de formations cancéreuses sur des séries de clichés présentant ou pas de telles pathologies – les oncologues y réussissant à 97%. Loin d’être anecdotique, ce résultat ouvrirait à des applications bien réelles, aussi bien pour la pratique médicale elle-même que dans la conception de nouvelles technologies d’imagerie médicale voire de reconnaissance automatique (I.A.).

Les pigeons, presque aussi forts que les médecins

Les animaux ont des talents qui servent déjà la médecine, tel les chiens dressés pour déceler via l’odorat des cancers de la prostate ou des ovaires dans l’urine de patients, ou les cricétomes des savanes (rats) qui détectent l’odeur de la tuberculose dans le crachat.

Mais les pigeons les surpassent largement : une série d’expériences menée par des chercheurs de l’université de Californie à Davis et de l’université de l’Iowa révèle que leur aptitude à diagnostiquer des cancers sur des clichés est quasiment aussi bonne que celles des cancérologues, formés à la pratique pendant des années.

Vidéo montrant l’une des expériences de reconnaissance de cellules cancéreuses par les pigeons (en anglais). © 2015 Levenson et al.

 

C’est leur système visuel qui est au centre de cette compétence, système qui par bien des aspects est similaire au nôtre et sert de “modèle animal” aux études médicales. Aussi les chercheurs américains ont décidé de tester la capacité du pigeon de ville (Columba livia) dans la perspective d’identifier les paramètres cognitifs visuels cruciaux dans ce travail dont dépend la santé de nombreuses personnes.

Un entrainement de 15 jours

Ce sont des cohortes de 4 à 8 pigeons qui ont été utilisées pour chaque expérience. Dans la première, les pigeons devaient déterminer si un cliché présentant une coupe histologique (photo ci-dessous) contenait ou non des cellules malignes.

Type de clichés montrés aux pigeons : à gauche, des cellules bénignes, à droite malignes. De haut en bas, le degré de grandissement microscopique (© 2015 Levenson et al.)

Type de clichés montrés aux pigeons : à gauche, des cellules bénignes, à droite malignes. De haut en bas, le degré de grandissement microscopique (© 2015 Levenson et al.)

Les pigeons ont été d’abord entrainés sur 144 clichés pendant 15 jours à raison d’une heure par jour : comme le montre la vidéo ci-dessus, ils devaient taper du bec sur une ligne bleue ou une ligne jaune selon que le cliché comportait des cellules malignes ou non.

Quand la réponse était correcte, ils recevaient une récompense (petite gourmandise dispensée par un système automatique). Certains étaient entrainés sur des clichés en noir et blanc, d’autres en couleur, d’autres avec des taux de compression numérique plus ou moins élevés, d’autres avec des contrastes variables…

Variation des paramètres

Au début, le taux de réponse correcte était de 50% (statistiques sur de nombreux essais avec différentes cohortes), ce qui représente une réponse aléatoire… Mais peu à peu, associant la règle de la récompense aux particularités visuelles des clichés, ils ont amélioré leur score.

Après ces phases d’entrainement et quelques jours de repos, ces pigeons ont été soumis aux mêmes clichés, mais également à de nouveaux clichés, non vus auparavant, ainsi qu’à des clichés représentant des coupes histologiques connues mais agrandies à différentes échelles ou retournées à 90°, 180°, 270°…

Des résultats impressionnants… jusqu’à une certaine limite

Selon le type de variation (grandissement, rotation, couleur, noir-et-blanc, compression, contraste, etc.) leur score moyen de réponses correctes était différent mais se situait dans une fourchette allant de 75% à 85% (et parfois plus), prouvant ainsi, hors leur fantastique don de mémoire, leur capacité à reconnaitre réellement la présence ou l’absence de cellules cancéreuses – le taux des médecins se situant au-dessus de 90%.

D’autres expériences ont été menées, sur des mammographies (radio des seins) présentant des micro-calcifications et des mammographies présentant des masses – toutes choses liées au diagnostic précoces de cancers du sein mais fort difficiles à diagnostiquer par les médecins. Dans le premier cas, les résultats ont été comparables aux précédents, dans le second, les pigeons n’ont pas réussi à discriminer entre les cas bénins et les cas malins, prouvant par-là la limite de leurs capacités.

Mammographies présentées aux pigeons pouvant ou non révéler des calcifications (© 2015 Levenson et al.)

Mammographies présentées aux pigeons avec ou sans calcifications  (© 2015 Levenson et al.)

Mammographies montrant des masses de type bénin ou malin (© 2015 Levenson et al.)

Mammographies montrant des masses de type bénin ou malin (© 2015 Levenson et al.)

 

Mais ce qui compte avant tout dans cette étude très longue et complexe est que les chercheurs ont mis en lumière une compétence non connues des pigeons, qui devrait servir la médecine.

Une compétence à exploiter ?

Il ne s’agit pas bien sûr d’imaginer que dans l’avenir chaque oncologue aura son pigeonnier dans lequel ses hôtes effectueront une pré-classification des clichés, bien qu’une collaboration pigeons-médecins est évoquée par les chercheurs, afin d’accélérer les processus de diagnostic.

Les chercheurs pensent surtout que la compétence des pigeons pourrait servir à tester de nouvelles techniques d’imagerie numérique : chaque nouvel outil de diagnostic serait ainsi présenté en premier à des pigeons pour évaluer leur intérêt et efficacité, avant de passer à la phase des tests avec les médecins – très couteux en temps et en argent.

Au-delà de cet aspect pratique, l’approfondissement de l’étude des compétences cognitives visuelles des pigeons pour la détection des cancers pourrait servir, concluent les chercheurs, à la conception de systèmes automatiques de reconnaissance de cette pathologie qui est devenue, avec allongement du temps de vie et les problèmes liés à la pollution et aux modes de vie actuels, un véritable fléau.

–Román Ikonicoff

 

> Lire aussi :

 

> Lire également dans les Grandes Archives de Science & Vie :

  • A quoi pensent les invertébrés – S&V n°1144 – 2013. Ils éprouvent des émotions, sont sensibles à la douleur, voire ont une vie intérieur… Qui donc ? Les invertébrés.

S&V 1444 invertébrés

S&V 1041 - Cancer epidemie

  • Espérance de vie en bonne santé : elle baisse ! – S&V n°1149 – 2013. En France, l’allongement de la durée de vie ainsi que le vieillissement de la population (les baby-boomers sont aujourd’hui des papy-boomers) ont conduit à une stagnation voire une baisse de l’espérance de vie en bonne santé.

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Un arbre de l’Avent pour accueillir Jésus

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1. Cueillez du branchage

Ramassez quelques branches dénuées de feuilles. Selon vos goûts, laissez-les au naturel ou bien peignez-les au pinceau ou à la bombe. Versez un peu de sable au fond d’un grand vase et piquez-y les branches. Le 29 novembre, premier dimanche de l’Avent, placez-le près de la crèche.

2. Créez vos décorations

Utilisez des boules transparentes qui s’ouvrent (en Plexiglas, 8 cm de diamètre, sur la photo) ou encore des sachets en organza. À l’aide d’une gommette ou d’un carton, numérotez-les de 1 à 25. Puis suspendez-les aux branches avec un joli ruban ou du raphia coloré.

3. Fleurissez

Avec les enfants, cherchez des idées d’offrandes à réaliser tout au long de l’Avent : prière, pardon, service, aide, etc. Chaque soir, ils rempliront le contenant par le nombre correspondant de boules de papier mâché colorées. Petit à petit, cet arbre mort reprendra des couleurs, à l’image du Christ, qui vient nous redonner la vie. L’arbre de l’Avent décorera la table de Noël.

Un arbre de l’Avent pour accueillir Jésus

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1. Cueillez du branchage

Ramassez quelques branches dénuées de feuilles. Selon vos goûts, laissez-les au naturel ou bien peignez-les au pinceau ou à la bombe. Versez un peu de sable au fond d’un grand vase et piquez-y les branches. Le 29 novembre, premier dimanche de l’Avent, placez-le près de la crèche.

2. Créez vos décorations

Utilisez des boules transparentes qui s’ouvrent (en Plexiglas, 8 cm de diamètre, sur la photo) ou encore des sachets en organza. À l’aide d’une gommette ou d’un carton, numérotez-les de 1 à 25. Puis suspendez-les aux branches avec un joli ruban ou du raphia coloré.

3. Fleurissez

Avec les enfants, cherchez des idées d’offrandes à réaliser tout au long de l’Avent : prière, pardon, service, aide, etc. Chaque soir, ils rempliront le contenant par le nombre correspondant de boules de papier mâché colorées. Petit à petit, cet arbre mort reprendra des couleurs, à l’image du Christ, qui vient nous redonner la vie. L’arbre de l’Avent décorera la table de Noël.

Des chercheurs français organisent la première course de voitures microscopiques : la NanoCar Race

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Nano-car Team - Texas et Autriche © Rice University

Les cinq candidats de la première course internationale de molécules-voitures NanoCar Race, présentés aujourd’hui à Toulouse (CEMES-CNRS)

Ce vendredi 27 novembre le Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES) de l’université de Toulouse a présenté les cinq candidats en compétition pour une course de Formule-1 d’un genre particulier. En effet, les voitures ne mesurent que quelques nanomètres (milliardièmes de mètre) et la piste, pavée de particules d’or, s’étend sur moins de 60 nanomètres : elle pourrait être contenue dans un globule rouge du sang !

 

carRice University

La voiture de l’équipe austro-américaine de l’université Rice (Houston, Texas). Elle se déplace sur des atomes d’or et est impulsée mécaniquement par la rotation du groupement atomique situé au milieu du châssis (par contact avec le sol). Rice University.

 

Cette NanoCar Race – ou “1ère course internationale de molécules-voitures” – comme l’ont nommé ses organisateurs, Christian Joachim, directeur de recherche au CNRS, et Gwénaël Rapenne professeur à l’université Toulouse III, devrait permettre aux laboratoires allemand, américain, autrichien, français et japonais de mesurer et comparer leurs technologies (le détail des voitures se trouve ici), et de faire connaître à un public plus large les incroyables promesses d’un domaine, celui des nano-machines, qui pourrait investir dans quelques années des secteurs comme celui de la santé, de la chimie industrielle et des matériaux intelligents…

La NanoCar Race aura lieu en octobre 2016

C’est dans le cadre de la 4e édition du Futurapolis (Toulouse) qu’ont été donc présentées les 5 nano-écuries en compétition. La course elle-même devrait avoir lieu en octobre 2016. En effet, il faudra un an aux pilotes pour affiner leur maîtrise d’engins formés de quelques dizaines d’atomes.

 

Préparation de la piste de course : des atomes d’or positionnés un par un sur une surface d’or également, à l’aide d’un système de microscopes à effet tunnel. Manipulation effectuée par C. Manzano, W.H. Soe et C. Joachim (CEMES-CNRS)

 

Schéma du parcours des voitures (CEMES - CNRS)

Schéma du parcours des voitures (CEMES – CNRS)

 

Le public, lui, ne pourra voir la course que sur écran – à moins de posséder des microscopes en guise d’yeux. De fait, le suivi de la course et l’injection d’énergie aux voitures sera effectué par un même instrument, développé au CEMES, constitué de quatre microscopes à effet tunnel.

Nano-machines, une révolution en cours

La taille invraisemblable de ces voitures et la possibilité de leur faire exécuter un parcours complexe montre a quel point la nanotechnologie a progressé en quelques années. Car les nano-voitures (ou “transporteurs”) ne représentent qu’un des nombreux types d’engins nanométriques construits dans les laboratoires : moteurs, presses, pinces, élévateurs

Un moteur moléculaire

Un moteur moléculaire

 

Une pince

Une pince

 

Un élévateur

Un élévateur

 

Capture4

Une presse

 

 

 

 

 

 

Toute une classe de molécules pilotables à l’aide de courants électriques ou de signaux chimiques permettent déjà d’imaginer les nano-usines fonctionnant à l’intérieur du corps, par exemple pour cibler et détruire des cellules tumorales, ou dans des bassins chimiques, pour la synthèse de substances, ou encore à la surface de matériaux intelligents.

Un domaine de recherche qui arrive à maturité

Bien évidemment, ce rêve n’est pas pour demain car de nombreux obstacles sont encore à surmonter, en particulier les problèmes de biocompatibilité et de stabilité, et ceux liés au coût et à la difficulté de produire des nano-machines de manière industrielle.

Mais l’organisation d’un événement comme la NanoCar Race montre que cette recherche est arrivée à une certaine maturité – à l’instar de la RoboCup dans les années 1990 qui préfigurait la montée en puissance de la robotique dans notre société.

–Román Ikonicoff

 

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