« Que pourraient bien venir faire vérité et connaissance dans un univers où règnent la contingence, les vérités de fait et non les vérités de raison »

Claudine Tiercelin - Collège de France

 

 

 " La diffusion des lumières n'exige autre chose que la liberté, et encore la plus inoffensive de toutes les libertés, celle de faire publiquement usage de sa raison en toutes choses."

 KantQu’est-ce que les lumières ?, 1784

 

 

 

Blog

 

Billets d'humeur -depuis janvier 2009 - classés, pour simplifier, en six rubriques : arts, histoire, philosophie, politique, société, sciences.

Rappel : philosophie = aime la sagesse !

 

Planète vivante

Ressources pillées, biodiversité gravement altérée, pollutions majeures, climat déréglé... l'avenir de l'homme sur la Terre s'avère très sombre !

 


Conscience

 " Le savant n’est pas l’homme qui fournit les vraies réponses ;

c’est celui qui pose les vraies questions. "

C. Levi-Strauss, Le cru et le cuit

 

" Pourquoi craindre pour le dompteur, sa cage le protège des hommes' 

d'après Samuel Beckett

Sciences

Je propose ici un petit parcours - très personnel - au coeur de l'aventure scientifique qui, de Sapiens et Néandertal vous conduira aux nanosciences, à la biologie synthétique, à la chimie du vivant ou encore à l'intelligence artificielle...

Un non scientifique curieux pourra tirer profit de ces quelques pages sans équations et sans le jargon des initiés.

 

Voir

" Derrière la vitre qu’est la nature, apparaît lentement l’espèce d’une seconde, un fantôme d’éternité. De ce fantôme nous nous satisfaisons. Il devrait nous désespérer, (…). A ces moments le monde paraît laisser échapper comme par mégarde, un peu de son secret."

 A. Camus

 aussi: https://www.jeanpierrelavergne.fr/                                 


Art immersif à Bordeaux

Les Bassins de Lumières

En 1941, les Allemands décident de construire à Bordeaux un U-Bunker capable d'accueillir 15 grands sous-marins. 

Cet immense chantier mobilise près de 6500 ouvriers français et étrangers (Espagnols, Belges, Italiens...)  

Achevé seulement 1 an et demi plus tard, le U-Bunker de Bordeaux a une longueur de 235 mètres, une largeur approchant les 160 mètres et une hauteur moyenne de 19 mètres pour une superficie de plus de 41 000 m².

 

 Le 25 août 1944, juste avant la libération de Bordeaux, toutes les installations sont dynamitées. Après la guerre, le U-Bunker est cèdé au Port Autonome de Bordeaux. 

 

Aujourd'hui, cet énorme édifice a retrouvé une seconde vie depuis qu'il a été reconverti en équipement culturel par la ville de Bordeaux qui a confié, en 2018, les alvéoles 1 à 4 de la base sous-marine à Culturespaces, qui gère déjà les Carrières de Lumières aux Baux de Provence et l'Atelier des Lumières à Paris.

Baptisée « Bassin de Lumières » cet espace comprend quatre bassins en eau de 12 mètres de haut, 100 mètres de long et 22 mètres de large. Les Bassins de Lumières se présentent comme l’une des plus grandes installations multimédia au monde.

 

Rendez-vous en 2020

"Tout au long de l’année, les Bassins de Lumières donneront rendez-vous aux amateurs d’art classique ou contemporain. Plusieurs expositions seront présentées simultanément dans 2 lieux :

- dans les Alvéoles sera projeté en continu un cycle d’expositions numériques alternant un programme long, consacré aux grands artistes de l’histoire de l’art, et un programme court, plus contemporain.

- dans le Cube, espace dédié aux créations numériques d’artistes contemporains de l’art immersif, vous découvrirez des talents confirmés ou émergents du numérique."

Culturespace

 

C'est Gustav Klimt et la Sécession viennoise qui ouvriront le bal du programme long, en 2020. Le programme court sera dédié à Paul Klee.

 

Le Cube accueillera la création contemporaine "Ocean Data" "qui fait appel à l’Intelligence Artificielle utilisée dans le processus de création visuelle".

 

 

Mare Nostrum : point chaud de la crise climatique

Un rapport scientifique très alarmant

Le futur de nombreuses plages méditerranéennes
Le futur de nombreuses plages méditerranéennes

À l’occasion du Forum Régional de l’Union pour la Méditerranée (UpM) qui vient de se dérouler à Barcelone, le tout premier rapport scientifique sur les changements climatiques et environnementaux en Méditerranée a été présenté.

 

 Un groupe de plus de 80 scientifiques - MedEC - a publié ce 10 octobre 2019 "le tout premier rapport scientifique exhaustif sur l'impact du changement climatique et environnemental en Méditerranée".

 

Ces experts constatent que la région méditerranéenne se réchauffe 20% plus vite que le reste du monde et indiquent que sur le rythme actuel, l'élévation des températures par rapport à l'ère préindustrielle  devraient être de 2,2 ºC d’ici 2040.

L'impact de ce réchauffement serait évidemment désastreux pour les pays riverains, France incluse.

Voici un condensé des conclusions de ce rapport.

 

Niveau de la mer. 

Parmi tous les effets du changement climatique examinés dans le rapport, la montée du niveau de la mer est le plus préoccupant. D'ici 2100, les eaux de la Méditerranée vont gonfler de plus d'un mètre, ce qui confirme le scénario mondial le plus pessimiste envisagé par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat des Nations Unies . Cela touchera un tiers de la population vivant sur la côte méditerranéenne: rien qu'en Afrique du Nord, les moyens de subsistance d'au moins 37 millions de personnes sont menacés. Autre conséquence : les terres actuellement utilisées pour l'agriculture dans les deltas et les estuaires des fleuves Nil, Ebro, Rhône et Po, seront de plus en plus salées. 

 

Eau douce.

 L’autre effet majeur est l’augmentation de la fréquence des vagues de chaleur, dont souffrira particulièrement l’Espagne. Depuis 1950, les sécheresses sont de plus en plus fréquentes et le rapport note que, même si le réchauffement de la planète est maintenu à moins de 2 ° C, comme le prévoit l'accord de Paris, les populations riveraines des bassins fluviaux du Proche et du Moyen-Orient seront exposées à de graves pénuries d'eau. L'étude indique que les réserves d'eau douce pourraient chuter de 15% au cours des prochaines décennies dans l'ensemble de la Méditerranée, ce qui aurait de graves répercussions sur l'agriculture. D'ici 2040, environ 250 millions de personnes souffriront d'une pénurie d'eau, avec moins de 1 000 mètres cubes par personne et par an. Cette situation pourrait entraîner une augmentation des conflits et une migration de masse, avertissent les scientifiques.

 

Santé et sécurité alimentaire

L'équipe scientifique a également recensé plusieurs risques pour la santé liés au changement climatique en Méditerranée, notamment une augmentation des décès et des maladies liés à la chaleur, en particulier dans les villes et parmi les groupes vulnérables. La pollution détériorera la qualité de l'air, du sol et de l'eau, ce qui entraînera de plus grands problèmes respiratoires et cardiovasculaires.

Les experts ont également averti que la baisse des rendements et la diminution des populations de poissons pourraient compromettre la sécurité alimentaire. «Environ 90% des stocks de poisson commercial sont déjà surexploités en Méditerranée», indique le rapport. "Et le poids moyen du poisson devrait baisser de 49% d'ici 2050."

 

Perte d'écosystèmes.

 Selon le rapport, de nombreux écosystèmes sont menacés par le changement climatique, l'utilisation de la terre, la pollution et la surexploitation. Par exemple, l'acidification des océans - lorsque l'eau de mer absorbe le dioxyde de carbone des émissions humaines, abaisser son pH - et l'élévation de la température de l'eau de mer "ont déjà causé la perte de 41% des principaux prédateurs, y compris les mammifères marins". la prolifération des méduses dans la mer et des moustiques tigres asiatiques sur terre. Les scientifiques pensent également qu'il y aura plus de méga incendies et que les zones brûlées pourraient croître jusqu'à 40%, même dans le scénario le plus optimiste d'une augmentation de la température de 1,5 ° C par rapport aux niveaux préindustriels.

 

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Mare Nostrum : point chaud de la crise climatique
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De l'amour... De Stendhal au Palais de la découverte

 

" Ils cherchaient à me décrier la volupté et son ivresse, parce qu’elle est passagère et trompeuse ; et je brûlais de la trouver entre les bras de mon amie, parce qu’elle s’y renouvelle quand il lui plaît, et que son cœur est droit, et que ses caresses sont vraies."

Denis Diderot - Lettre à Sophie Volland

 

"Oui le bonheur amoureux est la preuve que le temps peut accueillir l’éternité." Alain Badiou, Eloge de l'Amour"


De l'Amour

De l'Amour, est un essai de Stendhal conçu comme un traité philosophico-scientifique où il « explique simplement, raisonnablement, mathématiquement, pour ainsi dire, les divers sentiments qui se succèdent les uns aux autres, et dont l’ensemble s’appelle la passion de l’amour » .

Car, dit-il, "tous les amours qu’on peut voir ici-bas naissent, vivent et meurent [...] suivant les mêmes lois".

 

C'est dans cet essai que Stendhal utilise le terme de cristallisation, cher au chimiste, pour  décrire le processus d'idéalisation à l'œuvre au début d'une relation amoureuse : "En un mot, il suffit de penser à une perfection pour la voir dans ce qu'on aime" .

 

On sait aujourd'hui que la chimie se met en branle de tout côté, du premier regard langoureux au dernier soubresaut de l'extase, qu'elle est à l'oeuvre dans le ravage intérieur qui suit l'échec des assiduités de l'écrivain auprès de Matilde Viscontini Dembowski , qui le conduisit à écrire cet essai à des fins thérapeutiques.

 

 

Car l'amour c'est aussi (surtout ?) de la chimie !

L’amour est une émotion complexe : derrière les ressentis amoureux se cache une multitude de molécules et de réactions chimiques. 

 

Larry Young (directeur du Centre for Translational Social Neuroscience de l'Université Emory), à l’instar d’Isaac Newton, s'intéresse à une attraction universelle : l'attirance d'un homme pour une femme (et vice-versa !).

 

Il fait partie de ces chimistes qui sondent le cerveau, traquent les connexions neuronales, épient ces merveilleuses molécules - les neuromédiateurs (neurotransmetteurs) dont j'ai parlé ICI.

 

Larry Young poursuit finalement un peu l'œuvre de Newtonl'alchimiste, qui cherchait dans son four le secret de la matière inerte.

 

Lui s'intéresse au Vivant, infiniment plus complexe ; mais chimiste du XXIème siècle, ce n'est plus avec des cornues, des éprouvettes ou des alambics qu'il fonctionne, mais avec de merveilleuses machines que les mathématiques, l'informatique et la physique ont permis de concevoir.

 

Depuis 20 ans, des neurobiochimistes essaient de percer les mystères de l'amour - phénomènes d'attraction, monogamie, lien parent-enfant… - en utilisant des techniques telles que l'imagerie cérébrale, l’étude du génome, notamment sur des animaux transgéniques.

JPL - 2011

 

Voir par exemple : Portrait chimique de votre cerveau amoureux

De l'amour - Palais de la Découverte - Paris

De l'amour est aujourd'hui le titre de la belle et très pédagogique exposition du Palais de la Découverte consacrée aux sciences de l’amour.

 

Elle interroge ce mystérieux sentiment en s'appuyant sur des travaux scientifiques et artistiques.

 

" Deux galeries  sont proposées pour explorer ces territoires amoureux :

 

La galerie des attachements 

Qu’est-ce que l’amour ? L’empathie ? L’attachement ?

Là où le français n'utilise que le terme "amour", le grec utilise quatre mots : érōs, le désir, la passion charnelle ; storgê, l’amour familial ; agapē, l’amour désintéressé et philía, l’amitié, le lien social.

Une approche par quatre entrées qui vous permettra de percer un peu plus ce mystère et de découvrir les dernières recherches scientifiques (les sciences affectives) sur l'amour.

 

La galerie des sciences

 Certes il n’y a pas de théorie scientifique globale sur l’amour. Pourtant, l’affection, l’attachement, la sexualité et l’empathie sont véhiculés par les mêmes molécules, déclenchent la sécrétion des mêmes hormones et empruntent les mêmes circuits neuronaux.

La galerie des sciences vous permettra d'aborder le sujet en sept questions, explorées en détails par des neuroscientifiques, sociologues, sexologues, psychanalystes et philosophes."

 Le Palais de la Découverte

 

 

L'effet "Roméo et Juliette" (la puissance des amours interdites) aurait pour seule cause la dérégulation des niveaux de dopamine.

 

Pour ce qui est de l'explication chimique du génie de Shakespeare... on cherche encore !

 

 

 

 

 

Regarde, amour ces lueurs jalouses qui dentellent le bord des nuages à l'orient !

Les flambeaux de la nuit sont éteints, et le jour joyeux se dresse sur la pointe du pied au sommet brumeux de la montagne.

Je dois partir et vivre, ou rester et mourir.

Shakespeare - Roméo et Juliette

André Masson, une mythologie de l'être et de la nature

Musée d'art moderne de Céret

" Le musée d’art moderne de Céret organise une exposition thématique consacrée à l’œuvre d’André Masson (1896-1987). Le musée poursuit ainsi son exploration de l’œuvre des grands artistes du XXe siècle pour lesquels la période cérétane s’est révélée particulièrement riche et révélatrice.

André Masson séjourne à Céret dans les années 1919/1920. y rencontre Odette Cabalé qui deviendra sa première épouse, et y fait la connaissance de Chaïm Soutine. Masson peint à Céret plusieurs tableaux de paysages inspirés du cubisme cézannien, une peinture construite dans une gamme de couleurs claires, témoignage en quelque sorte de sa propre reconstruction mentale. "

 

 

 

Notre seul dieu : c'est le soleil !

Akhenaton, fils d’Amenhotep III et père de Toutankhamon, a régné sur l'Egypte entre -1355 et -1338. Il est à l'origine d'une révolution religieuse en bannissant les dieux du panthéon traditionnel de l’Egypte de l’époque au profit d’un seul, Aton, le dieu Soleil. Il est considéré par certains comme le premier monothéiste de l’histoire. 

Adorer le Soleil n'a rien d'absurde. C'est bien lui qui est au centre de notre système planétaire. A lui seul, il représente 99,86% de la masse du système solaire.

Le potentiel de l'énergie solaire est considérable :  la Terre reçoit chaque année plus de 8.000 fois la consommation énergétique mondiale annuelle.

 

Alors si au lieu de ravager notre sous-sol, nous avions levé les yeux au ciel comme les Egyptiens, les Incas et quelques autres ?

 

Il aura fallu attendre le début du XXIème siècle pour qu'enfin les hommes comprennent que notre seul dieu, c'est le soleil !

Le salut est dans le solaire

Certes cette énergie est disponible, encore faut-il savoir la recueillir et en particulier la transformer en électricité.

 

En France, dans le sillage du four solaire d'Odeillo, le CNRS et l'EDF inaugurent en 1983 la centrale électro-solaire THÉMIS à Targasonne (P-O).  Elle constitue alors une véritable référence internationale en matière de conversion de l'énergie solaire en électricité..

 

Hélas, la dégringolade des cours du baril de pétrole porte un cours fatal au projet qui est abandonné dès 1986.

Il faudra attendre près de 20 ans (2004), pour que Thémis Solaire Innovation, centre de recherche et de développement consacré à l'énergie solaire, permette la réhabilitation du site.

 

Maudit soit cet or noir qui a paralysé les recherches sur l'énergie solaire, mais aussi sur les piles à combustible ou encore la fusion nucléaire.

 

Le photovoltaïque (PV)... enfin !

"L'énergie solaire a le potentiel de jouer un rôle central dans le futur système énergétique mondial en raison de l'ampleur de la ressource solaire, de sa prévisibilité et de son caractère omniprésent. La capacité solaire photovoltaïque (PV) installée dans le monde dépassait 500 GW à la fin de 2018 et une capacité PV supplémentaire estimée à 500 GW devrait être installée d'ici 2022-2023, ce qui nous amène à l'ère de la photovoltaïque à l'échelle TW [térawatt : 1TW = 1000 gigawatts]. Compte tenu de la rapidité avec laquelle l'industrie photovoltaïque évolue, à la fois en termes de baisse spectaculaire des coûts et d'augmentations à l'échelle de l'industrie manufacturière, de nombreux observateurs [ont révisé à la hausse leurs prévisions]... Nous envisageons un avenir avec 10 TW de systèmes photovoltaïques d'ici 2030 et entre 30 et 70 TW d'ici 2050, fournissant la majorité de l'énergie mondiale " 

 Science 31 mai 2019 : vol. 364, numéro 6443, p. 836-838

 

Ce texte est l'introduction d'un article très récemment paru dans la grande revue scientifique américaine Science. Il est signé par une cinquantaine de spécialistes de haut niveau appartenant  à 27 Instituts prestigieux d'une dizaine de pays (USA, Allemagne, Japon, Suisse, Finlande... la France est absente).

Autant dire qu'il est à prendre très au sérieux !

 

Rappel - Bien que plus ancienne, la technologie  utilisant les cellules au silicium cristallin, avec pour l'élément actif le silicium dopé dans la massereprésente encore 90 % des parts de marché, du fait de sa robustesse et de ses performances (son rendement peut approcher les 20 % pour une durée de vie de 30 ans environ), mais aussi des investissements importants qui lui ont été consacrés.

 

 

Les prix baissent, les projets se multiplient

Le graphique ci-contre est éloquent.

 

A la fin de 2018, avec seulement 500 GW de PV installés, le prix de vente moyen mondial des modules était déjà inférieur à 0,25 USD / W. La baisse des coûts au niveau des systèmes photovoltaïques s'est traduite par une baisse spectaculaire du prix de l'électricité générée par les centrales photovoltaïques par rapport aux autres formes de production.

Les prix de l'électricité, dominés par les combustibles fossiles et la production nucléaire, sont restés relativement stables au Japon, en Allemagne et aux États-Unis pendant une longue période (voir le premier graphique). En revanche, les prix des systèmes photovoltaïques ont fortement diminué.

 

Nous entrons dans une ère où le photovoltaïque est déjà concurrentiel par rapport à la production d'électricité conventionnelle dans de nombreuses régions du monde.

 

En Allemagne, la capacité d'électricité renouvelable variable (éolienne et solaire) est passée de 45 à 98 GW de 2010 à 2016, ce qui s'est traduit par une augmentation de la pénétration du réseau de 8% à près de 20% (en France le solaire plus l'éolien représentaient 7% en 2018).

 

Aujourd'hui, de plus en plus de recherches concluent que la décarbonisation de l’électricité suivie de l’électrification de presque toutes les parties du système énergétique est la voie la moins coûteuse pour un système d’énergie durable à faibles émissions de carbone.

 

La montée en puissance des installations

 

Jusque-là dominée par une myriade de petits projets, l'énergie solaire voit naître des centrales géantes --des centaines de mégawatts, bientôt au-delà du gigawatt-- grâce à la baisse des prix et à la confiance croissante des investisseurs.

 

En France les grands projets se multiplient. La centrale solaire de Toul-Rosières a été inaugurée en 2012.  D’une puissance de 115 mégawatts-crêtes, cette centrale est dotée de 1, 4 millions de panneaux photovoltaïques de 120X60 cm, couvrant une superficie de 120 hectares, capables d’alimenter plus de 55.000 personnes en consommation électrique, chauffage compris.

 

Des installations plus modestes voient le jour sur des ombrières de parking. Par exemple à Quincieux, au nord de Lyon, une installation de plus de 15 000 panneaux photovoltaïques sur la toiture de 13 ombrières de parking produira, dès la fin de cette année 3955 MWh d’électricité verte, soit l’équivalent du double de la consommation de la population de Quincieux (3500 habitants).

 

Située en Californie, la ferme solaire Topaz de 550 mégawatts produit suffisamment d'électricité pour alimenter 160 000 foyers californiens moyens. Le site de Topaz a été choisi après un examen approfondi tenant compte de la ressource solaire disponible, de la proximité des lignes de transport d'électricité existantes, des utilisations actuelles du sol et des sensibilités environnementales. 


Les problèmes à résoudre

Nouveaux matériaux pour les cellules solaires

La progression rapide de l'efficacité des pérovskites
La progression rapide de l'efficacité des pérovskites

Le poids, la rigidité et le coût sont les inconvénients importants des cellules solaires au silicium.

 

Depuis 10 ans, les cellules solaires pérovskites (PSC) suscitent un vif intérêt en raison de leurs propriétés uniques : une efficacité de conversion de l'énergie (PCE) exceptionnelle, un faible coût (moitié moins cher que les cellules actuelles au silicium)  et une facilité de traitement à grande échelle. Elles sont de plus extrêmement légères et peuvent être fabriquées avec des substrats en plastique flexibles.

 

Les péroskites ont enfin pour avantage de pouvoir se placer partout grâce à leur souplesse et de prendre de multiples teintes.

 

L’efficacité des cellules solaires de dispositifs utilisant ces matériaux est passée de 3,8% en 2009 à 25,2% en 2019 dans les architectures à simple jonction et, dans les cellules tandem à base de silicium, à 28,0%, dépassant ainsi les efficacité maximale obtenue dans les cellules solaires au silicium.

 

Cependant il reste à régler d'importants problèmes de stabilité : vis à vis de l'humidité, de l'oxygène, des UV. Malgré tout, et au vu des investissements réalisés -tant publics que privés - nul doute que ces problèmes seront résolus à court terme.  

Dès 2020, à Wroclaw, en Pologne, une usine fabriquera 180 000 m2 de panneaux solaires en pérovskites. Une production qui devrait ensuite augmenter, tant la demande risque d’être exponentielle. 

 

Les onduleurs

L'effet photoélectrique permet de convertir en électricité les ondes électromagnétiques (rayonnement) émises par le Soleil.
L'effet photoélectrique permet de convertir en électricité les ondes électromagnétiques (rayonnement) émises par le Soleil.

Les systèmes photovoltaïques produisent un courant continu, ils doivent donc se connecter au réseau via des onduleurs, qui se synchronisent généralement sur la fréquence nominale de ce réseau pour exporter de l'énergie.

Les nouvelles installations d'onduleurs photovoltaïques doivent assurer la fiabilité du réseau ( régulation de la tension et de la fréquence).

À des niveaux très élevés de déploiement, les systèmes PV devront générer leurs propres formes d'onde de référence de tension et se synchroniser ensemble. De nouvelles techniques telles que les contrôleurs d'oscillation virtuels sont en cours de développement, ils sont capables de générer des temps de réponse rapides et de créer des systèmes à inertie nulle.

Le stockage de l'énergie

C'est actuellement le défaut de la cuirasse : le développement du PV implique des capacités de stockage considérablement accrue.

Actuellement, les batteries au lithium constituent la principale solution de stockage. Mais la production mondiale de ce métal rare, à l'extraction polluante et coûteuse, est limitée à 40 000 tonnes par an. Avec la croissance rapide des véhicules électriques, il en faudra de trois à sept fois plus dans les vingt-cinq prochaines années, selon l'Ademe.

 

Actuellement, des batteries au lithium de fortes capacités ont été développées, notamment par Tesla en Australie ( 129 MWh). Et le process s'avère éminemment rentable !

 

Cependant de nouvelles technologies sont en développement ou même en cours de mises en oeuvre.

 

Par exemple, Hydrogène de France (HDF Energy) va construire en Guyane la plus grosse centrale du monde de production et stockage d'électricité renouvelable. Son parc de panneaux photovoltaïques de 55 MW sera couplé avec une capacité de stockage de 120 MWh à base d'hydrogène, plus un stockage d'appoint par batteries lithium-ion de 20 MWh. Soit 140 MWh.

"L'alliance de deux technologies de stockage permet de profiter des avantages de chacune,. L'hydrogène stocke l'énergie sur de longues périodes, tandis que les batteries sont capables de restituer l'électricité très rapidement, dans la milliseconde. L'électricité solaire sert à hydrolyser de l'eau, produisant de l'hydrogène (et de l'oxygène), stocké sous forme de gaz comprimé dans de grands conteneurs de 12 mètres de long. L'opération inverse produit de l'électricité dans une pile à combustibles. Ainsi, la centrale ne rejettera que de l'oxygène et de la vapeur d'eau."

Sylvain Charrier, directeur du développement de HDF pour l'Outre-mer

 

L'énergie solaire thermodynamique

Centrale solaire d'Ivanpah ( désert de Mojave en Californie)
Centrale solaire d'Ivanpah ( désert de Mojave en Californie)

Les centrales solaires thermodynamiques constituent un moyen de résoudre le problème du stockage.

Elles concentrent le rayonnement solaire pour produire de la chaleur à très haute température, puis de l’électricité.

 

Dans les centrales à tour comme celle d'Ivanpah (Californie), des centaines ou des milliers de miroirs placés au sol, appelés héliostats, orientent les rayons solaires vers le sommet d’une tour, qui peut dépasser 200 mètres de haut. Les héliostats sont orientables afin de suivre la course du soleil tout au long de la journée. En haut de la tour, un absorbeur, où circule le fluide caloporteur (généralement des sels fondus), transforme le rayonnement en chaleur à haute température. Ces centrales nécessitent un fort ensoleillement et une grande surface au sol. 

On trouve aussi des centrales à collecteurs cylindro-paraboliques comme Noor au Maroc (160 MW, 500 000 miroirs, 4,8 km2), les centrales à miroirs de Fresnel telle eLLo à Llo (P-O) (9 MW).

 

Le coût de l'électricité obtenu par ce moyen est encore élevé, mais il a l'immense mérite de régler le problème du stockage qui se pose avec le photovoltaïque.

 

Nous ne sommes qu'au début de l'exploitation de ces technologies, mais des projets gigantesques sont en cours un peu partout dans le monde, en Israël, au Chili, en Australie, aux USA, en Espagne...

 

 La centrale solaire thermodynamique d'Ivanpah est capable de délivrer 550 megawatts (MW) de puissance. Elle fournit suffisamment d'électricité pour alimenter quelque 160 000 foyers.

Elle occupe une surface de 25 kilomètres carrés et se compose de neuf millions de panneaux solaires surélevés de seulement 1,7 mètre, ce qui limite l'atteinte au paysage.

 

Arts et Sciences - Photographie

INSERM - Rencontres d'Arles #8

Quentin Carrierre
Quentin Carrierre

" Depuis 2011, un partenariat signé entre l’Inserm et l’École nationale supérieure de la photographie d’Arles (ENSP) permet la rencontre de la recherche médicale et de la photographie. 

 Des artistes récemment diplômés de l’ENSP sont accueillis chaque année en résidence photographique de 3 à 4 semaines dans les laboratoires de l’Inserm qui deviennent alors centre d’investigation photographique où l’art découvre la science et la fait apparaître autrement. Ces travaux sont présentés en parallèle des Rencontres d’Arles et donnent lieu à l’exposition La recherche de l’art #8 et à une publication." INSERM

 

"Détailler les spécialités des différents laboratoires dans lesquels Pauline Rousseau, Hélène Bellenger , Diane Hymans et Quentin Carrierre ont séjourné dans le cadre de leur résidence permet de comprendre la richesse formelle des propositions qu'ils présentent dans cette exposition. Dans chacune des unités de recherche ces jeunes artistes ont su en effet confronter leurs pratiques photographiques avec celles, toujours fascinantes, des appareils dédiés à l'acquisition et la restitution d'images du corps humain"

Yannick VernetProject coordinator of La Recherche de l’art 

 

 

Pauline Rousseau
Pauline Rousseau

" Pour cette huitième édition 2019, les laboratoires de l’Inserm ont été heureux d’accueillir en résidence Hélène Bellenger (Tours, Unité 1253 Imagerie et cerveau), Quentin Carrierre (Dijon, Unité 1093 Cognition, action et plasticité sensorimotrice), Diane Hymans (Institut de biologie de Valrose) et Pauline Rousseau (Paris Unité mixte de recherche 970, Centre de recherche cardiovasculaire à l'Hôpital européen Georges-Pompidou). Chacune de ces unités de recherche de l’Inserm possède son champ disciplinaire, ses dispositifs d’exploration et d’intervention sur le vivant et la santé. Son organisation humaine aussi, tant dans le rapport des personnels entre eux que dans l’échange avec des patients. L’unité de la science est ainsi faite d’une grande diversité de pratiques, de méthodes, d’expérience. "

Catherine d’AstierInserm Assistant Director of Communications 

 

Chien : t'as d'beaux yeux tu sais !

L'homme a façonné le regard de son meilleur compagnon

Une nouvelle étude de l'anatomie faciale du chien suggère que nous avons peut-être contribué à créer ce " regard qui tue " en privilégiant les chiens présentant « les yeux de chiens battus », au cours de milliers d'années d'évolution.

 

Dans PNAS (Actes de la National Academy of Sciences), des chercheurs montrent :

" que la domestication a transformé l'anatomie du muscle facial des chiens spécifiquement pour la communication faciale avec les humains.

Un muscle chargé de soulever intensément le sourcil interne est uniformément présent chez le chien mais pas chez le loup.

 Les données comportementales montrent que les chiens produisent également le mouvement des sourcils significativement plus souvent et avec une intensité plus élevée que celle du loup, les mouvements les plus intenses étant produits exclusivement par les chiens."

 

Les scientifiques en déduisent que les sourcils expressifs des chiens résultent d'une sélection basée sur les préférences de l'homme.

 

 

Comment les chiens ont volé nos coeurs...                 How dogs stole our hearts

 

Sur ce site, j'aborde le thème de l'animal et de l'animalité.

 

Au moment où l'on installe des hublots sur les vaches pour observer et optimiser la digestion des ruminants, où les abattoirs sont de véritables salles de torture, il est bon de rappeler cette phrase de Kundera :

 

"Le véritable test moral de l'humanité (le plus radical qui se situe à un niveau tel qu'il échappe à notre regard), ce sont ses relations avec ceux qui sont à sa merci: les animaux. Et c'est ici que s'est produite la plus grande déroute de l'homme, débâcle fondamentale dont toutes les autres découlent".

 Milan Kundera, L'insoutenable légèreté de l'être

 

J'y parle beaucoup du chien, que je pense connaître et sur lequel je suis d'assez près la littérature scientifique.

Sur ces pages vous trouverez les dernières avancées de la science à propos du compagnonnage homme-chien (un exemple ci-dessous).

 

 

Animal toi même !

Comme tous les amoureux des canidés, je suis convaincu  que tous mes chiens - à des degrés divers - étaient capables de percevoir ce que je ressentais. 

J'en ai eu maintes fois la preuve.

 

La revue Biology Letters, publie en ligne une étude qui corrobore pleinement cette observation.

 

Des chercheurs ont analysé les réactions de 17 chiens adultes de races différentes, confrontés simultanément à différentes expressions de visages connus et à l'écoute de voix familières. Le résultat est éloquent !

 

 C'est la première fois que l'on montre qu'une espèce, autre que l'homme, est capable d'interpréter des expressions vocales et faciales 

 

Phéromones humaines : la quête se poursuit

Les chimistes emploient les grands moyens !

« Une phéromone est une substance (ou un mélange de substances) qui, après avoir été sécrétée à l'extérieur par un individu (émetteur), est perçue par un individu de la même espèce (récepteur) chez lequel elle provoque une réaction comportementale spécifique, voire une modification physiologique. »

Karlson et Lüsher (1959).

 

Ne pas confondre hormone et phéromone :

Les hormones agissent généralement en interne et n’ont d’effet direct que sur l’individu qui les sécrète.

Les phéromones, contrairement à la plupart des autres hormones, sont des ectohormones. Elles sont sécrétées à l'extérieur du corps et influencent le comportement d'un autre individu.

 

Comme les fourmis qui s'en servent pour communiquer entre elles et les papillons pour attirer leur partenaire sexuel, les humains aussi succomberaient aux effluves que libèrent leurs semblables.

 

Les phéromones animales ont en réalité plusieurs fonctions : elles peuvent déclencher une excitation sexuelle, mais aussi contribuer au lien entre la mère et sa progéniture, prévenir d'un danger, signaler une nourriture, délimiter un territoire...

 

Même à des concentrations imperceptibles, les odeurs humaines provoqueraient aussi des effets subliminaux chez l'Homo sapiens. Ce dernier serait même beaucoup plus sensible aux phéromones qu'aux odeurs courantes de notre environnement...

 

Mais la science est compliquée : elle se plait à avancer des hypothèses séduisantes... pour aussitôt les contester ! 

 

Depuis 1959, lorsque le biochimiste allemand Adolf Butenandt (prix Nobel de chimie 1939) a isolé la première phéromone - un composé appelé bombykol (sécrétée par le bombyx du mûrier femelle) - nombre de phéromones (classées dans les substances sémiochimiques intraspécifiques) végétales et animales ont été identifiés et fait l'objet de quantité de travaux et d'applications.

 

Rien de semblable chez l'homme - n'en déplaise aux parfumeurs indélicats - aucune substance satisfaisant aux critères d'une phéromone n'a pour le moment été validée. De plus, l'organe voméronasal sensé recueillir et transmettre le signal porté par ces molécules, est atrophié et - probablement -  inopérant chez l'humain.

 

Pourtant certains faits troublant (synchronisation des cycles ovariens dans des couvents), certaines analyses fines (notamment par IRM de diffusion), font que la piste n'est pas complètement abandonnée.

 

Avant de parler de l'état de l'art dans ce domaine, il faut évoquer les méthodes les plus récentes de détections des traces de ces composés organiques volatils, très présents dans notre environnement... et sur - et en - nous-mêmes.

 

Comment identifier les signatures chimiques dans l'atmosphère ?

L'illustration ci-dessus donne une petite idée de la complexité de la composition chimique de la troposphère.

 

Parmi ces molécules, les COV (composés organiques volatils),  regroupent une multitude de substances pouvant être d’origine biogénique ou anthropogénique (10% environ).

 La définition des COV fait débat ; l'Europe a adopté celle-ci :

"Composé organique ayant une pression de vapeur de 0,01 kPa ou plus à une température de 293,15 K4 ou ayant une volatilité correspondante dans les conditions d'utilisation particulières"

 

Ces composés ont un double impact sur la santé :

- un impact sanitaire direct,

- une implication dans des réactions photochimiques dans la basse atmosphère, qui induisent l’augmentation de la concentration d’ozone dans la troposphère. 

 

 

La discrétion de ces molécules ont conduit les chimistes de l'atmosphère à déployer les moyens d'analyse les plus sophistiqués, comme les techniques les plus récentes de la chromatographie couplée ou de la spectrométrie de masse par transfert de proton (PTR-MS) pour les identifier et les quantifier.

 

Ces mêmes techniques peuvent être employées pour analyser les COV émanant de végétaux (ci-contre)... ou du corps humain, et dès lors avoir un intérêt au niveau de la santé publique.

Rappel : l'approche omique

Nous voici dans le domaine de la Big-Science !

 

La biologie fournit un nombre de données astronomiques. Vouloir traiter l'ensemble de ce qui constitue le génome, le protéome, le transcriptome et le métabolome, apparaissait comme utopique il y a encore 10 ans.

 

          Il faudrait aussi évoquer le microbiome  et la métagénomique...

 

Aujourd'hui, grâce à la puissance des calculateurs, aux progrès de l'intelligence artificielle, nous y sommes.

 

Grâce à la bio-informatique, le vivant peut être  appréhendé dans sa totalité et  l'information biologique obtenue associée à des pathologies connues.

 

S'appuyant sur les spectaculaires avancées des technologies de l'information (intelligence artificielle...), les sciences « omiques » regroupent des champs d'étude de la biologie qui s'intéressent aux interactions dans - et entre - des ensembles vivants complexes (espèces, populations, individus, cellules, protéines, ARN, ADN) en tenant compte de l'environnement auquel ces ensembles vivants sont exposés et de l'écosystème dans lequel ils vivent.

 

J'ai déjà évoqué les « omiques » les plus connus comme  la génomique, la protéomique, la transcriptomique et la métabolomique. Pour cette dernière on étudie maintenant l'ensemble complet des flux métaboliques dans la cellule (fluxome). 

La fluxomique permet donc de quantifier les flux de petites molécules à travers les réseaux métaboliques donnant ainsi  accès à l'activité, in vivo, dans des cellules vivantes intactes. Elle se situe au coeur du  fonctionnement du réseau biologique, de l'ingénierie métabolique.

 

La volatolomique vient compléter le tableau !

 

La volatolomique

L'analyse chimique (détection et surveillance) des composés associés aux activités métaboliques d'un organisme (métabolomique) a fait des progrès considérables. 

Une nouvelle approche omique est en train de voir le jour : la volatolomique.

 

La métabolomique volatile (ou volatolomique) se développe en effet à son tour. Elle présente un large éventail d'applications, notamment :

 

- en recherche biomédicale (outils de diagnostic de maladies, soins de santé personnalisés par exemple)

- pour l'analyse toxicologique (exposition aux polluants environnementaux, chimiques toxiques  etc.),

- dans le domaine de la communication moléculaire, de la criminalistique et de la sécurité. 

 

L'accent est particulièrement mis sur les composés organiques volatils (COV) provenant de sécrétions biologiques de divers organismes ( micro - organismes , insectes, plantes, humains, par exemple) : le volatolome.

La composition des COV détectés par le corps humain pourrait être la signature précoce de pathologies graves (comme les marqueurs dans le sang).

Ainsi l’air expiré contient de nombreuses molécules libérées par le poumon et par le sang au niveau des alvéoles pulmonaires.

 

L'analyse de ce volatolome peut contribuer au diagnostic de maladies pulmonaires, comme les cancers bronchiques, l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP), mais aussi de pathologies chroniques d’autres organes comme l’estomac, la vessie ou le foie.

 

La volatolomique touche de nombreux domaines, par exemple des chercheurs viennent de décrire une méthode de détection de cancers féminins en analysant les effluves de... tampons hygiéniques !

 

 

Rappel : les chiens font aussi bien que la spectrographie de masse !

Mélo, beagle de deux ans
Mélo, beagle de deux ans

J'ai déjà signalé que des chiens étaient utilisés pour détecter des cancers graves du poumon à un stade précoce.

Des chercheurs de la société BioScentDx (États-Unis) ont entraîné des chiens -- des beagles, comme mon petit Mélo (photo) au « clicker », un conditionnement destiné à les encourager à distinguer des échantillons sanguins normaux d'échantillons de sang issus d'un patient atteint d'un cancer du poumon.

Résultat : les chiens se sont montrés capables d'identifier les échantillons malades dans 96,7 % des cas et le sang sain dans 97,5 % des cas.

 

Des résultats concluants ont été obtenus pour le cancer du sein et encourageants pour le redoutable cancer des ovaires.

Et les phéromones ?

Chagall - Les amants bleu
Chagall - Les amants bleu

J'en reviens à notre sujet initial : la traque des phéromones.

 

Le développement des technologies dont je parle plus haut, a un peu redonné le moral aux rares chercheurs présents dans un domaine où il est très difficile d'obtenir des financements.

 

Jonathan Williams  a montré, grâce à la spectrométrie de masse PTR-MS, sur des échantillons de grande taille, que nous laissions une empreinte chimique dans l'air.

Par exemple, l'isoprène semble être un bon indicateur de la tension émotionnelle au sein d'un groupe.

En effet, l'isoprène formé par des processus métaboliques, est stocké dans les tissus musculaires. Il est libéré par le système circulatoire, l'air expiré et la peau à chaque fois que nous nous déplaçons ou que nous contractons nos muscles, lorsque nous devenons nerveux ou excités.

 

Son groupe de recherche à Mayence (Institut de Chimie Max Planck, Mayence ) a analysé la composition de l'air, ainsi que les niveaux de composés organiques volatils (COV ) dans des cinémas, au cours de 135 séances de onze films différents. Plus de 13 000 membres de l'auditoire étaient impliqués. Les chercheurs ont constaté que les niveaux d'isoprène étaient en corrélation fiable avec la classification par âge d'un film !

 

D'autres expériences sont en cours, notamment sur les COV émis dans un état de stress (soldats avant un parachutage par exemple).

 

Pour en revenir à mon petit Mélo, je constate que quand je le réprimande, il renifle profondément dans ma direction pour détecter les COVs émis. Rassuré par son analyse, il se dirige vers moi en remuant la queue !

 

Le problème est que l'on ignore toujours si parmi les molécules identifiées certaines constituent un signal chimique...

 

Pour l'androstadiénone,  une hormone stéroïdienne dérivée de la testostérone (qui fait la fortune de parfumeurs malhonnêtes), produite par les aisselles masculines, une étude a montré qu'il suffit à des femmes de la renifler pour que leur hypothalamus s'active. Si notre organe voméronasal n'est qu'un vestige, comment expliquer cet effet sur le cerveau ? 

 

Mais à ce jour, aucune étude n'a pu démontrer que cette activité dans l'hypothalamus a une conséquence au niveau physiologique ou comportemental, et si des chercheurs viennent d'identifier huit gènes qui pourraient coder pour la synthèse de récepteurs aux phéromones, sept d'entre eux se sont avérés inactifs...

... il reste le huitième pour consoler les tenants des phéromones humaines...

 

Cerveau et déclin cognitif

"Le Cerveau - est plus grand que le Ciel -" - Emily Dickinson

 " Apprendre à comprendre le fonctionnement de son cerveau et apprendre à s’en servir, devraient constituer un objectif pédagogique primordial."

Henri Laborit

 

 

IRM de diffusion (tractographie)
IRM de diffusion (tractographie)

Grâce à l'imagerie, à l'informatique, les chercheurs ont fait des progrès considérables dans la connaissance du cerveau, dans son fonctionnement intime.

On peut maintenant lire (ou presque !) dans les pensées avec l'IRM.

 

Avec les nouvelles séquences, les nouvelles applications, comme la tractographie (ci-contre), on peut visualiser les connexions neuronales du cerveau.

 

Mais une machine qui fonctionne avec 100 milliards de neurones est bien sûr d'une complexité redoutable et ses défaillances difficiles à identifier et surtout à réparer.

 

Certains, se sont vus trop beau et ont même pu diffuser sur le marché du médicament quelques spécialités dépourvues de toute efficacité. 

Aujourd'hui les équipes sérieuses reviennent aux fondamentaux. Le chemin sera encore long qui conduira à la résolution des désordres neurodégénératifs

Notre cerveau

Cerveau de rêveur...
Cerveau de rêveur...

- Les 3 cerveaux,

- Activité cérébrale en image,

- Un cerveau très connecté,

- La conscience et le chaos,

Human connectome project,

- Cartographie du cerveau humain de l'utérus à la naissance,

Blue Brain Project, Human Brain Project,

Un cerveau artificiel à 2,5 millions de neurone

- Les neurones miroir,

- Le vieillissement du cerveau.

Chimie du cerveau

 

- Les neurotransmetteurs, messagers chimiques,

- Rôle des différents neurotransmetteurs,

- Chimie des sentiments,

- Impact de la sérotonine et de la L-dopa sur les prises de décision,

- Rajeunir ?... Au moins ne pas mourir idiot !

 

Et aussi : Les benzodiazépines

 

 


Alzheimer : retour aux fondamentaux

Le nouvel échec d'un candidat médicament, venant après beaucoup d'autres, confirme que les chercheurs sont encore très loin de la solution dans le traitement de cette pathologie redoutable et en pleine expansion.

 

Biogen à Cambridge (Massachusetts) et Esai à Tokyo qui développaient l'aducanumab viennent d'annoncer leur  décision de suspendre leurs essais de phase III après avoir pris connaissance de l'avis d'un comité indépendant indiquant qu'il était peu probable que le médicament ralentisse le déclin cognitif comme prévu. 

 

Cette molécule est un anticorps conçu pour se lier et éliminer les plaques collantes de β-amyloïde suspectées d'être à l'origine de la maladie en s'agglutinant autour des neurones, en bloquant leur communication et, finalement, en les tuant. 

 

Pourtant la piste "anti amyloïde" semblait être la plus prometteuse...

 

Certains pensent que les plaques amyloïdes étaient déjà trop importantes dans l'échantillon utilisé pour l'essai clinique, constitué de personnes atteintes de formes précoces et légères de la maladie d'Alzheimer.

 

D'autres anticorps sont en cours d'études, notamment sur des patients asymptomatiques présentant une accumulation d’amyloïde (solanezumabcrenezumab)... avec des résultats actuellement décevants.

 

Parmi les approches non amyloïdes, des molécules ciblant la protéine tau qui s'accumule dans les neurones du cerveau des malades sont à l'étude... mais là aussi les chercheurs patinent... et reviennent au fondamental, c'est à dire à une meilleure connaissance du cerveau.

 

Hippocampe, neurogenèse et Alzheimer

Les travaux récents sur la neurogenèse ont montré que la production de nouveaux neurones se poursuivait à l'âge adulte dans certaines zones du cerveau.

 

La neurogenèse adulte désigne l’ensemble des processus qui, à partir de la division des cellules souches neurales, donne naissance à des cellules capables de se différencier en neurones et de s’intégrer dans les circuits préexistants du cerveau.

 

Cependant, les recherches sur cette plasticité cérébrale sont toujours en développement, et parfois des résultats totalement contradictoires sont publiés dans des revues de très haut niveau, comme Nature.

 

 

Le débat sur l'existence d'une neurogenèse adulte dans l'hippocampe est en particulier passionnant.

 

Situé dans les lobes temporaux et appartenant au système limbique, l’hippocampe joue un rôle central dans la mémorisation et la navigation spatiale, un rôle déterminant dans la formation de nouveaux souvenirs d' événements vécus (mémoire épisodique).

 

Tout récemment des chercheurs du  VA San Diego Healthcare System et de l'Université de Californie à San Diego, ont montré que l’hippocampe serait aussi responsable de la mémoire déclarative, c’est-à-dire la mémoire qui peut être verbalisée, et qui comprend la mémoire des faits en plus de la mémoire épisodique.

 

L'’existence d’une neurogenèse adulte dans l’hippocampe humain a d’abord été mise en évidence en 1998 puis confirmée par une vingtaine de publications.

 

Coup de tonnerre en 2018, Nature publie un article tendant à démontrer que la neurogenèse dans l'hippocampe ne se manifeste pas au-delà de l'enfance chez l'homme.

 

Mais quelques semaines après cette  publication, Maura Boldrini et al (Université de Columbia, New York)  mettent en évidence une production de nouveaux neurones dans l’hippocampe chez l’adulte sain, même âgé !

Les auteurs de cette étude ont utilisé des techniques de détection immunohistochimiques similaires à celles de leur prédécesseur.

 

Deux raisons sont invoqués par M. Boldrini pour justifier ces différences : elle n'a utilisé que des tissus cérébraux d'individus exempts de troubles psychiatriques ou neurologiques et pris en considération l'hippocampe entier.

 

Enfin, tout récemment (25 mars 2019) une publication en ligne vient confirmer ce dernier résultat en démontrant que la neurogenèse de l'hippocampe chez l'adulte est abondante chez les sujets neurologiquement sains et diminue fortement chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer.

 

Le fait que le tissu cérébral de personnes âgées de 52 à 97 ans, atteintes de la maladie d'Alzheimer, présente une baisse nette et progressive de la neurogenèse ouvre évidemment une piste : trouver le moyen de promouvoir la génération de neurones dans l'hippocampe des malades pour freiner et même inverser les déficits cognitifs.

 

Mais il y a loin de la coupe aux lèvres et le cerveau n'a pas encore livré tous ses secrets !

 

La mémoire

 

- L'émoi, les mots, les maux qui restent...

- Mécanisme de la mémoire, métamémoire,

- Neurones impliqués dans la rétrospection,

- Les maladies neurodégénératives, Alzheimer

  

L'oubli

 

- Contre l'oubli : le devoir de mémoire,

- Oubli : psychisme,

- Effacer la mémoire, les molécules de l’oubli, 


"Le cerveau est plus profond que la mer"  Emily Dickinson