Choses à Savoir SCIENCES

Un éclair dispense une immense quantité d'énergie. Il produit, en moyenne, un milliard de joules, une unité de mesure correspondant à 1 400 kilowattheures. Beaucoup plus énergétiques, certains éclairs contiennent plusieurs milliards de joules. La température régnant autour d'un éclair est énorme. Elle est de l'ordre de 30 OOO kelvins, alors que celle de la surface du Soleil est d'environ 5 800 kelvins. Une fois l'orage terminé, cette gigantesque quantité d'énergie est donc perdue. Certains se demandent s'il ne serait pas possible de mettre fin à ce gaspillage. En d'autres termes, ne pourrait-on pas récupérer l'énergie produite par les éclairs ? Une telle opération se heurte cependant à plusieurs obstacles. Il faudrait d'abord concevoir des installations pouvant supporter l'émission d'une énergie d'une très forte intensité. Par ailleurs, l'énergie dispensée par un éclair se produit et se dissipe en un temps extrêmement court. Le stockage de cette énergie devrait donc être très rapide. Or, il existe des composants électroniques, appelés "supercondensateurs", capables d'emmagasiner de l'énergie très rapidement. Cependant, même s'ils ont une très grande capacité de stockage, elle ne leur permet pas, et de loin, de capter toute l'énergie d'un éclair. Par ailleurs, il est difficile de savoir où la foudre va se déclencher. Il est en effet impossible, à l'heure actuelle, de prévoir avec certitude les endroits où les éclairs vont se produire. Il faudrait donc multiplier, de manière assez aléatoire, les installations destinées à en recueillir l'énergie. On pourrait imaginer, par exemple, de construire, dans des régions plus propices aux orages, des réseaux de paratonnerres, associés à un lieu de stockage de l'énergie. Ce qui supposerait tout de même des investissements notables et pas toujours rentables. Et ce d'autant moins que les équipements conçus pour capturer cette énergie peuvent être endommagés par des éclairs parfois très puissants. De toute façon, il n'est pas sûr que la quantité d'énergie recueillie soit suffisante pour compenser les risques courus et les coûts de construction et d'entretien des équipements nécessaires. Ce qui n'empêche pas la recherche de progresser, notamment dans la mise au point de systèmes de stockage de l'énergie plus performants.  

Les Hommes peuvent influer sur la rotation de leur planète. En effet, certains de leurs ouvrages sont si lourds qu'ils peuvent affecter, de manière minime, le mouvement de la Terre. C'est notamment le cas du barrage des Trois-Gorges. Cet ouvrage hydroélectrique, qui se dresse dans la province chinoise du Hubei, a été achevé en 2012. C'est, à l'heure actuelle, le plus grand barrage du monde. Haut de près de 185 mètres et s'étendant sur plus de 2 kilomètres, cette immense construction a été conçue pour retenir 39 milliards de m3 d'eau. Sa production annuelle, de près de 100 milliards de kilowattheures, peut alimenter en électricité des millions de foyers chinois.  ...Ralentit la vitesse de rotation de la Terre  On conçoit que ce barrage hors normes puisse influencer la rotation de la Terre. En effet, cette énorme masse d'eau, équivalente à 42 milliards de tonnes, semble infléchir la vitesse de rotation de notre planète, estimée à quelque 1 670 km/h. Bien sûr, elle ne le fait pas de manière très marquée. Cette influence est même infime, mais elle existe. En effet, les scientifiques estiment que la présence de ce gigantesque barrage ralentit bien la rotation de la Terre. Du fait que cette rotation s'effectue, comme on sait, en 24 heures, ce ralentissement tend à rallonger nos journées. Pas de manière perceptible bien sûr. Si l'on en croit les scientifiques, la modification de la vitesse de rotation liée à la présence du barrage des Trois-Gorges ajouterait 0,06 microseconde à nos journées. Rappelons qu'une microseconde vaut un millionième de seconde. Un laps de temps supplémentaire dont personne ne pourra profiter. Ajouté à la fonte des glaces, aux pôles, la présence de cet immense barrage entraîne un certain déséquilibre, avec davantage de poids à l'équateur. Un phénomène qui finit donc par influer sur la rotation de la Terre. Selon les scientifiques, il faudra le prendre en compte, notamment en modifiant la durée des minutes. Tous les 4 ans, en effet, l'une d'entre elles ne durerait que 59 secondes au lieu de 60. 

Les Hommes préhistoriques n'avaient ni dentifrice ni brosse à dents. Et pourtant ils avaient beaucoup moins de caries que nous. L'étude de molaires récemment découvertes en Irlande, et datant du début du deuxième millénaire avant notre ère, nous en apprend davantage à cet égard. L'analyse de ces dents remontant à l'âge du bronze a révélé la présence, en grande quantité, de la bactérie responsable des caries dentaires. Une découverte assez insolite, car on la retrouve rarement sur des dents aussi anciennes. Ce qui a surtout frappé les chercheurs, c'est l'aspect de l'émail dentaire. En effet, il paraissait intact. Aux yeux des scientifiques, cet émail inentamé prouve que la bactérie n'agissait pas de la même façon qu'aujourd'hui sur les dents. Au fil du temps, elle serait devenus beaucoup plus active. Cette plus grande virulence s'expliquerait surtout par la transformation de notre régime alimentaire. Aux légumes, viandes et céréales non raffinées consommés par nos ancêtres auraient succédé des aliments transformés et du sucre raffiné, qui aurait pris une place toujours plus grande dans notre alimentation. Or, c'est ce sucre qu'utilisent les bactéries pour produire les acides qui s'attaquent à l'émail des dents. Cette alimentation de plus en plus sucrée est donc responsable, en grande partie, de la formation des caries dentaires. Par ailleurs, la flore buccale des hommes préhistoriques semble avoir été plus diversifiée. Cet appauvrissement du microbiome buccal nous rendrait plus vulnérables aux infections. La comparaison de ces dents préhistoriques avec les nôtres ouvre de nouvelles perspectives de recherche sur la santé dentaire. De fait, cette analyse comparative pourrait déboucher sur de réelles améliorations en la matière. En partant des pratiques alimentaires de nos lointains ancêtres, on pourrait mettre au point un régime moins propice au développement des caries. Sur le modèle des probiotiques améliorant le confort digestif, on pourrait également en développer d'autres, propres à la flore buccale. Autant de stratégies qui naissent de l'étude du régime alimentaire et de l'hygiène bucco-dentaire de ces hommes de l'âge du bronze.

Une vague scélérate, également appelée « vague géante » ou « vague rogue », est un phénomène océanographique rare, mais extrêmement puissant, caractérisé par des vagues exceptionnellement grandes et imprévisibles. Ces vagues sont nettement plus grandes que celles environnantes et peuvent atteindre des hauteurs impressionnantes, causant des dommages importants aux navires et aux structures côtières. Origine scientifiqueLes vagues scélérates sont principalement générées par des phénomènes physiques complexes, tels que l'interférence constructive, la focalisation des vagues et des courants océaniques spécifiques. L'interférence constructive se produit lorsque plusieurs vagues se superposent en phase, amplifiant ainsi leur hauteur. Cela peut entraîner une vague de taille exceptionnelle, même si les vagues d'origine sont de dimensions normales. Un autre mécanisme est la concentration d'énergie dans certaines zones en raison des courants océaniques, qui peuvent comprimer les vagues et augmenter leur hauteur. Ces vagues ne doivent pas être confondues avec les vagues de tempête ou les tsunamis. Les vagues scélérates peuvent survenir dans des conditions de mer relativement calme, sans aucune corrélation directe avec les phénomènes météorologiques. Leur caractère aléatoire et leur apparition soudaine les rendent particulièrement redoutables. Taille et fréquenceTraditionnellement, une vague scélérate est définie comme étant au moins deux fois plus grande que la hauteur significative des vagues environnantes (la hauteur significative étant la hauteur moyenne du tiers des plus hautes vagues dans une mer donnée). Cela signifie que si la hauteur significative des vagues dans une zone est de 5 mètres, une vague scélérate serait d'au moins 10 mètres de haut. Cependant, des vagues scélérates bien plus grandes ont été enregistrées. Par exemple, la vague la plus haute documentée par des instruments a été observée en 1995 par la plate-forme pétrolière Draupner, en mer du Nord. Cette vague mesurait environ 25,6 mètres de haut. Une autre vague géante a été mesurée à 29,1 mètres en 2000 par la plate-forme pétrolière de l'USS Ramapo dans l'océan Pacifique. Encore plus fou, des chercheurs de l’Université d’Oxford viennent de découvert que ces vagues pourraient être beaucoup plus grandes que les estimations précédentes, atteignant potentiellement la hauteur d’un immeuble de dix étages, soit environ 120 mètres. Ces recherches ont été réalisées en 2024 dans un bassin circulaire utilisant 168 générateurs de vagues, permettant des simulations en 3D plus réalistes que les précédentes études en 2D. ImpactsLes vagues scélérates constituent un grave danger pour les navires, même les plus grands, et peuvent provoquer des naufrages soudains. Elles ont longtemps été considérées comme des mythes marins avant d’être scientifiquement prouvées grâce à des observations modernes et des technologies de mesure océanographiques, comme les bouées, les radars et les capteurs installés sur des plates-formes offshore.

On le sait, les conséquences du réchauffement climatique se font sentir sur la banquise, et notamment dans l'Arctique. Si rien n'est fait, la glace pourrait disparaître de cette région dès la prochaine décennie. Mais une entreprise britannique a peut-être trouvé la parade. Il s'agirait de perforer la banquise et de puiser l'eau qu'elle cache. Elle serait ensuite déversée à la surface, où elle comblerait les bulles d'air de la neige et gèlerait sous l'effet de la température. De la théorie on est passé à la pratique. En effet, des tests ont été effectués sur l'île Victoria, au nord du Canada. De l'aveu des scientifiques qui l'ont menée, pour le compte de l'entreprise, l'expérience semble concluante. En 5 mois, l'eau épandue s'est transformée en une couche de glace d'une épaisseur d'environ 50 centimètres. Un résultat qui a de quoi satisfaire les chercheurs. En effet, la preuve est faite qu'on peut augmenter la quantité de glace à partir de l'eau de mer prélevée sur place. Et il s'agit d'une glace solide, capable de consolider la banquise. Elle n'a d'ailleurs pas seulement conquis la surface, mais s'est aussi développée en profondeur. Si l'on en croit les experts, cette recongélation de la banquise permettrait de conserver un volume de glace suffisant durant toute la saison estivale, où la fonte est la plus accélérée. Désormais, l'entreprise à l'origine de ces tests compte passer la vitesse supérieure. L'expérience devrait être menée sur une zone beaucoup plus vaste. Pour faire jaillir l'eau à la surface de la banquise, on emploierait des appareils sous-marins, capables de percer la glace. Il en faudrait environ 500 000 pour donner l'ampleur nécessaire à l'opération. Ce qui suppose un budget de l'ordre de 6 milliards de dollars. Une somme qu'il ne sera sans doute pas facile de réunir. Si les responsables de la startup arrivent à convaincre les investisseurs, ils parviendront peut-être à sauver la banquise. Ils estiment en effet qu'en étendant la glace sur plus de 10 % de l'Arctique, ils parviendront à inverser le mouvement de fonte qui, pour l'instant, paraît inexorable.

Les hommes ne sont pas les seuls à polluer leur environnement. Certains animaux, comme les vaches, y contribuent aussi. En effet, quand les vaches éructent, elles émettent du méthane, lié à la la fermentation qui se produit dans l'un de leurs estomacs. Or, c'est un gaz à effet de serre. Et le rôle des bovins, à cet égard, n'est pas négligeable. De fait, ils seraient responsables de 12 % des émissions de gaz à effet de serre associées à l'activité humaine. D'où cette question : ne pourrait-on pas favoriser l'apparition d'animaux moins polluants ? Il s'agit d'une interrogation tout à fait sérieuse. En effet, des chercheurs réfléchissent à concevoir une vache moins sujette à l'émission de gaz à effet de serre. Pour trouver des solutions, ces scientifiques ont investi une exploitation d'élevage expérimentale, où paissent environ 600 vaches. Ils étudient de près leur nourriture, la qualité de l'herbe, le temps passé dans la pâture ou encore la composition du lait. Tous ces éléments sont pris en compte pour essayer de "mettre au point" une vache plus respectueuse de son environnement. On pourrait imaginer, par exemple, de les laisser moins longtemps à l'air libre, ce qui diminuerait d'autant l'émission de ces rots très polluants. Les chercheurs voudraient aussi favoriser l'apparition de vaches plus petites qui, de ce fait, émettraient moins de méthane. La génétique est également appelée à la rescousse. En effet, les scientifiques ont réussi à isoler les caractères génétiques des vaches émettant moins de méthane. Il faudrait donc faire en sorte que ce patrimoine génétique soit transmis aux descendants de ces bovins. Se créeraient ainsi, à terme, des races de vaches moins polluantes. Toutes ces solutions, une fois mises en œuvre, suffiront-elles à atteindre l'objectif fixé par le Pacte mondial sur le méthane ? Conclu en 2021 et signé par la France, cet accord vise une réduction de 30 % des émissions de méthane d'ici 2030. Les petites vaches "conçues" par les chercheurs, au matériel génétique légèrement modifié, joueront sans doute, à cet égard, un rôle essentiel.

L'automne est la saison des récompenses, au cours de laquelle sont notamment décernés le prix Goncourt et les différents prix Nobel. Concernant ces derniers, il existe d'ailleurs une curieuse lacune. En effet, Alfred Nobel, qui a donné son nom à ce prestigieux palmarès, a prévu un prix Nobel de la paix, un autre pour la littérature, ainsi que diverses récompenses dans des disciplines scientifiques, comme la médecine, la chimie ou la physique. Mais, dans son testament, qui a mis en place cette prestigieuse distribution de récompenses, on ne trouve nulle trace d'un prix Nobel de mathématiques. Pourquoi cette étonnante omission ? Cette absence des mathématiques a d'abord reçu des explications assez fantaisistes. On a ainsi prétendu que, si Alfred Nobel avait écarté les mathématiques de la liste de ses prix, c'était en raison de l'infidélité de sa femme. En effet, elle l'aurait trompé avec un mathématicien suédois, Gösta Mittag-Leffler, qui a notamment donné son nom à un important théorème mathématique. Le problème, c'est que Nobel ne s'est jamais marié ! Malgré tout, cet ostracisme pour les mathématiques viendrait bien de Mittag-Leffler. En effet, Alfred Nobel l'aurait détesté, non parce qu'il aurait été l'amant de sa femme, mais pour des raisons personnelles mal déterminées. Une hypothèse réfutée par certains scientifiques, qui nient l'existence d'une quelconque inimitié entre les deux mathématiciens. D'autres explications, plus probantes, ont été avancées. La plus simple est que l'existence de récompenses spécifiques, réservées aux mathématiques, rendrait inutile l'attribution d'un prix Nobel dans cette discipline. Du vivant même d'Alfred Nobel existait déjà un prix renommé, décerné par le Roi de Suède. Une tradition qui s'est perpétuée jusqu'à nos jours. En effet, des récompenses internationales prestigieuses récompensent les mathématiciens, à commencer par la célèbre médaille Fields, justement considérée comme l'équivalent du prix Nobel. Mais il existe encore une autre distinction tout aussi réputée, le prix Abel, décerné chaque année par l'Académie norvégienne des sciences et des lettres. On pourrait encore citer d'autres récompenses, comme le prix Fermat ou le prix Wolf, qui peuvent rendre assez superflue l'attribution d'un prix Nobel de mathématiques.

Les scientifiques s'interrogent toujours sur les origines du virus du Covid 19, responsable d'une récente pandémie mondiale. Il est probable que l'épidémie soit partie d'un marché de Wuhan, une ville de Chine centrale, dans la province de Hubei. Mais quels animaux ont pu être les hôtes transitoires du virus, avant de le transmettre à l'homme ? De nombreux chercheurs penchaient pour le pangolin, un mammifère insectivore recouvert d'écailles. Or, de nouvelles recherches, menées par le CNRS, semblent mettre cet animal hors de cause. En effet, il n'aurait pas été présent sur ce marché de Wuhan où, en novembre 2019, le premier patient a sans doute été infecté par ce nouveau virus. Pas plus, d'ailleurs, que des chauves-souris souvent accusées, elles aussi, de l'avoir propagé.  Un nouveau "suspect" : le chien viverrin  Les scientifiques ont en effet retrouvé, sur des étals de ce marché contaminés par le virus du Covid, les traces d'ADN d'autres animaux sauvages. De fait, on les trouve facilement sur ce grand marché de Wuhan, vendus souvent de manière illégale. Certains ont été identifiés comme de probables porteurs du virus, notamment le rat des bambous, la civette ou le chien viverrin. Ce dernier, qui ressemble plus à un raton laveur qu'à un chien, paraît l'hôte le plus probable du virus. Les investigations menées par les chercheurs leur ont permis de conclure à la présence de ce canidé dans une partie du marché fortement contaminée par le virus du Covid. Par ailleurs, des expériences ont montré que le chien viverrin pouvait être facilement infecté par le virus et qu'il pouvait le transmettre à l'homme. Ces conclusions reposent notamment sur l'étude de plus de 800 échantillons, prélevés sur les étals du marché aux tout débuts de l'épidémie. Les animaux suspectés n'ayant jamais été testés, il est impossible de se prononcer avec certitude sur le type d'animal à l'origine de la transmission du virus. Mais une plus grande fréquence de la maladie ayant été relevée dans les lieux où étaient vendus ces animaux, et notamment le chien viverrin, une corrélation entre les deux phénomènes semble très probable.