Interdit d’utilisation en 1999, le thermomètre à mercure a laissé le champ libre à deux autres appareils. Alors que le thermomètre électronique (développé en 1970) prend la température rectale grâce à une sonde reliée à un système d’affichage, le thermomètre auriculaire (mis au point en 1991) est moins invasif. En outre, il délivre une information en moins de 5 secondes, contre 30 à 60 secondes pour son concurrent.

Une rapidité liée à son fonctionnement “à infrarouge” : introduite dans le conduit auditif, la sonde conique de l’appareil capte et mesure l’amplitude du rayonnement infrarouge lié à la chaleur dégagée par le tympan. Cette membrane est en effet une des zones les plus représentatives pour mesurer la température interne du corps car elle n’est pas perturbée par la respiration, la transpiration…

Attention à comment on introduit le thermomètre auriculaire

Toutefois, si ce thermomètre n’est pas introduit perpendiculairement au tympan, le résultat peut être erroné et une fièvre peut passer inaperçue. Pour éviter des fausses mesures, mieux vaut tirer l’oreille vers le haut. Même chose en cas de bouchon de cérumen ou d’une forte pilosité dans le conduit auditif : ces obstacles empêchent une bonne détection des rayons infrarouges par la sonde.

De plus, le thermomètre auriculaire souffre d’une relative imprécision due à l’algorithme qui estime la température en fonction des rayons infrarouges détectés : +/– 0,2 °C pour les plus performants contre +/– 0,1 °C pour un thermomètre électronique.

Si pour le moment, aucun appareil n’est la panacée, les recherches tendent vers le perfectionnement de thermomètres infrarouges sans contact, capables de prendre non seulement la température d’un patient à distance mais aussi de mesurer son pouls et sa tension.

—K.B.

D’après S&V Questions-Réponses n°14

 

> Lire aussi :

• Comment notre corps se réchauffe-t-il quand il fait froid ?
• Combien de temps peut-on survivre dans une eau glacée ?
• Les mécanismes du rhume s’éclairent

 

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

• Le point sur le thermomètre auriculaire — S&V n°1118 (2010). Plongée dans les rouages de l’une des technologies les plus perfectionnées à ce jour pour mesurer la température, entre capteurs à infrarouges et circuits électroniques.

• Les thermomètres ont la fièvre — S&V n°960 (1997). Le glas a sonné pour le thermomètre à mercure, toxique. Sur quel principe fonctionnent les alternatives ? Comment choisir ?

C’est un rêve d’astronome. Un rêve jadis considéré comme fou, mais qui désormais n’est plus un fantasme. Prédire l’explosion d’une étoile, et l’observer en direct… Jamais un tel événement n’a été vu par les astronomes, car la fin brutale par explosion des étoiles – un phénomène appelé supernova par les spécialistes – est un phénomène rarissime, et lorsque les astronomes découvrent dans le ciel une supernova, il est déjà trop tard : la phase catastrophique qui précède l’explosion et celle-ci – fulgurante – est déjà passée, n’est plus visible que la gigantesque et aveuglante boule de feu qui suit l’événement…
Si la prédiction et l’observation en direct d’une supernova semblaient jusqu’ici utopiques, c’est que, d’abord, les explosions d’étoiles sont rares, et ensuite, l’évolution des étoiles étant extraordinairement longue, qu’il est quasiment impossible de savoir, à l’échelle humaine, quand le phénomène aura lieu.
Seules les étoiles massives explosent. Les petites étoiles, comme le Soleil, évoluent lentement, la fin de leur existence durant des centaines de milliers d’années, pendant lesquelles elles soufflent une partie de leur masse, avant de s’éteindre progressivement.
Mais si les petites étoiles, comme le Soleil, peuvent briller durant 10, 20, 100 milliards d’années, les étoiles dix à cent fois plus massives que Soleil, quant à elles, brûlent leurs combustibles nucléaires mille fois plus vite : après avoir illuminé le cosmos durant quelques millions d’années, faute d’énergie pour les maintenir en équilibre, elles s’effondrent sur elles-mêmes et explosent. Pour les astres les plus massifs, le phénomène est spectaculaire : l’effondrement de l’astre, cent fois plus grand que le Soleil, ne dure que quelques minutes, comme rien ne peut l’arrêter, la gravitation demeurant seule en lice, un trou noir se forme instantanément, et, autour de lui, la matière brûlante en chute libre rebondit brutalement en une gigantesque explosion : en quelques secondes, la supernova s’allume, brillant comme un ou dix milliards de soleils…

Cela, les astronomes l’observent désormais tous les jours. Chaque jour ou presque, une supernova est découverte dans l’Univers, généralement dans une galaxie située à des milliards d’années-lumière d’ici. Prédire statistiquement une explosion de supernova, les astronomes savent donc déjà faire : il suffit de pointer un télescope géant quelque part dans le ciel et d’attendre. Sachant qu’une supernova explose par galaxie chaque siècle environ, il suffit, pour être à peu près sûr de découvrir une supernova chaque nuit, de surveiller cent mille galaxies en même temps… Le chiffre peut paraître fou, mais les télescopes géants et leurs caméras qui comptent des centaines de millions de pixels peuvent déjà relever un tel défi…
Mais les supernovae découvertes sont lointaines, donc déjà très brillantes, les astronomes les détectent des jours, des semaines après l’explosion elle-même…
Leur rêve, encore une fois, serait de prédire l’explosion d’une étoile donnée, de la surveiller, et de contempler cet événement extraordinaire en direct…
Impossible ? En apparence, oui. Comment prédire un événement qui ne prend que quelques secondes, quand l’évolution de l’étoile dure des millions d’années ?
La solution existe : il suffirait de surveiller un très grand nombre d’étoiles susceptibles d’exploser, et d’attendre. Aujourd’hui, un tel programme est impossible, en effet, les étoiles supergéantes ou les couples d’étoiles susceptibles d’entrer en collision et d’exploser en supernovae, sont rarissimes. Dans une galaxie comme la nôtre, la Voie lactée, quelques milliers d’étoiles seulement sont susceptibles d’exploser… dans les milliers ou les millions d’années qui viennent…
La plupart, cachées par les nuées interstellaires, sont encore inconnues, pour d’autres, leurs caractéristiques n’ont pas encore permis de les découvrir… Seules, aujourd’hui, une poignée de candidates sont observées par les astronomes : Eta Carinae, la plus célèbre, Bételgeuse d’Orion, et quelques autres. Du point de vue astronomique, ces monstres stellaires, sont près à exploser. Mais quand ?
Nous ignorons où et quand explosera la prochaine supernova dans notre galaxie, ou dans une galaxie proche, les Nuages de Magellan, ou les galaxies du Triangle et d’Andromède, par exemple. Mais les centaines de milliards d’étoiles qui peuplent toutes ces galaxies sont de mieux en mieux connues. Le recensement, à défaut d’être complet, de la Voie lactée, va connaître un progrès prodigieux d’ici 2020, quand plus d’un milliard de ses étoiles seront identifiées et caractérisées précisément par la mission européenne Gaia. Les populations stellaires des galaxies voisines commencent elles aussi à être identifiées et classées…
Parmi ces étoiles, il y a probablement quelques supergéantes en pleine phase d’instabilité, qu’il faudrait trouver, et suivre nuit après nuit…
Cela ne semble plus utopique : en 2021, un télescope extraordinaire va être mis en service, le LSST (Large Synoptic Survey Telescope). Cet instrument unique, doté d’un miroir de 8,4 m de diamètre et d’une caméra de 3 milliards de pixels, sera capable de scanner le ciel entier du Chili, depuis l’observatoire de Cerro Pachon, en une seule nuit.
Une telle capacité, inédite, permettra peut-être de trouver la prochaine supernova… avant qu’elle n’explose…
Les chercheurs savent déjà ce qu’ils cherchent : une étoile supergéante instable, montrant des signes précurseurs d’une explosion imminente… Dans notre galaxie, c’est Eta Carinae qui répond le mieux à cette définition :

Eta Carinae se trouve à près de 8000 années-lumière, c’est une étoile environ cent fois plus massive, mille fois plus grande et un million de fois plus lumineuse que le Soleil… Un monstre rarissime, tel qu’il n’en existe que quelques dizaines par galaxie… Très instable, elle connaît des sautes d’humeur impressionnante. En 1843, elle est devenue, quelques jours durant, la plus brillante étoile du ciel, aujourd’hui, elle est à peine visible à l’œil nu… Cette étoile supergéante et instable est proche de l’explosion, à l’échelle astronomique, celle-ci se produira demain, mais à l’échelle humaine, ce pourrait-être dans dix, cent, mille, cent mille ans…
Lorsque les astronomes auront sous les yeux plusieurs centaines ou milliers de tels monstres stellaires, l’un d’entre eux explosera forcément sous leurs yeux…
Eta Carinae est tellement brillante que l’on peut chercher ses sœurs dans d’autres galaxies : les astronomes viennent d’en détecter cinq dans des galaxies situées entre 15 et 26 millions d’années-lumière ! Les candidates à l’explosion, dans les années à venir, vont donc devenir de plus en plus nombreuses.
Les astronomes savent que la prochaine supernova galactique est imminente. Si certaines d’entre elles demeurent inconnues, car elles explosent de l’autre côté du disque galactique, où elles sont cachées par des milliers d’années-lumière de gaz et de poussière, les dernières supernovae visibles à l’œil nu ont explosé en 1006, 1054, 1181, 1572 et 1604. Depuis, plus rien…
Beaucoup plus récemment, SN 1987 A a explosé dans le Grand Nuage de Magellan, en février 1987, et est demeurée visible à l’œil nu des mois durant…

Cette supernova a une importance cruciale dans l’histoire de l’astronomie parce que, pour la toute première fois, l’étoile ayant explosé était connue des astronomes avant l’explosion ! Si ils avaient su l’imminence de l’explosion, ils auraient pu la suivre en direct… L’astre, une supergéante bleue, s’appelait Sanduleak -69202, était vingt fois plus massive que le Soleil et était âgée de dix millions d’années environ.
En 1987, pas de télescopes spatiaux X, Gamma, infrarouge comme aujourd’hui, pas de télescope spatial Hubble, pas de caméras CCD ultrasensibles, pas de télescopes géants, pas de « scan » quotidien du ciel…
Les astronomes ont découvert SN 1987 A le 24 février 1987 à 1 h 30 du matin, temps universel. Les grands télescopes de l’époque ont braqué vers elle leurs miroirs de 3 à 4 mètres de diamètre la nuit suivante…
Mais l’explosion, quand a t-elle eu lieu ? On le sait ! Le 23 février à 7 h 36 minutes, soit près de dix huit heures avant la découverte… En fait, sans le savoir, les scientifiques ont observé l’effondrement de l’étoile et le déclenchement de l’explosion… au fond d’une mine, au Japon ! Là, à 7 h 36, le 23 février, le détecteur de neutrinos Kamiokande a détecté une bouffée anormale de neutrinos : le tout premier signe de l’explosion de Sanduleak -69202 !
On le voit, les astronomes ne sont probablement pas si loin de pouvoir réaliser leur rêve…
C’est lorsque les étoiles supergéantes explosent que les trous noirs stellaires se forment. A court de combustible – la fusion du silicium donne du fer, lequel, trop stable, ne peut à son tour fusionner – l’astre, qui mesure plus de un milliard de kilomètres de diamètre, s’effondre, la gravitation n’étant plus contrebalancée par la pression de radiation du cœur de l’étoile qui s’éteint… Au centre de l’étoile, rien ne peut empêcher l’effondrement du noyau, porté à une température de l’ordre de trois milliards de degrés. Le cœur nucléaire, qui mesurait plusieurs millions de kilomètres, chute à plusieurs milliers de kilomètres par seconde, il atteint un stade où les particules élémentaires se touchent littéralement, la densité de l’astre, qui ne mesure plus que quelques kilomètres de diamètre, pendant quelques millièmes de seconde, atteint un milliard de tonnes par centimètre-cube, puis, plus rien : c’est le trou noir et son horizon du connaissable. A l’extérieur, la chute des couches supérieures de l’étoile sur le noyau hyperdense réduit à un point provoque un gigantesque rebond, et la grande majorité de l’étoile devient une bombe thermonucléaire, qui explose en éclairant la Galaxie entière…
Bientôt, dans un, dix, vingt, trente ans, une étoile va exploser dans notre petit coin de cosmos. Quelque part dans la galaxie d’Andromède, comme en 1885, ou dans le Grand Nuage de Magellan, comme en 1987, ou dans Orion, ou bien le Cygne, la Lyre, ou Ophiuchus, comme en 1604, ou dans l’Aigle ou la Carène.
Personne ne le sait encore, mais bientôt, sans doute, les astronomes pourront prédire où et quand cela arrivera, contempler les derniers feux d’une étoile, assister en direct à sa disparition, et à la naissance d’un trou noir.
Serge Brunier

Pas plus de 45 minutes dans une eau à 3 °C quand le corps est nu, 30 minutes dans une eau à 0 °C, et seulement 10 minutes dans une eau gelée en surface (−3 °C), comme dans les eaux arctiques.

Cette faible résistance est due à notre homéothermie. L’homme doit en effet conserver sa température interne à peu près stable, autour de 37 °C. Comme l’eau est un milieu très conducteur, l’échange thermique entre elle et le corps est considérable : environ 25 fois supérieur à celui de l’air.

L’eau glacée absorbe notre chaleur à la fois par conduction et convection

A cette conduction s’ajoutent des pertes calorifiques par convection. Une partie de la chaleur corporelle est ainsi transférée à l’eau. Mieux vaut donc rester immobile pour éviter que la couche d’eau en contact avec le corps ne se renouvelle et accentue davantage les pertes.

En outre, plus la couche de graisse sous-cutanée est épaisse et moins la surface corporelle est grande, plus les pertes par convection sont réduites. En clair, pour résister dans une eau très froide, mieux vaut être petit et enrobé !

Mais dans tous les cas, l’entrée dans l’eau glaciale provoque un choc thermique qui bloque la respiration : on parle de souffle coupé. Parallèlement, les artères se compriment pour maintenir la chaleur autour des organes vitaux. Le cœur doit alors battre plus vite pour pomper la même quantité de sang. L’organisme lutte et tente de se réchauffer en frissonnant.

Risque de noyade et d’hypothermie

Au bout de 5 à 15 minutes, les extrémités, qui ne sont plus correctement irriguées, se refroidissent et s’engourdissent, l’activité des muscles étant considérablement ralentie par le froid. La noyade menace…

Au bout de 30 minutes dans l’eau glaciale, la température interne tombe sous les 35 °C et le corps est en hypothermie. C’est ici le seuil critique. Dès lors, l’eau froide peut tuer en endormant l’organisme. Car peu à peu, le rythme cardiaque ralentit.

Des troubles de la conscience surviennent en deçà de 32 °C et les pupilles se contractent. Sous les 30 °C, le corps plonge dans le coma, la respiration est lente et la tension très faible. Sous les 28 °C, c’est l’arrêt cardiaque.

–K.J.

D’après S&V Questions-Réponses n°14

 

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

• Vive les cellules graisseuses ! – S&V n°1165 (2014). De la régulation de l’appétit à celle de la température, en passant par les défenses immunitaires, le tissu adipeux est bien plus qu’une simple réserve d’énergie.

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

 

C’est une sorte de couper-coller de l’ADN : CRISPR-Cas9 est un kit de bricolage des gènes devenu la coqueluche des généticiens, dont S&V vous parle dans son dossier en kiosques ce mois-ci. Une technique aux potentiel formidable, notamment pour soigner des maladies d’origine génétique : elle vient d’enregistrer son premier succès contre la myopathie de Duchenne.

D’origine génétique, cette maladie est une très grave dystrophie musculaire qui cloue les petits garçons sur la chaise roulante dès leurs 10 ans (1 garçon sur 3500 en France). Sa cause : la mutation d’un gène présent sur le chromosome X codant pour une protéine appelée dystrophine.

Dans la maladie de Duchenne, des mutations génétiques provoquent la détérioration des muscles

Cette très longue chaîne d’acides aminés relie normalement chaque fibre musculaire aux structures de support du muscle : privés du soutien de la dystrophine, les muscles se déchirent et se détériorent progressivement. Avec le temps, la myopathie de Duchenne atteint le muscle cardiaque, entraînant le décès avant 30 ans.

Comment la stopper ? Une équipe de l’université Duke (Etats-Unis) dirigée par le professeur Charles Gersbach a voulu s’attaquer au gène qui cause la maladie. Le gène de la dystrophine contient 79 séquences codantes d’ADN (appelées exons) : si l’une d’elles est mutée, la protéine qui en résulte est dysfonctionnelle.

CRISPR, l’outil des bactéries pour se débarrasser des gènes indésirés

Pour corriger ces défauts, quoi de mieux que CRISPR-Cas9 ? Cet outil de découpage de l’ADN est issu des bactéries, qui l’utilisent dans leur système de défense pour éliminer les séquences de gènes introduites par les virus qui les infectent. CRISPR est une protéine qui cible les gènes indésirés, et Cas9 agit comme la paire de ciseaux qui les découpe.

Les généticiens commencent à maîtriser cette sorte de kit pour modifier les gènes, applicable dans une série de situations très différentes, dont les maladies ne sont qu’un exemple (voir le dossier de S&V n°1180). L’un des généticiens pionniers de cette technique est le professeur Gersbach, qui a fait équipe avec des chercheurs de l’université de Caroline du Nord – école de médecine de Chapel Hill et de l’université-école de médecine du Missouri.

Le défi : introduire les gènes souhaités à l’intérieur des cellules

Après l’avoir testée sur des cellules de muscle présentant la myopathie de Duchenne, l’équipe est passée aux souris vivantes. Comme ils le décrivent dans un article paru dans la revue Science le 31 décembre dernier, leur principal défi a été de faire parvenir le complexe CRISPR-Cas9 jusqu’aux gènes des cellules musculaires chez qui la dystrophine était défectueuse.

Le véhicule qu’ils ont utilisé pour cette livraison au cœur des cellules est… un virus ! Un adénovirus, pour être précis : inoffensif pour l’homme, très versatile et connu depuis longtemps des biologistes, ce petit virus de la famille des rhumes permet, une fois vidé de son contenu, d’introduire au sein des cellules les gènes choisis. Car qui mieux que les virus, dans l’arbre de la vie, est capable d’insérer son ADN dans une cellule hôte ?

Introduit dans les cellules musculaires à l’aide d’un virus, CRISPR a corrigé la protéine défectueuse chez la souris

Après avoir choisi un adénovirus capable d’infecter en priorité les cellules musculaires, les chercheurs y ont introduit le complexe CRISPR-Cas9 prélevé sur la bactérie Staphylococcus aureus (le staphylocoque doré) : chez cette espèce, à la différence des autres utilisées dans des études précédentes, le complexe est suffisamment petit pour être inséré dans un adénovirus.

Les résultats ne se sont pas fait attendre. Injecté dans les muscles de la patte arrière d’une souris atteinte de la myopathie de Duchenne, l’adénovirus contenant CRISPR-Cas9 a éliminé la séquence génétique défectueuse ! Ses muscles ont commencé à fabriquer une dystrophine fonctionnelle et ont repris des forces.

Mieux : une fois injecté dans le sang d’une autre souris, le complexe adénovirus-CRISPR a permis d’améliorer le fonctionnement de tous les muscles, y compris le cœur !

En attendant le passage à l’homme de cette thérapie, ce qui va demander des années de recherche,  CRISPR a fourni une preuve très encourageante de son potentiel thérapeutique.

–Fiorenza Gracci

 

> Lire également en kiosques ou sur Kiosquemag :

• Bricoleurs du vivant – S&V n°1180 (2016) – en kiosques. Ils ont trouvé l’outil ! Pour réparer, soigner ou même améliorer les gènes, CRISPR se présente comme l’instrument rêvé des généticiens.

 

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

• Les nouveaux mystères de l’ADN – S&V n°1145 (2013). Depuis la découverte de la structure de l’ADN, en 1953, les biologistes ne cessent de s’étonner de la sophistication de cette minuscule machinerie qui contient toutes les informations pour faire fonctionner un organisme vivant. C’est un véritable langage, dont les paroles sont des protéines, qui est loin d’avoir été parfaitement déchiffré.

• Thérapie génique, l’exploit musculaire ! – S&V n°1042 (2004). Il y a une dizaine d’année, les premiers traitements par les gènes des myopathies étaient à leurs débuts.

Le système de Jupiter est l’une des régions les plus vastes, complexes, riches et intrigantes de tout le système solaire, mais, du fait de sa grande distance au Soleil, près de 800 millions de kilomètres, il n’a pas reçu des agences spatiales une attention aussi soutenue que la Lune, Vénus et Mars, ces mondes proches de la Terre et bien plus accessibles.
Et pourtant… Comprendre l’origine et l’évolution de la plus grande et la plus massive des planètes, c’est avoir l’une des clés de l’origine de la Terre et même, sans doute, de l’origine de la vie sur Terre… Et, autour de cette immense planète tempête, un véritable système solaire en miniature nous attend, avec des anneaux, une planète volcan, une planète banquise, des dizaines de petits satellites…
Sept sondes ont déjà rendu visite à la plus grande des planètes : Pioneer 10 et 11, Voyager 1 et 2, Galileo, Cassini et New Horizons. Mais ces sondes, à une exception près, n’ont fait que passer quelques heures dans le système jovien, seule Galileo s’est mise en orbite autour de la planète géante, entre 1995 et 2003.
Aujourd’hui, les agences spatiales américaine et européenne se préparent à réparer cette injustice, probablement parce que la recherche de la vie sur Mars, si populaire, commence à tourner un peu en rond, sonde après sonde, et que le regard des planétologues et du grand public, aussi, commence à se tourner vers des mondes plus fascinants : Europe, un satellite de Jupiter, Titan et Encelade, des satellites de Saturne. Leur point commun ? De l’eau liquide dans leur sous-sol, et avec elle, l’espoir ténu d’y découvrir des formes de vie…
Saturne est trop distante pour être bientôt accostée par une flottille de sondes, et les sondes Cassini et Huygens nous ont fait découvrir en profondeur ces mondes lointains ces dernières années.

Restaient donc Jupiter et Europe… Le système de Jupiter est l’objectif de la sonde américaine Juno, qui, partie en 2011, va arriver à destination en juillet 2016… C’est la planète géante, autour de laquelle Juno se satellisera un an durant, qui sera étudiée par Juno. Formation et évolution de Jupiter, constitution et fonctionnement de son atmosphère et magnétisme sont au programme. En prime, des photographies spectaculaires des nuées, grandes comme des planètes, de l’astre géant…
Et les satellites galiléens, Io, la planète volcan, Europe, la planète banquise, Callisto et Ganymède, le plus grand satellite du système solaire, plus grand que la planète Mercure ?
Juno n’est pas conçu pour les étudier. Ce sera le travail de la mission européenne Juice, qui vise à étudier les caractéristiques des trois satellites susceptibles de cacher de l’eau dans leurs profondeurs : Europe, Ganymède et Callisto. Question subsidiaire : ces astres pourraient-il cacher des formes de vie sous leur croûte glacée ?
Juice est une mission ambitieuse, mais l’Agence spatiale européenne se hâte avec lenteur : lancée si tout va bien en 2022, la sonde n’arrivera sur place qu’en 2030… et risque de se faire voler la vedette par une nouvelle sonde américaine, partant plus tard et arrivant plus tôt, Europa mission !
Ce projet, approuvé par le Congrès américain, prend de plus en plus d’ampleur, et le financement de son étude augmente progressivement.
Il faut dire qu’Europe fait rêver, fantasmer… A la fin du XX e siècle, la sonde américaine Galileo a révélé que le petit monde glacé, un peu plus grand que la Lune, est recouvert intégralement d’une banquise probablement en constante évolution. En effet, la surface d’Europe ne montre que très peu de cratères d’impacts, ce qui témoigne de son très jeune âge, à l’échelle géologique, au moins. Sous cette banquise, un océan abyssal de près de 100 kilomètres de profondeur… De l’eau, une source de chaleur délivrée par les gigantesques marées provoquées sur Europe par Io, Ganymède et Callisto, pourquoi pas de la vie ?

La recherche d’une possible vie extraterrestre sous-tendant désormais tout le programme d’exploration de l’agence spatiale américaine, il n’est pas vraiment surprenant que la mission Europa ait le vent en poupe… La sonde, actuellement à l’étude, devrait embarquer des caméras, capables de scanner la surface de Europe avec une résolution de 50 mètres, approchant par endroits 50 centimètres. Plus un radar capable de sonder la glace et chercher à quelle profondeur se trouve l’eau liquide, plus une caméra thermique pour chercher, si il y en a, des spots par où jaillirait l’eau en surface et bien sûr des spectromètres pour analyser la composition des matériaux que l’on voit sur cette banquise…
Mais la Nasa, boostée par le Congrès, lequel est sensible aux attentes du grand public, a surpris le petit monde spatial en annonçant que la sonde Europa Mission pourrait aussi embarquer un module d’atterrissage et que le tout pourrait être envoyer vers Jupiter avec la future fusée géante Space Launch System (SLS) !
Si cette annonce est suivie d’effets, c’est à une mission de science-fiction que l’on aura la chance d’assister… D’abord, le SLS permettrait de raccourcir le temps de parcours vers la planète géante : partie en 2023, Europa mission pourrait être sur place en 2025 ou 2026, bien avant Juice… Ensuite, poser un module sur Europe est un véritable rêve de planétologue… A quoi ressemble ce monde glacé au ciel dominé par un immense ballon pastel, jaune, crème, beige, saumon ?
Bien sûr, la Nasa, si elle réussit cet exploit, ne réalisera pas une première : de nombreuses sondes se sont posées avec succès sur la Lune, Vénus, Mars, Titan… Philaé s’est posée sur une comète, Hayabusa a effleuré du bout de ses antennes Itokawa et Near s’est endormie dans les bras d’Eros…
Le défi jovien est ailleurs… D’abord, la planète géante génère un champ magnétique quasi létal pour les électroniques les plus résistantes. Ensuite, les régions les plus intéressantes visées par la Nasa pour son module – là où de l’eau, et les éventuelles preuves de vie qu’elle emporterait avec elle, émergerait en surface – sont très chaotiques, vallées étroites et profondes, falaises vertigineuses…
La Nasa envisage donc de doter son module de rétrofusées identiques à celles de la sonde martienne Curiosity, d’une caméra et d’un système d’intelligence artificielle capable de décider au dernier moment où se poser…
La mission Europa, en ce sens, serait inédite : généralement, les ingénieurs et scientifiques savent où poser leurs engins, ou alors ils les laissent, comme dans le cas de Huygens sur Titan ou Venera sur Vénus, aux bons soins de la Providence. Ca ne marche pas toujours, en témoigne le demi succès de Philaé sur la comète Churyumov-Gerasimenko.
Pour leur Europa Mission, les Américains envisagent de laisser le module Europa Lander sur une orbite d’attente, loin du dangereux champ magnétique jovien, pendant que la sonde Europa scannerait la surface de la banquise d’Europe, à la recherche du meilleur site d’atterrissage, où le module se poserait deux ou trois ans plus tard…
A ce jour, il est impossible de dire si Europa Mission emportera, ou pas, un « lander », ni si c’est bien le SLS, en cours de construction, qui l’emmènera là-bas, et quand… Le feuilleton de Europa Mission ne fait que commencer, mais il nous fait déjà rêver…
Serge Brunier

Aussitôt la proclamation faite par Pyongyang, la nouvelle s’est répandue comme une traînée de poudre autour du globe : le régime Nord-coréen aurait essayé, avec succès, sa première bombe H la nuit dernière. Mais comment les experts peuvent-ils confirmer que pareille explosion a bien eu lieu ?

Bombe H pour hydrogène

La bombe H, c’est ni plus ni moins la bombe la plus puissante existant au monde. Un premier étage contient une bombe atomique au plutonium, capable d’engendrer, par fission nucléaire, une détonation suffisamment puissante pour déclencher, dans le deuxième étage, une réaction en chaîne de fusion nucléaire.

Celle-ci intervient entre des atomes de deutérium et de tritium, deux isotopes lourds de l’hydrogène, et provoque une explosion dite “thermonucléaire” qui libère une énergie colossale : on l’évalue à 1000 fois celle de “Little Boy”, la bombe américaine, à fission nucléaire, qui ravagea Hiroshima le 6 août 1945 !

Afin de la rendre utilisable comme arme nucléaire, il faut que la bombe H soit miniaturisée, pour pouvoir l’embarquer dans des missiles. Ce que Pyongyang dit avoir réussi également.

Un séisme a bien été détecté en Corée

Concernant l’essai de la nuit dernière, il est certain qu’une bombe a explosé sous le sol de la Corée du Nord : les sismographes du monde entier ont effectivement détecté un séisme, à 1h30 UTC, localisé qui plus est aux alentours du centre d’essais nucléaires de Yongbyon, comme le rapporte l’OTICE (Organisation du traité d’interdiction complète des essais nucléaires).

C’est là qu’ont eu lieu tous les précédents essais nord-coréens en 2006, 2009 et 2013. Mais si, dans les trois cas, c’était une bombe atomique que la Corée du Nord testait, le régime de Kim-Jong Un prétend cette fois avoir fait détoner une bombe à hydrogène fabriquée dans le pays.

Comment vérifier cette allégation ?

Un réseau de surveillance mondial des essais nucléaires

Un premier indice vient des sismographes de l’OTICE. Distribués sur toute la surface du globe et connectés par satellite, ils forment un réseau de surveillance mondial des essais nucléaires pilotés par l’organisation, basée à Vienne. Les 282 stations comprennent, en plus des détecteurs sismiques, des capteurs hydroacoustiques à infrasons et des détecteurs de radionucléides, dont les mesures seront analysées dans un second temps.

Qu’ont donc dit les sismographes la nuit dernière ? “D’après les premiers bulletins, émis automatiquement, la magnitude du séisme est autour de 4,9, indique Patrick Grenard, assistant spécialisé du secrétaire exécutif de l’OTICE. Elle est comparable au séisme du dernier essai nord-coréen, survenu en février 2013″, précise-t-il.

Or, à l’époque, la Corée du Nord proclamait avoir testé une bombe atomique. Il serait donc surprenant qu’une bombe H, immensément plus puissante en théorie, n’ait pas provoqué un tremblement de terre plus intense !

Il n’est pas exclu qu’il s’agisse d’une forme simplifiée de bombe H

C’est sur cette même base qu’un autre organisme d’experts en essais nucléaires, l’ISIS (Institut for science and international security), siégeant à Washington, invite à la prudence. Dans un communiqué (PDF), son président David Allbright, qui mène des analyses des images satellites pour suivre les activités nucléaires de nombreux pays, dit ne pas croire à l’hypothèse de la bombe H.

L’explication avancée par l’expert ? Le plus probable est que la Corée du nord “bluffe” à propos de ce test, qui ne serait autre qu’une “bombe atomique à fission semblable à celles explosées précédemment”.

Cependant, Allbright met en garde, car il est prouvé que la Corée du Nord mène, depuis un certain temps, des recherches sur les matériaux thermonucléaires, base de la bombe H.

Les ingénieurs nord-coréens pourraient avoir développé, selon lui, une forme simplifiée de la bombe H. Au lieu des deux étages habituels, elle n’en comprendrait qu’un seul, capable néanmoins d’atteindre des puissances de dizaines de kilotonnes. L’Afrique du sud a travaillé sur un tel type de dispositif : une bombe à fission (bombe atomique classique) comprenant en son centre une tablette solide de lithium, deutérium et tritium, ce qui “permet de booster son rendement”.

Seules des analyses sur place pourraient trancher

Pour en avoir le cœur net, il faudrait que des inspecteurs soient envoyés sur place. Seuls des prélèvements de matériaux, soumis à l’analyse d’experts en armes nucléaires, permettraient de savoir ce qui se prépare au centre d’essais d’Yongbyon.

L’AIEA, agence internationale de l’énergie atomique, est l’organisme mandaté par l’ONU pour effectuer de telles inspections. Spectromètres à rayons X ou gamma, détecteurs d’émissions de neutrons, analyseurs multicanaux… un arsenal d’instruments leur permettent de vérifier si un pays développe, sans le déclarer, des armes nucléaires. Cependant, l’AIEA n’est pas la bienvenue en Corée du Nord, qui ne reconnaît pas l’ONU.

Quant à l’OTICE, elle attend encore, pour pouvoir missionner des inspecteurs, que les huit derniers pays ratifient le traité de non prolifération des essais nucléaires, sans quoi celui-ci ne sera pas officiellement en vigueur. Parmi eux, les Etats-Unis, l’Inde, la Chine et… la Corée du Nord.

—Fiorenza Gracci

 

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• Laser mégajoule, la nouvelle arme de dissuasion nucléaire — S&V n°1167 (2014). La France ne fait plus d’essais nucléaires depuis la signature du traité en 1996, mais elle possède bien la technologie de la bombe H.

• Fabriquer en secret l’arme atomique ?  — S&V n°1139 (2012). Quelques pays, comme l’Iran, Israël ou le Pakistan, sont parvenus, dans l’ombre, à développer une bombe A. Le point sur les techniques, les méthodes de détection et la prolifération des armements.

• Un monde sans bombe : les défis à relever — S&V n°1112 (2010). Abandonner les armements nucléaires est un défi aussi politique que technique.

• Projet Manhattan, le jour où naquit la bombe atomique — S&V n°1019 (2002). Comment les physiciens sont parvenus à maîtriser la fission nucléaire, l’idée d’en faire une bombe avait déjà mûri.

 

 

C’est désormais acté : la septième ligne du grand tableau des éléments chimiques est complète. Quatre petites cases lui ont été ajoutées : les éléments 113, 115, 117 et 118. Alors même qu’ils ne sont pas encore baptisés, ils occupent à présent une place sûre dans le tableau de Mendeleïev.

Entériné par l’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC en anglais), cet ajout intervient plusieurs années après leur découverte. Ou, plus précisément, de leur fabrication ! Car ces éléments très lourds n’existent pas dans la nature, où le plus gros des éléments est l’uranium, dont le nombre atomique (soit le nombre de protons dans le noyau) vaut 92.

Ces éléments massifs s’obtiennent via des collisions d’éléments plus petits

Pour mettre au point ces éléments “transuraniens” (plus lourds que l’uranium) il fallait donc opérer en laboratoire, à l’aide d’accélérateurs de particules. Grâce à des collisions entre atomes d’éléments plus petits, des atomes plus gros peuvent alors être formés.

Mais l’opération représente un énorme défi pour les chimistes, étant donné l’extrême instabilité des gros atomes, où les protons sont très nombreux dans le noyau, à tel point qu’ils se repoussent les uns les autres. De tels atomes ne résistent que quelques fractions de secondes avant de se désintégrer en  plus petits atomes. Il faut alors les détecter rapidement, et prouver que ce sont bien eux que l’on a observés.

Pas moins de sept ans ont été nécessaires pour prouver l’existence de l’élément 113

La tâche a mobilisé des équipes aux quatre coins du monde : États-Unis, Russie, Allemagne… Au Japon, par exemple, le groupe de Kosuke Morita (centre de recherche Riken) a pu obtenir l’élément 113 pour la première fois en 2004, en bombardant une fine couche de bismuth (l’élément 83) avec des ions zinc (l’élément 30) voyageant à 10 % de la vitesse de la lumière.

Mais ce n’est qu’en 2012 que l’équipe a pu prouver que l’élément ainsi obtenu était bien le 113. Les chimistes nippons sont parvenus à faire en sorte qu’il se désintègre en émettant une série de particules alpha (deux protons et deux électrons), donnant lieu à la chaîne suivante, facilement détectable : le dubnium-262 (l’élément 105), le lawrencium-258 (élément 103) et enfin le mendelevium-254 (élément 101). Ces résultats sont publiés dans le journal de la société de physique du Japon.

Les noms des nouveaux éléments du tableau de Mendeleïev seront définis courant 2016

A présent que l’existence de ces quatre nouveaux venus dans le tableau périodique des éléments est reconnue, les équipes qui les ont découverts ont le privilège de pouvoir leur attribuer un nom. Concernant les éléments 115, 117 et 118, c’est une collaboration russo-américaine, à l’origine de leur découverte, qui est attitrée pour la nomination, comme l’a annoncé l’IUPAC.

Noms de lieux, de scientifiques, de concepts mythologiques ou encore de minéraux… les chimistes pourront faire preuve d’inspiration pour les baptiser.

En attendant ce baptême chimique, les chercheurs sont déjà tournés vers la prochaine étape : trouver les éléments au nombre atomique de 119 et au-delà. Une quête qui pourrait mener un jour à l’“îlot de stabilité”, une zone du tableau périodique qui reste encore à dessiner où, en théorie, les éléments sont à la fois lourds et stables…. Ceci, toujours en théorie, en vertu du fait que leurs noyaux contiendraient un “nombre magique” de protons et de neutrons, leur conférant une stabilité énergétique toute particulière.

Affaire à suivre, donc…

—Fiorenza Gracci

 

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

• L’élément 117 met fin au mythe — S&V n°1163 (2014). C’est la dernière case du tableau périodique dont l’existence est confirmée, grâce à des expériences en Allemagne. Avec elle, le classement des éléments à la manière de Mendeleïev n’a plus vraiment de sens en chimie…

• Alchimie, les physiciens commencent à y croire — S&V n°1040 (2004). Le rêve des alchimistes de pouvoir obtenir de l’or à partir d’un métal sans valeur aurait-il un fondement scientifique ? Peut-être, depuis que les chimistes apprennent à transformer un élément en un autre, en maîtrisant l’art de l’(al)chimie nucléaire…

• Deux nouveaux éléments lourds — S&V n°984 (1999). C’est la découverte, au cyclotron de Berkeley, des éléments 116 et 118 ! Ce dernier est le plus proche de l’îlot de stabilité tant recherché par les chimistes.

 

 

Bruyant, souvent irrépressible, l’éternuement est avant tout un réflexe d’expulsion de l’organisme, dont le but est de nettoyer le nez du moindre intrus. Ainsi, dès qu’un agent susceptible d’être dangereux pour les voies respiratoires – comme les particules de poussière, le pollen ou les microbes – est contenu dans l’air inspiré, des récepteurs qui tapissent les cavités nasales informent le cerveau.

Celui-ci, en retour, commande leur évacuation. Il envoie un message aux muscles respiratoires pour que les poumons inspirent un grand volume d’air, avant que les muscles expirateurs (diaphragme, muscles intercostaux) contractent brutalement la cage thoracique et expulsent l’air des poumons. Et avec lui, les impuretés logées dans les cavités nasales.

L’éternuement permet aussi de remettre en circulation le mucus

L’éternuement peut d’ailleurs se répéter tant que le résultat n’est pas concluant. S’il ne fait pas la différence entre pollen et rhume, dans ce dernier cas, la fonction protectrice revêt un atout supplémentaire : d’après une étude américaine parue en 2012, éternuer sert aussi à redynamiser le système de circulation du mucus.

Ce système est composé de cellules ciliées recouvrant les parois du nez et des sinus et chargées de purifier l’air inhalé en agrippant les poussières et en les repoussant vers la sortie via le pharynx et la toux. Or, lorsqu’on éternue, ces cils battent jusqu’à 150 % plus vite pendant plusieurs minutes. Un sérieux avantage quand on est enrhumé !   

Regarder le soleil peut faire éternuer !

Une autre circonstance peut, plus rarement, nous faire éternuer : regarder le soleil ! Eh oui, car il s’agit là aussi d’un réflexe, dit photo-sternutatoire, qui touche environ un quart de la population. Une sorte de court-circuit entre le nerf optique et le trijumeau serait ici en cause.

Il y a entre ces deux nerfs des fibres qui communiquent entre elles et s’occupent, pour le premier, du diamètre de la pupille en fonction de la luminosité extérieure, et pour le second, de la sensibilité de la muqueuse. Chez les personnes concernées, elles communiquent tellement que le cerveau interprète la brusque variation de lumière comme un agent agresseur, telle une poussière dans le nez, ce qui déclenche un éternuement.  

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

 

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• Peut-on devenir allergique à n’importe quel âge ?

 

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• Le virus du rhume, arme de la thérapie génique – S&V n°909 (1993). Le rhume n’est pas qu’un fastidieux ennemi : son virus, modifié génétiquement, représente un véhicule fort utile pour introduire des gènes dans des cellules afin de les soigner.