Pourquoi la banquise du Groenland noircit-elle ?

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Les glaces du Groenland se font de plus en plus grises - Ph. Kittyfotos / Flick / CC BY 2.0

Les glaces du Groenland se font de plus en plus grises – Ph. Kittyfotos / Flick / CC BY 2.0

Immensité blanche, le Groenland ? Plus maintenant ! De récentes photos aériennes en font l’incroyable constat : sa glace est, sur d’énormes étendues, devenue grise.

Lors de l’inauguration de la Conférence des Nations Unies sur le climat (COP21), des blocs de glaces en provenance du pays des neiges devraient être installées, par l’organisme Ice Watch, sur une place de Paris afin de sensibiliser le public à la fonte des glaces.

Or, le phénomène d’assombrissement des glaces au Groenland s’amplifie, contribuant à l’accélération de la fonte des glaces ! De retour d’une expédition sur place l’été dernier, Jason Box, de l’Institut d’études géologiques du Danemark, est catastrophé par ce qu’il a vu. Ses mesures confirment qu’en 2014, la lumière réfléchie sur la surface enneigée du Groenland est 5,6 % moins importante qu’en moyenne depuis 2000.

Conséquence : une neige moins blanche, qui absorbe davantage l’énergie solaire et fond donc plus vite. 10 % de la fonte est ainsi due à l’assombrissement. En juin dernier, pour la première fois, des chercheurs du CNRS et de Météo France ont découvert que le phénomène est lié à la présence d’impuretés colorées. Selon la chercheuse Marie Dumont, il s’agirait de poussières minérales provenant du sol groenlandais : “Elles seraient transportées par le vent depuis des zones nues où
la neige a fondu.” Le phénomène était connu l’été, mais il s’est généralisé à toute l’année à cause du réchauffement climatique.

Jason Box, lui, avance deux explications supplémentaires. D’une part, les vents déposeraient sur le sol groenlandais la suie issue des feux de forêts de plus en plus fréquents en été au Canada, situé à seulement 2 000 km de là. D’autre part, les algues microscopiques qui peuplent la surface de la banquise se multiplieraient grâce au surplus de poussières…

Le Groenland est un climatiseur pour la planète

Et comme elles possèdent des pigments colorés pour se protéger du soleil, elles accentueraient la coloration les glaces ! En attendant la confirmation de ces hypothèses, ces neiges noires préoccupent. La calotte glaciaire fonctionne en effet comme un climatiseur pour la planète : en disparaissant, elle amplifie son réchauffement

De plus, si l’ensemble des glaces groenlandaises venait à fondre, les mers monteraient de 7,2 m. Le Groenland n’est pas seulement en train de devenir noir : c’est l’avenir qu’il assombrit. Les neiges de cet hiver déposeront une nouvelle couche blanche. Pourvu qu’elle ne vire pas au gris trop rapidement !

—F.G.

D’après Science&Vie Questions-Réponses n°14

 

> Lire aussi dans les Grandes Archive de Science&Vie :

  • Dossier spécial Climat : le tour de France des régionsS&V n°1178 (2015). A l’occasion de la COP21, début décembre à Paris, Science&Vie s’est lancé dans une vaste enquête pour découvrir comment le changement climatique global va se traduire au niveau local, région par région, en métropole comme en Outre-mer.

S&V_1178_OUV

S&V 1090 montée eaux

Comment la couverture de survie protège-t-elle ?

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Une couverture de survie peut être dosée ou argentée - Ph. Wikimedia Commons / CC BY SA 3.0

Une couverture de survie peut être dosée ou argentée – Ph. Wikimedia Commons / CC BY SA 3.0

Que les couvertures isothermiques soient argentées, dorées, ou les deux à la fois, dans tous les cas, leur principe reste identique. Ces couvertures utilisées par les secouristes pour couvrir les blessés dans l’attente qu’ils soient emportés par une ambulance, sont constituées d’un mince film de polyéthylène téréphtalate, polymère dont sont faites… la plupart de nos bouteilles en plastique !

L’intérêt ? Ce film prévient l’hypothermie, soit une température corporelle inférieure à 35 °C (mortelle en-dessous de 32 °C). La première fonction de la couverture de survie est de maintenir la température corporelle à 37 °C. De fait, elle retient la chaleur du corps en réfléchissant – vers lui au lieu qu’elle se dissipe – 90 % du rayonnement infrarouge qu’il émet, ce qu’aucune autre couverture n’assure.

Elle protège également du froid extérieur, de la pluie ou de la chaleur ambiante.

La couleur brillante de la couverture de survie peut servir à mieux repérer les blessés

Cette capacité d’isolation et de réflexion vient du fait que le film plastique est métallisé : techniquement, on peut donc appeler ce matériau du MPET (polyéthylène téréphtalate métallisé). La métallisation du film, mise au point par la NASA en 1964 pour ses engins spatiaux, consiste à évaporer sous vide de l’aluminium, ce qui donne à la couverture de survie sa fameuse couleur brillante argentée.

Un vernis doré peut aussi être déposé sur certaines faces. Toutefois, le sens d’utilisation ne semble pas avoir d’importance, sinon de rendre le blessé plus visible grâce au côté doré.

A.J.

D’après S&V n°1096

 

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

S&V 979 - urgences

  • Quand l’homme dépasse ses limites S&V n°929 (1995). Face au froid, à la faim, à la mer… comment réagit le corps humain ? A travers les océans et les Pôles, certains réalisent des exploits d’endurance en repoussant les limites de l’organisme.

S&V 929 - limites froid

 

Kepler 438 B : l’exoplanète cousine de la Terre serait finalement…. stérile

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Kepler 438 b, lors de sa découverte début 2015, a été présentée comme un véritable "Eden", ou presque... Planète "sœur" de la notre, à peine plus grande que la Terre, avec une température permettant la présence d'eau liquide à sa surface, elle était une cible prometteuse pour les exobiologistes. C'était sans compter avec son étoile, une naine rouge sujette à des éruptions d'une puissance colossale. Dessin Warwick University.

Kepler 438 b, lors de sa découverte début 2015, a été présentée comme un véritable “Eden”, ou presque… Planète “sœur” de la notre, à peine plus grande que la Terre, avec une température permettant la présence d’eau liquide à sa surface, elle était une cible prometteuse pour les exobiologistes. C’était sans compter avec son étoile, une naine rouge sujette à des éruptions d’une puissance colossale. Dessin Warwick University.

Depuis vingt ans, les astronomes découvrent, désormais quasi quotidiennement, des planètes tournant autour d’autres soleils.
Ces exoplanètes sont, pour certaines, observées et étudiées depuis plus de dix ans, et, progressivement, elles commencent à dévoiler leurs caractéristiques. C’est ainsi que l’observation spectroscopique du passage devant son étoile, tous les deux jours, de la planète HD 189733 b a permis aux astronomes de mesurer la vitesse prodigieuse des tempêtes qui la balaient : 8600 kilomètres-heure.
Si ce monde est brûlant, infernal, d’autres planètes, en revanche, semblent ressembler plus ou moins à notre propre planète : la Terre.
Ces planètes reçoivent, on s’en doute, une attention particulière des chercheurs, puisque, la Terre abritant la vie, on pourrait imaginer que des planètes semblables à elle l’accueillent aussi. Dans cette perspective, les chercheurs ont conçu « l’indice de similarité avec la Terre », qui doit permettre de caractériser les mondes « terrestres », l’espoir étant de trouver bientôt une planète d’indice « 1 », c’est à dire une sœur jumelle de la Terre, qui pourrait, dans dix ou vingt ans, être observée par des télescopes suffisamment puissants pour y détecter d’éventuels « bio traceurs ».
Jusqu’à la publication dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, d’un article signé par les astronomes David Armstrong, Chloe Pugg et leurs collaborateurs de l’Université de Warwick, c’est la planète Kepler 438 b, située à 470 années-lumière, dans la constellation de la Lyre, qui exhibait l’indice de similarité avec la Terre le plus haut : 0,88 sur une valeur maximale de 1 !
Mais en étudiant des années durant l’étoile Kepler 438, l’équipe de Armstrong et Pugg a découvert que cet astre, une naine rouge deux fois moins massive que le Soleil, est l’objet d’une activité d’une violence inouïe : régulièrement, tous les six mois environ, elle est sujette à des éruptions, appelées éjections de masse coronale, qui projettent dans l’espace, à plusieurs milliers de kilomètres par seconde, d’énormes quantités de plasma porté à une température de plusieurs millions de degrés. De telles éruptions existent chez notre propre étoile, le Soleil, mais dans le cas de Kepler 438, elles sont dix fois plus puissantes, alors que la planète Kepler 438 b se trouve à seulement 24 millions de kilomètres de son étoile…
Résultat, si la planète Kepler 438 b a un indice de similarité avec la Terre proche de 1, si elle se trouve dans la « zone habitable » de son étoile, c’est à dire à une distance où l’eau liquide peut exister à sa surface – sa température moyenne avoisinerait + 5 °C, selon les modèles théoriques – elle se trouve aussi sous les feux d’un soleil rouge sujet régulièrement à des éruptions d’une énergie égale à cent milliards de tonnes de TNT…
Pour l’équipe de David Armstrong et Chloe Pugg, le rayonnement subi régulièrement par la planète Kepler 438 b au cours de ces éruptions a du souffler son atmosphère – si elle en possédait une – et stériliser complètement sa surface…
Lorsque Kepler 438 b avait été découverte, début 2015, elle avait été aussitôt élevée au statut d’exoplanète « habitable » dans les articles et communiqués de presse scientifique et l’Institut SETI, qui recherche des signes d’intelligence artificielle dans le cosmos à l’aide de son réseau de radiotélescopes californien, avait orienté celui-ci vers ce nouveau monde. En vain, est-il utile de le préciser.
De son côté, l’équipe de l’Université de Warwick continue sa recherche sur les étoiles à hauts indices de similarité avec la Terre, comme Kepler 22, Kepler 61, Kepler 62, Kepler 174, Kepler 186, Kepler 283, Kepler 296, Kepler 298, Kepler 440, Kepler 442, Kepler 443… La plupart de ces exoplanètes tournent autour d’étoiles naines rouges, dont on connaît l’activité souvent fantasque.
Serge Brunier

Kepler 438 b, une exoplanète habitable ou stérile ?

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Kepler 438 b, lors de sa découverte début 2015, a été présentée comme un véritable "Eden", ou presque... Planète "sœur" de la notre, à peine plus grande que la Terre, avec une température permettant la présence d'eau liquide à sa surface, elle était une cible prometteuse pour les exobiologistes. C'était sans compter avec son étoile, une naine rouge sujette à des éruptions d'une puissance colossale. Dessin Warwick University.

Kepler 438 b, lors de sa découverte début 2015, a été présentée comme un véritable “Eden”, ou presque… Planète “sœur” de la notre, à peine plus grande que la Terre, avec une température permettant la présence d’eau liquide à sa surface, elle était une cible prometteuse pour les exobiologistes. C’était sans compter avec son étoile, une naine rouge sujette à des éruptions d’une puissance colossale. Dessin Warwick University.

Depuis vingt ans, les astronomes découvrent, désormais quasi quotidiennement, des planètes tournant autour d’autres soleils.
Ces exoplanètes sont, pour certaines, observées et étudiées depuis plus de dix ans, et, progressivement, elles commencent à dévoiler leurs caractéristiques. C’est ainsi que l’observation spectroscopique du passage devant son étoile, tous les deux jours, de la planète HD 189733 b a permis aux astronomes de mesurer la vitesse prodigieuse des tempêtes qui la balaient : 8600 kilomètres-heure.
Si ce monde est brûlant, infernal, d’autres planètes, en revanche, semblent ressembler plus ou moins à notre propre planète : la Terre.
Ces planètes reçoivent, on s’en doute, une attention particulière des chercheurs, puisque, la Terre abritant la vie, on pourrait imaginer que des planètes semblables à elle l’accueillent aussi. Dans cette perspective, les chercheurs ont conçu « l’indice de similarité avec la Terre », qui doit permettre de caractériser les mondes « terrestres », l’espoir étant de trouver bientôt une planète d’indice « 1 », c’est à dire une sœur jumelle de la Terre, qui pourrait, dans dix ou vingt ans, être observée par des télescopes suffisamment puissants pour y détecter d’éventuels « bio traceurs ».
Jusqu’à la publication dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, d’un article signé par les astronomes David Armstrong, Chloe Pugg et leurs collaborateurs de l’Université de Warwick, c’est la planète Kepler 438 b, située à 470 années-lumière, dans la constellation de la Lyre, qui exhibait l’indice de similarité avec la Terre le plus haut : 0,88 sur une valeur maximale de 1 !
Mais en étudiant des années durant l’étoile Kepler 438, l’équipe de Armstrong et Pugg a découvert que cet astre, une naine rouge deux fois moins massive que le Soleil, est l’objet d’une activité d’une violence inouïe : régulièrement, tous les six mois environ, elle est sujette à des éruptions, appelées éjections de masse coronale, qui projettent dans l’espace, à plusieurs milliers de kilomètres par seconde, d’énormes quantités de plasma porté à une température de plusieurs millions de degrés. De telles éruptions existent chez notre propre étoile, le Soleil, mais dans le cas de Kepler 438, elles sont dix fois plus puissantes, alors que la planète Kepler 438 b se trouve à seulement 24 millions de kilomètres de son étoile…
Résultat, si la planète Kepler 438 b a un indice de similarité avec la Terre proche de 1, si elle se trouve dans la « zone habitable » de son étoile, c’est à dire à une distance où l’eau liquide peut exister à sa surface – sa température moyenne avoisinerait + 5 °C, selon les modèles théoriques – elle se trouve aussi sous les feux d’un soleil rouge sujet régulièrement à des éruptions d’une énergie égale à cent milliards de tonnes de TNT…
Pour l’équipe de David Armstrong et Chloe Pugg, le rayonnement subi régulièrement par la planète Kepler 438 b au cours de ces éruptions a du souffler son atmosphère – si elle en possédait une – et stériliser complètement sa surface…
Lorsque Kepler 438 b avait été découverte, début 2015, elle avait été aussitôt élevée au statut d’exoplanète « habitable » dans les articles et communiqués de presse scientifique et l’Institut SETI, qui recherche des signes d’intelligence artificielle dans le cosmos à l’aide de son réseau de radiotélescopes californien, avait orienté celui-ci vers ce nouveau monde. En vain, est-il utile de le préciser.
De son côté, l’équipe de l’Université de Warwick continue sa recherche sur les étoiles à hauts indices de similarité avec la Terre, comme Kepler 22, Kepler 61, Kepler 62, Kepler 174, Kepler 186, Kepler 283, Kepler 296, Kepler 298, Kepler 440, Kepler 442, Kepler 443… La plupart de ces exoplanètes tournent autour d’étoiles naines rouges, dont on connaît l’activité souvent fantasque.
Serge Brunier

Plus un animal est petit, plus ses spermatozoïdes sont grands !

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Chez les petits mammifères, comme le tamia, les spermatozoïdes sont plus grands que chez les grands mammifères comme le cerf ou l'éléphant. - Ph. Gilles Gonthier / Flickr / CC BY 2.0

Chez les petits mammifères, comme le tamia, les spermatozoïdes sont plus grands que chez les grands mammifères comme le cerf ou l’éléphant. – Ph. Gilles Gonthier / Flickr / CC BY 2.0

Chez les mammifères, la taille du corps est inversement proportionnelle à la taille des spermatozoïdes. Ils sont plus longs chez un rongeur que chez un éléphant !
Cette bizarrerie contre-intuitive vient pourtant d’être prouvée sans équivoque par des biologistes des universités de Zurich et de Stockholm spécialisés dans l’étude de l’évolution.

Ils ont passé en revue, chez 100 espèces différentes de mammifères —des rongeurs aux carnivores, en passant par les ongulés— la taille du corps et des testicules, et l’ont comparée avec la taille et le nombre des spermatozoïdes produits par les mâles lors de l’éjaculation.

Résultat : deux tendances se dégagent en fonction de la taille des animaux. Chez ceux de petite taille, plus ils sont petits et plus leurs gamètes sont grands. Tandis que dans le sperme des animaux de grande taille, plus l’animal lui-même est grand, plus le nombre de gamètes est grand, et non leur taille.

Ainsi, un tigre aura un plus grand nombre de spermatozoïdes qu’un chat, chez qui par contre ils seront plus grands !

L’évolution des spermatozoïdes s’explique par la compétition entre mâles des mammifères

Comment peut-on expliquer ces conclusions à la lumière de l’évolution ? En d’autres termes, pourquoi la sélection naturelle a-t-elle favorisé ces deux stratégies différentes chez les mammifères petits et grands ?

Dans leur article, publié dans la revue Proceedings of the Royal Society B, Stefan Lüpold et John Fitzpatrick l’interprètent en partant de la compétition entre mâles. Lors des périodes d’accouplement, en effet, nombreuses sont les espèces de mammifères chez qui la femelle s’accouple avec plusieurs mâles à la suite.

S’installe ainsi une course entre les spermatozoïdes des divers pères en puissance pour atteindre l’ovule dans l’utérus de la femelle et le féconder. Une course qui porte le nom scientifique de “compétition spermatique”. A titre d’exemple, dans notre espèce, à peine 0,004 % des gamètes parviennent à l’utérus, c’est à dire pas plus de 250 spermatozoïdes !

Gagner la course vers l’ovule

Pour gagner la course, les petits et les grands mammifères ont pris deux directions différentes : augmenter la taille des gamètes chez les petits animaux, et augmenter leur nombre chez les grands. L’avantage des spermatozoïdes de grande taille, dotés d’un long flagelle, est qu’il sont capables de nager vite et d’atteindre rapidement l’utérus, d’autant que le chemin à parcourir est plus court si le corps de la femelle est petit.

A l’inverse, chez les espèces de grande taille, comme on ne peut augmenter indéfiniment la taille des cellules reproductives, la stratégie qui a été favorisée au cours de l’évolution est celle d’accroître le nombre de spermatozoïdes, c’est à dire leur concentration dans le sperme.

Dans le même temps, notent les chercheurs, chez les petits animaux, l’évolution a favorisé toutes sortes de formes différentes de spermatozoïdes, bien loin de celle en têtard de notre espèce : étoile, crochet… des atours qui sont autant de redoutables armes pour gagner la compétition spermatique !

—Fiorenza Gracci

 

> Lire aussi :


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S&V 1112 - spermatozoide

  • Spécial sexe S&V n°1043 (2004). L’évolution des espèces a fait apparaître deux sexes, mâle et femelle. Pourquoi ? Et est-il vrai que la reproduction pourrait un jour se passer des hommes ?

S&V 1043 - sexe

 

 

 

Attentats : les réactions de vos enfants et comment y répondre

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> A lire aussi : Comment expliquer les attentats aux enfants ?

 

  • « Maman, pour Charlie, les journalistes avaient fait des dessins que les méchants n’aimaient pas, mais là, ils ont fait quoi les gens du concert et des terrasses ? »

On commence par leur dire que « Nous non plus, les adultes, on ne comprend pas ». On accepte de ne pas pouvoir donner d’explication sur les motivations. En revanche, on peut tenter d’expliquer aux enfants le lavage de cerveau subi par ces hommes. « Ils sont partis dans un autre pays, où des gens très méchants leur ont dit des choses comme : « Tous les autres gens sont vos ennemis ». On ne sait pas ce qui s’est passé dans leur tête, mais eux, ils l’ont cru et donc ils veulent tuer tout le monde ».

Quoi qu’il arrive, on contrebalance en précisant : « Mais ne t’inquiète pas, ça ne risque pas de se produire dans notre famille ou nos amis ni parmi les gens qu’on connait ». Si l’enfant se demande si lui-même pourrait devenir comme l’un de ces terroristes, sinon ça n’est pas la peine, on le rassure : « Non, toi tu ne pourrais pas devenir fou comme ça. Parce qu’on est là pour t’entourer. Et que si tu étais triste ou si tu avais des problèmes, tu sais que tu pourrais venir nous parler, ou à untel ou untel dans la famille… ». Ce qui permet d’introduire, dès 6-8 ans, l’idée qu’il aura toujours quelqu’un à qui parler autour de lui et que c’est important.

  • « Mais les méchants, ils peuvent revenir : ça va recommencer… »

Les enfants sont baignés de toute sorte d’informations, même si l’on tente de les protéger au mieux. Ils entendent des choses dans la rue, dans les médias, mais aussi à la maison, dans la cour de l’école… Il ne faut pas trop enjoliver en soutenant que « non, non, ça n’arrivera plus jamais ». Nous savons que nous ne sommes pas à l’abri. Or si ça recommençait, ce serait trop compliqué à digérer, de garder confiance dans la parole de l’adulte etc. Le plus juste est de dire quelque chose comme : « Oui, ça peut arriver de nouveau. Mais tout est mis en place pour que ça n’arrive pas. Regarde les policiers, les militaires, le monsieur qui fouille nos sacs à l’entrée du magasin… » On ajoute aussi que ça n’est pas une raison pour ne plus sortir de chez soi. On peut recourir à une comparaison plus quotidienne : « Peut-être qu’un de ces jours, il y aura un coup de vent et que le voisin va se prendre un pot de fleurs sur la tête en sortant de chez lui… Eh bien, ça n’est pas parce qu’un événement exceptionnel peut arriver, que l’on va s’arrêter de sortir de chez nous, tu ne crois pas… ? » Pour les plus petits, il ne faut pas hésiter à leur dire d’exprimer leur peur à la maitresse s’ils sentent qu’elle surgit dans la journée…

  • « Ils ont tiré avec quelles armes les terroristes ? »

Face à une situation chaotique, il peut arriver que l’enfant tente de maitriser quelque chose en se focalisant sur un détail. Quand ils ont l’habitude de jouer au policier, au gendarme et au voleur etc, d’autant plus. Il vaut mieux leur répondre la vérité : « Ils ont utilisé des kalachnikov. C’est un gros fusil, très très dangereux, qui n’est pas du tout un jeu. Ça fait beaucoup de mort, et quand on est mort, c’est pour toujours ». Si l’enfant fait le geste du fusil par exemple, c’est aussi une façon d’extérioriser. Plutôt que de lui dire que ça n’est pas le moment, mieux vaut saisir l’occasion et détourner le geste d’une certaine manière : « Je vois bien que tu essaies de comprendre ce qui s’est passé. Pour l’instant, c’est dur à expliquer même pour les adultes, mais est-ce que toi tu as peur ou besoin d’en parler ? »

  • « La minute de silence et ce que j’entends sur les gens morts, ça me donne envie de pleurer et je n’aime pas ça. »

On peut dire à l’enfant que pleurer pendant la minute de silence, ça n’est pas grave, que c’est normal, parce que tout ce qui s’est passé est horrible. On peut aussi lui dire que des adultes aussi ont pleuré ou ont eu envie de pleurer pendant ce moment spécial. Que quand on est triste, c’est important de le dire. Et qu’en fait, faire sortir cette tristesse de nous par des pleurs aide à aller mieux après. On peut aussi leur expliquer que la minute de silence et les moments de ce type signifient qu’on est tous ensemble à un même moment.

  • « Le collège, je n’y retourne pas. C’est hors de question que je sorte dans la rue. »

De nombreux adolescents ont « surréagi » à ces attentats. C’est dans la nature de cet âge. Certains ont regardé la télévision nuit et jour, tout le week-end, ont refusé de retourner au collège lundi. Ca n’est pas inquiétant tant que ça ne s’installe pas. S’ils sont restés à la maison lundi, mardi, ce serait bien qu’ils en retrouvent le chemin mercredi au plus tard. À cette période, les amis comptent plus que tout. On peut leur dire : « Il faut que tu y retournes vite, que tu ne rates pas le train. C’est important que tu vives ça avec tes amis. C’est une ambiance particulière, tu le sentiras. Ca te fera du bien de sentir que vous êtes ensemble ».

Ils inventent l’hologramme acoustique

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Sans titre

En hommage aux victimes des attaques terroristes à Paris, le vendredi 13 novembre 2015

La science est toujours un recours pour la pensée, une distraction salutaire, quand adviennent des temps sombres et tragiques comme ceux que nous vivons depuis vendredi. Dans cette perspective, il peut être réconfortant de se pencher sur une nouvelle invention, celle de l’hologramme acoustique, qui projette la lévitation par ondes sonores (dont nous avons déjà parlé ici) dans une nouvelle dimension.

Il s’agit de lévitation acoustique, certes, c’est-à-dire le pilotage sans contact d’objets, dans l’air ou dans un liquide au moyen d’ondes sonores. Mais la nouvelle technologie mise au point par des chercheurs britanniques et espagnols, publié par la revue Nature, est proprement révolutionnaire autant du point de vue de la précision que de l’étendue et la richesse des mouvements qu’elle autorise. Elle ouvre ainsi à des applications inédites comme le contrôle de médicaments et de micro-machines à l’intérieur même du corps humain.

 Hologramme sonore : un seul jeu d’émetteurs pour une multiplicité d’actions

Sachant qu’une démonstration visuelle parle plus qu’une longue description écrite, voici une vidéo qui montre certaines des possibilités de la technologie d’holographie acoustique.

Les nouveautés de cette méthode sont nombreuses. D’une part, elle utilise un seul jeu d’enceintes sonores permettant de créer des points de stabilité (ou nœuds) sonores sans qu’il soit nécessaire de créer un “sandwich” d’enceintes entre lesquelles l’on placerait les éléments à faire léviter. Le système peut ainsi pousser l’élément ou le tirer vers lui en dépit de la gravité.

Un rêve pour les manipulations sans contact

De plus, la richesse de la structure en nœuds créé et son aspect dynamique permettent toute sorte de manipulations combinant les mouvements élémentaires de déplacement et de rotation. Et la précision de cette structure 3D invisible autorise l’action sur plusieurs éléments en simultané, propriété essentielle pour combiner des éléments chimiques, construire des structures physiques, le tout sans aucun contact.

Les ondes et nœuds sonores n’interagissant pas avec les champs magnétiques ou électriques, il est ainsi possible d’appliquer cette technologie pour des expériences de physique dans les domaines aussi variées que la physique des solides, la cristallographie, l’électronique, etc.

 Des motifs bidimensionnels pour une manipulation en 3D

Enfin, le terme “hologramme” choisi par les chercheurs fait allusion à la “signature” de la structure sonore au niveau des émetteurs : cette signature bidimensionnelle produit une structure tridimensionnelle de la même manière que la figure d’interférences optiques sur une plaque produit, par effet holographique, une vision tridimensionnelle.

Mesure des intensités acoustiques (vue de coté et vue de face) selon plusieurs types représentations (crédit : Marzo, A. et al. Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects. Nat. Commun.)

Simulation des intensités acoustiques (vue de coté et vue de face) selon plusieurs types représentations (crédit : Marzo, A. et al. Holographic acoustic elements. Nat. Commun.)

 

Comparaison entre les structures simulées et les mesures effectives (crédit : Marzo, A. et al. Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects. Nat. Commun.)

Comparaison entre les structures simulées et les mesures effectives (crédit : Marzo, A. et al. Holographic acoustic elements. Nat. Commun.)

De fait, la production et le pilotage des hologrammes acoustiques par ordinateur – moyennant un algorithme conçu par les chercheurs – se réduit à la conception de figures bidimensionnelles, ce qui simplifie d’autant la création d’un motif évolutif de manipulation des éléments.

Il reste à attendre que la recherche d’applications à la médecine et la physique entre dans une phase active. Espérons aussi que ce type d’avancée scientifique, par son esthétisme et son efficacité, permette à certains de continuer à aimer le monde tel qu’il est.

— Román Ikonicoff

 

> Lire aussi :

 

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

  • Visualiser une onde acoustique avec du sel de table – S&V n°1127 – 2011 – La physique des ondes, acoustiques mais aussi électromagnétiques et autres, est complexe et a passionné les savants des siècles passés. Le magazine propose une petite expérience pour les visualiser – à la manière dont le faisaient les anciens.

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  • Et voici le froid qui vient du son – S&V n°1072 – 2007 – Les ondes acoustiques jouent depuis longtemps les seconds rôles dans la recherche scientifique, derrière les ondes électromagnétiques qui ont accaparé toute l’attention des savants à la fin du XIXe siècle (théorie de l’électromagnétisme de Maxwell) et durant une bonne partie du XXe (théorie de la relativité restreinte et physique quantique). Mais aujourd’hui, les ondes sonores inspirent à nouveau les chercheurs.

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  • Attention, les objets nous écoutent – S&V n°1168 – 2014 – Les nouvelles technologies ont trouvé dans les ondes sonores un nouvel espace d’expérimentation : avec des caméras à haute définition, des algorithmes réussissent à reproduire les sons d’une scène très distante en analysant les micro-vibration des objets physiques. Un outil idéal pour l’espionnage…

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Comment expliquer les attentats aux enfants ?

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1. Dire la vérité et rassurer

La première chose est de ne pas cacher la réalité des choses. C’est un événement si important que de toute façon, les enfants en entendront parler à l’extérieur du foyer. Lors de la minute de silence de lundi si les écoles sont bien rouvertes notamment. Il vaut mieux dire au moins une ou deux phrases sur la situation, ne serait-ce que pour désamorcer le discours de la cour de récréation. Tous les parents n’ont pas les mêmes réactions, certains transmettent une panique qui sera véhiculée par leurs enfants à d’autres. Le rôle des parents est donc d’assurer aux enfants qu’ils sont en sécurité. On leur explique que cela s’est passé dans une autre ville si on est en province, dans un autre arrondissement si on habite à Paris. Et même si on habite dans le même arrondissement, ça n’empêche pas d’affirmer que c’était « loin de la maison ». On leur dit qu’ils sont protégés par les parents à la maison, par les enseignants et les surveillants à l’école, et par les policiers dans la rue.

2. Choisir ses mots, en décrypter d’autres

On peut dire tout simplement que « des méchants sont venus dans Paris et ont tué des gens ». Il ne faut pas avoir peur des « vrais mots » : morts, blessés, sang, peur… D’autres termes sont plus compliqués pour les enfants. Ils ont forcément entendu le mot « guerre ». Il est important de leur dire que c’est une façon de parler, un mot employé pour résumer la situation et que ce n’est pas la guerre comme à la télé et dans les films.

3. Ne pas devancer leurs questions mais rester disponibles

S’ils ne posent pas plus de questions que les quelques informations factuelles que vous leur donnez, pas besoin d’aller plus loin ou de donner trop de précisions et d’explications. S’ils ne réagissent pas au-delà, ils sont peut-être en train de digérer ce que vous leur avez dit. Ou alors ils ne ressentent pas la dangerosité ou le caractère exceptionnel des choses. En revanche, dites-leur que vous êtes disponible s’ils ont n’importe quelle question.

4. Ne pas cacher ses propres émotions

Oui, un parent peut dire qu’il a peur, mais il doit aussi assurer que c’est passager, même s’il est submergé par l’émotion : « Moi aussi, je trouve que ça fait peur. Aujourd’hui, ce week-end, on reste à la maison pour souffler, pour comprendre ce qui s’est passé, mais ça va aller, ma peur va passer ». On leur dit aussi qu’ils ont bien entendu le droit d’avoir peur et qu’il vaut mieux le dire dans ces cas-là. Le mot d’ordre, c’est de rassurer et d’expliquer. Quand les consignes sont de limiter les déplacements, les adultes sont tentés de passer beaucoup de temps devant les chaines d’info continue. Après 10 ans, on peut regarder certaines images avec les enfants. Avant 10 ans, on les tient à l’écart des images. Et surtout, on pense à débrancher, à être à la maison avec eux, à leur consacrer du temps.

5. Réagir à temps

Ce premier week-end, c’est normal que la peur puisse prendre le dessus. Mais si au bout de quelques jours l’enfant ne dort pas, ne mange pas, que vous voyez qu’il oublie plein de choses, qu’il n’arrive pas à se concentrer parce que les attentats prennent toute la place, il ne faut pas hésiter à consulter un psy, avant que l’anxiété ait le temps de s’installer.

6. Accompagner la suite du processus

Lundi, les enfants devraient vivre une minute de silence, des tables rondes à l’école. Ils ne seront plus à la maison mais parmi leurs pairs. Ce seront d’autres informations qu’ils entendront. Lundi soir, ce sera important de débriefer la journée avec eux. Mais l’école est aussi une échappatoire. L’objectif est d’y sortir de l’émotionnel pour se consacrer à l’apprentissage, et c’est tant mieux. Sinon l’anxiété envahirait tout. Vigipirate renforcé, ça devient vite une routine pour eux, et les vigiles, des alliés, une fois dépassé le côté impressionnant. Les parents peuvent expliquer : « Tu es déjà en sécurité à l’école, mais avec ces barrières et ces vigiles ou ces policiers, tu es encore plus à l’abri, en super-sécurité ». Il ne faut pas hésiter à en faire « un peu trop ».

7. Les aider à se projeter

Après la sidération et la peur, il faut renaitre. On peut dire aussi, « une fois le choc passé », que l’on est prêt à être dans l’action, à résister. D’une certaine manière, depuis les attentats de Charlie Hebdo, les enfants ont appris à vivre avec. Ils savent « quoi faire ». Ils ont appris que les gens n’avaient pas peur, qu’ils étaient à descendre ensemble dans la rue et qu’il ne fallait pas donner raison à notre peur.

8. Et avec les ados…

Sur le plan émotionnel, les ados sont à vif. Si vous avez l’impression qu’ils sur-réagissent, c’est plutôt mieux que s’il ne se passe rien. Mieux vaut qu’ils pleurent toute la journée, plutôt que leurs émotions se mettent en veille et que le traumatisme explose a posteriori. Et bien sûr, les parents peuvent employer avec eux des mots d’adultes, ils sont prêts à entendre la vérité.

Vidéo : l’impression 3D s’ouvre enfin aux objets mous

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Des structures molles miniaturisées comme ces méduses ont été obtenues par impression 3D - Ph. T. Bhattacharjee, K. Schulze, W.G. Sawyer,  T.E. Angelini, université de Floride

Des structures molles miniaturisées comme ces méduses ont été obtenues par impression 3D – Ph. T. Bhattacharjee, K. Schulze, W.G. Sawyer, T.E. Angelini, université de Floride

L’impression 3D se lance dans un nouvel univers : celui des matériaux mous ! Grâce aux travaux d’une équipe américaine, une nouvelle technique permet de surmonter un obstacle majeur à l’utilisation des imprimantes 3D. Bien que formidables pour imprimer des objets solides, même miniaturisés, elles ne pouvaient servir pour fabriquer des objets mous. Car imprimer en 3D à partir d’un matériau de consistance molle conduit inévitablement à l’effondrement de l’objet en cours de fabrication.

Ça, c’était avant que l’équipe de Thomas Angelini (université de Floride) ne trouve la parade. Elle a présenté un nouveau concept dans la revue Science Advances (télécharger le PDF) : l’impression 3D dans un gel. Celui-ci, remplaçant l’air, constitue un support pour l’objet mou à fabriquer, qui permet de le tenir en place jusqu’à ce qu’il soit complet.

Le gel supporte l’objet mou en cours d’impression 3D

En pratique, l’aiguille de l’imprimante 3D injecte le matériau mou dans le gel. Constitué de particules microscopiques (7 microns), on dit de ce gel qu’il a une granulométrie extrêmement fine, ce qui permet une grande précision dans l’impression.



 

À l’emplacement de l’injection, le gel se solidifie rapidement, offrant ainsi un soutien au matériau injecté, qu’il piège de chaque côté. Ainsi, comme l’expliquent les auteurs, cette technique permet d’utiliser comme “encre” une gamme infinie de matériaux souples  — silicones, hydrogels, colloïdes et même des cellules vivantes ! — afin de créer des objets en trois dimensions de toutes sortes de formes différentes.

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Des méduses et poupées russes miniatures

Pour preuve, l’équipe a généré une série de prototypes très divers à l’aide de la technique du gel : des fines coques fermées imbriquées les unes dans les autres prenant la forme de poupées russes ; des objets tubulaires ramifiés, ainsi que des sortes de petites méduses.

A la fin de l’impression, l’objet est lavé de son gel et le voilà prêt à l’emploi. De quoi espérer obtenir des structures utiles dans le domaine de la bio-ingénierie des tissus, dans l’électronique flexible ou encore dans les matériaux intelligents.



 

—Fiorenza Gracci

 

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  • La révolution industrielle des objets S&V n°1157 (2014). Libérée des contraintes habituelles, la fabrication des objets repousse les limites du possible. Métaux, verre, cellules et même le chocolat peuvent désormais être imprimés !

S&V 1157 - impression 3D

S&V 1149 - gouttes