Québec science, 1 janvier 2007, Juillet-Août

ic! :r Devrait-on mieux protéger les races patrimoniales du Québec?Donnez votre opinion sur notre site www.cybersciences.com 18 Québec Science I Juillet - août 2007 projets fous anger le monde Faire pousser des ponts de roche ou des fleurs sur Mars; fabriquer les gants de rhomme-araignée; aller dans F espace à dos d’astéroïde ou contrer le réchauffement climatique avec un immense parapluie, les scientifiques ne manquent ni d’audace ni d’imagination! Petit palmarès des rêves les plus fous des chercheurs. ^ - ixi Des hommes des cavernes sur la planète rouge Les astronautes pourraient bientôt se transformer en spéléonautes ! Pour protéger ceux qui fouleront le sol de la planète rouge, Penelope Boston propose d’aménager les cavernes de Mars.Directrice du Centre d’études des grottes et du karst, à l’Institut des mines et de la technologie du Nouveau-Mexique, elle croit dur comme fer que, sur la Terre comme sur Mars, grottes et cavernes sont des refuges de choix lorsque les éléments se déchaînent.« Ce qui s’y passe n’a souvent rien à voir avec les événements qui se déroulent à la surface.Les grottes bloquent les radiations et garantissent une température quasi constante », explique-t-elle.Dès cet automne, dans le sud du Nouveau-Mexique, elle testera un prototype de gaine gonflable pour créer un habitat à même un corridor souterrain creusé par le passage de la lave.L’objectif est de sceller une portion de corridor avec cette gaine.Deux volontaires séjourneront là durant trois jours.Le système fermé sera alimenté en oxygène à partir de la surface, sous la supervision d’une équipe de six personnes, qui profitera de l’occasion pour évaluer l’effi-ycacité des moyens de communication qui q devront être déployés afin d’assurer la ^survie de ces nouveaux hommes des ocavernes.Pour Penelope Boston, les grottes martiennes sont bien plus hospitalières que la surface.Elle pense même que celles-ci pourraient abriter des formes de vie.« Ça fait 15 ans que je le dis ! Au début, certains étaient outrés que j’ose émettre une telle hypothèse! Aujourd’hui, on commence à me prendre au sérieux.Il faut trouver, explorer et même utiliser ces cavernes sur Mars ou ailleurs.Pourquoi ne pas s’en servir comme base d’exploration et y vivre ?» Un premier pas dans ce sens vient d’être franchi lors de la 38e Lunar and Planetary Science Conference qui s’est tenue au Texas, en mars dernier.Grâce à des photographies prises par l’instrument THEMIS, de la sonde Mars Odyssey, Glen Cushing et J.Jud-son Wynne ont annoncé la découverte de puits et peut-être même d’entrées de caverne sur les pentes du volcan Arsia Mons, le deuxième en importance sur la planète Mars.Cushing et Wynne, respectivement de la Northern Arizona University et du U.S.Geological Survey, ont ainsi pu repérer sept taches noires, grandes comme des terrains de football.Ils ont joliment baptisé ces grottes les sept sœurs martiennes et les ont prénommées Dena, Chloë, Wendy, Annie, Abbey, Nikki et Jeanne.C.S.Refroidir la Terre Contrer le réchauffement planétaire en propulsant des milliards de petits satellites-écrans à 1,5 million de kilomètres de la Terre en direction du Soleil, voilà ce que propose Roger Angel, professeur de physique à l'université d'Arizona.À cet endroit, appelé point de Lagrange, l'attraction gravitationnelle du Soleil balance exactement celle de la Terre.Les tonnes de petits engins ainsi largués demeureraient toujours au même endroit, sans se perdre dans le vide interstellaire.7 L'équipement devrait être complètement transparent et dévier, plutôt que réfléchir, les rayons de l'astre du jour, démontre le chercheur dans un article publié par Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).Sans quoi, la pression exercée par le bombardement lumineux incessant déplacerait les écrans hors du point de Lagrange et les précipiterait vers la Terre.En provoquant une diminution du rayonnement solaire d'environ 2%, Roger Angel estime que la température terrestre pourrait être ramenée à celle de l'ère préindustrielle.Pour ce faire, il faudrait déployer environ 20 millions de tonnes d'écrans qui formeraient un véritable nuage technologique d'une centaine de milliers de kilomètres de diamètre.Le coût estimé de cette vaste «opération refroidissement »?Quelques centaines de dollars pour la quincaillerie et 55 $ le kilogramme pour le lancement! En tout, quelques billions de dollars! Cher?C'est «à peine» 0,5% du PIB mondial pendant 25 ans, estime le chercheur.T.G.20 Québec Science I Juillet - août 2007 1 c,.:?r iV "m * • * I Déplacer les objets ,7 Parla.jensee Tous ceux qui font bouger des! objets par la seule force del leur pensée sont des magidensl ou des menteurs; tous, sauf Mattl Nagle.Le jeune quadraplégique del 27 ans est capable de déplacer uni curseur à l'écran de son ordinateur,! d'ouvrir ses courriels, et même del jouer à des jeux vidéo sans bouger le| petit doigt ni même émettre un son.Son secret?Une série de minus-l cules aiguilles - des électrodes -I implantées dans son cerveau, qui! lisent directement ses pensées etl les transforment en mouvements à l'écran de l'ordinateur.Matt est le premier à s'être prêté à cette expérience réalisée par la compagnie Cyberki-netics, aux États-Unis.Pour l'instant, cet appareil - le Brain-Gate - déchiffre les pensées aussi approximativement qu'un enfant de quatre ans lirait un roman de Sartre.« Le langage des neurones est extrêmement complexe.De plus, il existe un énorme "bruit de fond" assodé à l'activité du cortex cérébral», dit Steve Scott, professeur au département d'anatomie et de biologie cellulaire à l'université Queens, en Ontario.Un peu comme lors d'une conversation sur une mauvaise ligne téléphonique, dans une langue étrangère de surcroît.Le patient est donc limité à des commandes mentales simples pour être bien compris par son implant.Haut, bas, gauche, droite, clique id, etc.Néanmoins, ces modestes résultats pourraient grandement fadliter la vie de milliers de quadraplégiques.«Ils pourraient allumer les lampes de leur maison, utiliser leur ordinateur et même contrôler des mains robotisées pour saisir des objets autour d'eux», explique Steve Scott qui a signé un article sur le sujet dans la revue Nature, l'an dernier.Cette technologie possède malheureusement encore beaucoup de défauts qui ne seront pas résolus avant de nombreuses années.Le plus «encombrant» : elle n'est pas encore sans fil! Le cerveau du patient doit être relié à l'ordinateur par un câble.C'est pour le moins gênant.(Ne vous y prenez surtout pas les pieds !) En plus, les électrodes s'oxydent relativement rapidement.Et chaque remplacement nécessite une chirurgie «à cerveau ouvert».T.G.Juillet - août 2007 I Québec Science 21 îts ¦sun projets fous qui vont changer Le monde Des abeilles au combat Fini les chiens renifleurs, voici les abeilles renifleuses ! Les chercheurs du Stealthy Insect Sensor Project, du laboratoire de Los Alamos, ont réussi à exploiter l’odorat exceptionnel de ces insectes.Les petites bêtes sont capables de détecter des explosifs.Elles peuvent même reconnaître l’odeur du peroxyde d’acétone, du C4 et du TNT parmi des effluves de lotion, d’huile à moteur ou d’insectifuge.Tout comme le chien de Pavlov en est venu à saliver au son de la cloche associé à son repas, les abeilles de Los Alamos tirent maintenant leur très petite langue dès qu’elles hument les explosifs, un réflexe que les chercheurs ont réussi à provoquer en leur faisant sentir des explosifs avant de leur donner de l’eau sucrée.Ces travaux sont financés par la DARPA, l’agence états-unienne de recherche pour la défense, qui voudrait se servir des abeilles comme éclaireurs lorsque les chiens renifleurs manquent de subtilité.À côté d’elles.Maya fait piètre figure.C.S.Un jardin sur Mars Comment faire croître des plantes sur Mars ?D’abord, en réduisant leur anxiété.Du Prozac pour végétaux : c’est ce que la physiologiste des plantes Wendy Boss et la microbiologiste Amy Grun-den, toutes deux de la North Carolina State University, ont mis au point.Comme les humains, les plantes trop stressées ont du mal à bien « travailler ».Elles produisent un signal chimique qui, à haute dose, devient toxique : les plantes cessent de croître et meurent.D’où l’idée de leur donner un petit coup de pouce pour les aider à affronter le manque d’eau, les grands écarts de température et le rayonnement UV, qui risquent d’être leur lot quotidien dans les jardins martiens.Amy Grunden a déniché ce remède pour plantes dans une bactérie extrémophile, Pyrococcus furiosus.Elle a isolé un g gène produisant une enzyme, le SOR (superoxyde g réductase), qui permet à cette bactérie logée dans les IOS NATIONAL LAI sources hydrothermales de résister à de grands écarts de température.« Le SOR est l’un des meilleurs antioxydants qu’on puisse trouver dans la nature.Mais il n’existe pas dans les plantes », précise-t-elle.Wendy Boss a ensuite introduit ce gène dans des plants d’Arapidopsis, un végétal apparenté au canola.« Au cours des trois dernières années, nous avons réussi à faire pousser des milliers de plantes, se réjouit la scientifique.Nous en sommes maintenant à la quatrième génération.Et nous avons noté de réelles améliorations.Les plantes sont au moins deux fois plus résistantes à la chaleur, au froid, au manque d’eau et aux UV.C’est mieux que ce que nous espérions ! » Wendy Boss et Amy Grunden aimeraient maintenant modifier génétiquement des plants de tomates pour les faire croître dans des conditions extrêmes, y compris sur Terre.Pendant qu’on y est, pourrait-on rendre des animaux de ferme, et même des hu- mains, plus aptes à la vie sur Mars ?«Nous sommes expertes en plantes, pas en mammifères ! » répondent-elles.Elles s’empressent toutefois d’ajouter que Mark Kindy, directeur de l’Institut des neurosciences de la Medical University of South Carolina vient de demander à Amy Grunden de lui fournir des copies de ce fameux gène de résistance afin qu’il puisse tester les possibilités de thérapies géniques chez la souris.C.S.Léviter, c'est possible Faire léviter des animaux vivants ! C’est l’exploit qui a été accompli par une équipe de l’université polytechnique nord-ouest de Xi’an, en Chine.La coccinelle a déployé ses ailes, la fourmi a tenté de prendre ses pattes à son cou, et le poisson a vaguement essayé d’agiter les nageoires, mais tous en sont sortis indemnes.Seul le poisson a souffert du manque d’eau ! Pauvre poisson, Wen-Jun Xie et ses collègues n ont pas été capables de faire léviter son aquarium et ont dû se contenter de l’arroser à la seringue pour le maintenir en vie ! Ce n’est pas de la magie, mais de la lévitation acoustique : les animaux tiennent dans les airs grâce aux ondes sonores.«C’est un principe qui date des années 1930, explique le physicien Alain Vincent, de l’Université de Montréal.C est tout ce qu’il y a de plus sérieux ! Auparavant, on faisait léviter des objets microscopiques; maintenant, on est capable de le faire avec de petits animaux.» Ceux-ci ont pour ainsi dire flotté sur une mer d’ondes quasi inaudibles pour l’oreille humaine.Ces ondes sont produites par un générateur acoustique placé au-dessus d’un réflecteur parabolique.Les ondes rebondissent sur le réflecteur, créant ainsi un « effet ping-pong » .Ce va-et-vient constant induit des vagues qui permettent à l’objet de flotter dans l’air, la force acoustique parvenant à le soutenir.« Le truc, c’est de choisir une longueur d’onde qui correspond à la taille de ce qu’on veut soulever, poursuit Alain Vincent.Prochaine étape : faire flotter de petits mammifères.La longueur d’onde devra cependant être beaucoup plus grande, car on risquerait de blesser l’animal ou d’endommager ses oreilles.» En plus de faire léviter les animaux, les ondes acoustiques peuvent permettre de déplacer des objets qu’on risquerait d’endommager en les manipulant.C.S.Juillet - août 2007 I Québec Science 23 GRIMAGES projets fous qui vont changer le monde Les gants de Spider-Man Comme Spider-Man, le lézard gecko est capable de s’agripper aux parois les plus lisses, sans tomber.Munies de longs poils fins, ses pattes adhèrent à toutes les surfaces, même le verre poli, grâce à l’action de forces collantes - dites de Van der Waals - entre les molécules.Nicolas Pugno propose de s’en inspirer pour fabriquer des gants aussi adhésifs que ceux de l’homme-araignée.Selon ce professeur à l’Université de Turin, en Italie, 200 cm2 de surface couverte de poils de gecko - l’équivalent des deux mains -sont suffisants pour soutenir 10 hommes.« Plus ces poils (appelés soies) sont fins, plus l’adhérence est élevée », explique-t-il.Difficile cependant d’utiliser de vraies soies de gecko.Pugno entend plutôt les imiter en les fabriquant à partir de nanotubes de carbone, comme il l’explique dans un article à paraître dans le Journal of Physics : Condensed Matter.Avec ces tubes d’un millionième de millimètre, l’effet des forces de Van der Waals est 200 fois plus grand qu’avec les soies du gecko.C’est bien beau de coller, mais avec une telle puissance adhésive, encore faut-il pouvoir décoller.La solution : « Il suffirait d’orienter les nanotubes selon un angle faisant en sorte qu’ils soient plus faciles à décoller », explique Nicolas Pugno.Pour compléter sa panoplie, le physicien propose aussi de créer des fils d’araignée ultra-résistants.Il existe actuellement des méthodes pour fabriquer des nanotubes de carbone de plusieurs mètres de long, si fins qu’ils sont invisibles.En les tressant serré, ces fibres redeviennent visibles et offrent une résistance maximale 100 fois supérieure à celle d’un câble d’acier de même diamètre.Cette technologie servira peut-être à fabriquer de puissants adhésifs ou des câbles très solides, bien avant de nous métamorphoser en superhéros.Mais peut-on empêcher un physicien de rêver ?T.G. Nt Il Slip I I I «SS I l.y.f - L 'my-.‘ Un désert vert ! Sur la côte est de l'Afrique, dans ce pays dévasté par la sécheresse qu'est l'Érythrée, les habitants du village de Hargigo ont assisté à un petit miracle.Depuis 1994, des mangroves ont commencé à pousser dans des sols stériles.Aujourd'hui, 800 000 palétuviers nourrissent leurs moutons.Le responsable de ce miracle s'appelle Gordon Sato, dont le dévouement et la persévérance ont permis à ces paysans, parmi les plus pauvres de la planète, de désormais subvenir à leurs besoins.«Et ce n'est qu'un début! Si seulement on en plantait encore plus! L'Érythrée pourrait presque devenir un pays riche! Nous avons même là une arme contre le réchauffement climatique.Avec un système similaire, il serait possible de pomper l'eau de mer et de transformer les déserts en plantations de mangroves», soutient celui qui a baptisé son projet Manzanar, en souvenir du camp où il a été interné avec 110 000 Américains d'origine japonaise lors de la Deuxième Guerre mon- diale.Gordon Sato était alors adolescent, et c'est à ce moment qu'est né ce projet fou de fertiliser le désert.Ce spécialiste de la biologie cellulaire, qui aura bientôt 80 ans, n'en est pas à son premier exploit.Au début des années 1980, dans son laboratoire de l'université de Californie à San Diego, il a mis au point l'Erbitux, un médicament qui a révolutionné le traitement du cancer colorectal.Puis, il a visité l'Érythrée.Et sa vie a basculé.À l'époque, ce petit pays est en pleine guerre d'indépendance; ses habitants meurent de faim.Gordon Sato remarque que les mangroves, qui peuvent croître dans L'eau salée, ne poussent que sur 15% de la zone côtière.«En cherchant à comprendre pourquoi, j'ai constaté que, même s'il ne pleut pas beaucoup là-bas, le ruissellement des eaux en provenance du continent charrie des éléments nutritifs essentiels pour la croissance des palétuviers, raconte-t-il.Nous avons développé une technique très simple qui nous permet maintenant t- ¦ «w d'en faire pousser sur toute la côte.» Le système est en effet d'une simplicité déconcertante.On remplit d'abord un sac en plastique de fertilisant.Puis, avec les ongles, on perce trois trous à sa surface.Le sac est ensuite enterré et recouvert d'une petite plaque de fer, à 10 cm sous le sol, juste à côté du plant.Les mangroves reçoivent ainsi le phosphore, l'azote et le fer qui manquent dans l'eau de mer.«Sans rejets néfastes de fertilisants», précise Gordon Sato.Les résultats sont spectaculaires.«Pour les payer, nous avons donné quatre moutons à chacune des 35 familles qui travaillent avec nous à ce projet.Moins de cinq mois plus tard, la plupart avaient huit moutons.Les mangroves ont nourri leurs bêtes! Ils sont dorénavant riches, compte tenu du revenu moyen en Érythrée», se réjouit Gordon Sato.Il y a de quoi ! Son projet a d'ailleurs été exporté en Haïti.On utilisera bientôt sa technique dans la ville de Source Chaude.C.S.Juillet - août 2007 ! Québec Science 25 projets fous Une ville au-dessus des nuages m m ous descendez à quel étage ?Le 800e?55 m* Pas de problème, on y sera dans W 30 minutes ! » Bienvenue au X-Seed 4000, un projet de cité-montagne né de l’imagination d’ingénieurs de la Taisei Corporation, au Japon, au début des années 1990.L’idée ?Loger un million de personnes - Z ¦