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Choses à Savoir SCIENCES
Qu’est-ce que la “flottabilité neutre” ?
La flottabilité neutre est un concept essentiel en physique, notamment en mécanique des fluides, qui décrit l'état d'un objet lorsqu'il ne flotte ni ne coule dans un fluide, mais reste en suspension. Cet équilibre survient lorsque le poids de l'objet est exactement égal à la force de poussée d'Archimède exercée par le fluide.
Pour comprendre ce phénomène, il est important de rappeler la loi d'Archimède, qui stipule qu'un objet immergé dans un fluide subit une force de poussée égale au poids du volume de fluide déplacé. Si le poids de l'objet est supérieur à cette poussée, l'objet coule ; s'il est inférieur, l'objet flotte. La flottabilité neutre se produit donc lorsque ces deux forces sont équilibrées.
Un exemple classique de la flottabilité neutre se trouve dans la plongée sous-marine. Un plongeur utilise un gilet stabilisateur (appelé gilet de compensation) pour contrôler sa flottabilité. En ajustant la quantité d'air dans ce gilet, le plongeur peut atteindre la flottabilité neutre, lui permettant de rester à une profondeur constante sans effort pour monter ou descendre. Cette maîtrise est essentielle pour les plongeurs, car elle réduit leur consommation d'énergie et leur permet de mieux observer la vie marine sans perturber l'environnement.
Un autre exemple est celui des poissons, qui possèdent une vessie natatoire, un organe interne rempli de gaz, leur permettant d'ajuster leur flottabilité. En modifiant la quantité de gaz dans leur vessie, les poissons peuvent flotter à différentes profondeurs sans dépenser d'énergie. Si un poisson veut monter, il augmente le volume de gaz dans sa vessie, et s'il veut descendre, il le diminue.
Une étude scientifique publiée dans Science Advances a exploré la flottabilité neutre des méduses. Ces créatures marines sont un exemple fascinant de l'adaptation biologique à la flottabilité. Les méduses utilisent leur structure corporelle gélatineuse, qui est presque de la même densité que l'eau, pour atteindre une flottabilité neutre. Cela leur permet de se déplacer de manière très efficace avec un minimum de dépense énergétique. En analysant leur mécanique de déplacement, les chercheurs ont découvert que les méduses maximisent leur efficacité énergétique en flottant sans effort, ce qui est crucial pour leur survie dans des environnements marins où l’énergie peut être limitée.
Ainsi, la flottabilité neutre est un concept physique avec de nombreuses applications pratiques et biologiques, permettant à divers organismes et dispositifs de rester en suspension dans un fluide sans force supplémentaire. Cela révèle l'importance de comprendre l'interaction entre la densité des objets et celle du fluide environnant pour maîtriser ce phénomène.
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Pourquoi la ville engloutie d'Hélikè est-elle célèbre ?
01:58|Rediffusion Le mythe de l'Atlantide, cette île engloutie par les flots, à la suite d'un cataclysme déclenché par Zeus, a toujours enflammé les imaginations.Mais une catastrophe comme celle qui a donné naissance à cette légende ne relève pas seulement du mythe. En effet, il existe bel et bien une cité qu'un séisme, suivi d'un tsunami, envoya au fond de la mer.Cette cité se nommait Hélikè. Elle était située en Achaïe, une région du nord-ouest du Péloponnèse. Dédiée à Poséidon, le dieu de la mer, comme l'Atlantide, la ville était un véritable carrefour d'échanges.Mais son rôle politique n'en était pas moins éminent. Elle était en effet à la tête de la Ligue achéenne, qui comprenait 12 cités et contrôlait presque tout le Péloponnèse.De par sa situation, le lieu où est érigé la cité connaît des séismes réguliers. Mais aucun tremblement de terre ne s'était manifesté avec la violence de celui qui ébranle la ville en 373 avant J.-C.La secousse est si forte qu'elle détruit la plupart des bâtiments de la ville. Il est même probable que, sous le coup de ce séisme hors normes, une partie de la ville se soit retrouvée sous l'eau.Mais une autre conséquence du séisme va effacer Hélikè de la surface de la terre. Le tremblement de terre provoque en effet un tsunami. L'eau en furie aurait d'abord déferlé sur la rive opposée du golfe de Corinthe, puis serait revenue, avec une puissance décuplée, s'écraser contre la ville à demi submergée.Cette catastrophe lui porte le coup fatal et entraîne la ville et ses habitants au fond de la Méditerranée.Ce tragique destin suscite nombre de légendes. Pour certains, cette cité engloutie ne peut être que la mythique Atlantide. Il aura fallu, pour dissiper la légende, attendre qu'une archéologue grecque et un astrophysicien américain lancent, en 1988, un ambitieux projet de recherche.Et, en 2001, ces fouilles ont finalement abouti à la redécouverte de l'antique cité Elle était enfouie dans une ancienne lagune, située près d'un village d'Achaïe.Comment une éclipse a sauvé la vie de Christophe Colomb ?
02:07|Rediffusion On sait qu'en débarquant sur une île des Bahamas, en 1492, Christophe Colomb venait, sans le savoir, de découvrir un nouveau continent. Mais le navigateur organisera trois nouveaux voyages vers ces terres dont il ne doutera jamais qu'elles appartenaient à l'Asie.Sa dernière expédition, entre 1502 et 1504, est la moins bien connue. Elle l'amènera à aborder au Honduras, à la Jamaïque et au Panama actuels. Mais la maladie de nombreux membres de l'équipage, lui-même étant atteint de la malaria, et un temps souvent exécrable compromettent le succès de ce voyage.À la fin de l'année 1503, la situation de Christophe Colomb, dont les deux derniers bateaux s'étaient échoués sur les rivages de la Jamaïque, devient critique.Quand, fin juin 1503, les caravelles étaient arrivées en vue des côtes de la Jamaïque, tout s'était d'abord bien passé. En effet, les habitants se montrent accueillants envers l'équipage et lui apportent des vivres.Mais Colomb a besoin de temps pour réparer les navires, rongés par l'humidité et les vers marins. Et, peu à peu, la population commence à rechigner, trouvant que l'approvisionnement de ces étrangers lui coûte trop cher. Les vivres commencent donc à manquer.Alors Christophe Colomb a recours à un stratagème. Parmi ses livres de bord, il possède un almanach, écrit par l'astronome espagnol Abraham Zacuto. Cette publication, très courante à l'époque, indique notamment les phases de la Lune.Et le navigateur remarque qu'elle prévoit, pour le 1er mars 1504, une éclipse lunaire totale, visible dans toute l'Amérique du Sud. Convoquant les habitants, il leur dit alors que son dieu, très courroucé par leur attitude, va montrer un signe de sa colère.Et ce courroux se manifestera par un changement d'aspect de la Lune. Christophe Colomb connaît en effet ce phénomène dit de la "Lune de sang", qui voit notre satellite prendre une teinte cuivrée pendant la durée de l'éclipse.Le moment venu, tout se passe comme l'avait annoncé le navigateur. Effrayés par ce qu'ils prennent pour une manifestation de la colère divine, les autochtones reprennent aussitôt le ravitaillement interrompu.Qu'est-ce que le supplice de « l’incaprettamento » ?
01:58|Rediffusion En matière de cruauté, les hommes ont déployé très tôt une imagination sans bornes. Une découverte archéologique datant d'une vingtaine d'années en fournit une nouvelle preuve.Il s'agit de la mise à jour, dans les années 1980, de trois squelettes de femmes datant d'environ 5.500 ans. Une équipe de scientifiques français les avait trouvés, à l'époque, dans une fosse aux murs recouverts de paille, près de Saint-Paul-Trois-Châteaux, dans la Drôme.Les chercheurs avaient été intrigués par la position de ces corps, dont l'un était placé au centre et les deux autres près des parois.En effet, il semblait, à l'examen, que les chevilles avaient été ligotées et reliées par une corde à leurs cous. L'une de ces femmes était sur le dos, l'autre sur le ventre. On avait placé une pierre sur le dos de cette dernière, sans doute pour l'empêcher de bouger.Des archéologues ont décidé d'étudier de plus près les dépouilles découvertes par leurs prédécesseurs. Pour eux, pas de doute : ces femmes ont subi des sévices. Elles auraient même été victimes d'une torture que la mafia italienne pratiquait couramment, l'"incaprettamento".Infligé à la victime, cet horrible supplice la conduisait à s'étrangler elle-même. En effet, la fatigue provoque peu à peu la détente de la corde, la victime finissant par s'étrangler.Pour les archéologues, il se serait agit d'un rituel sacrificiel. Un sacrifice particulièrement cruel, qui n'impliquait aucune intervention extérieure. La victime se tuait elle-même, sans même que le sang soit versé.Le rituel serait en lien avec l'agriculture et le cycle des saisons. En effet, l'endroit où ont été retrouvés les squelettes était orienté d'une manière particulière et ressemblait aux silos où étaient engrangées des denrées alimentaires.Et de telles pratiques ne seraient pas isolées. En effet, une vingtaine de corps, placés dans la même position, ont été retrouvés en Europe. Si d'autres sites similaires étaient découverts dans les années à venir, la preuve serait ainsi faite du caractère courant de ces rituels. Selon les chercheurs, ils se seraient perpétrés durant au moins 2.000 ans.Pourquoi les mouches sont-elles si difficiles à attraper ?
02:00|RediffusionQuand les mouches se mettent à bourdonner autour de nous, en été, on a envie de s'en débarrasser. Alors, on s'empare d'une savate et, voyant que l'un de ces insectes s'est immobilisé, on dirige contre lui un coup qui semble imparable.Mais, au moment précis où la savate va l'écraser, voilà que la mouche s'envole brusquement ! Mais comment a-t-elle fait pour repérer notre geste ?La première raison de cette exceptionnelle vélocité doit être recherchée dans les yeux des mouches. Dotés de milliers de récepteurs sensibles à la lumière, ils procurent à la mouche une vision à 360 degrés.Ce qui lui permet de voir ce nous faisons, même si elle a l'air de regarder ailleurs ! Et elle ne perçoit pas non plus le monde comme nous. Percevant environ 200 images par seconde, au lieu de 24 pour l'homme, elle voit les choses beaucoup plus lentement.Mais cet insecte a encore d'autres atouts pour lui. En effet, cette façon de voir le monde au ralenti, qui serait d'ailleurs l'apanage des petits animaux, ne constitue pas, en soi, une protection suffisante.Encore faut-il que cet insecte soit capable de réagir avec la célérité nécessaire. Or c'est le cas. En effet, son cerveau est capable d'interpréter les signaux d'alerte et d'enclencher des réactions de défense avec une rapidité foudroyante.De fait, moins de 100 millisecondes après l'esquisse de notre geste, la mouche a déjà décollé ! Rappelons qu'une milliseconde équivaut à un millième de seconde.Enfin, si cet insecte a des réactions aussi rapides, il le doit encore à ses ailes. Elles sont ainsi conçues qu'elles permettent à la mouche de pousser l'air d'une manière particulière.Ce qui lui permet notamment de modifier sa direction de façon instantanée. Mais elle peut aussi, grâce à cette particularité, décoller à la verticale, comme une fusée, ou même s'envoler en marche arrière !On n'est donc pas étonné, dans ces conditions, que les mouches échappent le plus souvent à nos tentatives de les attraper. Nous avons beau faire, elles soint toujours en avance sur nous.Quel est l'effet surprenant de l'accouchement sur les femmes ?
01:55|Rediffusion Une récente étude, menée par des chercheurs américains et philippins, souligne une effet particulier de l'accouchement sur les femmes.Pour les besoins de cette étude, les chercheurs ont sollicité la collaboration de plus de 800 femmes philippines âgées de 20 à 22 ans. Plus de 500 d'entre elles n'avaient jamais accouché, alors que les autres avaient eu entre un et cinq enfants.Si l'on en croit les résultats de ce travail, l'accouchement accélérerait le vieillissement des cellules. Et celui-ci serait proportionnel au nombre de grossesses.Une conclusion qui serait en phase avec la théorie de l'évolution. En effet, le processus de reproduction mobiliserait des ressources qui ne pourraient plus contribuer au bon fonctionnement de l'organisme maternel. La mère vieillirait donc d'autant plus vite qu'elle aurait plus d'enfants.Une autre étude vient cependant nuancer les résultats obtenus par les chercheurs américains et philippins. Elle n'en prend pas le contrepied, car elle reconnaît d'emblée le lien entre la grossesse et le vieillissement cellulaire. Elle en précise plutôt les conclusions.En effet, si elle reconnaît que l'âge biologique de la femme peut augmenter du fait de ses accouchements successifs, elle affirme qu'une telle évolution n'est pas irréversible. Autrement dit, cet âge biologique pourrait s'inverser et, de ce point de vue, la femme pourrait rajeunir.L'étude se base sur l'examen d'échantillons sanguins prélevés sur 119 femmes à divers moments de leur grossesse, et, pour 68 d'entre elles, trois mois après l'accouchement.Si l'on en croit les résultats de l'étude, l'âge biologique de ces femmes aurait eu tendance à augmenter, une progression cependant arrêtée pour certaines des femmes qui ont subi une prise de sang après l'accouchement. Celles-ci auraient donc "rajeuni".Pour les scientifiques, le poids durant la grossesse et après l'accouchement, pourrait avoir une incidence sur ce phénomène. Tout comme l'allaitement. En effet, les femmes allaitant leur enfant auraient un âge biologique inférieur d'un an à celles qui leur donnent le biberon.Cette étude, fondée sur un échantillon très faible, laisse les scientifiques assez perplexes et soulève encore de nombreuses questions.Pourquoi la Chine veut-elle devenir la championne de la métrologie ?
02:09|La métrologie, c’est la science de la mesure. Dit comme ça, cela paraît abstrait, voire anodin. Pourtant, sans elle, rien ne fonctionne : ni l’industrie, ni le commerce, ni la médecine, ni même le numérique. C’est elle qui garantit que le temps, le poids, la température, la tension électrique ou encore les doses de médicaments sont mesurés de manière fiable, reproductible… et surtout comparable d’un pays à l’autre.Mais pourquoi est-elle stratégique ? Parce qu’elle est à la base de toute technologie avancée. Prenons l’exemple des semi-conducteurs : graver des circuits de quelques nanomètres sur une puce exige des instruments de mesure d’une précision extrême. Même chose pour les satellites, les vaccins à ARN, les lasers industriels ou les réseaux électriques intelligents. Celui qui maîtrise la métrologie… maîtrise la technologie.Et cela, la Chine l’a bien compris. En mai 2025, Pékin a dévoilé un plan d’action ambitieux pour révolutionner sa métrologie d’ici 2030. Objectif : devenir leader mondial dans ce domaine discret mais fondamental. Baptisé « Plan pour une métrologie moderne et autonome », il vise à réduire la dépendance technologique vis-à-vis des standards occidentaux — en particulier européens et américains — et à imposer ses propres standards dans les échanges mondiaux.La Chine veut notamment :– renforcer ses laboratoires nationaux de métrologie ;– développer des instruments de mesure de nouvelle génération, basés sur la photonique ou la quantique ;– imposer ses références industrielles dans les secteurs clés : batteries, hydrogène, 5G, médecine de précision, IA embarquée…Mais au-delà de la souveraineté technologique, il y a un enjeu géopolitique. Aujourd’hui, les standards de mesure internationaux — ceux utilisés dans les échanges commerciaux ou dans les normes ISO — sont encore largement pilotés par des institutions occidentales, comme le Bureau international des poids et mesures (BIPM). En développant ses propres références, la Chine cherche à influencer ces règles… et donc à peser davantage dans le commerce mondial.C’est aussi une réponse à la fragmentation croissante du monde. À mesure que les blocs technologiques s’autonomisent, chaque puissance veut ses propres chaînes de valeur — et cela commence par ses propres instruments de mesure.La métrologie n’est donc plus une affaire de laboratoires poussiéreux. Elle est devenue une arme de précision dans la grande bataille pour la domination technologique du XXIe siècle.Comment faire rouler une balle contre un mur vers le haut ?
02:30|Imaginez une balle posée contre un mur vertical. À l’arrêt, elle tombe. Classique. Mais maintenant, imaginez qu’elle commence à grimper toute seule, lentement mais sûrement, sans moteur, sans aimant, sans trucage. Ça semble impossible ? Et pourtant, c’est ce qu’ont réussi des chercheurs de l’Université de Waterloo, au Canada. Leur expérience repose sur un principe de physique méconnu mais fascinant : l’asymétrie des frottements dans un système vibré.Le dispositifLe mur n’est pas totalement passif : il est vibré verticalement à haute fréquence. En d'autres termes, il oscille de haut en bas, des dizaines de fois par seconde. C’est ce mouvement qui alimente le système en énergie.La balle, quant à elle, est souple, élastique et adhérente. Elle est légèrement comprimée contre le mur, ce qui crée un contact ferme. Ce point est crucial : le comportement de la balle dépend de sa forme et de sa capacité à se déformer au contact.Le cœur du phénomène : briser la symétrie temporelleQuand un objet est soumis à des vibrations périodiques, on pourrait penser que le mouvement est symétrique : autant d’énergie vers le haut que vers le bas, donc aucun déplacement net. Mais ici, les chercheurs exploitent une rupture de symétrie temporelle induite par la nature du contact entre la balle et le mur.Lors des phases descendantes des vibrations, la balle a tendance à rester collée au mur (par adhérence et inertie). Mais quand le mur remonte rapidement, la balle, plus lente à réagir, est légèrement décollée, comprimée puis relâchée, ce qui provoque un mini bond vers le haut. Ce déséquilibre dans la dynamique des contacts produit une force moyenne dirigée vers le haut.Un moteur sans moteurCe type de mouvement est un cas particulier de ce qu’on appelle un moteur brownien ratchet, ou "cliquet brownien". C’est un système dans lequel une source d’énergie non dirigée (ici : les vibrations) peut être transformée en mouvement dirigé, grâce à une asymétrie structurale ou matérielle.La combinaison :d’une base vibrante,d’une balle souple avec un comportement non linéaire,et d’un frottement directionnel variable selon les phases du cycle,…permet à la balle de grimper sans aucune commande externe.Une prouesse fondamentaleCette expérience n’est pas juste une curiosité : elle ouvre des pistes en robotique douce, en nanotechnologie, ou pour le transport passif de matériaux dans des environnements où l’énergie est diffusée de façon globale et non ciblée. Ce genre de système pourrait inspirer des machines capables de se déplacer ou de grimper sans moteur, alimentées uniquement par des vibrations ambiantes.Pourquoi les orties piquent-elles ?
01:43|Tout le monde ou presque en a fait l’expérience : une balade en forêt, un frottement léger contre une plante anodine… et soudain, une brûlure, des démangeaisons, parfois des petits boutons rouges. Pas de doute : vous venez de croiser une ortie. Mais pourquoi cette plante, a priori inoffensive, déclenche-t-elle une telle réaction ? La réponse est à chercher du côté de la chimie… et de la micro-anatomie.L’ortie (notamment Urtica dioica, l’ortie dioïque) est une plante qui a développé un mécanisme de défense chimique et mécanique très sophistiqué. Sur ses tiges et ses feuilles, on trouve de minuscules poils appelés poils urticants. À l’œil nu, ils ressemblent à un léger duvet. Mais vus au microscope, ce sont de véritables seringues miniatures.Ces poils sont formés d’une base en silice (le même matériau que le verre) et d’une pointe extrêmement fine et cassante. Lorsque votre peau entre en contact avec eux, la pointe se brise — comme l’aiguille d’une seringue — et le poil pénètre dans la peau. Mais le plus douloureux reste à venir : ce petit dard injecte un cocktail chimique irritant.Ce cocktail contient plusieurs substances actives, dont de l’acide formique (le même que celui que libèrent les fourmis), de l’histamine, de l’acétylcholine, et de la sérotonine. Chacune de ces molécules joue un rôle précis :– L’histamine provoque une réaction inflammatoire, avec rougeur et démangeaison.– L’acide formique donne une sensation de brûlure.– L’acétylcholine agit comme neurotransmetteur, amplifiant la douleur.– La sérotonine contribue à entretenir cette sensation désagréable dans le temps.Autrement dit, l’ortie vous injecte un venin végétal. Il n’est pas dangereux, mais il est très efficace pour décourager les herbivores, qu’il s’agisse d’animaux ou… d’humains. C’est une stratégie de défense passive, très répandue dans le règne végétal, mais rarement aussi ingénieuse.Bonne nouvelle : ce “piquant” est temporaire. Les effets disparaissent en général en quelques heures. Certaines plantes, comme le plantain, sont d’ailleurs connues en herboristerie pour calmer les piqûres d’ortie.Fait intéressant : les jeunes orties, une fois cuites ou séchées, perdent leur pouvoir urticant. Elles deviennent même comestibles et nutritives. L’ortie est ainsi une des rares plantes qui passe de l’ennemie piquante… à l’amie dans l’assiette.Alors la prochaine fois que vous croisez une ortie, pensez-y : elle n’est pas méchante. Juste bien armée.Qu’est-ce que l’Alcarelle, l’alcool sans gueule de bois ?
02:06|Imaginez un verre qui vous détend, vous désinhibe, vous rend sociable — sans provoquer de maux de tête le lendemain, ni endommager votre foie à long terme. Une sorte d’alcool… sans les effets secondaires. Cette idée, un peu folle à première vue, est pourtant en train de devenir réalité. Son nom : Alcarelle.Alcarelle est une molécule de synthèse développée par le neuropsychopharmacologue David Nutt, ancien conseiller du gouvernement britannique sur les drogues. Ce scientifique s’est fait une spécialité : comprendre comment l’alcool agit sur le cerveau, et comment reproduire ses effets… sans les dangers.Pour cela, il s’est penché sur le principal mode d’action de l’éthanol (l’alcool que l’on boit) : il agit sur les récepteurs GABA-A du cerveau. Ces récepteurs freinent l’activité neuronale, ce qui explique les effets apaisants et désinhibiteurs de l’alcool. Mais l’éthanol est une molécule “sale” : il agit sur de nombreux autres récepteurs, ce qui entraîne ivresse, dépendance, dommages au foie, troubles du sommeil… et bien sûr, la célèbre gueule de bois.L’idée derrière Alcarelle est simple mais ambitieuse : créer une molécule plus propre, qui cible uniquement les bons récepteurs, ceux responsables de l’euphorie douce et de la relaxation, sans toucher aux circuits de l’addiction ou aux organes internes. Mieux encore, ses effets seraient réversibles : il suffirait de prendre un “antidote” pour redevenir sobre, comme on coupe un interrupteur.Actuellement, Alcarelle n’est pas encore commercialisé. Son développement est encore en cours, et les essais toxicologiques sont menés avec prudence. La société à l’origine du projet, également nommée Alcarelle, espère contourner la classification classique d’un alcool en tant que drogue, en le faisant approuver comme ingrédient dans des boissons “bien-être”.Les promesses sont grandes : pas de gueule de bois, pas de dépendance, pas de dommages au foie. Mais les défis le sont aussi. Les autorités sanitaires devront être convaincues de son innocuité sur le long terme, et l’acceptation sociale pourrait prendre du temps. Boire un produit de synthèse pour “simuler” l’alcool ne séduira pas tout le monde d’emblée.Et pourtant, si cela fonctionne, Alcarelle pourrait révolutionner nos rapports à l’alcool. Un tournant historique, comparable à l’arrivée des édulcorants dans l’industrie du sucre.Alors, dans quelques années, lèvera-t-on notre verre… d’Alcarelle ? La science, en tout cas, semble prête à relever le défi.