Sens
Le terme gĂ©ologique permafrost provient de lâadjonction des mots anglais permanent et frost (gel). Ses Ă©quivalents, en français, sont le pergĂ©lisol ou encore le permagel. On lâappelle Ă©galement la merzlota en Russie.
Tous ces termes, rĂ©cents puisquâils datent des annĂ©es 1940, dĂ©signent la mĂȘme chose : la couche gelĂ©e du sol qui ne fond pas pendant au moins deux annĂ©es consĂ©cutives, et plus largement la partie du sous-sol qui ne dĂ©gĂšle jamais.
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Données
Le permafrost est constituĂ© de terre, de dĂ©bris vĂ©gĂ©taux et, dans une moindre mesure, animaux, partiellement dĂ©composĂ©s et renfermant donc du carbone, qui lors de la glaciation de la Terre, voilĂ plusieurs milliers dâannĂ©es, ont Ă©tĂ© piĂ©gĂ©s dans la glace. Il est recouvert dâune couche active en surface (le mollisol) qui, elle, peut dĂ©geler Ă certaines pĂ©riodes de lâannĂ©e. LâĂ©paisseur du permafrost peut varier de quelques mĂštres (dans les zones les plus au sud) Ă plusieurs centaines (750 mĂštres dans lâArctique canadien).
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Le permafrost est particuliÚrement présent dans les régions froides, autour des pÎles, en Alaska, au Canada, en Sibérie et dans les zones de haute altitude (chaßnes de montagne).
Il reprĂ©sente 20% de la surface de la planĂšte, soit 25 millions de kilomĂštres carrĂ©s. Dans lâhĂ©misphĂšre Nord, il atteint mĂȘme un quart des terres Ă©mergĂ©es, soit lâĂ©quivalent de la superficie du Canada ou de la SibĂ©rie.
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La fonte du permafrost, une bombe Ă retardement
ConsĂ©quence du rĂ©chauffement climatique, le permafrost a commencĂ© Ă fondre. Les impacts de ce dĂ©gel, mis en Ă©vidence par les scientifiques du GIEC (Groupe dâexperts intergouvernemental sur lâĂ©volution du climat) créé par lâONU en 1988, pourraient ĂȘtre colossaux pour notre planĂšte.
En effet, la structure de ces sous-sols, jusque-lĂ gelĂ©s et durs comme du bĂ©ton, se modifie et provoque dĂ©jĂ , dans certaines zones, des affaissements de terrain, aux consĂ©quences multiples (rupture dâolĂ©oducs en Russie, dĂ©formation du sol et des routes, cratĂšres, excavations, etc.).
Surtout, en dĂ©gelant, le permafrost libĂšre dâĂ©normes quantitĂ©s de matiĂšres organiques, notamment du carbone, dont il reprĂ©sente le plus gros rĂ©servoir continental de la planĂšte, (deux fois plus que ce que contient actuellement lâatmosphĂšre). Au contact de lâoxygĂšne et de lâeau, ce carbone se transforme en dioxyde de carbone ou en mĂ©thane, principaux gaz Ă effet de serre, qui contribuent en outre Ă accroĂźtre le rĂ©chauffement climatique⊠qui accĂ©lĂšre lui-mĂȘme le dĂ©gel du permafrost. Bref, un cercle vicieux, que lâon appelle une rĂ©troaction positive.
Autre consĂ©quence, et pas des moindres, des virus, jusque-lĂ neutralisĂ©s par le permafrost, ont commencĂ© Ă refaire surface. Câest le cas de lâanthrax (maladie du charbon) et on Ă©voque mĂȘme le retour de la variole...
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Les projections des scientifiques Ă lâheure actuelle estiment que lâon pourrait assister Ă 50% de fonte dâici 2050, et 90% dâici 2100. Et certains spĂ©cialistes ont signalĂ© que, si la quantitĂ© totale de carbone gĂ©nĂ©rĂ©e par le permafrost Ă©tait relĂąchĂ©e, la tempĂ©rature pourrait sâĂ©lever de 5 Ă 8 degrĂ©s !
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Info bonus
Des chercheurs russes et amĂ©ricains ont rĂ©ussi Ă ramener Ă la vie deux vers congelĂ©s dans le permafrost depuis respectivement 30 000 et 41 700 ans... qui sont devenus de ce fait les plus vieux ĂȘtres vivants de la planĂšte !
Tes fiches de Sciences đŹ
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Alan Turing
Jeunesse
Alan Turing naĂźt en 1912 Ă Londres. DĂšs lâĂąge de 18 ans, il Ă©tudie au Kingâs College de lâUniversitĂ© de Cambridge.
En 1936, il publie un article, On computable numbers, dans lequel il dĂ©crit une machine que lâon connaĂźtra plus tard sous le nom de « machine de Turing ». Permettant de rĂ©soudre des problĂšmes mathĂ©matiques, cette machine est en quelque sorte lâancĂȘtre de lâordinateur.
Grùce à son expertise en cryptologie, Alan Turing intÚgre les services secrets du gouvernement britannique à Bletchley Park aux débuts de la Seconde Guerre mondiale. Il a pour mission de décoder le systÚme de cryptage des sous-marins allemands, réputé indéchiffrable.
Une mission : ENIGMA
Pendant la guerre, les alliĂ©s captent les transmissions radiophoniques des allemands mais ne parviennent pas Ă les dĂ©coder. Les allemands utilisent une machine pour toutes leurs communications stratĂ©giques, appelĂ©e ENIGMA. TrĂšs Ă©laborĂ©e et ressemblant Ă une machine Ă Ă©crire, elle chiffre les messages au moment mĂȘme de leur Ă©mission et de leur rĂ©ception.
En 1941, un sous-marin de lâarmĂ©e allemande est capturĂ© par les anglais, ce qui leur permet de crĂ©er une rĂ©plique dâENIGMA. Cependant, il leur est impossible de dĂ©chiffrer les messages car le code change constamment, câest-Ă -dire quâĂ chaque fois quâune lettre est tapĂ©e au clavier, un rotor de la machine tourne, ce qui fait apparaĂźtre une autre lettre Ă la place. Ainsi, aucun mot nâest chiffrĂ© deux fois de la mĂȘme maniĂšre. ENIGMA peut donc avoir des milliards de codes diffĂ©rents.
GrĂące Ă la crĂ©ation dâune machine quâil appelle « la bombe », capable de dĂ©crypter tous les codes possibles, Alan Turing parvient enfin Ă rĂ©soudre le problĂšme ENIGMA. Câest ainsi quâen interceptant les communications secrĂštes des nazis, les alliĂ©s gagnent la guerre.
Les historiens estiment que Turing aurait sauvĂ© une dizaine de millions de vies et Ă©courtĂ© la guerre dâau moins deux ans.
AprĂšs la guerre
Dans les annĂ©es 1945-1950, Alan Turing continue ses recherches en informatique et construit, parallĂšlement aux efforts dĂ©ployĂ©s par les Ătats-Unis Ă la mĂȘme Ă©poque, le premier ordinateur de lâHistoire, lâACE (Automatic Computing Engine). Aussi, il pense dĂ©jĂ Ă une maniĂšre de dialoguer avec les machines et crĂ©e le Test de Turing, un test dâintelligence artificielle permis grĂące Ă la capacitĂ© dâune machine Ă imiter une conversation humaine.
Mais il ne parvient pas Ă terminer ses recherches. En 1952, Alan Turing est condamnĂ© Ă la castration chimique par le gouvernement britannique pour « outrage aux bonnes mĆurs » en raison de son homosexualitĂ©. Il perd ainsi son poste au sein des services de renseignements.
Il se suicide en 1954, Ă lâĂąge de 41 ans, aprĂšs avoir croquĂ© dans une pomme quâil avait trempĂ©e dans du cyanure. Ayant jouĂ© un rĂŽle dĂ©cisif dans la fin de la Seconde Guerre mondiale, le travail dâAlan Turing ne sera connu du public que dans les annĂ©es 1970. En 2009, le gouvernement britannique lui accorde un pardon posthume. Il devient officiellement « graciĂ© » par la reine dâAngleterre en 2013.
En 2014, le film Imitation Game de Morten Tyldum retrace la vie dâAlan Turing avec Benedict Cumberbatch dans le rĂŽle principal.
Lâinfo bonus
Certains pensent que le logo et le nom de la cĂ©lĂšbre entreprise dâĂ©lectronique Apple, cette fameuse pomme croquĂ©e, serait un clin dâĆil Ă Alan Turing, prĂ©curseur de lâinformatique, en raison de la maniĂšre dont il sâest suicidĂ©. De plus, le premier logo de la marque Ă©tant multicolore, cela pouvait faire allusion au drapeau LGBT.
Dâautres associent la pomme empoisonnĂ©e au dessin animĂ© Blanche-Neige et les Sept nains, quâAlan Turing apprĂ©ciait beaucoup.
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Vaccin
ĂtymologieÂ
Les mots vaccin et vaccination proviennent du mot anglais "vaccine" (proposĂ© par Edward Jenner en 1798), lui-mĂȘme issu du terme latin vaccinus qui signifie âla vacheâ. Il faut en effet savoir que le virus de la variole Ă©tait autrefois recueilli dans les pustules du pis des vaches puis inoculĂ© directement Ă lâhomme pour le protĂ©ger de cette maladie.Â
Ce nâest quâen 1881, pour honorer Jenner que Louis Pasteur propose que le sens du mot soit Ă©tendu pour couvrir toutes les nouvelles inoculations protectrices en cours de dĂ©veloppement.
Quelles sont les fonctions du vaccin ?
Un vaccin est une prĂ©paration comprenant un ou plusieurs antigĂšnes microbiens dont lâobjectif est dâinduire une immunitĂ© protectrice et durable Ă l'organisme. Le vaccin fait donc appel Ă l'immunitĂ© adaptative qui sâoppose Ă l'immunitĂ© innĂ©e.
Lâobjectif premier des vaccins est de conduire lâorganisme Ă produire lui-mĂȘme des anticorps et Ă activer les cellules T (lymphocyte B ou lymphocyte T Ă mĂ©moire) propres Ă l'antigĂšne.Â
Si le vaccin a correctement fonctionnĂ©, il donne une immunitĂ©, câest-Ă -dire une protection, contre une future infection d'Ă©lĂ©ments pathogĂšnes identifiĂ©s. Chaque vaccin est donc propre Ă une maladie.
Comment développer un vaccin ?
Le dĂ©veloppement dâun vaccin est un processus trĂšs long comme nous pouvons le voir en ce moment avec les recherches effectuĂ©es pour trouver un vaccin Ă la Covid-19. Autrefois, les premiers essais Ă©taient rĂ©alisĂ©s sur des animaux mais ils se sont rĂ©vĂ©lĂ©es dĂ©cevants pour prĂ©dire de l'efficacitĂ© ou non d'un vaccin. Maintenant, les essais sur lâhomme se font beaucoup plus rapidement, on parle alors de mĂ©decine expĂ©rimentale ou translationnelle.Â
Cas pratique : Le vaccin contre la rage de Louis Pasteur
Louis Pasteur (1822-1895) est un scientifique français célÚbre pour ses découvertes concernant la vaccination. Avant de découvrir le vaccin contre la rage, dit antirabique, il avait déjà mis au point un vaccin contre le choléra chez les poules puis contre le charbon et le rouget des porcs.
DĂšs le dĂ©but des annĂ©es 1880, Pasteur commence Ă sâintĂ©resser Ă la rage, maladie qui touche Ă la fois lâhomme et lâanimal et pour laquelle il souhaite mettre en pratique sa mĂ©thode expĂ©rimentale. Il sâagit de la naissance de lâimmunologie (Ă©tude du systĂšme immunitaire.
Pasteur rĂ©ussit Ă affaiblir le virus en suspendant une moelle contaminĂ©e dans un bocal au sein duquel l'air est assĂ©chĂ©. Si ses essais sur les animaux semblent concluant, ce nâest quâen juillet 1985 que son vaccin est testĂ© sur lâhomme. Ainsi, le jeune Joseph Meister est le premier Ă expĂ©rimenter le vaccin contre la rage et le rĂ©sultat est probant, il ne dĂ©veloppe pas la maladie. Dâautres tests sont rĂ©alisĂ©s sur lâhomme et face au succĂšs du vaccin, une souscription internationale est  lancĂ©e pour permettre la construction d'un Institut travaillant sur la vaccination, la formation et la recherche. Cet Institut est inaugurĂ© en 1888 et prend le nom de Pasteur.
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Le tableau périodique des éléments de Mendeleïev
Le tableau pĂ©riodique des Ă©lĂ©ments, conçu par le chimiste russe Dimitri MendeleĂŻev, en 1869, il y a plus de 150 ans, recense et classifie tous les Ă©lĂ©ments chimiques connus. RĂ©guliĂšrement mis Ă jour, il est toujours un outil incontournable notamment pour la physique et la chimie⊠et sâaffiche encore dans les manuels scolaires et les salles de classe.
Vers la classification des éléments
A lâorigine de lâUnivers, juste aprĂšs le Big Bang, la matiĂšre Ă©tait composĂ©e de particules Ă©lĂ©mentaires qui sâagencĂšrent en noyaux puis atomes pour constituer 3 Ă©lĂ©ments : lâhydrogĂšne, lâhĂ©lium et le lithium. Les rĂ©actions  au sein des Ă©toiles conduisirent Ă la formation dâĂ©lĂ©ments plus lourds par fusion ou plus lĂ©gers par fission.Â
DĂšs lâAntiquitĂ©, des savants mettent en Ă©vidence le fait que la matiĂšre peut se dĂ©composer en « particules » indivisibles, les atomes (du grec, atomos = insĂ©cable). Mais ce nâest quâĂ partir du XIXĂš siĂšcle que lâon en dĂ©veloppera la thĂ©orisation scientifique, notamment grĂące aux travaux de John Dalton.  et, de lĂ , que lâon tentera de classifier les substances chimiques. Les chimistes Français Lavoisier et BĂ©guyer de Chancourtois, le Britannique John Alexander Reina Newlands, ou encore lâAllemand Julius Lothar Meyer, proposent un ordonnancement.
La table de Mendeleiev
En 1869, le chimiste russe Dimitri Ivanovitch MendeleĂŻev (1834-1907) propose lui aussi sa classification. Il rĂ©pertorie 63 Ă©lĂ©ments quâil ordonne, dans une table, en fonction de leur masse atomique et leurs propriĂ©tĂ©s chimiques, mettant ainsi en Ă©vidence la corrĂ©lation entre les deux. A chaque colonne correspond ainsi des Ă©lĂ©ments ayant les mĂȘmes propriĂ©tĂ©s. Câest la pĂ©riodicitĂ©.
Cette table comporte Ă lâorigine des cases vides qui correspondent, selon MendeleĂŻev, Ă des Ă©lĂ©ments qui doivent y prendre place mais que lâon ne connaĂźt pas encore. La dĂ©couverte dans les annĂ©es qui suivent de 3 nouveaux Ă©lĂ©ments (gallium, germanium, scandium), dĂ©jĂ pressentis par MendeleĂŻev, confirme la validitĂ© de sa table. Câest la force de sa classification : celle dâavoir prĂ©di les propriĂ©tĂ©s dâĂ©lĂ©ments non encore identifiĂ©s, par leur seule place dans son tableau.Â
118 éléments
Ainsi chaque élément est identifié par :
- son numéro atomique,
- sa configuration électronique, chaque ligne du tableau correspondant au nombre de couches électroniques autour du noyau,
- sa dénomination,
- son symbole atomique, reprĂ©sentation universelle de lâĂ©lĂ©ment par une majuscule complĂ©tĂ©e Ă©ventuellement par une minuscule, dĂ©rivĂ© du nom de lâĂ©lĂ©ment.
Dans le tableau :
- les lignes correspondent Ă la configuration Ă©lectronique. Il y en a 7, les atomes stables connus pouvant avoir jusquâĂ 7 couches Ă©lectroniques.
- les colonnes rassemblent les éléments selon leurs propriétés communes et notamment leur réactivité.
- les éléments sont aussi rassemblés par familles caractérisées par des comportements chimiques proches : non métaux, métaux alcalins, métaux alcalino-terreux, métaux de transition (terres rares, actinides), métaux pauvres, halogÚnes, gaz rares, métalloïdes.
Les derniers éléments du tableau ont été mis en évidence notamment :
- en 1952 avec la premiĂšre bombe H (einsteinium et fermium)
- par la suite dans les accélérateurs de particules.
A noter : ce tableau a Ă©tĂ© Ă©laborĂ© avant la dĂ©couverte de la structure de lâatome et la notion de pĂ©riodicitĂ© avancĂ©e par MendeleĂŻev est dĂ©sormais expliquĂ©e par la configuration des couches Ă©lectroniques.
Info Bonus
En 2019, pour rendre hommage Ă cette dĂ©couverte scientifique majeure, lâUnesco a cĂ©lĂ©brĂ© L'AnnĂ©e internationale du tableau pĂ©riodique des Ă©lĂ©ments chimiques.
Les derniers Ă©lĂ©ments â artificiels et « superlourds » - Ă avoir Ă©tĂ© rajoutĂ©s sont le nihonium (NH, 113), le muscovium (Mc, 115) , la tenessine (Ts, 117) et lâoganesson (Og, 118).
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Juillet 1969 : Premiers pas de l'homme sur la lune
Naissance de la conquĂȘte spatiale
La guerre froide entre les Ătats-Unis et lâURSS est marquĂ©e par une course Ă lâespace. Les deux premiers Ă©vĂ©nements majeurs de la conquĂȘte spatiale sont rĂ©alisĂ©s par les SoviĂ©tiques : le premier vol spatial orbital par Spoutnik 1 en 1957 et le premier vol habitĂ© par un homme, Youri Gagarine en 1961.
La mission Apollo 11 et son équipe
En 1961, le prĂ©sident J. F. Kennedy annonce sa volontĂ© dâenvoyer un premier Ă©quipage sur la lune avant la fin des annĂ©es 1960 pour montrer la supĂ©rioritĂ© de sa nation sur lâURSS. Apollo 11 est donc le nom donnĂ© Ă la mission spatiale amĂ©ricaine au cours de laquelle le premier homme pose le pied sur la lune, le 21 juillet 1969.
La fusĂ©e dĂ©colle le 11 juillet 1969 du centre spatial Kennedy en Floride avec, Ă son bord, 3 astronautes : le commandant Neil Armstrong, Buzz Aldrin et Michael Collins. Seuls deux dâentre eux, Armstrong et Aldrin auront la chance de sortir du module, car Collins est chargĂ© de sâassurer que le vaisseau reste en orbite autour de la lune.
Premiers pas sur la lune
La sortie des astronautes a lieu plus de six heures aprĂšs leur alunissage (atterrissage sur la lune) et câest le commandant Neil Armstrong qui, le premier, descend lâĂ©chelle du module, prononçant cette phrase restĂ©e cĂ©lĂšbre : « That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind », souvent traduite par : « C'est un petit pas pour un homme, mais un bond de gĂ©ant pour l'humanitĂ© ».
Armstrong et Aldrin ne foulent le sol de la lune que pendant deux heures et rĂ©alisent diverses missions scientifiques (mise en place dâun sismomĂštre, dâun rayon cosmique et prĂ©lĂšvement dâĂ©chantillons lunaires).
La mission dure 8 jours et sâachĂšve par un amerrissage du vaisseau dans lâocĂ©an Pacifique.
Controverse autour de la phrase dâArmstrong
Les premiers pas des astronautes sont diffusĂ©s en direct Ă la tĂ©lĂ©vision et Ă la radio, mais la retransmission est hachĂ©e et le sens des mots prononcĂ©s est mis en doute. En effet, le dĂ©bat naĂźt de la prĂ©sence ou non du « A », changeant le sens de la phrase. Sâagit-il dâun petit pas pour lâhomme ou pour « un » homme (A man) ?
Armstrong affirmera dâabord avoir bien prononcĂ© « A man », mais sur les enregistrements de la NASA, il semble clair que ce nâest pas le cas. Des annĂ©es aprĂšs, il admettra avoir commis un oubli et sâen excusera.
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3h30 temps de vol du Concorde entre Paris et New York
Présentation du Concorde
Le Concorde est un avion de ligne supersonique utilisĂ© par Air France et British Airways entre 1976 et 2003. Le nom de lâappareil avait Ă©tĂ© suggĂ©rĂ© par Charles de Gaulle, qui avait dâabord parlĂ© de « Concord », avant que le -e ne soit ajoutĂ©, pour signifier Ă la fois Excellence, England, Europe et Entente.
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Le Concorde effectuait une partie de ses vols Ă Mach 2, 02 soit deux fois la vitesse du son. Ă cette Ă©poque, le Concorde nâavait quâun seul concurrent qui affichait des performances similaires, le Tupolev TU-144 conçu par les SoviĂ©tiques.
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Il faut savoir que seuls 20 Concordes ont Ă©tĂ© construits : 2 prototypes, 2 appareils de prĂ©-sĂ©rie et 16 appareils de sĂ©rie. 18 de ces appareils sont aujourdâhui conservĂ©s dans des musĂ©es, des aĂ©roports ou ont Ă©tĂ© donnĂ©s Ă des associations.
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Les premiers vols du Concorde entre Paris et New York
Le Concorde nâa pu rĂ©aliser son premier vol pour New York quâen novembre 1977, aprĂšs avoir obtenu lâaccord des autoritĂ©s amĂ©ricaines et des autoritĂ©s portuaires. De nombreuses villes Ă©taient hostiles aux vols du Concorde en raison du bruit quâil faisait, si bien quâune seconde version, moins bruyante, de lâappareil avait Ă©tĂ© pensĂ©e, avant dâĂȘtre abandonnĂ©e.
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Le pilote Pierre Grange effectue le premier trajet entre Paris et New York le 22 novembre, jour de naissance des présidents J. F Kennedy et Charles de Gaulle.
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Record de rapidité et de vitesse
Actuellement, le temps moyen dâun trajet Paris â New York en avion est dâenviron 8 heures Ă 900 km/h. Avec le Concorde, il Ă©tait possible de rĂ©aliser ce trajet en 3h30, Ă une vitesse moyenne de 2 000 km/h. Ce sont principalement des commerciaux qui se montrent intĂ©ressĂ©s par ces vols ultra rapides, mais pour lesquels une place coĂ»te environ 12 000 euros.
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Un record de vitesse sera mĂȘme rĂ©alisĂ© en dĂ©cembre 1989 lorsquâil effectue une traversĂ©e en 2 heures et 59 minutes, ce qui reprĂ©sente 10 fois moins de temps que lorsque Charles Lindbergh avait entrepris, pour la premiĂšre fois, ce voyage en 1927.
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La fin du Concorde sur un vol Paris â New York
En juillet 2000, un Concorde qui devait se rendre Ă New York se crashe deux minutes aprĂšs son dĂ©collage, provoquant la mort de ses 113 passagers. Lâavion restera alors clouĂ© au sol pendant 14 mois avant quâAir France et British Airways ne dĂ©cident de mettre fin Ă leurs vols commerciaux en 2003.
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Un équinoxe
Sens : un Ă©quinoxe dĂ©signe le moment oĂč le Soleil change dâhĂ©misphĂšre cĂ©leste et oĂč la durĂ©e du jour est Ă©gale (aequus en latin) Ă celle de la nuit (nox, noctis en latin), soit une durĂ©e totale de 12 heures. LâĂ©quinoxe permet notamment de marquer le changement de saisons.
Quâest-ce que lâĂ©quinoxe ?
La dĂ©clinaison du Soleil dĂ©signe lâangle observĂ© entre le Soleil et lâĂ©quateur cĂ©leste, câest-Ă -dire la projection de lâĂ©quateur terrestre sur la sphĂšre cĂ©leste. Cet angle peut varier entre +23,5 et -23,5 degrĂ©s, ce qui correspond aux latitudes des tropiques du Cancer (hĂ©misphĂšre nord) et des tropiques du Capricorne (hĂ©misphĂšre sud).
LâĂ©quinoxe dĂ©signe les diffĂ©rents moments, au cours dâune annĂ©e, oĂč la dĂ©clinaison du Soleil est apparemment nulle, lorsque lâastre se situe Ă la verticale au-dessus de lâĂ©quateur de la Terre.
Cet Ă©vĂ©nement astronomique se produit deux fois par an : une premiĂšre fois, entre le 20 et le 22 mars, puis entre le 21 et le 23 septembre. On nomme « Ă©quinoxe de printemps » lâĂ©quinoxe de mars, et « Ă©quinoxe dâautomne » celle de septembre.
Au cours des Ă©quinoxes, le Soleil se lĂšvre exactement Ă lâest et se couche exactement Ă lâouest, Ă©clairant ainsi de façon symĂ©trique les deux hĂ©misphĂšres. Câest ce qui explique la durĂ©e Ă©quivalente du jour et de la nuit.
En rĂ©alitĂ©, on peut observer que le jour dure un peu plus longtemps en raison de la rĂ©fraction des rayons du Soleil par lâatmosphĂšre. Ce phĂ©nomĂšne de rĂ©fraction atmosphĂ©rique est en effet cause du fait que le Soleil se « relĂšve » en quelque sorte Ă lâhorizon, dâun angle de 36 degrĂ©s environ. VoilĂ pourquoi, le soir, alors mĂȘme quâil devrait ĂȘtre invisible, le Soleil reste encore visible durant quelques minutesâŠ
Solstice ou équinoxe : quelle différence ?
Ces phĂ©nomĂšnes astronomiques marquent tous deux le passage dâune saison Ă une autre.
Les solstices se produisent eux aussi Ă deux reprises au cours de lâannĂ©e : une premiĂšre fois, le 20 ou le 21 juin, une seconde fois, le 21 ou le 22 dĂ©cembre. En juin, le solstice dâĂ©tĂ© correspond au moment oĂč le Soleil passe au-dessus du tropique du Cancer et Ă©claire lâhĂ©misphĂšre nord pendant une durĂ©e maximale : il sâagit donc du jour le plus long pour toute cette partie du globe. Ensuite, la terre poursuit sa trajectoire autour du Soleil et les jours se mettent alors Ă raccourcir tandis que les nuits allongent⊠En dĂ©cembre, au contraire, le solstice dâhiver correspond au jour le plus court de lâannĂ©e.
Au cours de ces deux jours, lâinĂ©galitĂ© du jour et de la nuit est donc maximale, ce qui fait du solstice lâopposĂ© de lâĂ©quinoxe.
Rites et festivités
Certains peuples anciens, qui considĂ©raient le Soleil comme une vĂ©ritable divinitĂ©, accordaient une grande importance aux solstices dâĂ©tĂ© et dâhiver. Ainsi, ils associaient Ă ces phĂ©nomĂšnes naturels certains rites destinĂ©s Ă chasser la crainte suscitĂ©e par la disparition progressive du soleil (aprĂšs le solstice dâĂ©tĂ©) ou pour exprimer le sentiment de soulagement Ă son retour (aprĂšs le solstice dâhiver).
Les Ă©quinoxes sont, eux aussi, associĂ©s Ă des rites et des festivitĂ©s. Par exemple, dans la religion bouddhiste, certains cĂ©lĂšbrent le jour de la DĂ©votion aux Ă©quinoxes du printemps et de lâautomne. En effet, pour eux, ces deux journĂ©es sont lâoccasion de rendre hommage Ă lâenseignement de Bouddha qui valorise un Ă©quilibre de vie comme celui de lâunivers en pĂ©riode dâĂ©quinoxeâŠ
De mĂȘme, chez les Juifs, lâĂ©quinoxe dâautomne correspond Ă la fĂȘte de Roch Hachana, commĂ©morant la crĂ©ation du monde.
Quelques prĂ©visonsâŠ
En 2021 (heures locales Ă Paris) :
- Ăquinoxe de mars : samedi 20 mars Ă 10h37
- Solstice de juin : lundi 21 juin Ă 05h32
- Ăquinoxe de septembre : mercredi 22 septembre Ă 21h21
- Solstice de décembre : mardi 21 décembre à 16h59
En 2022 (heures locales Ă Paris) :
- Ăquinoxe de mars : dimanche 20 mars Ă 16h33
- Solstice de juin : mardi 21 juin Ă 11h13
- Ăquinoxe de septembre : vendredi 23 septembre Ă 031h03
- Solstice de décembre : mercredi 21 décembre à 22h48
(DâaprĂšs lâInstitut de mĂ©canique cĂ©leste et de calcul des Ă©phĂ©mĂ©rides)
Info bonus :
Dans lâAntiquitĂ© grĂ©co-romaine, le phĂ©nomĂšne de lâĂ©quinoxe nâayant pas encore Ă©tĂ© identifiĂ©, câest un mythe qui symbolise alors lâalternance des saisonsâŠ
DĂ©mĂ©ter, dĂ©esse des moissons et de la fertilitĂ©, avait une fille dâune grande beautĂ©, Proserpine, quâelle aimait plus que tout. HadĂšs, le dieu des Enfers, ayant eu connaissance de la beautĂ© de la jeune fille, dĂ©cida de lâenlever pour lâĂ©pouser et de la conduire chez lui, sous terre, au royaume des Morts.
DĂ©sespĂ©rĂ©e, DĂ©mĂ©ter chercha partout sa fille adorĂ©e et, lorsquâelle dĂ©couvrit quâelle se trouvait aux Enfers, menaça de rendre la terre totalement stĂ©rile⊠Zeus, chef des Olympiens, dĂ©cida alors que PersĂ©phone passerait un tiers de lâannĂ©e aux Enfers, auprĂšs de son Ă©poux, ce qui correspond Ă la saison de lâhiver, et les deux autres tiers de lâannĂ©e sur la terre auprĂšs de sa mĂšre : ce qui correspond au printemps, saison du renouveau de la nature, et Ă lâĂ©tĂ©, deux pĂ©riodes oĂč mĂšre et fille savourent le bonheur dâĂȘtre rĂ©unies.
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4,54 milliards dâinternautes
DâaprĂšs le Digital report 2020, plus de 4,54 milliards de personnes auraient accĂšs Ă Internet dans le monde, soit 3,4% de plus quâen 2018 oĂč on recensait 4,39 milliards dâinternautes. En 2008, ils nâĂ©taient « que » 1,57 milliardâŠ
Lâusage dâinternet dans le monde
DâaprĂšs les statistiques, en 2020, lâutilisateur moyen se connecte Ă Internet durant 6 heures et 43 minutes chaque jour, soit 3 minutes de moins quâil y a un an et une durĂ©e annuelle de 100 jours de connexion au total. Au niveau mondial, cela correspond Ă 1,25 milliard dâannĂ©es passĂ©es en ligne, soit 40% de notre temps. On relĂšve toutefois des disparitĂ©s selon les pays : aux Philippines, les internautes passent quotidiennement 9 heures et 45 minutes en moyenne sur Internet, mais les Japonais seulement 4 heures et 22 minutes. Les Français, eux, se connectent 5 heures et 8 minutes par jour !
Un accÚs inégal à internet
Il subsiste, en 2020, de fortes inĂ©galitĂ©s face Ă lâaccĂšs Ă Internet : on estime que prĂšs de 40% de la population mondiale nâest toujours pas connectĂ©e au net, soit environ 3,2 milliards de personnes. Parmi ces personnes, plus dâun milliard vivent en Asie du Sud et 870 millions dans les pays dâAfrique.
LâĂąge de la population, mais aussi le sexe jouent un rĂŽle prĂ©pondĂ©rant dans les inĂ©galitĂ©s dâaccĂšs Ă Internet : les femmes sont moins susceptibles dây avoir accĂšs, comme câest le cas en Asie du Sud, mais aussi en Inde oĂč plus de la moitiĂ© des femmes ignorent lâexistence mobileâŠ
Lâinternet mobile et les rĂ©seaux sociaux
On compte 5,9 milliards dâutilisateurs mobiles dans le monde et, dâaprĂšs GlobalWenIndex, 50,1% du temps passĂ© sur internet se ferait sur des appareils mobiles. Cette tendance ne cesse de gagner du terrain puisque 92% des utilisateurs dâInternet dans le monde se connectent depuis un smartphone.
La population mondiale se rĂ©vĂšle de plus en plus friande des rĂ©seaux sociaux et ce sont dĂ©sormais 3,8 milliards de personnes qui y sont connectĂ©es, soit une augmentation de 321 millions par rapport Ă 2019. Nous passons, en moyenne, 2 heures et 24 minutes, sur les rĂ©seaux sociaux au quotidien. Les Philippins sont les utilisateurs les plus actifs (3 heures et 53 minutes en moyenne), les Japonais ne sây connectent que 45 minutes par jour, tandis que les Français y consacrent 1 heure et 42 minutes en moyenne dans leur journĂ©eâŠ
Info bonus : Dans le classement mondial des applications mobiles les plus téléchargées au monde, on trouve 3 applications du groupe Facebook : WhatsApp, Facebook, Facebook Messenger.
En 2020, TikTok intĂšgre la 10e place du classement.
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Robot
Ătymologie et origines
Le terme robot dĂ©signe une machine Ă lâaspect humain. Il vient du tchĂšque robota qui signifie « corvĂ©e », « travail ». Aux yeux du grand public, la notion de « robot » est souvent utilisĂ©e pour dĂ©signer des crĂ©atures artificielles. Il existe cependant une grande diversitĂ© de genres de robots comme les automates, avatars, clones, cyborgs, androĂŻdes, humanoĂŻdes, etc.
Le mythe de la crĂ©ature artificielle fascine lâhomme et nourrit son imagination depuis le dĂ©but de lâhumanitĂ©. En tĂ©moigne la mythologie grecque Ă travers le mythe dâHĂ©phaĂŻstos, forgeron crĂ©ant des meubles d'apparence fĂ©minine, se dĂ©plaçant de maniĂšre autonome selon les dĂ©sirs des dieux, et pouvant parler et raisonner, ou encore le mythe de Pandore, femme artificielle créée par HĂ©phaĂŻstos sur ordre de Zeus, Ă qui on confie une boĂźte avec interdiction de lâouvrirâŠ
Premiers robots
En ce qui concerne les premiĂšres traces de robots mĂ©caniques humanoĂŻdes, on remonte Ă lâĂ©poque du Moyen Ăge. En 1206, Al-Jazari, un inventeur arabe, dĂ©crit un ensemble dâautomates pouvant effectuer plus de 50 mouvements du corps et du visage Ă chaque sĂ©lection musicale. Il imagine aussi des fontaines programmĂ©es pour sâallumer et sâĂ©teindre, des automates serviteurs pouvant offrir des serviettes aux invitĂ©s lors dâun repas, ou encore un robot ressemblant Ă un guide pour Ă©lĂ©phants, sonnant chaque demi-heure sur la tĂȘte de son animal⊠Ses inventions avaient pour but autant de divertir que de faciliter la vie de lâhomme.
Au XVe siĂšcle, LĂ©onard de Vinci dessine les plans dâun chevalier mĂ©canique capable de bouger la tĂȘte et les membres. Il sâagit dâun automate humanoĂŻde aujourdâhui appelĂ© Robot. Plus tard, au XVIIIe siĂšcle, grĂące aux avancĂ©es mĂ©caniques, le monde de lâindustrie connaĂźt un vĂ©ritable essor et de plus en plus dâautomates voient le jour. Mary Shelley va dâailleurs publier, en 1818, ce quâon considĂšre ĂȘtre le premier ouvrage de science-fiction, Frankenstein, dans lequel le personnage de Victor Frankenstein façonne une crĂ©ature vivante, qui lui fait finalement horreur. Le monstre se retourne ensuite contre son crĂ©ateur et ne promet de laisser les humains en paix quâĂ une seule condition : que Frankenstein lui fabrique une femme.
MenaceâŠ
Câest en 1920 que le mot « robot » va ĂȘtre introduit, par le dramaturge tchĂšque Karel Äapek dans sa piĂšce de théùtre de science-fiction R.U.R. Rossumâs Universal Robots, afin de dĂ©signer un serviteur mĂ©canique Ă lâaspect humain. En 1927, le film de Fritz Lang Metropolis montre le premier robot Ă lâĂ©cran avec le personnage de Maria, un androĂŻde â robot Ă lâapparence humaine â qui apparaĂźt dans le but de semer le chaos.
Par la suite, Isaac Asimov invente le mot « robotique » en 1942 dans lâouvrage Cercle vicieux qui Ă©nonce les trois lois de la robotique. Il Ă©voque notamment les craintes gĂ©nĂ©rales de la population vis-Ă -vis des nouvelles technologies, surtout en ce qui concerne le fait que les robots puissent se retourner contre leur crĂ©ateurâŠ
⊠ou avancée ?
Souvent reprĂ©sentĂ© dans la culture comme destructeur, le robot est aussi associĂ© Ă de grandes avancĂ©es dans le domaine de la technologie. Par la suite, ce sont surtout des robots destinĂ©s Ă faciliter la vie quotidienne qui vont voir le jour. Le premier robot industriel, Unimate, est créé en 1961, dans une usine de General Motors au New Jersey. DĂ©veloppĂ© par George Devol, un inventeur amĂ©ricain, puis vendu par la sociĂ©tĂ© Unimation en 1961, câest le premier robot de manutention utilisĂ© dans lâindustrie.
En 1996, on envoie le premier robot dans lâespace, Sojourner, pour prendre des photos de Mars et les transmettre Ă la NASA. Peu Ă peu, le robot prend aussi le rĂŽle de compagnon : par exemple, en 1999, Sony met sur le marchĂ© un robot chien, servant dâanimal de compagnie.
Ă partir des annĂ©es 2000, les robots sont utilisĂ©s comme assistants de chirurgiens dans les blocs opĂ©ratoires, et sont trĂšs utilisĂ©s dans le domaine mĂ©dical, notamment pour aider des personnes atteintes dâAlzheimer ou dâautisme.
La robotique domestique sâest aussi Ă©normĂ©ment dĂ©veloppĂ©e et a donnĂ© naissance Ă la domotique, dont le premier succĂšs fut un aspirateur.
Quel futur pour les robots ?
Aujourdâhui, les robots sâhumanisent de plus en plus. RĂ©cemment, le robot Asimo de la marque japonaise Honda a vu le jour, il sâagit dâun humanoĂŻde dotĂ© dâune grande habiletĂ© manuelle, mais aussi de reconnaissance vocale et visuelle. Les robots se retrouvent intĂ©grĂ©s Ă la vie de tous les jours.
Avec les avancĂ©es technologiques et lâarrivĂ©e de lâintelligence artificielle notamment, on est capable de crĂ©er des robots dont les capacitĂ©s sont de plus en plus proches de celles des hommes. Câest surtout dans le domaine de la mĂ©decine que les rĂ©sultats sont impressionnants, notamment avec le transhumanisme, et dans le domaine de la musique avec, depuis quelques annĂ©es, lâarrivĂ©e des premiers artistes non humains...
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Louis Braille
Enfance
Louis Braille naĂźt Ă Coupvray, en Seine-et-Marne, en 1809. Son pĂšre est sellier (fabricant de selles) et Louis passe du temps dans son atelier. Ă trois ans, jouant avec les outils de son pĂšre, il se crĂšve lâĆil et sa vue commence Ă diminuer considĂ©rablement. Perdant peu Ă peu la vue, il devient complĂštement aveugle Ă lâĂąge de cinq ans.
Louis Braille passe alors son enfance Ă lâinstitution des jeunes aveugles de Paris. Ă cette Ă©poque, le systĂšme de lecture pour les personnes malvoyantes, inventĂ© par Valentin HaĂŒy, consiste en la lecture des lettres de lâalphabet classique, disposĂ©es en relief. Les livres pouvaient ainsi parfois peser plus de 30 kilos, et leur lecture nĂ©cessitait Ă©normĂ©ment de temps.
Invention de lâalphabet braille
Vers lâadolescence, Louis trouve que le systĂšme de lecture pour les personnes aveugles nâest pas pratique et il commence Ă rĂ©flĂ©chir Ă une technique qui serait plus rapide et efficace. Câest Ă ce moment-lĂ quâil dĂ©couvre un systĂšme dâĂ©criture nocturne, utilisĂ© Ă lâĂ©poque par les militaires : la sonographie. Cette Ă©criture phonĂ©tique en relief, inventĂ©e par le capitaine Charles Barbier, permettait dâĂ©crire, mais aussi de lire, des messages en pleine nuit, sans se faire repĂ©rer par lâennemi.
Sâinspirant de cette technique, et lâadaptant aux besoins des personnes aveugles, Louis Braille invente lâalphabet braille en 1825. Il sâagit dâun systĂšme dâĂ©criture en relief qui permet une lecture par le toucher, de gauche Ă droite. Chaque cellule braille est formĂ©e de 6 points en relief, qui peuvent ĂȘtre combinĂ©s de 63 maniĂšres diffĂ©rentes afin dâobtenir une Ă©criture complĂšte. Cet alphabet a, depuis, Ă©tĂ© adaptĂ© Ă de nombreuses langues dans le monde et permet aux malvoyants de dĂ©chiffrer non seulement un texte, mais aussi des symboles mathĂ©matiques, et de la musique.
NĂ©anmoins, lâinnovation met du temps Ă ĂȘtre adoptĂ©e. Louis Braille meurt Ă Paris Ă lâĂąge de 43 ans, de la tuberculose, deux ans avant que son alphabet ne soit enseignĂ© Ă lâinstitut dans lequel il a effectuĂ© ses Ă©tudes. Cent ans aprĂšs sa mort, Louis Braille est panthĂ©onisĂ© pour honorer son travail. Plus tard, en 1999, la NASA donne son nom Ă un astĂ©roĂŻde rare : lâastĂ©roĂŻde « 9969 BRAILLE ».
Impact de lâalphabet braille dans le monde
Suite au dĂ©cĂšs de Louis Braille, son alphabet se diffuse dâabord dans les pays francophones, puis est adaptĂ© aux diffĂ©rents langages et, cent ans plus tard, tous les pays ont leur propre alphabet destinĂ© aux personnes malvoyantes. Il existe dâailleurs un Conseil mondial du braille.
Lâinvention de Louis Braille a rĂ©volutionnĂ© la vie des personnes malvoyantes et aveugles dans le monde entier. GrĂące Ă lâarrivĂ©e de lâinformatique, des logiciels ont Ă©tĂ© créés pour faciliter la lecture des malvoyants. Ainsi, un logiciel permet, par exemple, de traduire ce qui est dit dans un micro directement en Ă©criture braille. Des livres en braille existent, ainsi que des bibliothĂšques spĂ©cialisĂ©es pour les personnes malvoyantes.
Info bonus :
Câest avec lâoutil qui a causĂ© sa cĂ©citĂ©, un poinçon, que Louis Braille a créé son alphabet.
Louis Braille, en braille, sâĂ©crit dâailleurs : â â â „â â â â â â â â â
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1951 : photo d'Einstein tirant la langue
Qui est-il ?
Albert Einstein (1879-1955) est un scientifique principalement connu pour sa thĂ©orie de la relativitĂ© restreinte en 1905 et celle de la relativitĂ© gĂ©nĂ©rale en 1915. Ses recherches ont grandement contribuĂ© au dĂ©veloppement de la mĂ©canique quantique et de la cosmologie, si bien quâil reçoit le prix Nobel de Physique en 1921.
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Date et lieu de la photographie
Cette photographie a Ă©tĂ© prise le 14 mars 1951, jour du 72e anniversaire dâEinstein, prĂšs de lâuniversitĂ© de Princeton, aux Ătats-Unis.
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Description de la photographie :
Il sâagit dâune photographie en gros plan de la tĂȘte dâAlbert Einstein, ce dernier tirant la langue tout en gardant les yeux grands ouverts.
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Histoire de la photo :
Contrairement Ă ce que lâon pourrait croire, Einstein nâĂ©tait pas seul au moment oĂč la photographie a Ă©tĂ© prise ; il Ă©tait dans une voiture, entourĂ© de sa femme et de deux de ses amis. Toutes ces personnes sont visibles sur le clichĂ© original, mais ont Ă©tĂ© coupĂ©es lorsque la photo a Ă©tĂ© recadrĂ©e.
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Einstein avait été suivi toute la journée par des journalistes, et les derniers clichés pris de lui montrent bien sa lassitude face aux multiples sollicitations des photographes.
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Un des journalistes qui entoure la voiture dans laquelle se trouve le scientifique, Arthur Sasse, travaillant Ă lâagence de presse amĂ©ricaine UPI, lui demande un dernier sourire, et obtient en rĂ©ponse cette grimace insolite. Il sera le seul photographe Ă capturer ce moment.Â
La photo sera reprise en quelques jours par les journaux du monde entier.
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RĂ©action dâEinstein
Einstein commandera 9 exemplaires de cette photographie à Arthur Sasse, et en offrira une à son ami journaliste Howard K. Smith en 1953 en ajoutant la dédicace suivante :
« Ce geste que vous aimerez, parce qu'il est destiné à toute l'humanité. Un civil peut se permettre de faire ce qu'aucun diplomate n'oserait. Votre auditeur loyal et reconnaissant, A. Einstein 1953. »
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Cette photographie est depuis devenue lâimage vendue la plus chĂšre reprĂ©sentant le scientifique puisquâelle atteint, au cours dâune vente aux enchĂšres organisĂ©e en 2009, le montant de 74 324 dollars, soit environ 53 000 euros.
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Trou noir
M87
Le 10 avril 2019 sont diffusĂ©es dans le monde entier des images reprĂ©sentant un halo orangĂ© entourant une forme sombre. Elles montrent non le trou noir en lui-mĂȘme - invisible par nature - mais son environnement, sa silhouette en quelque sorte.
Ces images, rĂ©sultats dâune coopĂ©ration internationale exceptionnelle, ont Ă©tĂ© obtenues Ă partir dâun rĂ©seau de tĂ©lescopes appelĂ© Event Horizon Telescope (TĂ©lescope de lâHorizon des ĂvĂ©nements) mobilisant des unitĂ©s dâobservation du pĂŽle Sud au sommet le plus Ă©levĂ© dâHawaĂŻ, en passant par la Sierra Nevada. Elles ont Ă©tĂ© captĂ©es par le biais dâondes radio Ă 55 millions dâannĂ©es-lumiĂšre (sachant quâune annĂ©e-lumiĂšre est la distance parcourue par la lumiĂšre en une annĂ©e, soit environ 10 000 milliards de kilomĂštres) de notre planĂšte au centre de la galaxie M87 (abrĂ©viation de Messier 87, du nom de lâastronome français, Charles Messier, qui la dĂ©couvrit en 1781), dans la constellation de la Vierge.Â
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Un peu dâhistoire
Lâexistence des trous noirs, Ă©voquĂ©e par le physicien allemand Karl Schwartzschild dĂšs 1916, est longtemps contestĂ©e, y compris par Albert Einstein, avant dâĂȘtre confirmĂ©e, dans les annĂ©es 1960, notamment par les travaux du physicien amĂ©ricain John Wheeler, qui leur donna leur nom (remplaçant celui dâ« astres occlus »).
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Mais quâest-ce quâun trou noir ?
Il sâagit dâun objet cĂ©leste trĂšs dense dont le champ gravitationnel trĂšs Ă©levĂ© attire les gaz et poussiĂšres, voire les Ă©toiles qui sâen approchent, et dont la force dâattraction est telle que rien ne peut en ressortir, ni matiĂšre, ni lumiĂšre.
La frontiĂšre, entre le trou noir et le reste de lâunivers, est dĂ©nommĂ©e « horizon de lâĂ©vĂšnement ». Ă lâextĂ©rieur, les gaz et matiĂšres en orbite Ă des vitesses trĂšs Ă©levĂ©es forment un « disque dâaccrĂ©tion », dont lâĂ©chauffement donne lieu au rayonnement qui peut ĂȘtre observĂ© et qui a Ă©tĂ© mis en Ă©vidence sur les images de M87. Mais, bien quâinvisible, le trou noir nâest nullement vide comme pourrait le laisser entendre son nom. Ainsi, la masse de M87 reprĂ©senterait 6,5 milliards de fois celle du soleil.
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Comment se forme un trou noir ?
Les trous noirs supermassifs, tels que M87, sont situĂ©s au centre de la plupart des galaxies et croissent avec elles, mais on ne sait pas trĂšs bien comment ils se sont formĂ©s.Â
Ainsi, le trou noir situé au centre de la Voie Lactée, notre galaxie, et dénommé Sagittarius A, aurait une masse correspondant à 4 millions de fois celle du Soleil et son diamÚtre représenterait la distance de la Terre au Soleil !
Les trous noirs stellaires, eux, rĂ©sultent de lâeffondrement dâune Ă©toile, lorsque celle-ci a consommĂ© une grande partie de son Ă©nergie ; elle sâeffondre alors sous son propre poids, rĂ©duite Ă une bille compacte. Notre galaxie en compte plusieurs milliers. Quant aux trous noirs intermĂ©diaires, ils se forment par attraction dâune Ă©toile par un trou noir.
Ces premiĂšres images ne lĂšvent donc quâune infime partie du voile sur la connaissance des trous noirs et de multiples interrogations restent toujours en suspens...Â
Aller plus loin...
Avec les ouvrages de lâastrophysicien britannique, Stephen Hawking, dont Une BrĂšve histoire du temps. Du Big Bang aux trous noirs.Â
Et un film, Interstellar de Christopher Nolan.
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H2O
Sens : Cette formule est celle de la molĂ©cule dâeau, formĂ©e dâun atome dâoxygĂšne reliĂ© Ă deux atomes dâhydrogĂšne par des liaisons covalentes : chaque atome dâhydrogĂšne partage une paire dâĂ©lectrons avec lâatome dâoxygĂšne. Cet assemblage dâatomes ainsi obtenu est non linĂ©aire et forme un coude dans lâassemblage H2O, dâoĂč la polaritĂ© de la molĂ©cule dâeau.
Un corps, trois états
Lâeau est le seul corps qui exister sous les trois Ă©tats : solide, liquide et gazeux selon les conditions rencontrĂ©es sur terre. En effet, Ă pression ambiante, lâeau est gazeuse au-dessus de 100°C, solide en dessous de 0°C et liquide entre les deux. Autres particularitĂ©s propres Ă cette molĂ©cule : son point dâĂ©bullition, son point de fusion, sa chaleur de vaporisation et sa tension superficielle sont anormalement Ă©levĂ©s. Lâensemble de ces propriĂ©tĂ©s soulignent quâil existe un lien particuliĂšrement fort entre les molĂ©cules dâeau.
Dans la molĂ©cule dâeau, lâatome dâoxygĂšne prĂ©sente une charge partielle nĂ©gative, tandis que les deux atomes dâhydrogĂšne prĂ©sentent, eux, une charge partielle positive. Au sein de la molĂ©cule, lâangle formĂ© entre les deux atomes dâhydrogĂšne par rapport Ă lâatome dâoxygĂšne est ouvert et leur distance est importante. La molĂ©cule dâeau est donc fortement polaire. Du fait de cette polaritĂ©, les atomes dâoxygĂšne Ă©lectronĂ©gatifs attirent les atomes dâhydrogĂšne Ă©lectropositifs, et cette liaison Ă©lectrique est la liaison hydrogĂšne. Câest en raison de cette liaison hydrogĂšne que lâeau prĂ©sente de nombreuses anomalies et câest ce qui explique la force de sa cohĂ©sion intermolĂ©culaire.
Ce sont certaines de ses caractĂ©ristiques qui font de lâeau une molĂ©cule remarquable, dont les particularitĂ©s ont permis Ă la vie sur terre de se dĂ©velopper.
Structure de la glace
Lâeau est appelĂ©e glace Ă lâĂ©tat solide. Il en existe de diffĂ©rentes formes qui diffĂšrent par leur structure cristalline. Dans la structure cristalline, chaque atome dâhydrogĂšne se lie Ă un atome dâoxygĂšne dâune molĂ©cule voisine alors mĂȘme que cet atome accepte une liaison hydrogĂšne avec des H, liĂ©s de façon covalente Ă deux molĂ©cules dâeau distinctes. En Ă©tablissant ces liaisons hydrogĂšnes, les molĂ©cules dâeau sâorganisent selon une disposition spatiale qui structure un rĂ©seau hexagonal lequel inclut un grand nombre de vides entre les molĂ©cules associĂ©es. Câest ce qui permet la cristallisation de lâeau avec expansion de volume et moindre densitĂ© permettant Ă la glace de flotter.
Structure de lâeau liquide
Sous la forme liquide, les molĂ©cules dâeau sont regroupĂ©es par grappes en raison des liaisons hydrogĂšnes maintenues au milieu de molĂ©cules libres dont le nombre grandit avec la tempĂ©rature.
GrĂące Ă sa polaritĂ©, lâeau est Ă©galement un excellent solvant. Cette facultĂ© est dâailleurs considĂ©rĂ©e comme vitale en biologie, car certaines rĂ©actions biochimiques ne se rĂ©alisent quâen solution (rĂ©actions dans le cytoplasme ou le sang par exemple). VoilĂ pourquoi, on considĂšre que lâeau liquide est indispensable Ă la vie et elle est donc activement recherchĂ©e sur dâautres astres du systĂšme solaire comme Mars notamment.
Info bonus :Â
La densitĂ© de lâeau est plus grande Ă lâĂ©tat liquide que solide, une propriĂ©tĂ© particuliĂšrement rare dâoĂč rĂ©sulte le fait que la glace flotte sur lâeau liquide. Par ailleurs, la densitĂ© de lâeau douce est maximale Ă 4°C et donc la tempĂ©rature au fond dâun lac ne descend jamais en dessous de cette tempĂ©rature. Câest prĂ©cisĂ©ment ce qui permet Ă la vie aquatique de survivre aux pĂ©riodes glacĂ©es, car lâeau reste liquide sous la glace.
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Marie Curie
Physicienne et chimiste polonaise naturalisée française, Marie Curie (1867-1934), née Maria Sklodowska, est la premiÚre femme à recevoir le prix Nobel (de chimie pour ses travaux sur le polonium et le radium) et la seule femme à en avoir reçu deux, dans des domaines scientifiques distincts qui plus est.
Une enfance douloureuse, source de sa détermination
Maria Sklodowska naĂźt le 7 novembre 1867 Ă Varsovie, en Pologne, dâun pĂšre professeur de mathĂ©matiques et de physique, et dâune mĂšre institutrice. Durement frappĂ©e par le deuil, puisquâelle perd lâune de ses trois sĆurs en 1876 et sa mĂšre en 1878, elle se rĂ©fugie alors dans les Ă©tudes, avec une force et une dĂ©termination dĂ©cuplĂ©es, et se passionne notamment pour les sciences rĂȘvant dây faire carriĂšre.
Pour aider financiĂšrement lâune de ses sĆurs aĂźnĂ©es qui poursuit des Ă©tudes de mĂ©decine Ă Paris, Maria devient institutrice jusquâĂ ce que sa sĆur, devenue financiĂšrement indĂ©pendante, la fasse venir Ă Paris oĂč elle entame, en 1891, des Ă©tudes de physique Ă la facultĂ© des sciences. Elle obtient brillamment sa licence de sciences physiques en juillet 1893, puis sa licence de sciences mathĂ©matiques en juillet 1894.
Début 1894, elle commence à travailler dans le laboratoire des recherches physiques menant des travaux sur les propriétés magnétiques de différents aciers.
Au cours dâune soirĂ©e, elle rencontre Pierre Curie (1859-1906), chef des travaux de physique Ă lâĂcole municipale de physique et de chimie industrielles, avec lequel elle collabore et quâelle finit par Ă©pouser en juillet 1895 Ă Sceaux.
Les recherches sur lâuranium
Marie Curie, soutenue par son mari et malgrĂ© une premiĂšre grossesse, poursuit ses Ă©tudes et est reçue premiĂšre Ă lâagrĂ©gation de physique. Elle choisit lâuranium dont Henri Becquerel vient de dĂ©couvrir le rayonnement naturel, comme sujet de thĂšse et dĂ©marre, en 1897, ses travaux, utilisant pour la premiĂšre fois le terme « radioactifs » pour dĂ©signer les rayonnements produits par ce mĂ©tal.
Les Ă©poux Curie sâassocient dans leurs recherches et annoncent, en 1898, avoir dĂ©couvert deux Ă©lĂ©ments radioactifs jusquâalors inconnus : le polonium et le radium.
Une femme, deux prix Nobel
En 1903, Marie Curie reçoit le prix Nobel de physique, quâelle partage avec son mari et Henri Becquerel, pour sa thĂšse sur les substances radioactives. Elle est la premiĂšre femme Ă recevoir ce prix. Marie Curie, devient, cette mĂȘme annĂ©e, la premiĂšre femme laurĂ©ate de la mĂ©daille Davy, distinction scientifique dĂ©cernĂ©e par la Royal Society of London, et accouche de sa seconde fille. Le coupe Curie devient cĂ©lĂšbre, tant auprĂšs de la communautĂ© scientifique que du grand public.
En avril 1906, Pierre Curie meurt accidentellement aprĂšs avoir Ă©tĂ© renversĂ© par une voiture Ă cheval. Durement Ă©prouvĂ©e par ce nouveau deuil, Marie Curie est Ă©paulĂ©e par son beau-pĂšre, EugĂšne Curie et son beau-frĂšre, Jacques Curie, et devient la premiĂšre femme directrice dâun laboratoire universitaire en France.
En mai 1906, Marie Curie reprend la chaire universitaire occupĂ©e par son mari et devient la premiĂšre femme professeure Ă la Sorbonne. En novembre 1908, elle est nommĂ©e titulaire de la chaire dont lâintitulĂ© devient physique gĂ©nĂ©rale et radioactivitĂ©.
Le 10 décembre 1911, Marie Curie se rend à Stockholm pour recevoir le prix Nobel de chimie, elle devient alors la premiÚre personne à recevoir deux prix Nobel.
Au moment oĂč Ă©clate la PremiĂšre Guerre mondiale, Marie Curie se mobilise et contribue Ă la crĂ©ation de 18 unitĂ©s chirurgicales mobiles, sortes dâambulances radiologiques surnommĂ©es les « petites Curies », permettant de prendre des radiographies des malades afin de savoir plus prĂ©cisĂ©ment oĂč se situent les Ă©clats dâobus ou de balles, et ainsi faciliter les interventions chirurgicales. En 1916, aprĂšs avoir obtenu son permis de conduire, elle part rĂ©guliĂšrement au front rĂ©aliser des sĂ©ances de radiographie, assistĂ©e par sa fille aĂźnĂ©e IrĂšne.
Suite aux travaux quâelle a poursuivis toute sa vie, Marie Curie souffre dâune forte exposition aux Ă©lĂ©ments radioactifs notamment au niveau des yeux et des oreilles. Atteinte dune leucĂ©mie radio-induite, elle se rend dans un sanatorium de Haute-Savoie en 1934 oĂč elle dĂ©cĂšde le 4 juillet de la mĂȘme annĂ©e.
Info bonus : En 1995, le prĂ©sident François Mitterrand fait transfĂ©rer les restes de Marie et Pierre Curie de leur caveau familial, situĂ© Ă Sceaux, au PanthĂ©on Ă Paris. Pour la sĂ©curitĂ© des visiteurs, le cercueil est recouvert dâune couche de plomb isolante car les corps conservaient des traces de radioactivitĂ©. La cĂ©rĂ©monie se dĂ©roule en prĂ©sence de Lech Walesa, prĂ©sident de la Pologne.
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5 litres de sang
Câest la quantitĂ© de sang prĂ©sente dans le corps pour une personne pesant environ 60 kg, ce qui reprĂ©sente environ 8% du corps humain. Le sang circule dans les artĂšres, veines et capillaires, qui reprĂ©sentent un rĂ©seau de 200 km. Parcourant prĂšs de 100 000 km par jour dans ce rĂ©ssau, le sang est pulsĂ© et refoulĂ© par la pompe que constitue le cĆur. Ce dernier pompe 360 litres de sang par heure.
Composition et fonctions du sang
Le sang est un tissu vivant composé :
- de 55%, dâun fluide salĂ©, le plasma, solution dâĂ©lĂ©ments minĂ©raux et de protĂ©ines dans de lâeau
- Et de 45% de cellules ou fragments de cellules, baignant dans le plasma :
-
- Les globules rouges ou hématies : 4,5 à 5 millions par ml de sang. Ils  ont une durée de vie de 120 jours environ.
- Les globules blancs : 4 000 Ă 10 000 par ml de  sang. Leur durĂ©e de vie, variable avec leur fonction, varie de quelques jours Ă plusieurs annĂ©es pour les globules blancs ayant un rĂŽle de reconnaissance des agents infectieux aprĂšs mĂ©morisation  dâune agression antĂ©rieure.
- Les plaquettes : 150 000 à 400 000 par ml. Fragments de cellules, elles ont une durée de vie de 8 à 12 j :
-
Ces Ă©lĂ©ments sont fabriquĂ©s dans la moelle osseuse dont câest la fonction dâhematopoĂŻĂšse.
Le sang assure de multiples fonctions :
- Transport de lâeau et des minĂ©raux, des nutriments vitaux, tel le glucose du foie aux diffĂ©rents tissus
- Transport de lâoxygĂšne par les globules rouges et du gaz carbonique par le plasmaÂ
- DĂ©fense de lâorganisme contre les agents infectieux par les globules blancs
- Maintien de la pression sanguine
- Régulation de la température
- Coagulation et cicatrisation par le biais des plaquettes
Les groupes sanguins
Tous les sangs ne sont pas identiques : les individus peuvent ĂȘtre classĂ©s en groupe selon les protĂ©ines de leurs globules rouges. DĂšs 1901, un premier systĂšme de classification a Ă©tĂ© dĂ©fini par le biologiste autrichien Karl Landsteiner, le systĂšme ABO.
Ce systĂšme de 4 groupes a Ă©tĂ© complĂ©tĂ©, en 1940, par la prise en compte de la prĂ©sence ou de lâabsence de lâantigĂšne D dans les globules rouges : ont alors Ă©tĂ© distinguĂ©s les sous-groupes rhĂ©sus + et rhĂ©sus -.
Au final, on distingue donc 8 groupes sanguins.
| Â | 0 | A | B | AB |
| Â | 42% | 44% | 10% | 4% |
| Rhésus + | 36% | 37% | 9% | 3% |
| Rhésus - | 6% | 7% | 1% | 1% |
Les possibilités de transfusion sanguine entre individus sont fondées sur les rÚgles de compatibilité entre ces groupes.
Petit rappel historique
Depuis la nuit des temps, le sang fascine. La mythologie, par exemple, en fait tantÎt un poison ou un remÚde capable de ressusciter les morts selon que le sang provient du bras gauche ou du bras droit de la méduse.
Pendant des siĂšcles, la saignĂ©e fut le remĂšde souverain : il nâest quâĂ rappeler celles, prescrites Ă l'envi Ă Argan, Le Malade imaginaire de MoliĂšre, par ses mĂ©decins, Diafoirus pĂšre et fils et Purgon.
La dĂ©couverte de la circulation sanguine par William Harvey au dĂ©but du XVIIĂš siĂšcle fit faire un grand pas Ă la mĂ©decine et en 1667 fut rĂ©alisĂ©e, par le Dr Jean-Baptiste Denis, la premiĂšre transfusion sanguine sur un adolescent, Ă partir du sang dâun agneau⊠Les expĂ©riences suivantes se heurtĂšrent Ă des problĂšmes de compatibilitĂ© qui ne furent levĂ©s quâen 1901 avec la mise en Ă©vidence des groupes sanguins par Karl Landsteiner.
A la veille de la PremiĂšre Guerre mondiale, un mĂ©decin belge, le Dr Hustin, parvient Ă rĂ©aliser la premiĂšre transfusion Ă distance, en utilisant du sang conservĂ©. Une avancĂ©e qui sera dâune grande utilitĂ© pour soigner les multiples blessĂ©s.
Depuis lors la recherche nâa cessĂ© de progresser afin de pallier la faiblesse des disponibilitĂ©s de sang en vue des transfusions : fragmentation du sang pour rĂ©aliser des transfusions du seul Ă©lĂ©ment constitutif de sang en fonction des besoins du receveur, fabrication de globules rouges Ă partir de cellules souchesâŠ
Info bonus
Le mot RhĂ©sus provient de lâespĂšce de macaque qui a permis la dĂ©termination des groupes sanguins : le Macaca rhesus.
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Big Bang
Le terme Big Bang, le « Grand Bang » en français, a été inventé par l’astrophysicien anglais Fred Hoyle lors d’une émission diffusée sur la BBC en 1949. Utilisé par dérision au départ, il désigne la théorie selon laquelle une « explosion » serait à l’origine de l’Univers.
Un questionnement millénaire
Depuis des millénaires, les hommes s’interrogent sur l’origine du monde et tentent d’en élaborer un récit explicatif. Mais il faut attendre la Renaissance et les travaux de Nicolas Copernic (1473-1543) pour que se dessine la première approche moderne de notre univers. Prolongeant ses hypothèses, Galilée (1564-1642), à partir d’observations faites à travers sa lunette astronomique, avance l’idée d’un monde régi par des lois universelles.
Relativité générale et expansion de l'univers
Au début du 20è siècle, la conjonction entre les travaux d’Albert Enstein sur la relativité (la fameuse formule $e = mc^2$ énoncée en 1916) et le développement des outils d’observation de l’espace font franchir un pas de géant à notre appréhension de l’Univers et à l’explication scientifique de sa naissance.
En 1927, un chanoine belge Georges Lemaître (1894-1966), se fondant sur la loi de la relativité générale, avance que l’Univers pourrait être, non stationnaire comme l’affirment alors les cosmologistes tels Einstein, mais en expansion à partir de ce qu’il appelle « l’atome originel ». Après avoir mis en doute cette possibilité bien qu’elle découle de ses travaux, Albert Einstein, dans un article publié en 1931, confirme cette théorie. Entretemps, en effet, l’astrophysicien américain, Edwin Hubble (1889-1953) a mis en évidence, au moyen d'un puissant télescope, l’existence d’autres galaxies que la Voie Lactée et le fait que ces galaxies s’éloignent à une vitesse d’autant plus grande qu’elles sont distantes. Leur éloignement résulte de l’expansion de l’espace dans lequel elles sont situées. En remontant le temps, elles auraient donc été compactées en un point très dense et très chaud. La théorie de Lemaître est donc confirmée.
La théorie du Big Bang
Ce modèle cosmologique est appelé théorie du Big Bang et contestée pendant plusieurs décennies. Jusqu’à ce qu’en 1965 soit détecté un rayonnement fossile issu de la période très dense et très chaude qu’a connue l’univers il y a 13,7 Mds d’années ; ce rayonnement était en réalité plus jeune de 380 000 ans car au cours de ces premières années la densité de l’univers ne permettait pas la diffusion de la lumière. Des observations ultérieures à l’aide d’instruments de plus en plus puissants confirment cette théorie (satellite Planck et téléscope Bicep2).
Mais la théorie de la relativité ne permet pas d’expliquer l’état de l’univers au tout début du Big Bang ; les conditions de températures notamment ne relevant pas de son champ de pertinence.
Et le destin de l'univers ?
Plusieurs hypothèses sont émises par les cosmologistes :
* le Big Chill ou Big Freeze : une expansion infinie de l’univers qui deviendrait de plus en plus froid et vide.
* le Big Crunch : une fois que l’univers aurait atteint son expansion maximale, il se contracterait et fusionnerait.
* le Big Rip, principale hypothèse envisagée actuellement, selon laquelle l’expansion s’accèlerait de manière croissante provoquant un déchirement, une dislocation de la matière et l’explosion du cosmos.
Mais tout ceci dans plusieurs milliards d’années !
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1936 : création de la médaille Fields
La mĂ©daille Fields est la plus grande distinction quâun mathĂ©maticien peut recevoir, avec le prix Abel. Les deux rĂ©compenses sont considĂ©rĂ©es comme Ă©quivalentes au prix Nobel, qui nâexiste pas dans la discipline des mathĂ©matiques. Elle a Ă©tĂ© créée en 1923 par John Charles Fields.
Création
Lâhistoire de la mĂ©daille Fields est en quelque sorte liĂ©e Ă celle du Prix Nobel. Lorsque Alfred Nobel sâĂ©teint en 1896, son dernier souhait est quâune institution soit créée pour rĂ©compenser des personnes ayant contribuĂ© Ă faire progresser les domaines du savoir et de la culture. Il demande Ă ce que des prix soient remis dans les cinq disciplines suivantes : la littĂ©rature, la paix, la physique, la mĂ©decine et lâĂ©conomie. Les mathĂ©matiques nâen font pas partie.
Quelques annĂ©es plus tard, Ă Toronto, le mathĂ©maticien canadien John Charles Fields propose de crĂ©er, lors dâune rĂ©union internationale en 1923, un prix spĂ©cifique aux mathĂ©matiques dans le but de rĂ©compenser les meilleurs chercheurs dans cette discipline. Il meurt en 1932 et lĂšgue tous ses biens Ă la science afin que la rĂ©compense puisse ĂȘtre fondĂ©e. La premiĂšre mĂ©daille est dĂ©cernĂ©e en 1936 Ă deux mathĂ©maticiens : Lars Ahlfors, de Finlande, et Jesse Douglas, des Ătats-Unis.
La cérémonie de remise a d'abord lieu tous les quatre ans lors du congrÚs international des mathématiciens. Par la suite et jusqu'en 1950, à cause de la Seconde Guerre mondiale, l'organisaton de cette cérémonie est suspendue. Plus tard, en 1966, il est décidé que le prix décernera quatre lauréats, au lieu de deux, tous les quatre ans.
La récompense
Contrairement au prix Abel, remis dans la mĂȘme discipline, la mĂ©daille Fields ne rĂ©compense pas la carriĂšre dâun mathĂ©maticien. Les laurĂ©ats sont des chercheurs en mathĂ©matiques qui ont rĂ©solu un problĂšme ou Ă©noncĂ© une thĂ©orie, et sont ĂągĂ©s de moins de 40 ans. Le gagnant reçoit, en plus dâune somme de 15 000 dollars canadiens (soit 30 fois moins que la rĂ©compense du Nobel), une mĂ©daille dâor.
La mĂ©daille Fields reprĂ©sente, sur l'une de ses faces, le visage dâArchimĂšde. On peut Ă©galement y lire lâinscription suivante : « SâĂ©lever au-dessus de soi-mĂȘme et conquĂ©rir le monde » en latin, une citation du poĂšte Marcus Manilius. De lâautre cĂŽtĂ©, est inscrite une autre phrase en latin signifiant : « Les mathĂ©maticiens sâĂ©tant rassemblĂ©s du monde entier ont remis cette rĂ©compense en raison de remarquables Ă©crits ». Le nom du laurĂ©at figure sur la tranche.
Les lauréats
Beaucoup de nationalitĂ©s sont reprĂ©sentĂ©es par la mĂ©daille Fields. La derniĂšre cĂ©rĂ©monie, qui a eu lieu au BrĂ©sil en 2018, a rĂ©compensĂ© quatre mathĂ©maticiens venant dâIran, dâItalie, dâAustralie et dâAllemagne. CâĂ©tait dâailleurs la premiĂšre fois quâun Français nâavait pas Ă©tĂ© laurĂ©at depuis 1998. La France compte Ă ce jour 11 mĂ©dailles Fields, ce qui en fait le deuxiĂšme pays le plus reprĂ©sentĂ©, juste aprĂšs les Ătats-Unis. Sur les 11, 10 mathĂ©maticiens sont issus de lâĂcole normale supĂ©rieure de Paris. LâĂ©cole mathĂ©matique française est ainsi considĂ©rĂ©e comme lâune des meilleures au monde. Elle a dâailleurs Ă©tĂ© mise en lumiĂšre en 2010 lorsque CĂ©dric Villani a reçu la mĂ©daille Fields.
Sur 60 mĂ©daillĂ©s depuis 1936, seule une femme sâest vue remettre le prix : il sâagissait de la mathĂ©maticienne iranienne Maryam Mirzakhani qui a reçu la mĂ©daille Fields pour ses « contributions exceptionnelles Ă la dynamique et la gĂ©omĂ©trie des surfaces de Riemann et de leurs espaces de modules ». CâĂ©tait Ă©galement la premiĂšre mĂ©daillĂ©e d'origine iranienne. Et un seul mathĂ©maticien a dĂ©clinĂ© le prestigieux prix, le russe Grigory Perelman en 2006, refusant lâexposition mĂ©diatique.
Info bonus : Le prix Abel
Ce prix rĂ©compense Ă©galement des chercheurs pour leur contribution en mathĂ©matiques. Créé en 2003 en NorvĂšge, il ressemble davantage au prix Nobel. Il est dĂ©cernĂ© par lâacadĂ©mie scientifique norvĂ©gienne et tire son nom dâun grand mathĂ©maticien norvĂ©gien du XIXe siĂšcle, Abel. Le prix rĂ©compense la carriĂšre dâun mathĂ©maticien et donne lieu Ă une rĂ©compense financiĂšrement plus importante que celle prĂ©vue par la mĂ©daille Fields : le laurĂ©at remporte en effet 500 000 euros. Le premier prix Abel a Ă©tĂ© attribuĂ© au français Jean-Pierre Serre, qui avait dĂ©jĂ Ă©tĂ© le plus jeune laurĂ©at de la mĂ©daille Fields en 1954.
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