Choses à Savoir SCIENCES

Le phénomène du lait qui déborde d'une casserole est un processus physique et chimique relativement simple, mais intéressant. Voici une explication claire et scientifique de ce qui se passe : 1. Composition du lait Le lait est une émulsion, c'est-à-dire un mélange de plusieurs substances, principalement de l'eau (environ 87 %), des matières grasses, des protéines (comme la caséine et le lactosérum), des glucides (surtout du lactose), et quelques autres éléments comme des minéraux et des vitamines. 2. Ébullition du laitLorsqu’on chauffe du lait dans une casserole, le processus suit plusieurs étapes :  - Évaporation de l'eau : Comme toute autre substance contenant de l'eau, le lait commence à chauffer et atteindre la température d'ébullition (environ 100 °C). À ce moment-là, l'eau contenue dans le lait commence à s'évaporer et forme de la vapeur.  - Formation de la crème en surface : À mesure que le lait chauffe, ses composants ne réagissent pas tous de la même manière. La matière grasse et les protéines, en particulier, montent à la surface et forment une fine couche appelée crème. Cette couche, faite de graisses et de protéines (caséine et lactosérum), devient un film relativement stable en surface. 3. Accumulation de la vapeur sous la couche de crèmeL'eau contenue dans le lait continue à s'évaporer à partir de la surface de la casserole. Normalement, la vapeur d'eau s'échapperait dans l'air comme elle le fait avec de l'eau pure en ébullition. Cependant, dans le cas du lait, la couche de crème agit comme une barrière qui empêche la vapeur de s’échapper librement. Cette vapeur d'eau accumulée sous la couche de crème exerce une pression ascendante. À mesure que la vapeur continue de se former et d’accumuler de la pression, elle pousse la couche supérieure du lait (la crème), ce qui provoque le gonflement du lait. 4. DébordementLorsque la vapeur d’eau finit par soulever complètement la couche de crème et ne trouve plus de place pour s'échapper rapidement, elle entraîne un débordement brutal du lait hors de la casserole. Ce phénomène est accentué si le lait est chauffé trop rapidement, car la vapeur se forme plus rapidement et la pression s’accumule sous la couche de crème plus rapidement aussi. 5. Pourquoi ce phénomène est spécifique au lait ?Ce phénomène est propre au lait à cause de sa composition hétérogène. Dans l'eau pure, il n'y a pas de couche protectrice en surface, donc la vapeur peut s'échapper librement. Dans le lait, les matières grasses et les protéines forment un film à la surface, ce qui retient la vapeur et conduit au débordement. Facteurs contribuant au débordement :- Température élevée : Plus on chauffe le lait rapidement, plus la vapeur d'eau se forme rapidement sous la couche de crème, accélérant ainsi le débordement.- Taille de la casserole : Si la casserole est trop petite, le volume de lait est important par rapport à la surface de la casserole, ce qui augmente les chances que le lait déborde rapidement.- Mélange ou absence de mélange : En remuant le lait pendant son ébullition, on empêche la formation de la couche de crème à la surface, ce qui permet à la vapeur d’eau de s’échapper plus facilement et réduit le risque de débordement.

Les glaciers se forment à partir de la neige accumulée sur plusieurs siècles, voire millénaires, et suivent un processus complexe qui implique plusieurs étapes. Voici une explication détaillée de la formation des glaciers : 1. Accumulation de la neige   La formation des glaciers commence dans des régions où les températures sont suffisamment basses pour qu'il neige en grande quantité et où la neige persiste toute l'année. Cela se produit généralement dans les régions polaires ou en haute montagne. Au fil du temps, la neige s'accumule en couches superposées. 2. Transformation en névé  En raison du poids des nouvelles couches de neige, les couches inférieures commencent à se tasser et à se compacter. À ce stade, la neige devient plus dense, perdant de l'air et se transformant en une forme granuleuse appelée névé. Ce processus de compaction prend souvent plusieurs années. 3. Formation de la glace  Avec l'accumulation continue de la neige et l'augmentation de la pression, les grains de névé se compactent encore plus. Les bulles d'air sont progressivement expulsées, et la masse devient de plus en plus dense. Après environ 30 à 100 ans (ou plus selon les conditions), le névé se transforme en glace de glacier, une glace très dense et solide.   La glace des glaciers a une structure cristalline unique due à la pression, et elle est capable de se déformer très lentement sous son propre poids. 4. Mouvement du glacier  Lorsque la glace devient suffisamment épaisse, généralement à partir d'une épaisseur de 30 mètres, elle commence à se déplacer sous l'effet de la gravité. Ce mouvement se produit en deux étapes :    - Glissement basal : La glace peut fondre légèrement à la base du glacier en raison de la pression intense, créant une fine couche d'eau qui lubrifie la surface. Cela permet au glacier de glisser lentement sur le sol.    - Déformation interne : Sous la pression exercée par le poids de la glace, les cristaux de glace à l'intérieur du glacier se déforment lentement. Ce mouvement interne permet au glacier de "couler" lentement vers des altitudes plus basses.  5. Types de glaciers  Il existe différents types de glaciers en fonction de leur taille et de leur emplacement :    - Glaciers de vallée : Ils se forment dans des vallées montagneuses et descendent lentement le long des pentes.  - Calottes glaciaires : Ce sont de vastes glaciers couvrant une grande surface, comme ceux du Groenland et de l'Antarctique.  - Glaciers de cirque : De plus petites masses de glace formées dans des dépressions naturelles sur les montagnes. En résumé, les glaciers se forment à partir de l'accumulation et de la compaction de la neige sur de longues périodes, sous des conditions spécifiques de température et de précipitations. Ils évoluent et se déplacent en fonction des variations climatiques et des forces gravitationnelles.

En mars 2022, une partie d'une fusée chinoise, qui pourrait correspondre à son étage supérieur, ou à un propulseur, s'est écrasée sur la face cachée de la Lune. Un événement auquel s'attendaient les astronomes. Mais ce qui intrigue davantage les scientifiques américains, qui ont pu observer la zone du crash, ce sont les traces qu'il aurait laissées.En effet, d'après les photos prises par une sonde américaine, l'engin, en tombant sur le sol lunaire, aurait creusé, non pas un cratère, mais deux, séparés par environ 30 mètres.Il se pourrait que les deux extrémités de la fusée aient été assez lourdes, chacune d'elles provoquant donc un cratère en tombant sur le sol de la Lune.Mais certains astronomes avancent une autre hypothèse. Ils suggèrent que la fusée ait embarqué ait été équipée d'un objet qui aurait ensuite disparu au moment de cet alunissage brutal.Sans la présence de cette mystérieuse charge, en effet, cet élément de la fusée ne se serait sans doute pas comporté de la même façon. De fait, il aurait montré une remarquable stabilité dans son approche du sol lunaire, alors que, pour des raisons liées notamment à la gravité, sa descente aurait dû être beaucoup plus hésitante.Aussi les scientifiques suggèrent-ils qu'un contrepoids aurait pu être associé aux deux moteurs de la fusée. Ce qui aurait favorisé cette approche plus "rectiligne" ainsi que la formation des deux cratères. En effet, sans cet élément correcteur, la fusée, entraînée par ses parties les plus lourdes, aurait dû tomber du même côté, ne laissant dès lors qu'un seul cratère.Il est peu probable que cette hypothèse puisse jamais être vérifiée. En effet, les Chinois n'ont pas communiqué sur l'éventuelle adjonction d'une charge supplémentaire sur leur fusée, et il y a peu de chances qu'ils le fassent.Les scientifiques américains le déplorent et regrettent que, dans le contexte actuel, marqué par une nette recrudescence des programmes spatiaux, la Chine ne manifeste pas une véritable volonté de collaboration

Découverts, au XVIIIe siècle, par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, les points qui portent son nom désignent des positions bien précises dans l'espace. En effet, ces points de Lagrange sont situés dans des endroits où l'attraction de la Terre et celle du Soleil se combinent pour maintenir l'orbite d'un objet dans une relative stabilité.Ces points sont au nombre de cinq. Les trois premiers, nommés L1, L2 et L3, n'offrent pas une stabilité orbitale parfaite. Ce qui est le cas, par contre, des deux derniers points de Lagrange, appelés L4 et L5. Ils offrent aux satellites qui y sont positionnés une orbite parfaitement stable.Un récent rapport du Congrès américain souligne le caractère stratégique de ces points de Lagrange. Le placement des satellites, ou autres objets spatiaux, à ces endroits précis, offrirait en effet bien des avantages, notamment dans le cadre d'une concurrence de plus en plus vive avec d'autres nations spatiales, comme la Chine.À cet égard, les points L1 et L2 intéressent les Américains, même si l'orbite qu'ils permettent n'est pas entièrement stable. En effet, des satellites placés là dépensent beaucoup moins d'énergie qu'ailleurs pour se déplacer vers d'autres secteurs situés entre la Terre et la Lune.Ces déplacements plus aisés et plus économiques des objets spatiaux représentent un précieux atout pour toute puissance spatiale. Par ailleurs, le point L2 se présente comme un excellent observatoire pour scruter la face cachée de la Lune.Or, une telle opération est essentielle pour les États-Unis, qui peuvent ainsi surveiller l'activité des Chinois. En effet, ces derniers s'intéressent de près à cet endroit de la Lune, dont ils espèrent ramener des échantillons d'un type nouveau.De leur côté, les points L4 et L5, qui offrent aux objets spatiaux la position orbitale la plus stable, leur permettent de se maintenir sans encombre, et avec une dépense d'énergie bien moindre.Ce sont donc des points de l'espace très convoités, car ils offrent la meilleure situation possible pour le placement en orbite d'un satellite, d'un télescope spatial ou d'une sonde.

Des puissances spatiales comme les États-Unis ou la Chine comptent bien installer des bases permanentes sur la Lune à partir de 2030. Pour mener à bien ce projet, toutefois, certains problèmes doivent être résolus.Celui de l'eau n'est pas le moindre. La faire venir de la Terre, en quantité suffisante, semble peu réaliste. Mais les Chinois semblent avoir trouvé la solution. L'eau destinée à abreuver les astronautes serait produite sur place.Pour arriver à ce résultat, les scientifiques chinois ont procédé à des expériences à partir des échantillons lunaires rapportés, en 2020, par une précédente mission spatiale.On sait qu'il existe de l'eau sur la Lune. Elle est d'abord présente, sous forme de glace, dans des cratères demeurant toujours dans l'ombre. Mais son exploitation demeure pour l'instant assez problématique.L'eau se trouve également dans le régolithe, qui désigne une partie du sol lunaire. Or, certaines des roches composant le régolithe contiennent une importante proportion d'hydrogène.Les scientifiques chinois en ont conclu qu'il suffirait de chauffer ces roches à une température suffisante pour obtenir de la vapeur d'eau, qu'on pourrait ensuite transformer en eau.Pour obtenir la chaleur nécessaire, on utiliserait de grands miroirs concaves, qui, captant le rayonnement solaire, feraient grimper la températures à environ 1 000 °C. Encore faut-il savoir si une telle méthode permettrait d'obtenir une quantité d'eau suffisante.Ayant fait leurs calculs, les chercheurs répondent par l'affirmative. En effet, ils estiment qu'avec une tonne de régolithe, on pourrait produire de quoi remplir une centaine de bouteilles de 500 ml. De quoi étancher la soif d'environ 50 personnes durant une journée.D'autres sources d'eau ont d'ailleurs été identifiées par les scientifiques chinois. Dans certains échantillons lunaires, en effet, ils ont trouvé des traces d'eau, mais cette fois sous sa forme moléculaire.Cette découverte est d'autant plus encourageante que ces fragments de sol lunaire se trouvent dans des régions éclairées par le Soleil, des zones où la présence d'eau semblait très peu probable. On le voit, la Lune serait plus hospitalière que ce qu'on pouvait imaginer.

Malgré tous les efforts faits pour en limiter l'usage, le plastique demeure omniprésent dans notre vie quotidienne. On s'en sert pour conserver des aliments, mais il est aussi utilisé dans des secteurs très variés, comme le bâtiment ou la construction automobile.On le sait, l'emploi de ce matériau génère une grande quantité de déchets, notamment sous la forme de microplastiques ou de nanoplastiques, dont la taille varie entre un milliardième de mètre et cinq millimètres. Ces minuscules fragments s'insinuent partout, dans notre environnement, mais aussi dans l'organisme humain.En effet, des études ont révélé la présence de ces microplastiques dans des organes comme le foie, les reins, et aussi dans les vaisseaux sanguins ou la moelle épinière.Cependant, l'analyse de tissus humains, prélevés à l'occasion de plusieurs autopsies, réalisées en 2016 et 2024, a montré que ce plastique se logeait de préférence dans un autre organe : le cerveau. Ces déchets y seraient en effet 10 à 20 fois plus nombreux que dans les autres organes du corps humain.Un autre chiffre mesure bien l'ampleur du phénomène : les plastiques contenus dans les échantillons de tissus cérébraux prélevés en 2024 représentaient environ 0,5 % de leur poids. Plus alarmant encore, ces tissus étaient 50 % plus pollués que ceux étudiés en 2016.Ce qui laisse supposer que la "pollution" de nos cerveaux au plastique suivrait la même courbe ascendante que celle de l'environnement.Une telle découverte n'a rien de rassurant. En effet, des recherches menées sur des animaux ont établi une possible relation de cause à effet entre la présence de plastique dans l'organisme et le développement de maladies, comme le cancer, ou l'apparition de problèmes de santé, comme l'affaiblissement des défenses immunitaires ou des capacités cognitives.Quant à un lien possible entre la présence de microplastiques dans le cerveau et la survenue de la maladie d'Alzheimer, il n'est pas établi avec certitude. Cependant, des chercheurs ont trouvé, dans le tissu cérébral de personnes atteintes de cette maladie, jusqu'à dix fois plus de plastique que dans le cerveau de patients n'en ayant pas souffert.

Si le Soleil ne réchauffait pas notre planète, rien ne pourrait subsister à sa surface. Mais si la Terre reçoit la chaleur bienfaisante de notre astre, comment expliquer que l'espace demeure aussi froid ? N'oublions pas, en effet, que la température du cosmos se maintient à environ -270 °C.Pour comprendre cet apparent paradoxe, il faut rappeler comment se propage la chaleur du Soleil. Elle se diffuse par rayonnement. Autrement dit, les rayons solaires agissent sur les particules présentes dans l'atmosphère terrestre.Stimulées par le rayonnement, les molécules qui les composent se déplacent plus vite. C'est cette "excitation", comme l'appellent les scientifiques, qui entraîne une hausse de la température.Dans l'espace, les choses ne peuvent pas se passer ainsi. En effet, le cosmos est pratiquement dépourvu de matière. Aussi les rayons du Soleil traversent-ils l'espace sans rencontrer de particules avec lesquelles ils pourraient interagir.Si, d'ordinaire, les rayons du Soleil ne rencontrent guère de particules sur leur chemin, ils sont capables de réchauffer un satellite ou un engin spatial, pour peu qu'ils soient placés du bon côté.En effet, les particules qui les composent vont interagir avec le rayonnement solaire. Par contre, le côté orienté vers le cosmos demeure soumis à des températures très basses.Dans ce cas, ce satellite, réchauffé par le Soleil, va, à son tour, diffuser un peu de chaleur dans le cosmos gelé.

Plusieurs grandes villes enregistrent assez souvent des pics de pollution, qui entraînent la mise en place de mesures de prévention, comme la circulation alternée. Parfois, la pollution de l'air conduit aussi les communes à limiter la vitesse de circulation.L'air que nous respirons serait-il donc de plus en plus pollué ? En fait, il semble que ce soit l'inverse. Du moins certaines données récentes sont-elles plutôt rassurantes à cet égard.En effet, selon le Centre interprofessionnel technique d'études de la pollution atmosphérique (Citepa), les oxydes d'azote, ou Nox, surtout émises par les automobiles, ont tendance à baisser.En 2022, elles ne s'élevaient plus qu'à 726 kilotonnes par an, soit une baisse de 4 % par rapport à l'année précédente. En 2021, au contraire, les NOx avaient progressé de plus de 2,5 %.On observe la même tendance en ce qui concerne les particules fines. Ce redoutable agent polluant, lié aux activités industrielles et domestiques, mais aussi aux transports, serait responsable d'environ 40 000 décès par an chez les personnes de plus de 30 ans.Or cette pollution serait également en recul. D'après les chiffres du Citepa, les particules fines auraient baissé de plus de 10 %, après avoir augmenté de près de 10 % l'année précédente.Cet organisme s'est aussi livré à une étude approfondie des composants susceptibles de polluer l'air ambiant. Or, là aussi, le constat est plutôt optimiste. En effet, des éléments polluants, comme l'arsenic, le dioxyde de soufre ou encore le mercure, se retrouveraient moins souvent dans l'air que nous respirons.En fait, plus de la moitié de ces composants potentiellement polluants auraient régressé d'au moins 50 % en un demi-siècle. Autrement dit, l'air est plus pur que dans les années 1970. Un résultat dû en partie à une réglementation plus exigeante.Ces progrès expliquent donc qu'en termes de pollution, la France ait respecté les niveaux fixés par la Commission européenne pour 2016. Il sera sans doute plus difficile de tenir les objectifs européens pour 2030, qui sont plus ambitieux.