Le jeune scientifique, 1 avril 1967, Avril

scientifiaue PUBLICATION DEiL’ACFAS VOLUME 5 NUMÉRO 7 AVRIL 1967 £3 SÎ Le Jeune Scientifique paraît huit fois par année, d'octobre à mai.C'est une revue de vulgarisation scientifique pour les jeunes publiée par l'Association cana-dienne-française pour l'Avancement des Sciences (ACFAS).REDACTION Léo Brassard directeur Roger H.Martel secrétaire de rédaction CONSEIL D'ADMINISTRATION Réal Aubin Jean-A.Baudot Jean-M.Beauregard Léo Brassard Roger H.Martel Jean-Louis Meunier Gaston Moisan Roland Prévost Marcel Sicotte COMITÉ DE RÉDACTION Réal Aubin Jean-R.Beaudry Jean-Pierre Bernier Michel Brochu Raymond Cayouette Louis-Philippe Coiteux Pierre Demers Jean-Paul Drolet Jean-Guy Fréchette Raymond-M.Gagnon Guy Gavrel Olivier Héroux Edouard Kurstak Jacques Labrecque Serge Lapointe Paul Lorrain Alphée Nadeau Paul-H.Nadeau Raymond Perrier Roland Prévost Jean-René Roy Madan Lal Sharma Jacques Vanier Volume V, no 7 avril 1967 SOMMAIRE 145 Les ordinateurs électroniques 150 Parasitisme, superparasitisme et hyperparasitisme dans la nature 153 Les prévisions météorologiques et la protection des forêts 156 Voyage aux confins de notre galaxie 162 Le Pinson familier 165 Une solution d'un problème de probabilité 168 Notes d'actualité Photo-couverture : un Pinson familier a été surpris alors qu’il nourrissait sa petite famille au nid, dans le parc de la Gatineau, le 23 juillet 1966.Les moeurs et les caractéristiques de cet oiseau sont décrites dans ce numéro, pages 162-164.(Photo de Maxime St-Amour, Sherbrooke, qui fait maintenant partie de la « Collection nationale de photographies de la nature », Ottawa).Tarif des abonnements Abonnement annuel : Canada, $3.00; Etranger, $3.50.Abonnement annuel de groupe-étudiants, soit 15 abonnements et plus à une même adresse : $2.00 chacun.Vente au numéro : 50 cents.Adresse Direction: case postale 391, Joliette, (Québec), Canada.(Collège de Joliette) Tél.: (514) 753-7466.Abonnements : case postale 6060, Montréal 3, (Québec), Canada.Tél.: (514) 342-1411.Notes Tout écrit publié dans la revue n’engage que la responsabilité du signataire.Tous droits de reproduction et de traduction réservés par l’éditeur © ACFAS, 1967.Le Ministère des Postes à Ottawa a autorisé l’affranchissement en numéraire et l’envoi comme objet de deuxième classe de la présente publication.Port payé à Montréal.Imprimé aux ateliers de l’Imprimerie Nationale, Joliette. Les ordinateurs électroniques Une nouvelle discipline née au carrefour des sciences: L INFORMATIQUE étudie la conception et l'utilisation des grandes machines à calculer par Jean-A.BAUDOT L'ordinateur CDC 3400 du Centre de colcul de l'Université de Montréal.LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 Nous sommes en 1946, à l’Université de Pennsylvanie, un gigantesque assemblage de machines et de circuits électroniques calcule les caractéristiques balistiques de la trajectoire d’un projectile en moins de temps qu’il n’en faut au projectile pour parcourir sa course.C’est « ENIAC », le premier ordinateur électronique, qui balbutie les premiers résultats de traitement électronique d’informations.Cet événement relativement récent n’était que le début d’une ère nouvelle dans le traitement automatique des données.En effet, il y a aujourd’hui plus de 100 000 ordinateurs dans le monde qui effectuent des calculs divers à des vitesses impressionnantes; la plupart des ordinateurs construits depuis cinq ans calculent même à des vitesses qui sont des milliers de fois supérieures à celle d’ENIAC.Il est encore trop tôt pour prévoir tout l’impact que peuvent apporter ces nouveaux outils de calcul prestigieux dans les sciences et dans notre société moderne.Les machines à calculer Au cours des temps, au fur et à mesure où l’homme était appelé à effectuer des calculs de plus en plus nombreux, on a fait appel à la technologie pour fabriquer des machines dont le but utilitaire était de mettre à notre disposition des outils pour calculer plus aisément.Les ordinateurs d’aujourd’hui sont donc le résultat d’une longue suite de progrès; cette évolution a été marquée au cours de l’histoire par le génie et l’intelligence de plusieurs brillants inventeurs.145 Abaque encore utilisé de nos jours comme outil de calcul.Chaque tige peut représenter un chiffre décimal sous forme biquinaire.Jto V.• _7~ £ r?' .1 Le premier appareil inventé par l’homme, il y a environ 4 000 ans, est l’abaque, espèce de boulier compteur, permettant d’additionner et soustraire des nombres représentés par des boules glissant sur des tiges.Les abaques sont encore utilisés dans de nombreuses régions du globe, particulièrement en Orient.C’est au brillant mathématicien Biaise Pascal que revient le mérite d’avoir inventé la première machine à calculer.En 1642, à l’âge de 19 ans, Pascal construisit un appareil qui pouvait effectuer l’addition et la soustraction de nombres à l’aide de roues dentées et d’engrenages.Les petites machines à additionner d’aujourd’hui sont fondées sur le même principe.En 1671, Leibnitz, autre mathématicien réputé, conçut les plans d’une machine à calculer susceptible d’exécuter les quatre opérations arithmétiques.Ce n’est guère avant 1820 cependant que l’on put fabriquer de telles machines avec une bonne sécurité de fonctionnement.Toutefois, c’est sans aucun doute le mathématicien anglais Charles Babbage qui, au début du XIXe siècle, imagina les principes fondamentaux des ordinateurs.En 1833, Babbage avait établi les plans d’une machine, qu’il appelait « l’engin analytique », qui comportait toutes les composantes de nos ordinateurs modernes.Il y travailla jusqu’à sa mort, en 1871, sans pouvoir la réaliser complètement.Les principales raisons de cet échec furent surtout le scepticisme de ses contemporains et les limites technologiques de son temps.La machine de Babbage comportait des organes d’entrée et de sortie, une unité arithmétique, une unité de contrôle et une mémoire.La mémoire devait pouvoir contenir 1 000 nombres de 50 chiffres chacun et l’unité arithmétique aurait pu additionner deux de ces nombres en une seconde ou les multiplier en une minute.Pour alimenter la machine, Babbage avait emprunté à Jacquard, inventeur du métier à tisser en 1804, le principe des cartes perforées pour coder les informations.C’est au statisticien américain Herman Hollerith que l’on doit l’invention des cartes perforées telles que nous les connaissons aujourd’hui.Pour faciliter les longs calculs et compilations qu’il faudrait effectuer lors du recensement national de 1890, Hollerith mit au point les premières machines mécanographiques qui traitent les données enregistrées sur cartes perforées.Les machines mécanographiques ont été perfectionnées depuis l’invention d’Hollerith et sont encore très utilisées pour la comp- tabilité et la gestion des entreprises.Le premier ordinateur, digne de ce nom, fut baptisé MARK I et terminé en 1944.C’était une machine électromécanique, constituée principalement d’un immense réseau de relais, et programmée de façon externe.Mark I, capable d’exécuter 200 opérations à la minute, fut fabriqué par la Société IBM avec la collaboration d’Howard Aiken, professeur de mathématiques à l’Université Harvard.Mais c’est grâce à la contribution de l’électronique que les ordinateurs purent vraiment être perfectionnés.ENIAC contenait 18 000 lampes électroniques et pouvait exécuter environ 500 opérations par seconde.Depuis 20 ans, tous les développements de l’électronique ont permis d’améliorer la performance des ordinateurs.Aujourd’hui, les plus grands ordinateurs sont constitués de micro-circuits transistorisés et peuvent atteindre des vitesses de calcul de l’ordre d’un million d’opérations par seconde.Anatomie des Ordinateurs Quel que soit l’ordinateur que l’on considère, on retrouve toujours, sous une forme ou sous une autre, les mêmes composantes appelées à remplir les mêmes fonctions; ce sont : la mémoire; les organes de calcul; les organes de commande; les organes d’entrée; les organes de sortie.La mémoire La mémoire permet à l’ordinateur d’emmagasiner toutes les informations dont il a besoin pour résoudre un problème.Ceci comprend aussi bien les données du problème que la suite d’instructions précises que l’ordinateur doit suivre pour aboutir au résultat recherché.Toutes ces informa- 146 LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 - A gauche : des unités de bande magnétique.On peut enregistrer jusqu'à 20 millions de caractères sur une seule bobine.En bas : schéma des principales composantes et des grandes fonctions d'un ordinateur électronique.tions sont enregistrées sous forme codée, le plus souvent dans un code binaire, dans les nombreuses cellules de la mémoire.En effet, pour faciliter la manipulation des informations, la mémoire est divisée en un grand nombre (plusieurs milliers) de cellules, chacune d’entre elles pouvant contenir une information chiffrée correspondant, suivant les cas, à des nombres pouvant avoir jusqu’à 11 ou 15 Chiffres (36 à 48 chiffres binaires).Les mémoires sont, le plus souvent, constituées de réseaux de tores magnétiques, où chaque tore représente une information binaire, selon qu’il est magnétisé dans un sens ou dans le sens opposé.Les organes de calcul Les organes de calcul, comme leur nom l’indique, permettent d’effectuer sur les informations chiffrées en mémoire les quatre opérations ai’ithmétiques (addition, soustraction, multiplica- tion, division) et un certain nombre d’opérations logiques (comparaison, décalage, extraction, examen).Les organes de commande Les organes de commande constituent en quelque sorte le système nerveux de l’ordinateur.Ils assurent le synchronisme des opérations, donnent des ordres aux différentes parties de la machine pour exécuter les instructions qui lui ont été dictées.Chaque instruction est décodée dans un ordre imposé d’avance, et exécutée fidèlement.Les organes de calcul et de commande sont constitués de circuits électroniques très nombreux, reliés entre eux suivant un agencement mathématique, et fonctionnant à des vitesses très élevées.Les organes d'entrée Les organes d’entrée sont des appareils par l’intermédiaire desquels nous pouvons commu- niquer avec les ordinateurs.C’est par l’entremise de ces appareils qu’un ordinateur peut reconnaître et lire les informations codées que nous lui présentons.Les organes d’entrée les plus courants sont des lecteurs de cartes perforées ou de ruban de papier perforé.Il existe aussi des lecteurs optiques qui peuvent reconnaître directement des caractères d’imprimerie sur des cartes ou des feuilles de papier, des lecteurs de bande magnétique, et des machines où l’on présente les informations en actionnant un clavier comme sur un téléscripteur ou une machine à écrire.Les organes de sortie Les organes de sortie constituent la contrepartie des précédents.Ce sont les appareils que l’ordinateur utilise pour nous communiquer les résultats de ses travaux.Le plus souvent il s’agit de machines, appelées imprimantes, qui impriment à grande vitesse les ré- LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 147 Ordinateur IBM 360/50 avec unité d'affichage cathodique qui permet d'afficher sur un écran des résultats sous forme d'images.A l'avant-plan, on distingue des unités de mémoire auxiliaire sur disques magnétiques.En bas : une imprimante rapide.Cet appareil peut imprimer jusqu'à 135 000 caractères à la minute.», tii WM sultats sur des feuilles de papier, un peu comme le fait une machine à écrire; une imprimante est toutefois capable d’imprimer une ligne entière à la fois.Ces machines peuvent facilement imprimer plus de 100 000 caractères à la minute.Les organes de sortie peuvent cependant être très variés; il existe des perforatrices de cartes et de ruban de papier, des enregistreurs sur bande magnétique, des traceurs de graphiques, et des appareils à affichage cathodique qui permettent d’afficher sur un écran (comme celui d’un appareil de télévision) des résultats sous forme d’images.Les cartes perforées Les cartes perforées constituent à l’heure actuelle un moyen simple et pratique de coder les informations pour les rendre lisibles par une machine.Une carte est divisée en 12 rangées et 80 colonnes; chaque colonne peut représenter un chiffre, une lettre ou un signe selon qu’elle contient une ou plusieurs perforations suivant un code déterminé (voir illus- 148 mmm LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 >?•: >rj Mi i.\tvr»cri: i-e mont*!.0123^56789 \'V \ ' v\' \V\N\ v' V\W \\ ' v'A'V" ABCDEFG4 UKLMNIOPQRSH AAVX YZ +.*,='(*)/- Carte perforée illustrant le code utilisé pour la transcription des informations.En haut : un lecteur de cartes perforées.Cet appareil est un lecteur photo-électrique qui lit les cartes à une cadence de 1200 cartes à la minute.A gauche : une opératrice utilisant une perforatrice pour la préparation des cartes perforées.-iiminr iiiiiiiii 0 11 0 |i| I I Mit MINIIII »no»nta i< ¦»¦!•• •>•••*« •>¦*! 1 II Mfl I II 1 I I I III I I I 22 mill 18 if.222I22222 nnijiitf ; )))|i)> 'h ,44i,"‘ I >M|M 111 in 111 2 2 2 2 212 2 2 2 2 HJllUllll 4 414 4 MMilSSMS uiiiitmi 1111 Kl 111 I"I« -.n-il» 1 I I |l 1 2 2 2 2 < n )|n 11 II M I III 11 I ni U Mil 1 n IM ) S 3|S ! ) ) 9') tration).Les cartes perforées sont préparées avec des machines perforatrices qui fonctionnent à la manière des machines à écrire; on y transcrit sur un clavier les caractères à coder et la machine poinçonne les codes correspondants.Les cartes perforées ainsi préparées peuvent ensuite être lues par l’organe d’entrée d’un ordinateur qui déchiffre aisément les caractères codés en détectant les perforations par des moyens électromécaniques ou photoélectriques.Une telle lecture automatique s’effectue à des vitesses d’environ 100 000 caractères à la minute.Fonctionnement interne Comme il a été indiqué précédemment dans cet article, les ordinateurs traitent les informations en exécutant fidèlement les instructions qui leur ont été dictées sous forme codée.Ces instructions constituent un programme dont le but est d’effectuer sur des données un certain travail.La pro- grammation des ordinateurs est une besogne spécialisée qui nécessite la connaissance des langages artificiels que les machines peuvent interpréter.Dans un prochain article on exposera le détail des étapes de la programmation, et la description de ce qu’on entend par « langage artificiel ».LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 149 La plupart des plantes et des animaux hébergent des parasites qui eux-mêmes sont victimes d’autres parasites Parasitisme, superparasitisme et hyperparasitisme dans la nature Le phénomène du parasitisme est si commun dans la nature que la plupart des animaux et végétaux hébergent des parasites d’une sorte ou de l’autre.Que sont donc les parasites et d’où viennent-ils?De nulle part, si ce n’est des êtres vivants eux-mêmes.Quelques organismes se servent d’autres organismes et commencent à vivre à leurs dépens.Ceci peut se faire pour toute la durée de leur vie ou pour une partie seulement.Les organismes qui en exploitent d’autres peuvent être appelés PARASITES et ceux exploités, les HÔTES.Dans le vrai parasitisme, un parasite est potentiellement nuisible car il vit aux dépens des tissus et matériaux de son hôte.Un parasite peut causer les dommages de l’extérieur du corps de son hôte, ("comme dans le cas de certaines Lamproies qui demeurent attachées au corps de certains poissons et sucent le sang de ceux-ci jusqu’à la mort) et est appelé un ECTOPARASITE.Quelques parasites peuvent virtuellement entrer dans le corps de l’hôte et y causer des dommages; ils sont appelés les ENDOPARASITES.Quelquefois, les dommages causés par un parasite chez son hôte sont négligeables.Mais la plupart causent des dommages appréciables et sont considérés comme des PATHOGÈNES et la condition résultant de leurs dommages se nomme MALADIE.Parasites des végétaux Le mode de vie parasitaire est largement répandu dans les règnes animal et végétal.Les parasites sont surtout les plantes ou les animaux inférieurs.Ainsi, la majorité des parasites chez les plantes sont constitués par les virus, bactéries et champignons.Les protozoaires, les helminthes, les nématodes et les insectes demeurent dçs parasites importants parmi les animaux, par M.L.SHARMA Plusieurs insectes parasitent les plantes.Le Pou de San José, que l’on trouve sur les pommiers et les citronniers, cause de grands dommages aux récoltes.Les colonies de pucerons (Ectoparasites) causent beaucoup de dommages à une grande variété de plantes d’importance économique.Quelques-unes d’entre elles causent la mort des végétaux en se nourrissant de leur sève, les autres causent une grande variété des maladies virales.Une seule espèce de puceron (Myzus persicae) est maintenant connue pour causer au moins 16 maladies virales chez les plantes.L’importance d’un parasite de moisson peut être comprise si nous nous figurons les dommages causés par une espèce de puceron Therioaphis maculata (le puceron de la luzerne).En 1955, les dommages causés par cette espèce aux Etats-Unis d’Amérique, ont été estimés à 12 855 000 dollars.Les insectes contre les insectes Jusqu’ici nous n’avons démontré que l’importance des parasites des plantes.Heureusement, ces insectes ravageurs (les pous, les pucerons, etc.) ont aussi leurs parasites qui les contrôlent.Leurs parasites sont de très petits animaux, actifs, ressemblant aux guêpes.Ce sont les Hyménoptères (famille des Braconides et Chalcididae).Leur parasitisme peut atteindre un niveau tel que de grandes colonies peuvent être complètement éliminées.Une jeune femelle d’un parasite dépose son oeuf dans le puceron par un curieux processus (Fig.1).Quand elle est prête à pondre son oeuf, elle courbe l’abdomen entre ses pattes, bat rapidement ses ailes et enfonce sa tarière dans le corps du puceron et alors dépose un oeuf.Un parasite peut déposer de cinq à dix oeufs dans le corps d’un seul puceron.Ce procédé de déposition de plusieurs oeufs à l’inté- 150 LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 rieur du corps d’un hôte, résultant dans le développement de plusieurs larves parasites à l’intérieur d’un même hôte (Fig.2), est appelé SUPERPARASITISME.Comme résultat de superparasitisme, il y a une chance certaine de contamination de l’hôte qui est vitale pour la survie d’un parasite.Bien entendu, plusieurs larves émergent des oeufs dans le corps de l’hôte, mais seulement une larve parasite supplante les autres et se développe en un parasite adulte, les autres larves meurent ou se désintègrent (Fig.3).Dans la nature, le degré de parasitisme et les interactions entre un parasite donné et ses hôtes sont contrôlés par un grand nombre de facteurs.Dans le règne animal, à une extrémité se trouvent plusieurs cas d’immunité innée absolue de l’hôte.Dans ce cas, le parasite ne peut pas effectuer l’invasion initiale de l’hôte.A l’autre extrémité, il y a quelques cas (spécialement dans les infections expérimentales) dans lesquels le parasite peut envahir et se reproduire à sa capacité maximum.Telles associations sont rares et ne peuvent pas durer longtemps parce qu’elles aboutissent inévitablement à la mort de l’hôte et du parasite.Les hyperparasites Dans la nature, la chaîne, hôte-parasite, n’est pas le point final.Les parasites peuvent à leur tour être envahis par d’autres parasites résultant dans une situation appelée HYPERPARASITISME, (Fig.4).Les hyperparasites réduisent et parfois éliminent les effets de parasites.Les hyperparasites sont très communs dans la nature.Dans le cas d’une espèce de puceron (Longiunguis donacis) étudié par l’auteur, le parasitisme atteint normalement 41 à 50%, mais les hyperparasites réduisent cet effet à environ 30%, au moins.Comment employer les parasites De nos jours, une grande variété de parasites spécifiques sont employés pour combattre les insectes ravageurs de nos récoltes.Des milliers d’insectes parasites (utiles pour l’homme) sont envoyés d’un pays à l’autre par l’intermédiaire de la « Commonwealth Institute of Biological Control » et « La Commission Internationale de Lutte Biologique ».Plusieurs laboratoires, comme la Station de Recherche de Lutte Biologique d’ANTIBES, (France), produisent des milliers de parasites de la mouche des fruits (Ceratitis capitata) et ceux des autres insectes, pour combattre les insectes ravageurs dans la région méditerranéenne.L’unité de recherches concernant la lutte biologique à Berkeley, en Californie, produit une très gran- Fig.1.Une femelle parasite (Braconide-hyménoptère) en train de pondre ses oeufs à l'intérieur d'un puceron.Lorsqu'elle est prête à pondre son oeuf, elle courbe l'abdomen entre ses pattes, bat rapidement des ailes et elle enfonce sa tarière dans le corps du puceron pour y déposer un oeuf.Un parasite peut déposer de 5 à 10 oeufs dans le corps d'un seul puceron., .* i.¦: ^ LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 151 Fig.2.Un puceron montrant plusieurs larves écloses dans son corps (phénomène du superparasitisme).Tandis qu'une seule larve commence son développement, les autres meurent.Fig.3.Une larve mûre d'un parasite à l'intérieur d'un puceron.Fig.4.Dessin montrant l'hyper parasite (larve) en train de dé vorer une larve mûre d'un para site.de variété de parasites utiles.Le succès d’une telle production de masse et l’introduction de ces parasites d’un pays à l’autre peuvent être facilement démontrés.Les Etats-Unis d’Amérique estimèrent à 12 855 000 dollars les dommages causés par une seule espèce de puceron de luzerne.Pour combattre cet insecte ravageur, on a importé ses parasites, tels que Praon pali-tans et Trioxys utilis (tous deux étant des petits hyménoptères) du Moyen-Orient.L’établissement de ces parasites fut très rapide et le parasitisme de pucerons s’éleva à un niveau tel que durant une courte période de deux ans, une économie de 11 161 000 dollars fut réalisée.Mise en garde La connaissance du parasitisme est devenue une matière en vogue à cause de ses utilités multiples.On songe à employer les bactéries dans les guerres bactériennes; l’augmentation du nombre d’insectes capables de se nourrir des mauvaises herbes, et ainsi les tuer, est appliquée dans plusieurs pays; le traitement des récoltes avec les spores des champignons capables de tuer les insectes gagne la faveur des scientifiques et l’emploi des insectes parasites contre les insectes ravageurs est pratiqué dans certains pays.Un débutant dans le domaine de recherches sur le parasitisme et ses applications doit être bien averti des dangers qui pourraient se produire, si jamais un agent de lutte était mal employé.La connaissance de la biologie et de Fig.5.Le parasite, après s'être développé aux dépens de la chair d'un puceron, coupe une ouverture dans le dos du puceron et sort pour recommencer le cycle, l’écologie, aussi bien du parasite que de son hôte, est le seul moyen de guider le plan de la recherche.Bibliographie 1.De BACH, P., 1964.Biological control of insect pests and weeds.Chapman and Hall Ltd., London.2.ENCYCLOPEDIA BRITANNICA — Encyclopedia britannica Inc.3.KURSTAK, E., 1965.« Le rôle de Nemeritis canes- cens Gravenhorst dans l’infection à Bacillus thu-ringiensis Berliner chez Ephestia kuhniella Zeller ».Thèse Fac.Sri.Paris, Série A, no 4591.4.SHARMA, M.L., 1965.Méthodes de lutte biologique contre les Aphides.2ième thèse, Fac.Sc., Paris.5.SHARMA, M.L., 1965.« Contribution à l’étude de Longiunguis donacis (Pass.) (Aphididae — Ho-moptera) et des fluctuations de ses populations en Provence maritime ».Thèse Fac.Sc., Paris, Série A, no 4510.152 LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 Les prévisions météorologiques et la protection des forêts par Jean-Guy FRECHETTE Le Canada possède d’immenses richesses forestières et le Québec en est la région la plus favorisée : l’économie québécoise n’est-elle pas fondée sur la production de pâte et papier, de bois de construction?Source de matière première d’un important secteur de l’industrie québécoise, cette forêt est exposée aux méfaits de nombreux ennemis : le feu est peut-être le plus dramatique d’entre eux.Les techniques modernes viennent aider l’homme à conserver les ressources naturelles qui sont à la base de sa subsistance.Au cours des saisons, l’état d’inflammabilité de la forêt (ou la facilité relative avec laquelle elle peut s’enflammer) varie selon les conditions météorologiques.Après la disparition de la neige, les rayons du soleil sèchent le parterre forestier.Les branches mortes et les brindilles qui reposent sur le sol sont dans un état de grande dessication : si une flamme vient en contact avec ces combustibles, le feu prend rapidement naissance et acquiert une intensité telle qu’il peut enflammer des arbres verts en quelques secondes.Ces commentaires illustrent l’influence que jouent les éléments météorologiques sur le danger de feu.Mais qu’est-ce, au juste, que le danger de feu en forêt?Par définition, le danger de feu est une expression, numérique ou qualitative, indiquant la probabilité plus ou moins grande pour un feu de prendre naissance, de s’étendre et de causer des dommages.En d’autres termes, c’est une valeur numérique (dans les systèmes canadien et québécois 1 à 16), ou bien le nom d’une classe de danger (BAS, MODÉRÉ, ÉLEVÉ, EXTRÊME), qui concrétise l’intégration d’un ensemble de facteurs qui influencent l’état d’inflammabilité de la forêt.Par exemple, la quantité de précipitation modifie l’état d’humidité des arbres et du parterre forestier.Le soleil et le vent activent le séchage des arbres et l’évaporation de l’eau (via la transpiration végétale).C’est pourquoi la mesure de l’humidité de l’air donne un très bon indice de l’humidité de la forêt : des tables fournissent des valeurs numériques de l’état de dessèchement de divers types de forêt, en fonction de l’humidité relative de l’air.L’expérience a montré à plusieurs reprises que les grands incendies forestiers se sont produits lorsque le danger de feu se situait dans la classe EXTRÊME.De plus, après chaque saison de protection des forêts, on remarque que la très forte majorité des incendies en forêt ont pris naissance à la faveur d’un niveau d’inflammabilité EXTRÊME.Comme les mêmes causes produisent généralement les mêmes effets, certains spécialistes de la recherche forestière ont décidé de tout mettre en oeuvre pour enrayer ce fléau ou, du moins, d’en réduire les dommages.Si l’on pouvait prévoir l’état d’inflammabilité des forêts, les sapeurs se tiendraient prêts à toute éventualité et l’on concentrerait les effectifs et le matériel de combat sur les zones les plus exposées.On a vu que l’évaluation du danger de feu est basée, en partie, sur les observations météorologiques.Or, on peut prévoir certaines conditions atmosphériques (précipitation, vent, humidité de l’air) avec une précision satisfaisante.Pour obtenir une prévision du danger de feu à venir, il ne reste qu’à adapter ou traduire les prévisions météorologiques ordinaires en valeurs utilisables pour l’évaluation du danger de feu : le forestier possède alors une estimation du danger de feu pour le lendemain ou le surlendemain.Dès lors, il est possible de répartir les effectifs de combat en fonction du danger prévu et de l’exposition relative de son territoire aux menaces ou risques d’incendie forestier.Mais, demanderez-vous, à quoi sert-il de connaître les dangers d’incendie à venir?Rappelons qu’en protection des forêts contre le feu, un des points les plus importants est la rapidité avec laquelle on amène les effectifs de lutte sur LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 153 •¦'•' ! y/,! ¦ V .’,' i 7» Sît DANGER INCfNOIf HIGH MODÈRE LOW FIRE DANCER > ¦>'> le lieu d’un incendie : il faut réduire au minimum le temps d’attaque, c’est-à-dire la période qui s’écoule entre l’instant où l’on découvre un foyer d’incendie et celui où les sapeurs commencent à combattre ce même incendie.Au Québec, les territoires confiés aux divers organismes de protection forestière sont très étendus.Le réseau routier n’atteint pas encore tous les secteurs de la superficie protégée.Les systèmes atmosphériques qui favorisent le développement des incendies en forêt ne couvrent pas toujours la totalité du Québec.Il est alors possible de diriger les effectifs de lutte vers les régions où l’on prévoit les conditions les plus menaçantes.C’est ainsi que les avions-citernes passeront de la Gaspésie à l’Abitibi, de la vallée du Saint-Maurice à la Côte Nord, plusieurs heures avant que la foudre ou une autre cause viennent allumer l’incendie dans un combustible forestier.Dès qu’un incendie est découvert en forêt, le chef de lutte estime l’intensité probable du feu suivant l’état d’inflammabilité (ou le danger de feu) que lui révèlent les observations faites à la station météorologique la plus proche du foyer d’incendie; il détache alors un nombre suffisant de sapeurs, ainsi que l’outillage néces- En haut : l'INDICE-O-MÈTRE annonce aux voyageurs en forêt qu'il y a danger de feu dans la région.A gauche : une station météorologique à l'usage des organismes de protection des forêts.On y mesure les phénomènes météorologiques qui influencent l'indice d'inflammabilité des forêts.154 LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 saire â l’extinction d’un feu ayant telle intensité et telles proportions.De plus, les avions-citernes sont déjà à l’oeuvre car ils se tenaient prêts à l’attaque dans un coin de cette région où l’on avait prévu le danger.Pourquoi ces précautions et cette célérité toujours accrue?Rappelons ici que l’incendie en forêt est semblable à une réaction en chaîne : le processus de départ, l’allumage, se produit dans un espace très restreint; mais en peu de temps, à la faveur du vent et de la dessiccation d’un abondant combustible, la progression du feu n’est plus une fonction linéaire, mais bien une fonction exponentielle s’étendant sur les trois dimensions de l’espace.C’est dire que si l’on peut réduire le temps d’attaque, de bons sapeurs peuvent maîtriser tout incendie en forêt dans un temps plus court : on peu ainsi sauver au trésor public des sommes considérables, tout en épargnant les ressources du domaine national.C’est ainsi que les techniques de plusieurs disciplines (météorologie, génie forestier) s’allient pour protéger et sauvegarder les ressources naturelles qui font la richesse et le bonheur de notre société.Un avion-citerne de type CANSO utilisé dans la lutte contre les incendies en forêt.- .J Un nouveau radioaltimètre pour les levées photographiques aériens Le Conseil national de recherches du Canada, à Ottawa, vient de mettre au point un nouveau radioaltimètre éliminant une sérieuse difficulté qui entravait l’exécution des levés photographiques aériens pour le maintien à jour d’un inventaire de nos richesses forestières.Le Conseil a conçu cet instrument à la requête du ministère des Forêts qui, depuis plusieurs années, tente d’élaborer une technique de levés forestiers par photographie aérienne.L’élévation de l’avion observateur est l’un des facteurs les plus importants à connaître pour tirer les données voulues des photographies aériennes d’une région boisée.Elle doit être inscrite sur chaque image, c’est-à-dire que l’enregistrement doit se faire au même rythme que la prise de vues qui atteint huit images à la seconde.Les radioaltimètres mesurent l’élévation de l’avion en fonction du temps que les ondes hertziennes émises de l’avion mettent pour y revenir après réflexion contre le sol.Le ministère des Forêts a mené des expériences révélant que les radioaltimètres du commerce ne sont pas assez précis pour ce genre de photographie aérienne réalisée à une altitude de 1 000 à 2 000 pieds.En effet, une proportion insuffisante résulte l’impossibilité de déterminer si l’écho hertzien provient du sol, de la cime des arbres ou d’un point intermédiaire.On aurait pu construire un radar ordinaire émettant un faisceau étroit qui pénétrerait le feuillage sans inconvénient, mais il eût fallu une antenne de dimensions trop fortes pour qu’on puisse l’installer sur les petits avions utilisés pour la photographie aérienne.Le radioaltimètre créé par M.R.L.Wesby, de la Division de ra-diotechnique et d’électronique, ne nécessite qu’un réflecteur parabolique de 44 pouces, ce qui permet de le monter sur un petit avion.A cause de la fréquence utilisée, l’écho provenant du sol est plus fort que celui qui est renvoyé par le faîte des arbres.En ne tenant compte que de la crête de puissance de l’écho hertzien, il est possible d’enregistrer uniquement l’écho de l’onde qui a frappé le sol et non celui qui est renvoyé par les arbres : l’écho le plus intense est celui de l’onde qui a frappé le sol.L’appareil photographique est situé à l’intérieur du réflecteur paraboli- que qui est monté sous l’avion.Chaque écho provenant du sol est traduit en une différence de potentiel proportionnelle à la durée et au retour de l’impulsion entre l’avion et le sol.La différence de potentiel engendrée par chaque impulsion est convertie en pieds par un compteur placé à côté de l’appareil photographique.Un jeu spécial de lentilles permet à la caméra de photographier les indications du compteur à chaque prise de vue.Selon son inventeur, l’élévation inscrite sur chaque image est sujette à une marge d’erreur maximale de 5 pieds, tandis que l’erreur possible avec les radioaltimètres actuels peut atteindre 75 pieds.Le nouveau radioaltimètre mesure, à 10 nanosecondes (10 milliardièmes de seconde) près, le temps nécessaire à une impulsion radar pour aller frapper le sol et revenir à sa source.A une élévation de 1 000 pieds une impulsion radar met 2 microsecondes (2 millionièmes de seconde) pour faire ce trajet.Les expériences effectuées avec le nouveau radioaltimètre sur un petit avion et sur un hélicoptère révèlent que cet instrument sera d’une grande utilité pour la cartographie aérienne à grande échelle.On s’attend à ce que l’industrie entreprenne bientôt les travaux de mise au point de ce radioaltimètre.LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 155 - HR-ïSI ¦: - V Xf.v*'* "Æm:.• •• V- La nébuleuse NGC 2237 située dans la constellation du Monoceros est un type de nébuleuse fluorescente; les étoiles qui sont à l’intérieur des gaz interstellaires émettent dans l’ultra-violet, radiation qui est absorbée par le gaz de la nébuleuse et ensuite réémise dans le domaine du visible.Remarquez les amoncellements de poussières cosmiques qui masquent certaines parties de la nébuleuse.Voyage aux confins de notre galaxie Par Jean-René ROY Sans doute, comme tous les autres habitants de cette planète, vous vous êtes exclamés devant la puissance et la technique déployées par le feu d’artifice des premières années de l’astronautique.Satellites, sondes, la- boratoires et même l’homme sont partis à la conquête d’un univers mystérieux et dont l’immensité loin de nous effrayer, nous fascine.Nous applaudissons aux fusées qui lancent ces laboratoires miniatures dans l’es- pace; aux satellites qui arrachent les secrets de l’espace et dévorent des millions de milles.Si nous comparons ces succès aux faibles tentatives du passé, la conquête des planètes est un exploit sans précédent.LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 Mais avez-vous déjà songé à ce qu’est notre effort de conquête spatiale à l’échelle du cosmos où les distances se comptent en centaines, en milliers, en millions et même en milliards d’années-lumière, c’est-à-dire la distance parcourue par la lumière en un an à la vitesse de 186 000 milles à la seconde ?Cette distance est de 5 860 000 000 000 milles.Le cosmonaute en orbite file à 5 milles / sec environ, c’est-à-dire 37 200 fois moins vite que la lumière.Un satellite met en moyenne près de trois jours pour atteindre la Lune; V-k seconde suffit à la lumière pour franchir le même trajet.Songez maintenant aux astronomes qui étudient des galaxies si éloignées que la lumière met 1 milliard, 5 milliards d’années à nous parvenir.La radioastronomie détecte les galaxies à près de 10 milliards d’années-lumière.Pour atteindre ces galaxies, il ne faudrait pas moins de 1 trillion de siècles à une génération de cosmonautes.Esquisse de notre galaxie La Terre ainsi que les autres planètes et corps cosmiques soumis à l’emprise gravitationnelle du Soleil, appartiennent à un gigantesque amas d’étoiles en forme de deux soucoupes superposées que l’on nomme « Voie lactée » ou encore « Galaxie », avec un « G » majuscule, non parce qu’elle est la plus énorme de l’univers, loin de là, mais un peu par un orgueil trop souvent frustré et déchu de sa position de « centre de l’univers ».Les autres galaxies sont identifiées par un numéro de catalogue, par-exemples M 31, NGC 4594, 3C-47.Notre galaxie a un diamètre d’environ 100 000 années-lumière et une épaisseur centrale de 10 000 années-lumière.La Voie lactée entre dans la catégorie des grosses galaxies.Le système entier contient plus de 130 milliards d’étoiles.Les gaz, les poussières et les étoiles de la galaxie forment une masse équivalente à 200 milliards de soleils environ.Cette masse se compose de 90% d’hydrogène, 9% d’hélium et 1% de tous les autres éléments rassemblés.Où est situé le Soleil dans cette gigantesque marée de feu, de froid, de matière hyperdense ou ultra-raré-fiée ?Quelque part, bien humble- ment, sur l’un des bras de notre galaxie à 32 500 années-lumière du centre.Filant à une vitesse vertigineuse de 160 milles à la seconde (environ 580 000 milles à l’heure), le Soleil prend 200 millions d’années à boucler un tour complet de la galaxie : la durée de cette révolution se nomme « l’année cosmique ».Si vous avez 20 ans, vous êtes âgé de 1 / 10 000 000 d’année.Le Soleil (formé il y a environ 5 milliards d’an-riées) est âgé de 25 « années », c’est-à dire qu’il a fait 25 fois le tour de la galaxie, un périple d’environ 200 000 années-lumière à chaque révolution.On prétend que lorsqu’il aura atteint l’âge vénérable de 250 années cosmiques, le Soleil sera à l’agonie.j Vue de face, notre galaxie prend (a forme d’un immense tourbillon d’étoiles, d’un diamètre de 100 000 années-lumière.Comme la majeure partie des galaxies, la nôtre a une forme spiralée.Les astronomes ont réussi à déterminer cette structure spiralée tout d’abord grâce à l’étude des très jeunes étoiles de type spectral O et B (étoiles bleues et très chaudes : type B = 15 000 à 25 000 ° C et type O = 30 000 à 40 000 °C), et en majeure partie au moyen de la célèbre longueur d’onde de radio 21 cm émise par l’hydrogène neutre concentré avec l’hydrogène ionisé (ayant perdu son électron) dans les bras de notre galaxie.Les vétérans de notre galaxie Notre galaxie a bien pris soin en se formant de se doter de gardes-corps : ce sont de gigantesques amas d’étoiles pouvant contenir jusqu’à 100 000 étoiles dans un volume relativement restreint.On les nomme amas globulaires pour les différencier des amas ouverts, groupes rassemblant quelques milliers d’étoiles jeunes le plus souvent, et qui occupent le plan central de notre galaxie contrairement aux amas globulaires répartis dans les hautes latitudes.Les amas ouverts sont essaimés au milieu du système de gaz et de poussières cosmiques, d’où les jeunes étoiles viennent de se former.Les amas ouverts constituent en sorte pour la majeure partie les pouponnières de notre galaxie.D’autre part, les amas globulaires, témoins des premiers jours de notre galaxie, sont de vieilles barbes de plusieurs milliards d’années et sont souvent constitués d’étoiles rouges à faible contenu d’éléments métalliques.L’ensemble de ces derniers forme un système sphérique orbitant autour du noyau Notre galaxie, vue de face, aurait à peu près cet aspect, excepté la nébuleuse au bout de l’un des bras.M 51 est située à environ huit millions d’années-lumière et montre très bien la structure spiralée d’une galaxie.On peut remarquer dans les bras l’enchevêtrement des nébuleuses, des lacets, de poussières et de gaz obscurs.Environ une centaine de milliards d’étoiles peuplent cette galaxie.157 LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 «S ^?$g§gS§§j3 ag®^« Sapscs» Ce radiotélescope dont le réflecteur mobile mesure 210 pieds de diamètre, situé à Parkes en Australie, est l’un des plus précis au monde.Il peut détecter les ondes radioélectriques en provenance des galaxies et des nébuleuses.Il sert, entre autres, à observer différents objets cosmiques aux longueurs d’onde particulières de 21 cm (hydrogène neutre), 18 cm (OH) et 5.99 cm (hydrogène neutre).Une vue du plus grand télescope optique au monde, le réflecteur de 200 pouces du Mont Palomar, Californie.Le miroir parabolique situé au bas du tube central pèse 14 % tonnes; le poids total du télescope atteint 530 tonnes.Ce télescope en activité depuis 1949, a poussé les limites du domaine visible de l’univers à près de 10 milliards d’années-lumière.Le Canada construit actuellement en Colombie^Britannique un télescope dont le diamètre du miroir sera de 150 pouces.ticulièrement les « RR de la Lyre ».Les variables sont des étoiles dont l’éclat et les dimensions varient selon un cycle déterminé d’après la nature et la température de l’étoile dont on peut connaître l’éclat absolu et la distance dès que les critères de variations sont connus.Ces étoiles pulsatives sont très utiles dans la calibration des distances galactiques.Les variables de type RR de la Lyre, étoiles très âgées, sont des vétérans de la première génération (Population II pauvre en contenu métallique); on les trouve dans les amas globulaires, le noyau galactique et le halo.Un autre type d’étoiles variables, les céphéides sont de jeunes étoiles (Population I), riches en métaux occupant la périphérie de la central galactique.On connaît une centaine de ces amas que peuplent les plus vieux citoyens de la galaxie; or il y en a autant et peut-être plus qui nous sont cachés par les étoiles, les nuages de poussières et de gaz interstellaires.La densité d’étoiles (le nombre d’étoiles dans un volume donné) est formidable.Dans la région solaire, la distance entre deux étoiles est de 7 années-lumière en moyenne.Or, dans les amas globulaires, la densité est 1 500 fois plus grande.Les distances entre les étoiles doivent se mesurer en heures-lumière plutôt qu’en années-lumière.Imaginez-vous un instant sur l’une des planètes entourant une étoile quelconque de l’amas globulaire M 13 dans la constellation de Hercule qui ne contient pas moins de 50 000 étoiles.Les nuits profondes et noires de notre bonne vieille Terre n’y existent pas.Au cour de la nuit, le ciel est là-bas aussi clair qu’il l’est pour nous quelques minutes après le coucher du Soleil.Même les étoiles que nous voyons durant la nuit seraient noyées par la lueur des étoiles plus rapprochées du ciel « globulaire » étincelant de plus de 250 000 points lumineux extrêmement brillants, auprès duquel notre ciel étoilé de moins de 2 500 étoiles paraîtrait quelque peu terne.Mais bénissons nos nuits sombres, car sans elles l’astronomie ne serait peut-être jamais née, du moins l’exploration des galaxies lointaines, l’édification des grandes cosmologies, la relativité n’auraient probablement pas vu le jour.Le halo galactique L’existence d’un halo ou d’une sorte de gigantesque enveloppe sphérique de gaz et d’étoiles autour de notre galaxie est une découverte qui a lentement fait son chemin au cours des dernières années.La galaxie serait une immense sphère de 100 000 années-lumière de diamètre, dont 99% de la masse serait concentrée en un disque central de 10 000 années-lumière d’épaisseur.Les astronomes ont soupçonné l’existence de ce halo en étudiant des étoiles variables par- 158 LE JEUNE SCIENTIFIQUE, AVRIL 1967 galaxie, c’est-à-dire les bras.Le Soleil est une jeune étoile de la deuxième génération.La radioastronomie a rapidement confirmé l’existence du halo galactique.En effet, la couronne galactique est génératrice d’ondes radioélectriques.D’où proviennent ces ondes ?On avait constaté avec l’avènement des accélérateurs de particules que lorsque des électrons étaient accélérés dans un synchrotron, le jet d’électrons atteignant de hautes énergies, émettait une lueur bleue.On démontra que cette perte d’énergie sous forme d’émission de lumière n’était qu’une conséquence de l’accélération des électrons dans un champ magnétique.Plusieurs chercheurs soviétiques, entre autres le célèbre astrophysicien I.S.Shklovsky, ont étudié à fond ce problème.Shklovsky prouva notamment que les ondes émanant du halo étaient sensiblement de même nature que celles émises pâlies électrons accélérés dans nos synchrotrons.En effet, les électrons dotés de vitesses relativistes (approchant de la vitesse de la lumière) soumis aux champs magnétiques de notre galaxie, émettaient des ondes de radio.Quoique les champs y fussent très faibles, de l’ordre de 10-5 gauss, les particules, grâce à leur énergie de plusieurs milliards d’élec-tron-volts, émettaient dans le domaine radioélectrique.De plus, on avait découvert auparavant que plusieurs galaxies possédaient un halo semblable au nôtre.D’ailleurs l’existence de ce halo fut tout d’abord postulée par Shklovsky pour la grande galaxie d’Andromède, M 31.Ce n’est que plus tard que J.E.Baldwin fut conduit dans ses recherches à admettre un halo semblable pour notre galaxie.Cette immense enveloppe constituerait une sorte de super-atmosphère galactique.Les « supernovae », bombes thermonucléaires célestes D’où proviennent ces électrons accélérés à la vitesse de la lumière ?Ce sont les « super-novae » qui alimenteraient le halo d’électrons relativistes.Les supernovae constituent l’un des phénomènes les plus catas- trophiques de tout l’univers, dépassé en grandeur par les noyaux de galaxie en explosion et les quasars.Une supernova est ni plus ni moins une étoile qui explose littéralement et qui lance dans l’espace la majeure partie de sa masse à des vitesses vertigineuses (environ 2 500 milles / sec).Cette explosion survient à la suite d’un déséquilibre interne au moment où le coeur de l’étoile porté par la fusion thermonucléaire à des températures de l’ordre de 5 milliards de degrés produit plus de chaleur que les couches extérieures ne peuvent en irradier.La gravitation ne peut plus retenir la pression de radiation dont la puissance monte en flèche et c’est alors la catastrophe.Cette explosion est équivalente à l’explosion simultanée de 1 000 000 000 000000 000 000 000 ou de 1 million de milliards de milliards (102