Recueil d`articles scientifiques - Collège André

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Recueil d`articles scientifiques - Collège André
Decplus
Promotion 2010
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Un chercheur
retombe
toujours sur
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Recueil d’articles
scientifiques
Collège André-Grasset
Table des matières
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Mot de bienvenue
Par Jean-François Malicerte
Les pages qui suivent contiennent les articles des étudiantes et étudiants du programme
PLUS
enrichi DEC
en sciences de la nature (promotion 2010), rédigés à la session d’automne
2008.
Ces articles ont été écrits autour du thème « Un chercheur retombe toujours sur ses
pattes ». Cette phrase, qui fait référence aux espiègleries que nos amis les chats ont subies
au nom de la « science », sous-tend l’idée que derrière certaines recherches d’apparence
futile se cache le travail d’un chercheur dont la portée est plus conforme aux attentes que la
société peut avoir par rapport à la recherche scientifique. En effet, nos chercheurs, qui ne
sont pas toujours reconnus pour leurs talents de communication, présentent parfois des
travaux qui peuvent sembler plutôt inutiles et amusants de prime abord.
La lecture des différents articles de ce recueil vous montrera alors que certaines de ces
études sont en fait guidées par une application tout à fait utile et légitime alors que d’autres
peuvent, comme l’ont bien noté les étudiants, plutôt être qualifiées de récréatives. Ce thème
avait donc pour objectif de conduire à une première réflexion sur la place que prend le travail
des chercheurs dans la société, mais également de vous montrer la richesse des intérêts
PLUS
ainsi que les talents d’écriture des étudiants de cette promotion DEC
.
À tous les étudiantes et étudiants qui ont rédigé ces articles, merci : vous avez vaillamment
relevé le premier défi que le programme vous lançait !
Bonne lecture à tous et à toutes,
Jean-François Malicerte
PLUS
Coordonnateur de la promotion DEC
2010
3
DecPLUS - Recueil d
d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Alexandre Sauvé
Depuis quelques années, il est possible de
constater une hausse significative du nombre de
personnes souffrant de maux de tête chroniques. En effet,
plusieurs spécialistes attribuent ce phénomène à
l’évolution du comportement de la population, comme, par
exemple, une augmentation d’heures passées devant les
écrans d’ordinateur, contribuant ainsi à une fatigue
oculaire, qui mène inévitablement à des maux de tête, ou
encore le stress fréquent dans la vie des gens. Ainsi, les
personnes souffrant de maux de tête sont portées à ingérer
au quotidien des doses phénoménales de médicaments,
comme de l’ibuprofène, pour tenter de soulager leur
situation. C’est à la suite de cette constatation que Dr Yvan
Roy Schwab, professeur au département d’ophtalmologie
de l’Université de Californie, s’est penché sur la question
en étudiant un oiseau bien particulier qui ne semble pas
affecté par les maux de tête, nonobstant son mode de vie
plutôt secouant ! Par conséquent, il désirait approfondir les
connaissances sur les raisons physionomiques qui
permettent aux pics-bois de résister aux multiples chocs
cervicaux qu’ils s’infligent, sans subir aucun traumatisme
crânien. Ainsi, après une description des mécanismes
crâniens
du
pic-bois
et
de
ses
adaptations
physionomiques, je présenterai une mise en situation
générale de la recherche, et dresserai le profil du Dr
Schwab.
arbre à une fréquence aussi rapide que vingt coups la
seconde, pour un total de 12 000 coups par jour. En plus
de cette étonnante répétition, la vitesse de percussion
moyenne de chaque coup est de 26 km/h avec une force
d’impact équivalente à 1,2 kg, de quoi être secoué !
Ensuite, pour subvenir à leur besoin de se
nourrir et de se fabriquer un abri, la nature a pourvu le
pic-bois de plusieurs adaptations physionomiques
particulières, ainsi que d’un mécanisme facial très
développé capable de résister à un tel mode de vie.
Ainsi, leur crâne est principalement composé d’os
spongieux permettant un plus grand amortissement lors
des impacts avec le tronc des arbres, ce qui permet une
réduction notable des secousses subies au cerveau. De
plus, leur boîte crânienne étant particulièrement petite
comparée à la taille de leur cerveau, on retrouve,
contrairement aux humains, très peu de liquide
céphalorachidien, fluide se retrouvant entre le cerveau et
le crâne et servant d’amortisseur lors de brusques
mouvements de tête, réduisant alors le risque de contact.
Sans cette particularité, le pic-bois serait victime de
commotions cérébrales à répétition. Par conséquent, ils
sont protégés des traumatismes crâniens qui pourraient
survenir après une durée prolongée de coups. Par
ailleurs, on retrouve à la base du maxillaire inférieur, l’os
qui compose principalement le bec, un tissu bien spécial
appelé cartilage. Ce tissu possède plusieurs propriétés
utiles au pic-bois, comme la capacité de bien résister à la
tension et à la compression, tout en réservant une
certaine rigidité et souplesse aux structures qu’il soutient.
C’est donc de cette façon que le pic-bois se voit réduire
les chocs au cerveau que causent les puissants coups.
Une autre structure particulière et étonnante intervient
dans le processus d’amortissement. En effet, le maxillaire
inférieur est rattaché au crâne par de puissants muscles
qui ont la capacité de se contracter juste avant la frappe,
et donc d’acheminer la force d’impact à la base du crâne
sans affecter d’aucune façon le cerveau. Ce dernier est
donc épargné grâce à un ingénieux mécanisme
d’évitement.
Tout d’abord, Dr Schwab a mené une étude sur
les pics-bois, plus précisément sur la famille des
Dryocopus Pileatus, ayant pour but de découvrir pourquoi
ces derniers, malgré les multiples coups reçus au cerveau,
ne souffrent pas de détachements de la rétine, de
problèmes de cerveau ou de colonne vertébrale. Avant de
débuter l’explication scientifique de la cause, voici les
principales raisons qui poussent le pic-bois à pratiquer
cette technique. En effet, cet étrange comportement à
marteler le tronc des arbres avec leur bec provient
principalement du besoin qu’ils ont de se faire un abri, qui,
notons-le, peut atteindre d’impressionnantes dimensions,
soit jusqu’à dix centimètres de diamètre et soixante
centimètres de profondeur. De plus, cette habitude leur
permet de trouver de la nourriture, c’est-à-dire des petits
insectes, notamment des fourmis, se logeant sous l’écorce
des arbres et qu’ils attrapent grâce à leur langue longue
d’environ dix centimètres et recouverte d’une salive
visqueuse sur laquelle les insectes restent prisonniers. Par
ailleurs, les ornithologues s’entendent pour dire que le
tambourinage, plutôt bruyant et fracassant, aux troncs
d’arbres représente un moyen de communication avec les
autres colonies de pics-bois, tout en servant également de
signalement des délimitations territoriales. Ajoutons que,
grâce à un appareil photographique spécialisé, les
chercheurs ont pu observer le pic-bois lors de sa période
de frappe. En effet, ce dernier peut percuter le tronc d’un
7
9$+.+F$)'
Les pics-bois ont-ils des maux de
tête?
Outre les composantes musculaires qui
permettent à cet oiseau de résister aux impacts, le picbois possède un mécanisme particulier lui évitant des
blessures aux yeux. En effet, ce processus
consiste à éviter les détachements et les
hémorragies internes de la rétine. Cependant,
il n’a pas encore été objet d’étude, bien que
ses composantes probables soient connues.
Ainsi, l’œil du pic-bois possède une membrane
spéciale, appelée membrane nictitante, ayant
pour fonction de se refermer juste avant
l’impact du bec avec le tronc d’arbre, et qui
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
aurait pour but de protéger l’œil des débris de bois
produits lors de la frappe. Cette membrane contribuerait
aussi au maintien de l’œil dans sa cavité, sans quoi, sous
la puissante force à laquelle il est soumis, pourrait être
éjecté hors de l’orbite. En plus de ces multiples
caractéristiques, les chercheurs soupçonnent également
une protection supplémentaire qui protégerait l’œil des
impacts que celui-ci pourrait subir dans sa cavité. En
effet, la choroïde de l’œil, c’est-à-dire la membrane
interne qui tapisse la partie arrière de ce dernier,
contiendrait des mucopolysaccharides, une protéine
spécifique, qui lui conféreraient une souplesse
permettant son plus grand amortissement lors du
tambourinage. Par ailleurs, durant les périodes de
frappe, la pectine, une substance colloïdale gélifiante
dans le sang, serait responsable de la hausse de la
pression sanguine intraoculaire, ce qui permettrait
d’éviter les dommages à la rétine.
Somme toute, l’élucidation du mystère qui
régnait sur la raison de la particularité qu’ont les
pics-bois de pouvoir marteler des jours entiers des troncs
d’arbres parfois très durs sans avoir de séquelles n’a pu
mener à une solution médicale qui éradiquerait les maux
de tête chez les humains et ainsi leur permettre de
continuer leurs activités quotidiennes sans embûches.
Néanmoins, c’est grâce à un chercheur excentrique que
les scientifiques peuvent maintenant mieux comprendre
la physionomie crânienne du pic-bois, ainsi que tous les
mécanismes qui entrent en jeu lors des périodes de
tambourinage. Bref, peut-être qu’un jour un autre
chercheur aura l’audace d’étudier une espèce animale
qui elle, on l’espère, pourra faire avancer la science
biomédicale axée sur le bien-être des Hommes.
Médiagraphie
1. SCHWAB, Yvan R. Cure for a headache. [En ligne],
http://bjo.bmj.com/cgi/content/full/86/8/843
(Page consultée le 27 septembre 2008).
Dr Schwab a eu l’idée de mener une expérience
sur le comportement des pics-bois après s’être
questionné à savoir pourquoi ces derniers, malgré les
multiples coups reçus au cerveau, ne souffrent pas de
détachements de la rétine, de problèmes de cerveau, ou
encore de colonne vertébrale. Suite aux résultats
obtenus, Dr Schwab a bien vite réalisé que ces oiseaux
ont une adaptation crânienne particulière issue de leur
évolution ainsi qu’une physionomie de la tête bien
spéciale. Cette constatation a donc mis un obstacle à
l’idée de départ de l’étude qui était de mieux comprendre
les composantes anatomiques qui évitent aux pics-bois
des complications, et ainsi tenter d’appliquer les
principes
découverts
aux
maladies
humaines.
Cependant, il était prévisible d’arriver à une telle
conclusion, car Dr Schwab étudie des structures
physionomiques d’amortissement qui contribuent à la
diminution des maux de tête, alors que la cause de ces
derniers chez les humains est principalement due à des
composantes neurologiques qui n’ont rien à voir avec
l’anatomie, et qui sont vraisemblablement causées par
de mauvaises habitudes de vies, contrairement à des
phénomènes physiologiques.
2. UC DAVIS HEALTH SYSTEM. Ig Nobel prize for UC
Davis
Ophthalmologist.
[En
ligne],
http://www.ucdmc.ucdavis.edu/welcome/feature
s/20061011_ig_nobel_schwab/index.html (Page
consultée le 29 septembre 2008).
3. ORNITHOMÉDIA, Pourquoi les pics n'ont-ils pas mal à
la
tête.
[En
ligne],
http://www.ornithomedia.com/pratique/debuter/d
ebut_art56_1.htm
(Page consultée le 27 septembre 2008).
4. SCHWAB, Yvan R. Professor Yvan R. Schwab. [En
ligne],
http://www.qei.org.au/site/100721.asp
(Page consultée le 15 octobre 2008).
8
9$+.+F$)'
5. HARTMAN, Steve. Irreverent…Irrelevant…Ig Nobel.
[En ligne],
http://www.cbsnews.com/stories/2006/10/13/ass
ignment_america/main2089018.shtml?source=r
elated_story
(Page consultée le 16 octobre 2008).
Yvan
Roy
Schwab
est
professeur
d’ophtalmologie à la University of California Davis School
of Medecine. Il a été reçu médecin à la West Virginia
University School of Medicine pour ensuite compléter sa
résidence en ophtalmologie à la California Pacific
Medical Center et son fellowship en chirurgie cornéenne
à la University of California at San Francisco. En effet,
étant spécialiste des problèmes de cornée, ce médecin a
développé une technique de greffe cornéenne qui
régénère cette dernière en laboratoire pour ensuite
l’implanter chez les patients. Il a également pratiqué de la
chirurgie reconstructive en plus de s’intéresser aux
cataractes. À la suite de son étude, Dr Schwab a publié
son article dans la prestigieuse revue scientifique British
Journal of Ophtalmology en 2002 sous le nom de « Cure
for a headache », ce qui lui a valu la remise du prix Ig
nobel en 2006.
Les pics- Bois ont-ils des maux
de tête?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Adriana Petropoulos
l’anonymat et qu’elles n’avaient aucunement le droit de
révéler le fait qu’elles faisaient parties d’une étude
scientifique, leurs « clients » ne pouvaient donc pas
savoir où elles se trouvaient dans leur période, encore
moins si elles étaient en période fertile. Mais puisque
l’œstrus est censé être un phénomène « caché » (c’est
cette dernière déclaration que Miller réfute) il aurait
donc été impossible que les danseuses transmettent
des signaux fiables à leurs clients, ces derniers donnant
un pourboire proportionnellement à leur satisfaction du
service rendu.
C’est de notoriété publique que les hommes et les
femmes proviennent de planètes tout à fait différentes, si
ce n’est que par l’incapacité qu’éprouvent les deux sexes à
se comprendre, que ce soit même de façon minime.
Cependant, d’après des études récentes, il a été prouvé
qu’il existe un certain lien unissant les deux : l’œstrus, une
période de temps chez la femme où celle-ci se montre plus
attirante et désirable face aux hommes. Monsieur Geoffrey
Miller, qui a reçu un Ph.D. à Stanford University (en 1993)
a longuement étudié le comportement sexuel de l’homme
et les effets de l’ovulation de la femme sur les hommes qui
l’entourent. C’est ainsi qu’il a créé une équipe avec
d’autres chercheurs de l’Université du Nouveau-Mexique,
Albuquerque, se basant sur cette dernière hypothèse de
l’œstrus pour en élaborer une qui leur est propre : les
professionnelles de la danse-contact dans les bars de
strip-tease pour hommes se voient bénéficier d’un
pourboire considérablement plus élevé quand elles sont en
période d’ovulation, et ceci à cause de l’œstrus. Les
chercheurs sont arrivés à une telle conclusion en
examinant le montant de pourboire que ces femmes
faisaient en fonction de leur phase menstruelle.
Ceci étant dit et compris, des études strictement
expérimentales montrent que les hommes sont
indubitablement attirés et sensibles aux femmes
lorsqu’elles sont en stade d’œstrus. Cependant, ce n’est
qu’à travers la recherche de monsieur Miller que l’on a pu
appliquer ces résultats dans la vie de tous les jours,
puisque c’est ainsi qu’il a fait ses observations: en se
basant sur des personnes normales, dans des situations
des plus banales. Comment ? Ce chercheur a eu recours à
des moyens plutôt originaux pour montrer que les hommes
sont plus attirés aux femmes lorsqu’elles sont en période
d’ovulation :
il
s’est
donc
adressé
à
dix-huit
professionnelles de la danse-contact (aussi appelées des
« lap dancers ») motivées, calculant les pourboires qu’elles
recevaient sur un laps de temps correspondant à deux
mois. Puisque cette étude a duré soixante jours, toutes les
phases du cycle menstruel féminin ont été vues et prises
en considération. Puisque ces femmes sont restées dans
Suite aux soixante jours d’expérimentation
acharnée et minutieuse, les chercheurs ont finalisé la
banque de données remplie quotidiennement par les
danseuses. Ainsi, ils ont été capables de diviser le tout
en plusieurs groupes, selon la période menstruelle à
laquelle les danseuses se trouvaient, leur humeur à
cette date précise ainsi que le pourboire reçu. C’est
donc de cette manière que monsieur Miller et ses
compagnons ont été capables d’associer le caractère
des femmes qui n’étaient pas en phase
d’œstrus avec le montant d’argent gagné et
ainsi de suite. Les résultats étaient alors
extrêmement révélateurs : il a été montré
que les femmes en phase menstruelle
étaient plus fatiguées qu’à la norme et
qu’elles éprouvaient un certain ballonnement
auprès de leur ventre et leur visage. En cette
période-là, elles amassaient en moyenne un
Le pouvoir d’attraction
9$+.+F$)'
Premièrement,
il
est
primordial
à
la
compréhension de cet article que le mot « œstrus » soit
clair et saisi, alors de façon plus spécifique, l’œstrus est
une phase pendant laquelle la femme est au point le plus
fertile dans son cycle menstruel, dégageant une odeur
corporelle différente à la norme, présentant une peau plus
douce et des traits physiques considérablement plus
attrayants, la rendant ainsi plus irrésistible pour les
hommes. Il a été prouvé que même la femme se sent
différente lors de cette période, échangeant ses vêtements
habituels pour un accoutrement plus séduisant et
provocateur.
Comme mentionné précédemment, Miller a eu
recours à un peu plus d’une quinzaine de femmes se
spécialisant en « lap dancing ». Toutefois, ceci n’a pas
été sans recherche! Il a fallu faire de la publicité dans
les journaux, dans des revues et à la télévision, et de
toutes les femmes qui se sont présentées, seulement
une poignée d’entre elles étaient véritablement valides
et appropriées pour la recherche. Toutes devaient
travailler dans des bars dans la région d’Albuquerque
(question de limiter la superficie de recherche) pour une
durée minimale de cinq heures par période de travail
quotidienne. De plus, elles ont dû remplir un
questionnaire de quinze pages répondant à des
questions concernant leur cycle menstruel, leur
condition physique, leur attitude et leur expérience de
travail. Elles devaient aussi se vouer à se connecter à
un site Internet à chaque jour pendant les soixante jours
d’expérience, faisant un compte-rendu de leur journée,
c’est-à-dire décrivant leur humeur, leurs heures de
travail, le montant total de leurs pourboires et inscrivant
la date à laquelle elles se trouvaient dans leur cycle
menstruel. Toute cette information serait par après
utilisée et analysée dans les plus profonds détails.
9
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
total de US180$ par jour. Celles qui étaient en phase dite
« normale » accumulaient environ US260$ par période de
travail, et celles qui étaient en phase d’œstrus (c’est-à-dire
en phase fertile) faisaient un grand total de US360$ par
journée! Un autre effet retrouvé lors de la recherche? Les
danseuses qui utilisaient un moyen de contraception quel
qu’il
soit
étaient
sujettes
à
des
pourboires
considérablement inférieurs à ceux reçus par les femmes
ayant un cycle menstruel normal et naturel. Tout ceci se
résume par une phrase : les danseuses en période
menstruelle ont toutes bénéficié d’un pourboire nettement
inférieur à quand elles se trouvaient en phase fertile.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1- PSYCHOLOGY UNM. Psychology Faculty
[En ligne],
http://www.unm.edu/~psych/faculty/lg_gmiller
.html
(page consultée le 2 novembre 2008)
2- SCIENCE MAGAZINE. Constance Holden
[En ligne],
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content
/full/sciencenow;2007/1005/2
(page consultée le 2 novembre 2008)
C’est donc ainsi que les chercheurs ont pu créer
un lien sûr entre le cycle menstruel de la femme (en
général) et son attirance face aux hommes
dépendamment de la phase dans laquelle elle se trouve.
Cette étude montre que les hommes ont la capacité de
savoir quand une femme est le plus fertile puisque celle-ci
envoie des signaux comportementaux subtils que les
hommes sont pleinement capables de détecter.
Cependant, cette recherche ne va pas aussi loin que de
dire si c’est une odeur corporelle ou un changement
physique qui est à l’origine de cette attraction entre les
sexes.
3- THE NAKED SCIENTISTS. Chris Smith
[En ligne],
http://www.thenakedscientists.com/HTML/arti
cles/article/science-in-the-lap-of-luxury-1/
(page consultée le 2 novembre 2008)
4- THE PRIMATE DIARIES.
[En ligne],
http://primatediaries.blogspot.com/2007/08/ey
e-of-beholder.html
(page consultée le 2 novembre 2008)
Toutefois, cette recherche possède des
limitations évidentes, comme la petite taille de l’échantillon
qui correspond à dix-huit professionnelles de la dansecontact, puisque des résultats trouvés dans un petit
échantillon comme celui-ci ne sont pas nécessairement
reproductibles
dans
une
population
entière.
Deuxièmement, l’argent gagné des pourboires était
autoproclamé par les danseuses et demeure une
possibilité d’erreur puisque cela peut considérablement
falsifier les résultats si celles-ci n’étaient pas honnêtes.
5- THE PRIMATE DIARIES
[En ligne],
http://primatediaries.blogspot.com/2007/10/ev
olutionary-lap-dance.html
(page consultée le 2 novembre 2008)
Le pouvoir d’attraction
10
9$+.+F$)'
Finalement, des études comme celle-ci peuvent
nous révéler beaucoup de secrets sur la nature humaine
et l’impact économique que cela peut avoir. Peut-être estce une fausse conception que l’homme diffère tant de la
femme, puisque l’œstrus de la femme semble créer un lien
dans le subconscient des humains. Il serait intéressant de
voir si l’œstrus pourrait potentiellement avoir un effet
important dans la société… Peut-être est-ce un pur hasard
que la générosité des hommes accroît toujours lorsque la
femme est en ovulation, mais comme monsieur Miller se
l’est demandé, « les femmes devraient-elles fixer des
entrevues pour des emplois en fonction de la date à
laquelle elles se trouvent dans leur cycle menstruel? ». S’il
est vrai que la femme possède ainsi un certain pouvoir
dans le subconscient des hommes, cela occasionnerait
peut-être des hauts cris chez les hommes de ce monde…
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Alexandra Drouin-Paquette
Envie d'une petite gâterie pour vous détendre? Le
chocolat noir, en plus d'avoir un effet antidépresseur, est
excellent pour la santé. Il contient des flavonoïdes qui
agissent comme antioxydants, ce qui diminue la formation
de radicaux libres et qui, par conséquent, ralentissent le
vieillissement des vaisseaux sanguins. De plus, les
flavonoïdes diminuent la pression artérielle par le biais de
production d'acide nitrique et diminuent le taux de mauvais
cholestérol (LDL). Quoi de mieux pour nettoyer un peu
votre système? Tout en pensant aux bienfaits que cela lui
apportera, vous décidez de partager cette gâterie avec
votre chien. En fait, ce n'est que le commencement d'un
cauchemar digestif pour lui! Le docteur Kevin Fitzgerald
étudie l'effet nocif du chocolat et nous le présente dans son
article intitulé « Chocolate Poisoning in Dogs ». Dans cet
article, j'élaborerai sur les points suivants : la mise en
situation du domaine dans lequel s'inscrit l'étude, les
objectifs, les caractéristiques de l'étude, l'évaluation
critique des résultats, une courte biographie du docteur
Fitzgerald et les liens avec les autres effets chez les
humains.
la cause de l'intoxication tout en étant reliée à la quantité
ingérée, bien sûr. Le docteur Fitzgerald vient donc à la
conclusion suivante : il faut entre 250 et 500
milligrammes de théobromine par kilogramme (poids du
chien) pour que ce composé soit mortel. Toutefois, une
plus petite quantité suffit pour que votre chien soit
extrêmement intoxiqué. Il note également les signes et
symptômes du chien lorsqu'il est contaminé. Il note la
présence de vomissements, de diarrhée, un besoin
d'uriner fréquemment et des nausées. Il remarque aussi
de l'arythmie et des crises cardiaques.
Tout d'abord, parlons un peu des composés du
chocolat qui font que celui-ci peut être nocif ou bon pour la
santé. Le chocolat en composé en majorité de caféine et
de théobromine, deux composés provenant du cacao. Ce
sont deux composés chimiques qui stimulent l'activité
neurologique. La théobromine est l'élément responsable du
goût amer du chocolat. Le chocolat contient aussi des
composés phénoliques et des flavonoïdes qui sont des
antioxydants et qui sont des composés qui préviennent les
crises cardiaques chez les êtres humains. Le
phényléthylamine est un composé très important du
chocolat car c'est celui-ci qui fait qu'on aime tant le
chocolat. Ce composé agit au niveau du cerveau de façon
à libérer des endorphines, ce qui explique les effets
agréables du chocolat. Ce composé est communément
appelé la « drogue de l'amour », car il imite les activités
neurologiques d'une personne en amour. Le docteur
Fitzgerald s’est surtout intéressé à la théobromine, le
composé chimique du chocolat qui est toxique pour le
chien. Il étudiait ce composé pour déterminer les effets
pathogènes engendrés par celui-ci et pour mieux
comprendre pourquoi ce composé ne nous affecte pas
autant qu'il affecte les chiens. Bien avant cette découverte,
la théobromine était utilisée comme dilatateur sanguin,
notamment lors d’une crise d'angine de la poitrine. Il
permet aussi, comme mentionné plus haut, la dilatation
des vaisseaux sanguins, ce qui diminue la pression
sanguine. Ce composé a alors un bon effet sur la santé
humaine. Cependant, la demi-vie de la théobromine chez
un chien est de dix-sept heures et demie, contrairement
aux humains qui elle, est d'une durée de deux à trois
heures. La présence prolongée de théobromine serait donc
Ainsi,
son
étude
comporte
plusieurs
caractéristiques intéressantes. Il y a présence de tests
contrôlés de façon à déterminer l'effet de différents types
de chocolats selon leur composition et leur concentration
de cacao et, par conséquent, de théobromine. Par
exemple, le chocolat au lait contient entre 44 et 60
milligrammes de théobromine par once de chocolat
tandis que le chocolat de cuisson non sucré lui contient
450 milligrammes de théobromine par once. Il détermine
aussi la quantité exacte de chocolat à ingérer pour que la
dose soit létale. Il présente aussi plusieurs cas
d'intoxication et de décès dus au chocolat, soit un petit
chien saucisse de 20 livres qui a ingéré trois quarts de
livre de chocolat au lait qui se retrouve gravement
intoxiqué et un chien de 22 livres qui décède après avoir
ingéré 2 livres de chocolat de cuisson non sucré.
De plus, cette étude est, d'un point de vue
critique, une étude complète et pertinente. Elle présente
l'élément toxique du chocolat par rapport aux autres
éléments. Dr Fitzgerald effectue une expérience
contrôlée avec des informations basées sur son
expérience ainsi que des faits tirés d'études antérieures.
Beaucoup
d'autres
chercheurs
et
professionnels en viennent aux mêmes
conclusions, notamment le Dr Ernest E.
Ward, un vétérinaire ayant reçu des prix
d'excellence en pratique nationale et qui a
beaucoup publié de thèses. Ce sujet fait
maintenant l'objet de plusieurs articles et est
publié comme étant l’une des plus grandes
intoxications chez les chiens dans divers
11
9$+.+F$)'
Le chocolat, une gâterie
mortelle pour votre chien?
Ensuite, l'objectif de la recherche du docteur est
sans aucun doute de pouvoir mieux différencier une
intoxication au chocolat des autres pathologies ayant les
mêmes symptômes. Il cherche aussi à sensibiliser la
population, puisqu'il publie sur ce sujet et que cette étude
touche la population entière. En tant que vétérinaire, il
cherche aussi à élargir ses connaissances sur le régime
alimentaire de ses patients et des différentes
intoxications et maladies que ce régime peut engendrer.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
articles vétérinaires. Le docteur Fitzgerald a aussi été
invité à diffuser cette étude sur la chaîne reconnue Animal
Planet.
Médiagraphie
Le Dr Kevin Fitzgerald est un vétérinaire qui fait
de la pratique générale. Lorsqu'il est entré à l'université, il
a été refusé en médecine vétérinaire. Il a alors fait une
maîtrise et un doctorat en philosophie, ce qui lui permet
d'enseigner à l'Université d’Hawaii. Après huit ans, il a
finalement été admis en médecine vétérinaire. Pendant
ses études, il a été portier pour des célébrités en tournée
comme Bob Marley et Elvis. Il a gradué en 1983 de l'école
vétérinaire de la Colorado State Univesity et a commencé
à travailler en 1985 au sein de l'équipe de Alameda East.
En quinze ans, il voit des milliers d'animaux et devient un
spécialiste surtout pour les animaux exotiques. Il performe
maintenant beaucoup devant la caméra, notamment sur la
chaîne télévisée Animal Planet où il vient partager son
expertise avec les propriétaires d'animaux domestiques.
1- DRIBEN, Lisa. «Chocolate Treats Potentially Toxic
to Dogs », The Hamilton Spectator, [En ligne],
(5 février 2004) dans Eureka. (Page consultée
le 13 novembre 2008).
2- LUBRINA, François. « Les dangers du chocolat »,
La Presse, [En ligne], (4 février 2006), dans
Bibio Branchée. (Page consultée le 13
novembre 2008).
3- AINSWORTH, Claire. « Death by chocolate – is it
possible? », New Scientist, [En ligne], volume
196, numéro 2636, (22 décembre 2007), pages
40-41, dans Eureka. (Page consultée le 13
novembre 2008).
Finalement, la théobromine ne demeure pas sans
effet chez les êtres humains. Comme la caféine, la
théobromine est un dérivé du méthylxanthine qui a un
effet de vasodilatation et de relâchement musculaire. La
grande différence entre la théobromine et la caféine est
que la théobromine est un stimulant positif sur l'humeur
qui dure plus longtemps. Ce composé est également
utilisé comme diurétique, comme vasodilatateur et est
présenté comme un stimulant cardiaque.
4- FITZGERALD, Kevin. Pet First Aid : Chocolate
poisoning in dogs by Dr. Kevin Fitzgerald. [En
ligne],
http://www.apogeecomgrp.com/drkevin/chocola
te.html (Page consultée le 7 novembre 2008)
12
9$+.+F$)'
5- ANIMAL PLANET. Animal Planet : Meet the Evets.
[En
ligne],
http://animal.discovery.com/fansites/evets/meet/fitzgerald.html (Page consultée le 4
novembre 2008)
En conclusion, ce sujet de recherche peut nous
sembler anodin au départ, mais il est bien plus que ça!
L'étude effectuée par le Dr Fitzgerald permet de mieux
comprendre les effets du chocolat chez les animaux et,
par conséquent, de mieux diagnostiquer une intoxication
par théobromine chez notre animal de compagnie vis-à-vis
une autre pathologie. Elle nous permet aussi de
comprendre les différences d'anatomie entre les chiens et
les humains. Il est curieux que le chocolat provoque la
même réaction chez les chats, mais qu'on en parle moins.
En fait, ce n'est qu'une différence d'alimentation qui fait
que les chats ne mangent pas de chocolat, donc ils ne
tombent pas malades. Le chocolat, malgré certains côtés
négatifs, est tout de même un aliment qui est en majorité
« bien ». Certains chercheurs ont même découvert
qu’Escherichia coli dégrade le chocolat pour produire de
l'hydrogène qui serait potentiellement le prochain
carburant à automobile. Cette gâterie nous sauvera-t-elle
d'une crise du pétrole?
Le chocolat, une gâterie
mortelle pour vitre chien?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Andréanne Didillon
Lorsque vient le temps d’acheter un produit, nous
nous basons bien souvent sur l’image de l’emballage ou
l’apparence générale pour en déduire s’il nous convient.
« Ce gâteau semble tellement bon » dirons-nous en
voyant, sur la boîte, l’image d’un appétissant gâteau au
chocolat. Nous nous faisons donc une idée de la fraîcheur
et du goût des aliments en nous basons sur nos
perceptions visuelles. Cependant, qu’en est-il de nos
autres sens? Si le produit est bien frais, il sera possible de
sentir l’odeur qui s’en dégage et au contraire, s’il est plutôt
en train de moisir, il sera également possible de sentir une
odeur de fermentation. Pour ce qui est du toucher, il est
également possible de déduire la fraîcheur d’un aliment
assez facilement. Et l’ouïe dans tout cela? Justement, deux
chercheurs ont mené, à l’Université Oxford en Angleterre,
une expérience pour tenter de découvrir jusqu’à quel point
le sens de l’ouïe est relié à celui du goûter. Le Dr
Massimiliano Zampini s’est donc joint au Dr Charles
Spence afin de déterminer le rôle de signaux sonores sur
la qualité croustillante et la fraîcheur perçues en mangeant
des croustilles. Ainsi, j’aborderai premièrement les objectifs
visés par la recherche, par la suite, j’expliquerai les
caractéristiques du projet et finirai par une courte
présentation du Dr Spence et du laboratoire où il travaille.
.
En premier lieu, l’objectif du Dr Spence et de son
collègue, le Dr Zampini, était de déterminer si la perception
de croustillance et de fraîcheur de croustilles ou chips
pouvait être affectée par la modification des sons produits
lors de la croquée. Ils étudiaient donc, plus précisément, le
lien entre les sens de l’ouïe et du goûter. Pour ce faire, ils
ont recruté des participants qui ont accepté de prendre part
à leur recherche intitulée The Role of Auditory Cues in
Modulating the Perceived Crispness and Staleness of
Potato Chips. Les volontaires devaient, à l’aide d’un
système de pédales reliées à un ordinateur, donner leur
appréciation de la croustillance et de la fraîcheur des
croustilles après avoir croqué dans celles-ci avec leurs
dents de devant. Les conditions étaient les suivantes : les
participants, payés cinq livres (5£), étaient assis à une
table dans une chambre insonorisée. Ils portaient un
casque d’écoute afin d’entendre les sons captés grâce à
un micro placé devant eux. Leur rôle était de croquer dans
des croustilles de marque Pringles. Pourquoi cette marque
en particulier me demanderez-vous? Puisque cette
compagnie, contrairement aux autres, produit des chips
selon un processus hautement surveillé pour s’assurer
d’obtenir des croustilles toutes identiques de forme, de
taille et de texture. Les chercheurs pouvaient ainsi être
certains de réduire au minimum les facteurs liés au produit
lui-même. Ce que les volontaires ignoraient, c’est que les
sons entendus n’étaient pas nécessairement ceux qu’ils
produisaient.
Pour « répondre », c’est-à-dire donner leur
appréciation, les volontaires devaient appuyer avec leurs
pieds sur les pédales pour ainsi « qualifier » les deux
critères dont il est question depuis le début : la
croustillance et la fraîcheur des chips. La croustillance
était évaluée par une seule croquée avec les dents de
devant. Les deux chercheurs avaient choisi cette
méthode dans le but de collecter leurs données de façon
régulière et uniforme, mais également car c’est ce que
recommandait des études réalisées par d’autres groupes
d’experts. Par exemple, une équipe de chercheurs
composée de deux Belges et d’un Néo-Zélandais avait
conclu, dans une recherche effectuée en 2002, que
c’était la toute première bouchée qui permettait de juger
de la « croustillance » des pommes de variété Royal
Gala. Ainsi, en utilisant cette approche, Zampini et
Spence étaient certains d’obtenir des résultats plus clairs
et plus fiables.
Les résultats furent les suivants : Zampini et
Spence conclurent que les croustilles étaient perçues
comme étant plus croustillantes et plus fraîches lorsque
le niveau du son entendu était amplifié électroniquement,
et les hautes fréquences intensifiées, et ce sur l’intervalle
allant de 2 à 20 kiloHerzt. Conclusion : l’ouïe joue bel et
bien un rôle quand à la perception de la croustillance et
de la fraîcheur des chips et ces perceptions sont d’autant
plus favorables lorsque les sons émis sont d’une plus
grande intensité. Autrement dit, plus les chips font du
bruit lorsque nous les mangeons, plus elles semblent
bonnes au goût.
Le Dr Charles Spence est chef du
Crossmodal Research Laboratory, laboratoire
situé dans le Département de Psychologie
Expérimentale de l’Université Oxford. Il y étudie
depuis plusieurs années le fonctionnement du
cerveau et ses caractéristiques. Il s’intéresse
plus particulièrement à la façon dont l’humain
13
9$+.+F$)'
Le bon goût des croustilles, une
question de son?
En effet, les chercheurs altéraient parfois le son
électroniquement afin de savoir si les réponses des
participants changeaient selon la variation des sons
entendus. Les sons étaient donc soit complètement
fidèles, soit intensifiés électroniquement. Il arrivait même
que seules les hautes fréquences du « croc » de la
croquée soient intensifiées. Ces variations servaient,
encore une fois, à vérifier leur hypothèse. Si un
répondant enregistrait une certaine réponse de
satisfaction alors que le son était normal et que cette
réponse changeait alors que ledit répondant mangeait
exactement le même échantillon de croustilles, mais avec
un son amplifié, ils pourraient conclure qu’il y a bel et
bien un lien entre l’intensité du son entendu, la
croustillance et la fraîcheur perçues.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
perçoit le monde qui l’entoure et à tout le processus
cérébral qui s’occupe du traitement l’information transmise
par nos activités multi sensorielles quotidiennes. Le Dr
Spence est professeur de psychologie expérimentale et
également maître de conférences de l’Université
(University Lecturer) dans ce domaine. Sur une période
d’un peu plus de dix ans, il a publié au-delà de 250 articles
dans plusieurs revues et journaux scientifiques reconnus.
Il a mené de nombreuses recherches en collaboration
avec des chercheurs originaires de partout à travers le
monde et est même consultant auprès de quelques
multinationales pour lesquelles il étudie les applications
d’un design « multi sensoriel » à plusieurs niveaux dans
ces entreprises.
Médiagraphie
1- ABRAHAMS, Marc. « Crisp sounds ». The Guardian,
[En ligne], (23 mai 2006), dans Eureka. (Page
consultée le 13 novembre 2008).
Professeur émérite, le Dr Spence a reçu de
prestigieux prix au cours des dernières années dont le prix
de la Société de Psychologie Expérimentale (the
Experimental Psychology Society prize) en 2002, le prix
Paul Bertelson de la Société Européenne pour la
Psychologie Cognitive (the Paul Bertelson Prize from the
European Society for Cognitive Psychology) en 2003, et,
en 2005, le prestigieux Friedrich Wilhelm Bessel Research
Award, une récompense de la Fondation Alexander von
Humboldt, d’origine allemande.
2-
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE, Crispness judgement of Royal
Gala apples based on chewing sounds, [En
ligne],
http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=136
78729 (Page consultée le 13 novembre 2008).
3-
THE BRITISH PSYCHOLOGICAL SOCIETY.
Professor Charles Spence, Oxford University,
[En
ligne],
http://www.bps.org.uk/ac2007/prog_details/charl
esspence.cfm (Page consultée le 13 novembre
2008).
4- CROSSMODAL RESEARCH LABORATORY, Prof
Charles
Spence,
[En
ligne],
http://psyweb.psy.ox.ac.uk/xmodal/members.ht
m (Page consultée le 13 novembre 2008).
14
5-
THE MEDICAL SCIENCES DIVISION, OXFORD
UNIVERSITY, Chales Spence - Neuroscience,
[En
ligne],
http://www.neuroscience.ox.ac.uk/directory/charl
es-spence (Page consultée le 13 novembre
2008).
6-
LUDDEN, Geke D. S. et Hendrik N. J.
SCHIFFERSTEIN. « Effects of Visual-Auditory
Incongruity on Product Expression and
Surprise », International Journal of Design, vol.
o
1, n 3, décembre 2007, p.29-39.
9$+.+F$)'
Pour conclure, il existe un lien certain entre
chacun de nos cinq sens, et le cerveau humain, véritable
merveille de technologie, nous surprendra toujours par sa
complexité et ses capacités extraordinaires, dont plusieurs
nous sont encore inconnues. Les travaux du Dr Spence,
dévoué depuis plusieurs années à trouver ces
connexions, nous permettent de faire avancer la science
et notre compréhension du monde biologique. C’est grâce
à son expertise dans le domaine qu’il a été possible de
démontrer que plusieurs actions quotidiennes mettent en
jeu plus d’un de nos sens, sans que nous en soyons
réellement au courant. Cette recherche en est un parfait
exemple, car qui aurait pu imaginer que l’ouïe soit reliée
au goût et à la fraîcheur des aliments? Ainsi, les docteurs
Zampini et Spence ont prouvé, grâce à cette étude, que
lorsque nous mangeons des croustilles, nous avons
l’impression que les chips sont plus savoureuses et
fraîches si nous entendons un bruit plus intense. Ceci
n’est qu’un seul exemple des prouesses impressionnantes
que peut accomplir le cerveau humain qui, rappelons-le
n’est utilisé qu’à 10% de sa capacité. Peut-être un jour
percerons-nous les mystères cérébraux et serons-nous en
mesure de toucher une odeur ou bien même de sentir un
bruit.
Le bon goût des croustilles, une
question de son?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Anne-Marie Claveau
fragile qu’il se brise, s’émiette. De plus, la façon dont le
biscuit devient à la base humecté découle du fait qu’il est
constitué de pores et de canaux se connectant entre eux.
Une fois que le thé ou le café accède à ces canaux, une
action capillaire fait en sorte que le liquide est absorbé et
dirigé vers les canaux moins atteignables du biscuit.
Ensuite, Fisher s’est interrogé sur la façon optimale de
tremper un biscuit dans un liquide chaud. Pour ce faire,
Fisher a utilisé une vieille équation de physique
provenant des années 1920 pour prédire le nombre de
temps que cela prend avant qu’un liquide chaud comme
le thé ne pénètre totalement dans un biscuit. Plus
concrètement, il fit plusieurs expérimentations impliquant
l’utilisation de l’or, d’un microscope, d’une machine à
rayons X et de balances analytiques afin de comparer
diverses méthodes de trempage. Ses résultats sont les
suivants : un biscuit gingernut doit être trempé trois
secondes alors qu’un biscuit digestif, huit. Pour ce qui est
de la technique de trempage, il suggère une méthode
comportant un trempage horizontal du dessous du
biscuit. Par après, il faudrait secouer le biscuit de haut en
bas pour que la partie sèche donne du soutien à celle
mouillée. Pour ma part, je soutiens que le trempage de
biscuit est une question de goût, et donc relatif à chacun.
Les résultats sont peut-être concluants par rapport aux
goûts de Fisher, mais pas nécessairement par rapport
aux miens. C’est une expérience non reproductible,
puisque chacun obtient des résultats qui diffèrent,
dépendant de l’expérimentateur, de la sorte de biscuit, de
la température du biscuit, etc. Aussi, ce n’est pas un sujet
objectif et il ne peut être sujet à argumentation et à la
recherche, car, en matière de goûts, tous ont raison.
C’est le principe de la relativité. Pour en revenir à ses
expériences, Fisher se servit de ses résultats pour
pousser davantage ses recherches. Un an plus tard,
Fisher s’intéresse à la saveur du biscuit trempé. Ainsi, il
se penche sur deux facteurs déterminants : le goût et
l’odeur. Pour comprendre le rôle de l’odeur, Fisher et son
équipe insèrent un tube dans les narines de cobayes
humains. Chaque particule dans l’air pouvait ainsi être
analysée séparément. Cette fois-ci, Fisher découvre que
le lait a la propriété de rendre le biscuit onze fois plus
savoureux que s’il était consommé tout seul. Cette
conclusion s’expliquerait par les matières grasses
retrouvées sous forme de gouttes en suspension dans le
lait. Celles-ci auraient la capacité d’absorber
les molécules de goût et de les laisser agir
plus longtemps sur la langue. Par ailleurs, un
liquide chaud et sans lait transporte les
molécules
de
saveur
directement
à
l’œsophage. Les saveurs n’ont donc pas le
temps d’être perçues par les papilles
gustatives et les nerfs olfactifs. Aussi, lorsque
le biscuit est trempé dans un breuvage sucré
Tout d’abord, l’industrie agro-alimentaire est un
secteur très présent dans la société actuelle. En effet, que
ce soit dans le secteur primaire, secondaire ou tertiaire,
beaucoup de travailleurs sont nécessaires pour assurer le
bon roulement de cette économie indispensable, générant
une somme d’argent importante chaque année. Parmi les
scientifiques impliqués, on retrouve beaucoup de
professionnels
responsables
de
l’avancement
technologique, faisant en sorte que plusieurs sciences
comme la chimie alimentaire et la physique sont au cœur
de la production. Il faut alimenter le plus de gens possible
de façon sécuritaire, économique, sans perdre de vue le
côté palatable ou plaisant de l’alimentation. Les progrès
servent alors à améliorer le système d’ensemencement, de
la conservation, du transport des aliments ou autres.
Fisher, quant à lui, s’est intéressé à la façon dont il pourrait
aider l’industrie à composer des aliments plus savoureux.
De là est venue son idée de contribuer à l’amélioration des
biscuits de McVitie's, manufacture finançant le projet de
Fisher. Selon lui, certains biscuits manufacturés sont trop
secs et rigides pour que les consommateurs puissent les
apprécier sans les tremper, c’est-à-dire que certains
biscuits sont bons uniquement lorsqu’on les trempe. Ayant
à cœur la rentabilité de son produit, c’est donc avec cette
perspective en tête que Fisher s’est lancé dans ses
recherches.
Les études de Len Fisher se sont déroulées en
trois temps. Ses recherches se sont tout d’abord orientées
vers la composition chimique d’un biscuit. Il a alors
constaté qu’un biscuit était en fait des grains collés
ensemble par du sucre. Le liquide chaud dissout
cependant ce sucre, rendant la structure du biscuit si
Quelle est la meilleure façon de tremper
un biscuit pour obtenir un goût optimal?
15
8<$:$)'
Depuis
près de vingt ans, les
IG-Nobels
couronnent chaque année dix chercheurs ayant fait des
études remarquablement bizarres ou absurdes. Ces prix
sont décernés à l’Université de Harvard sous la direction
de la revue scientifique humoristique Annals of Improbable
Research. En fait, le critère de sélection est que la
recherche ne doit pas être reproductible, ce qui constitue
donc une importante faille à la méthode scientifique
traditionnelle. Conséquemment, les catégories varient
légèrement d’année en année, mais les domaines
scientifique et alimentaire restent toujours les catégories où
l’on retrouve le plus de recherches à teneur plus ou moins
sérieuse. En 1999, ce fut le chercheur britannique Len
Fisher de l’Université de Nottingham qui se démarqua dans
le secteur de la physique avec son projet sur la meilleure
façon de tremper un biscuit pour obtenir un goût optimal.
Ainsi, pour bien saisir son entreprise scientifique, il est
inévitable d’exposer les buts premiers de Fisher, les
différents aspects et les résultats de sa recherche de
même qu’un portrait sommaire de sa carrière scientifique.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
comme la limonade, celui-ci est dix fois moins savoureux.
Encore une fois, j’ai de la misère à comprendre comment
on peut quantifier la saveur du biscuit. Nulle part on
mentionne avec précision les techniques utilisées pour
arriver à de tels résultats. Il faut donc prendre cette étude
à la légère et rester sceptique quant à la fiabilité des
résultats.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1- SCIENCE IN EVERYDAY LIFE. Len Fisher. [En
ligne],
http://www.lenfisher.co.uk/academic/index.html
(Page consultée le 11 novembre 2008).
2- DOCTISSIMO. Quand la science déraille. [En
ligne],
http://www.doctissimo.fr/html/sante/mag_2000/
mag0721/sa_2030_pipo.htm
(Page consultée le 11 novembre 2008).
Enfin, Len Fisher possède un bon bagage
scientifique. Il a d’ailleurs inventé des instruments de
mesure qui permettent de calculer la force d’adhésion.
Ces derniers sont encore utilisés aujourd’hui dans de
nombreux laboratoires. Aussi, son principal intérêt est la
chimie de surface, science qui s’intéresse au lien entre les
surfaces des matériaux et leur comportement. Cependant,
ses recherches sont plus orientées vers la physique et la
biologie. De plus, en dehors des périodes de sa vie qui
furent consacrées à l’étude de phénomènes scientifiques,
Fisher passe une bonne partie de son temps à essayer de
rendre la science plus accessible à tous. Il trouve
important de se préoccuper des problèmes concernant la
vie quotidienne. Pour ce faire, il donne des conférences
dans des écoles, des entrevues à la radio, et il écrit des
articles de journaux et des livres, son plus connu étant
« How to Dunk a Doughnut ». Ainsi, le sujet du trempage
de biscuits lui a valu un bestseller. Par conséquent, ce
sujet très tendance en Angleterre fait aussi profiter la
manufacture McVitie's, la compagnie qui finance le projet
de Fisher. En effet, cette dernière possède des sortes de
biscuits spécialement faits pour le trempage qui font fureur
sur l’autre continent. C’est la marque de biscuit la plus
vendue en Angleterre.
3- ABC GREAT MOMENTS OF SCIENCE. Biscuit
dunking physics. [En ligne],
http://www.abc.net.au/science/articles/2000/02/0
3/97177.htm?site=science/greatmomentsinscien
ce (Page consultée le 12 novembre 2008).
4- BBC NEWS. No more flunking on dunking. [En
ligne],
http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/220400.stm
(Page consultée le 12 novembre 2008).
5- FIRST SCIENCE. The science of dunking. [En
ligne],
http://www.firstscience.com/site/articles/dunking.
asp (Page consultée le 12 novembre 2008).
Quelle est la meilleure façon de tremper un
biscuit pour obtenir un goût optimal?
16
8<$:$)'
Somme toute, la meilleure façon de tremper un
biscuit est un problème qu’a essayé de résoudre Len
Fisher, un scientifique fasciné par les problèmes
quotidiens qu’il croit surmontables par la science. Avec
l’aide financière de la compagnie McVitie's, il mène des
recherches dont il tire des résultats très précis et une
méthode de trempage assez drastique. D’abord, il s’est
investi sur la théorie du trempage, puis, sur les meilleures
associations de liquides et de biscuits possibles.
Considérant le fait qu’il soit financé par une compagnie de
biscuits, il serait raisonnable de se questionner sur la
véracité de ses résultats en lien avec les intérêts mêmes
de la compagnie. Derrière cette étude qui semble plutôt
futile, des intérêts de vente peuvent être dissimulés. En
effet, comme c’est une étude qui ne peut être vérifiée
puisqu’elle n’est pas reproductible, il se peut que la
compagnie utilise les résultats pour affirmer produire des
biscuits conformes aux conditions d’un trempage ayant
bien meilleur goût. Bien que ce ne soit qu’une théorie
avancée, il est toujours bien pertinent de s’assurer que le
fournisseur financier n’a pas d’intérêt de ventes à soutirer
à la noble discipline qu’est la science.
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d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#/']'4%&$).'Ic'1$:+&/V'8<#$/*+,<)#';c'8<%H#$/'
Vous avez peut-être déjà fait ce fameux test
disponible sur Internet durant lequel il faut compter le
nombre de passes d’une équipe de basketball. Si oui,
vous comprenez assurément pourquoi le gorille traversant
l’écran durant le milieu du test est, en quelque sorte,
« invisible ». En effet, au fur et à mesure que l’attention
d’une personne converge vers une tâche précise
demandant un certain niveau de concentration, la qualité
de la perception de son environnement baisse rapidement.
Après tout, il arrive souvent, par exemple, que le niveau
de concentration exigé par un problème de mathématiques
isole celui qui tente de le résoudre, tant et si bien que ceux
désirant s’adresser à lui devront hausser le ton ou claquer
des mains pour capter son attention. Les chercheurs
Daniel J. Simons et Christopher F. Chabris du département
de psychologie de l’Université Harvard se sont d’ailleurs
penchés sur le sujet. Ils se sont posé les questions
suivantes : « À quel degré les détails visuels que nous
percevons sont-ils représentés par le cerveau et quel rôle
joue le niveau d’attention de l’observateur dans ce
procédé?».
Tout d’abord, nous commencerons par
explorer leurs travaux de recherche dans le but de pouvoir
analyser leurs résultats de façon appropriée par la suite.
Finalement, nous chercherons à mieux connaître ces deux
chercheurs et leur organisme.
L’expérience menée par les deux chercheurs
peut paraître assez simple, mais elle demande la
considération d’un nombre important de facteurs. De
plus, il va sans dire qu’il est difficile d’étudier un des cinq
sens, car l’acuité des sens (en particulier la vision) varie
sensiblement d’une personne à l’autre.
Pour ce qui est du matériel, quatre
vidéocassettes ont été préparées. Toutes les quatre
représentent six joueurs de basketball se passant deux
ballons orange. Trois joueurs sont habillés en noir et
trois joueurs en blanc. Les joueurs ne passent le ballon
qu’aux joueurs portant la même couleur de chandail que
la leur. La séquence de passes est régulière, c’est-à-dire
que le joueur 1 passera toujours au joueur 2 qui lui
passera toujours au joueur 3 qui repassera au joueur 1 et
ainsi de suite. Sur chacun des quatre films, un
événement inattendu se produit. Dans deux des cas, 45
secondes après le début du film, une femme déguisée en
gorille traverse l’écran pendant cinq secondes. Dans les
deux autres cas, c’est une femme de grande taille portant
un parapluie qui traverse l’écran. Finalement, pour
chacun des deux événements inattendus, une version du
film a un fini transparent, c'est-à-dire que chaque équipe
et le gorille (ou la femme au parapluie) ont été filmés
séparément, puis superposés au montage. Dans l’autre
version du film, tous les acteurs ont été filmés
simultanément. Il est possible de visionner certaines de
ces vidéos en ligne dans la section
«Sustained
inattentional blindness – selective looking » à l’adresse
suivante:
http://viscog.beckman.uiuc.edu/djs_lab/demos.html .
En premier lieu, pour tenter de répondre à leur
question, Daniel J. Simons et Christopher F. Chabris
analyseront deux phénomènes déjà mis de l’avant par des
chercheurs du même domaine: la cécité par manque
d’attention et l’observation sélective. Pour ce qui est de la
cécité par manque d’attention, les deux chercheurs
expliquent que, pour un être humain normalement
constitué, toute l’information sans exception est envoyée
au cerveau. Toutefois, le cerveau ne gardera précise et la
plus complète possible que l’information à laquelle
l’observateur a porté une attention particulière. C’est
pourquoi il est très fréquent de ne se rappeler que de
quelques caractéristiques d’un objet, par exemple, la
couleur rouge d’une voiture à laquelle aucune attention
particulière n’a été portée. Le deuxième phénomène,
l’observation sélective, sera exploité d’avantage durant
l’expérimentation des deux chercheurs.
L’observation
sélective se produit lorsqu’un sujet effectue une tâche de
recherche ou de traitement visuel. Le cerveau ne prendra
pas en compte les informations ne possédant pas les
caractéristiques recherchées. Par exemple, quelqu’un
cherchant son trousseau de clefs finira souvent par
regarder plusieurs fois au même endroit, car les principaux
stimulis visuels enregistrés par son cerveau sont ceux
associés à son trousseau de clefs. Par conséquent, il ne se
rappellera plus très bien où il a fouillé.
Les gorilles sont-ils parmi nous?
En ce qui a trait à l’expérimentation, le contenu
d’une des quatre cassettes vidéo est montré à chaque
sujet. Avant de visionner le film, les sujets reçoivent une
des consignes suivantes : compter mentalement le
nombre de passes effectuées par l’une des deux équipes
(blanche ou noire) ou bien faire les comptes séparés des
passes-rebond et des passes aériennes effectuées par
l’une des deux équipes. Par le biais de calculs
mathématiques complexes, la première tâche a été
définie comme facile et la deuxième comme difficile.
Après avoir visionné le film, les sujets doivent écrire le
nombre de passes comptées par rapport à la consigne
reçue. Ensuite, les sujets sont soumis à un
test surprise durant lequel un expérimentateur
leur pose une série de questions pour
déterminer s’ils ont perçu l’événement
inattendu.
Les résultats sont ensuite classés par
pertinence. Les sujets ayant relevé un compte
de passe trop élevé ou trop bas par trois
17
9$+.+F$)'
Par Bertrand Camus
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
passes sont exclus. Ceux ayant perdu le compte des
passes le sont aussi. Les résultats des sujets qui
connaissaient déjà le phénomène sont aussi exclus. Les
192 résultats des sujets restants se divisent également
entre les 16 cas possibles d’observation. Daniel J. Simons
et Christopher F. Chabris observent que la couleur de
l’équipe influence de façon significative (une différence
d’environ 20%) les taux de détection de l’événement
inattendu dans presque tous les cas. La difficulté de la
tâche, quant à elle, fait baisser le taux de détection dans
la majorité des cas, bien que dans certains cas il demeure
inchangé ou augmente. Le pourcentage de détection est
généralement plus faible dans les films « transparents ».
Dans tous les cas sauf un, la femme portant un parapluie
a été détectée plus souvent que le gorille.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie :
1. ABRAHAMS, Marc. Les recherches improbables.
[En ligne], http://improbable.com/ig/igpastwinners.html#ig2004 (Page consultée le
26 octobre 2008)
2. SIMONS, Daniel. Visual cognition lab. [En ligne],
https://www.psych.uiuc.edu/reprints/index.php
?page=request_article&site_id=1&article_id=1
4 (Page consultée le 26 octobre 2008)
3. HEALEY, Christopher. Perception in visualisation.
[En ligne],
http://www.csc.ncsu.edu/faculty/healey/PP/ind
ex.html (Page consultée le 30 octobre 2008)
Ces résultats amènent les chercheurs à conclure
que la cécité par manque d’attention et par l’observation
sélective se produisent plus souvent lorsque l’événement
inattendu n’a pas de caractéristiques visuelles communes
avec la tâche donnée, que le milieu d’observation est
transparent et que la tâche demande un haut niveau de
concentration. Il est donc très facile, lors d’un effort de
concentration, de ne pas remarquer un évènement
inattendu, même flagrant.
4. SIMONS, Daniel. Département de psychologie de
l’Université de l’Illinois. [En ligne],
http://www.psych.uiuc.edu/people/showprofile
.php?facLastName=simons&facFirstInitial=d(
Page consultée le 4 novembre 2008)
5. CHABRIS, Christopher. Université d’Harvard. [En
ligne],
http://www.wjh.harvard.edu/~cfc/Biography.ht
ml (Page consultée le 4 novembre 2008)
Bien que le nombre de sujets sur lesquels
l’expérience a été menée semble assez faible, la méthode
décrite dans les travaux de ces deux chercheurs est très
rigoureuse et a l’air fiable. C’est pourquoi les résultats de
cette étude devraient être considérés sérieusement dans
les prochaines recherches dans ce domaine. Il est aussi
évident que de tels résultats pourraient être employés à
bon escient pour optimiser la sécurité routière ou par les
compagnies publicitaires désirant attirer l’attention du
consommateur.
En bref, après une expérimentation rigoureuse et
soutenue, Daniel J.Simons et Christopher F. Chabris,
deux chercheurs audacieux, en sont arrivés à la
conclusion que la visibilité d’un objet dépend de l’attention
que l’observateur y porte. Ce qui implique qu’il est
possible de voir quelque chose sans pour autant le
remarquer et que, lors d’une recherche visuelle,
l’observateur tend à ignorer ce qu’il ne recherche pas.
Imaginez tous ce que vous avez manqué simplement
parce que vous n’y prêtiez pas attention…
Les gorilles sont-ils parmi nous?
18
9$+.+F$)'
Le curriculum des deux chercheurs à l’origine de
cette recherche illustre l’étendue et la complémentarité de
leurs compétences respectives. Daniel J.Simons a reçu un
doctorat en psychologie expérimentale à l’Université
Cornell en 1997.
Il est ensuite devenu assistant
professeur au département de psychologie de l’Université
Harvard. C’est en 2002 qu’il deviendra professeur à part
entière à l’Université de l’Illinois. Ses travaux portent
surtout sur la reconnaissance visuelle et la mémoire.
Christopher F. Chabris, quant à lui, obtenu un
baccalauréat en informatique en 1998 ainsi qu’un doctorat
en psychologie en 1999, tous deux à l’Université Harvard.
Lui et Daniel J.Simons sont corécipiendaires du prix Ig
Nobel de psychologie en 2004 pour les travaux de
recherche faisant l’objet de cet article.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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[email protected]'
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Par Carlo Ferlisi
Lors de la Deuxième Guerre mondiale, la
recherche scientifique était très importante. Toutes les
nouvelles technologies développées donnaient un
avantage aux pays qui les avaient créées, ce qui était très
important lors de cette guerre. Les Allemands, à la grande
surprise de certaines personnes, étaient les premiers à
avoir créé un moteur à réaction fonctionnel. Lorsque les
Alliés ont découvert qu’ils avaient accompli cet exploit
d'ingénierie, ils ont détourné une grande partie de leur
attention à la création de ces moteurs. À la fin de la guerre,
plusieurs scientifiques allemands étaient capturés et une
grande majorité était questionnée sur leurs projets en voie
de développement. Certains d'entre eux avaient parlé
d'avions circulaires, soit des soucoupes volantes. Les
Alliés étaient très intéressés par ce concept et ils se sont
lancés à la conception de celles-ci. Ceci dit, après avoir
expliqué pourquoi cette idée était intéressante pour
l'armée, les prototypes développés seront évalués, suivi
d'une brève biographie du chercheur qui avait développé
ces prototypes.
décoller et d'atterrir verticalement et qu'elle devrait
théoriquement atteindre des vitesses considérées
extrêmes pour l'époque.
Tout d'abord, il faudrait commencer par répondre
à la question suivante: comment est-ce que les soucoupes
volantes pourraient-elles aider l'armée? Premièrement, la
force de l'armée américaine lors de cette époque était leur
force marine. Ce qu'ils utilisaient pour régner dans
l'Atlantique et dans le Pacifique étaient leurs porte-avions.
Les avions qu'ils gardaient à bord étaient les "bras" de
l'armée, c'est-à-dire qu'ils étaient toujours les premiers à
entrer dans le combat, voire même le déclencher. Ils
étaient une force décisive lors de ces rencontres. Par
contre, les porte-avions avaient une grandeur et une
longueur limitée, alors ils ne pouvaient pas garder
n'importe quel avion: il fallait absolument qu'ils aient la
capacité de décoller après une très courte distance. Par
contre, les soucoupes volantes décrites par les
scientifiques allemands pouvaient décoller verticalement,
ce qui n'a jamais été accompli par les Alliés. Ceci voudrait
aussi dire que ces soucoupes pourraient décoller, ainsi
qu'atterrir, de n'importe où. Ce serait donc aussi un
avantage pour le transport de personnel ou de provisions.
Deuxièmement, les chercheurs avaient aussi promis que
les soucoupes pouvaient atteindre des vitesses
phénoménales, en fait ils avaient dit qu'ils pouvaient
dépasser la vitesse du son (Mach 1, ou bien environ
300m/s). Dans le monde des avions chasseurs de
l'époque, cette vitesse n'a jamais été dépassée sans voir
l'appareil se briser sous les forces extrêmes causées par
cette vitesse excessive. De plus, les avions chasseurs
avec une très grande vitesse ont moins de chances de se
faire tirer dessus car ils utiliseraient celle- ci pour
s'échapper de leurs adversaires. Donc, les deux
principales raisons l'armée américaine voulait créer une
soucoupe volante est parce qu'elle aurait la capacité de
Petits bonshommes verts ou
l’armée américaine?
19
(<B/$6-)'
L'intérêt de l'armée américaine était très grand
pour des avions qui décollaient verticalement, mais ils ont
simplement décidé de développer des chasseurs
supersoniques qui décollent normalement. Par contre, au
Canada, un certain John Frost s'était intéressé à ce sujet
et il a décidé de le développer. Au début, il avait voulu
changer le concept pour le rendre en forme de pique
(comme dans le jeu de cartes). Ce design était tellement
intéressant que le ministère de la défense avait donné un
contrat de 400 000$(CDN) à la compagnie pour le
développer. Par contre, le projet avait fini par couter trop
cher, alors le gouvernement a arrêté leur financement.
Frost continuait de développer son idée et il était venu à
créer une conception de soucoupe volante. Il avait
démontré son projet à des experts de la défense
américains et ils lui ont offert un contrat de 750 000$(US).
La compagnie Avro Canada a alors renouvelé leur intérêt
dans le projet et a donné 2,5 millions de dollars pour la
réalisation de ce dernier. Lors de son développement,
l'armée a voulu voir des prototypes pour prouver son
concept. Ils l'ont payé 2 millions de dollars pour créer ces
prototypes. Ils avaient demandé que les machines
produites soient capables de se déplacer pendant 40km
avec 450kg de surcharge. Les prototypes produits étaient
très instables, mais après quelques petits ajustements, la
soucoupe (maintenant appelé l'Avrocar) avait atteint ses
objectifs. Alors, l'armée avait demandé de nouveaux
prototypes, mais avec des standards qui étaient
beaucoup plus élevés : le véhicule devait atteindre
environ 415km/h et devait atteindre une altitude de 3km.
La compagnie s’est alors lancée au défi. Par contre, lors
du développement du prototype, la compagnie Avro
Canada avait perdu un très grand contrat et les
présidents étaient forcés à licencier plusieurs de leurs
employés. La recherche a alors ralenti, le financement
coupé, le projet avançait tranquillement. John Frost avait
réussi à convaincre l'armée américaine de leurs donner
plus d'argent, mais ce serait inutile. Les nouveaux
prototypes ne fonctionnaient pas, il y avait trop de
problèmes inattendus qui sont survenus. Ce que les
prototypes avaient donné n'était qu'une grosse machine
qui flottait quelques pieds au dessus du sol.
Après avoir investi presque 10 millions de
dollars et après avoir attendu 10 ans, l'armée
américaine a arrêtée de financer le projet.
L'Avrocar étant un échec, la compagnie Avro
Canada a déclaré faillite en 1962. Ce que les
gens n'avaient pas réalisé lors des
expériences était que John Frost et Avro
Canada étaient les premiers à avoir crée le
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
premier aéroglisseur!
Médiagraphie
John Carver Meadows Frost est né à Walter-onThames, près de Londres, en 1915. Il avait été introduit
dans le monde de l'aéronautique lorsqu'il avait 16 ans,
quand son professeur de latin l'avait amené faire un vol
dans un biplan. Il ira poursuivre ses études à Oxford,
ayant gagné des honneurs en mathématiques, en chimie
et en physique. Vers la fin des années 1930, il travaillera
pour plusieurs compagnies d'aéronautique britanniques.
En 1937, il avait déjà conceptualisé le fuselage d'un avion
chasseur. Il contribuera aussi à la conception de plusieurs
autres aéroplanes en Bretagne. En 1942, lorsqu'il
travaillait pour la compagnie De Havilland Aircraft
Company, il avait crée un nouveau concept d'avionique
lors de la création du Hornet, un autre avion chasseur de
l'époque. Son travail avait suscité l'intérêt de la
compagnie : ils l’engagent à créer un des premiers avionchasseurs avec un moteur à réaction. Après plusieurs
années de travail en Grande- Bretagne, il a été convaincu
de travailler au Canada. Il aidera à la conception de
plusieurs avions à réaction. Après quelques années, il
s’intéresse aux soucoupes volantes et... vous savez ce qui
suit. Quand Avro Canada a déclaré faillite, il déménage en
Nouvelle-Zélande, où il poursuivra son travail dans le
domaine de l'aéronautique. Après avoir pris sa retraite, il
commence à faire un projet avec des étudiants
universitaires: il voulait créer un avion qui fonctionnerait
avec la force humaine. Par contre, il ne verra jamais la fin
de son projet puisqu'il meurt en en 1979, à l'âge de 63
ans.
1- DUNN, KEVIN. AVROCAR! Saucer Secrets from
the Past.
[Documentaire (découverte), En ligne],
http://www.avrocar.com/index.html
(Page consultée le 1 novembre 2008).
2- AVROLAND. Avroland-AVROCAR VZ-9
[En ligne], http://www.avroland.ca/al-vz9.html
(Page consultée le 3 novembre 2008)
3- NATIONAL MUSEUM OF THE USAF. Fact sheets:
Avro Canada VZ-9AV Avrocar.
[En ligne],
http://www.nationalmuseum.af.mil/factsheets/fac
tsheet.asp?id=10856
(Page consultée le 1 novembre 2008)
4- NATIONMASTER. NationMaster - Encylcopedia:
John Carver Meadows Frost
[En ligne],
http://www.nationmaster.com/encyclopedia/John
-Carver-Meadows-Frost
(Page consultée le 5 novembre 2008)
5- BAE SYSTEMS. 1945 Avro Canada-BAE Systems
[En ligne],
http://production.investis.com/heritage/nonflash/ti
meline/1945_avro_canada/
(Page consultée le 4 novembre 2008)
La compagnie Avro Canada était, au début, la
compagnie National Steel Car Limited of Montreal. En
1942, le gouvernement canadien l'achètera et la
renommera Victory Aircraft Limited. Cette compagnie
manufacturait plusieurs avions britanniques lors de la
Deuxième Guerre mondiale, loin des bombes allemandes.
En 1945, la compagnie Hawker Siddeley Group des
Nations-Unies a acheté la compagnie et l'ont renommée
A.V. Roe Canada. La compagnie réparait les avions de la
guerre, mais elle développait aussi de nouveaux concepts
d'avions à réaction. En 1962, la compagnie ne faisait plus
assez d'argent, alors elle est achetée par Hawker Siddeley
Canada, qui sera alors vendu cette même année à
Havilland Canada.
Petits bonshommes verts ou
l’armée américaine?
20
(<B/$6-)'
Pour résumer le tout, l'armée américaine avait
déjà essayé de créer une soucoupe volante avec l'aide
d'une compagnie canadienne et sous la direction d'un
Britannique passionné de l'aérodynamique. Le projet sera
un échec face aux objectifs prévus, mais ils avaient ouvert
une porte dans un autre type de machine: les
aéroglisseurs. L'échec du projet a mené à la faillite de la
compagnie qui l’avait créé : Avro Canada.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Depuis de nombreuses années, cela fait partie du
savoir commun que certains organismes vivants,
notamment quelques animaux marins, émettent une
certaine luminescence. Toutefois, ce phénomène
d’apparence banale est beaucoup plus complexe qu’il ne le
paraît. C’est en 1955 au Japon qu’un assistant de
laboratoire du nom d’Osamu Shimomura débuta ses
recherches sur la question qui était à cette époque
pratiquement impossible à résoudre. Par la suite, il fut
recruté par l’Université de Princeton avec le mandat de
découvrir pourquoi la méduse brille dans le noir. Il passa
ainsi 19 ans de sa vie et captura plus de 850 000 méduses
dans cette perspective. Ainsi, je présenterai d’abord les
grandes lignes de sa recherche, les résultats étonnants de
celle-ci, leur impact sur la biologie de notre siècle et
finalement un bref portrait du cheminement du chercheur
Osamu Shimomura.
structure se trouvent les acides aminés 65, 66 et 67 qui
forment ce chromophore (le groupement chimique) qui
est la source de la réaction transformant la lumière.
Ce qui est vraiment particulier de la GFP, c’est
qu’elle n’a besoin d’aucun additif pour fluorescer
contrairement aux autres protéines bioluminescentes
comme l’aequorine qui nécessitent un approvisionnement
continu de molécules riches en énergie. Lors des deux
décennies suivantes, les chercheurs continuèrent leurs
investigations et arrivèrent à une conclusion. Les deux
protéines travaillent de concert dans les organes
bioluminescents de la méduse situés sur le bord de
2+
l’ombrelle pour arriver, à partir des ions calcium (Ca ) de
l’eau de mer, à produire cette lueur verte que l’on peut
facilement observer lorsque la méduse s’agite. Cette
découverte tient pratiquement du miracle et est purement
due au hasard, car la concentration de GFP dans
l’organisme est excessivement faible. La seule raison
pour laquelle Shimomura a réussi à l’isoler avec une
méthode si artisanale est qu’il avait une quantité
phénoménale de chair de spécimens en sa possession.
Tout d’abord, lors de l’été 1961, Shimomura et un
autre scientifique du nom de Frank Johnson capturèrent
10 000 méduses Aequorea victoria le long de la côte ouest
des États-Unis. Ils découpèrent le contour de l’ombrelle
des spécimens où la luminescence était observée et les
pressèrent à travers un filtre pour obtenir ce qu’ils ont
appelé du « squeezate ». C’est par accident lorsque
Shimomura renversa un peu de cette substance dans un
lavabo, qu’il découvrit une première protéine luminescente
qu’il nomma aequorine en l’honneur de toutes les méduses
sacrifiées. Il y avait de l’eau de mer dans le lavabo et ce
sont les ions de calcium contenus dans celle-ci qui ont
provoqué cette réaction de bioluminescence. Pour
information, une protéine est une importante classe de
molécules présente dans les organismes vivants et les
virus. Celles-ci sont indispensables, car elles assurent une
grande partie des fonctions de la cellule et contribuent ainsi
à son fonctionnement de façon très varié. Seulement,
lorsque la substance brillait dans le lavabo, la lumière
produite était bleue et non verte comme le pourtour de
l’ombrelle de la méduse lorsqu’elle est observée dans son
état naturel. Étant donné la rusticité de leur méthode, ils
n’obtinrent que quelques milligrammes d’aequorine en
plusieurs mois avec tout le « squeezate » recueilli.
Définitivement, cette étude fut rudimentaire,
difficile à réaliser et sortait des sentiers battus. Toutefois,
Osamu Shimomura ne fut jamais intéressé par les
possibles applications de sa découverte et il le demeure
encore jusqu’à ce jour. Il le dit lui-même, son objectif n’a
été que d’étudier la luminescence de la méduse.
Toutefois, ses recherches ont ouvert la porte à de
nombreuses autres et ainsi révolutionné la biologie
d’aujourd’hui. En effet, par la suite Martin Chalfie, un
scientifique de l’Université de Colombia réussit à cloner
et introduire la protéine dans d’autres organismes. Ce qui
est vraiment incroyable est qu’en attachant le gène de la
GFP à un gène d’une protéine d’une cellule, les deux
conservent leur fonctionnement normal sauf que la
protéine de la cellule fluoresce maintenant en vert. On
peut ainsi facilement « voir » l’infiniment petit au cœur
des cellules et observer quand une protéine est produite
et où elle va. De plus, Roger Tsien est parvenu à
modifier la structure de la GFP et en produire de toutes
les couleurs. Cela a permis l’approfondissement des
recherches sur les protéines, les cellules et leurs
interactions entre elles, le fonctionnement des neurones
et du cerveau, certaines maladies comme le
cancer et l’Alzheimer, etc. C’est d’ailleurs
devenu un outil de routine utilisé dans
pratiquement tous les laboratoires de biologie
du monde.
La raison pour laquelle la lumière produite par la
méduse est verte est la présence d’une deuxième protéine.
Celle-ci, que Shimomura découvrit et étudia par la suite,
est particulièrement intéressante puisqu’elle fluoresce en
vert lorsqu’elle est éclairée avec de la lumière bleue ou des
rayons UV. Pour cette raison, il la baptisa peu
cérémonieusement Green Fluorescent Protein (GFP). Le
phénomène est dû à un groupement chimique qu’elle
contient qui absorbe et émet de la lumière. La protéine est
constituée d’une longue chaîne de 238 acides aminés
repliée qui prend la forme d’une canette. Au centre de la
Comment la méduse peut-elle
fluorescer?
Les résultats sont aussi inattendus
que fantastiques. Ce n’est pas pour rien que la
GFP fut surnommée le « microscope du XXI
21
9$+.+F$)'
Par Chantal Théroux
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
siècle » et que ces trois chercheurs reçurent le prix Nobel
de chimie de l’année 2008 attribué le 8 octobre à
Stockholm.
Médiagraphie
L’Université de Princeton est l’une des plus
prestigieuses universités au monde et fut fondée en 1746.
Elle possède une bibliothèque contenant plusieurs millions
de documents et un musée d’art abritant des milliers
d’œuvres. C’est une Université privée dont quelque 25
diplômés ont obtenu des prix Nobel dans divers domaines.
En somme, la découverte de la protéine verte
fluorescente, nommée GFP, par Osamu Shimomura est la
preuve formelle que parfois, en science, des recherches
incongrues peuvent avoir des résultats inattendus et
quelques fois révolutionnaires. En effet, cette étude a
complètement chamboulé la biologie d’aujourd’hui alors
qu’Osamu Shimomura ne souhaitait que découvrir ce qui
provoquait la luminescence chez la méduse Aequorea
victoria au départ. Il a découvert, lors de ses 19 ans
d’études, deux protéines, l’aequorine et la GFP, qui
travaillent ensemble dans les organes de la méduse pour
produire la fluorescence. Toutefois, une question reste
encore sans réponse. Pourquoi la méduse fluoresce-telle? Certains animaux ont développé la luminescence
pour attirer leurs proies ou effrayer les prédateurs, mais
nous ne savons toujours pas pourquoi la méduse a évolué
au cours de la sélection naturelle pour produire cette
protéine si unique qui ne lui sert apparemment pas à
grand-chose.
22
1-
ZIMMER, Marc. Green Fluorescent Protein.
[En ligne],
http://www.conncoll.edu/ccacad/zim
mer/GFP-ww/GFP-1.htm (Page
consultée le 19 octobre 2008).
2-
NOBEL FOUNDATION, The Nobel Prize in
Chemistry 2008. [En ligne],
http://nobelprize.org/nobel_prizes/ch
emistry/laureates/2008/announceme
nt.html (Page consultée le 19
octobre 2008).
3-
THIVENT, Viviane. Prix Nobel de chimie
2008: La lumière venue des mers.
[En ligne], http://www.citesciences.fr/francais/ala_cite/science
_actualites/sitesactu/question_actu.p
hp?langue=fr&id_article=10763
(Page consultée le 19 octobre 2008).
4-
MORIN, Hervé. La fluorescence d’une
méduse
primée.
[En
ligne],
http://www.lemonde.fr/planete/article/
2008/10/09/prix-nobel-lafluorescence-d-une-meduseprimee_1105007_3244.html
(page
consultée le 26 octobre 2008).
5-
NIKON MICROSCOPYU, Introduction to
Fluorescent Proteins. [En ligne],
http://www.microscopyu.com/articles/
livecellimaging/fpintro.html
(Page
consultée le 26 octobre 2008).
9$+.+F$)'
Pour ce qui est du chercheur qui est la source de
toutes ces découvertes, il est maintenant âgé de 80 ans.
En effet, Osamu Shimomura est né à Kyoto au Japon en
1928. Il est d’ailleurs un survivant de Fat Man, la première
bombe au plutonium de l’histoire qui détruisit sa ville,
Nagasaki alors qu’il avait 17 ans. Par la suite, en 1955, il
fut employé comme assistant de laboratoire par le
professeur Yashimasa Hitara à l’Université de Nagoya.
Celui-ci lui donna à faire une tâche que plusieurs
chercheurs américains n’étaient pas encore arrivés à
exécuter. Il devait trouver ce qui faisait que les restants
d’un mollusque écrasé (nommé Cypridina) brillent lorsqu’il
est mouillé. Contre toute attente, puisqu’il n’était encore
qu’un assistant inexpérimenté, il réussit en 1956 à isoler la
protéine bioluminescente qui brillait 37 000 fois plus que le
mollusque d’origine. Après la publication de ses résultats,
il fut recruté par Frank Johnson pour travailler pour
l’Université de Princeton au New Jersey, États-Unis. Il se
vit également offrir un diplôme de doctorat par son ancien
mentor comme cadeau d’adieu, une pratique peu courante
puisqu’il n’était même pas étudiant de doctorat en premier
lieu. C’est à ce moment qu’il débuta sa longue étude de la
fluorescence de la méduse Aequorea victoria. En 1962, il
publia le procédé par lequel l’aequorine était obtenue et
mentionna son observation de la GFP. Il s’y intéressa
davantage dans les années 70 et découvrit le
chromophore générant sa fluorescence.
Comment la méduse peut-elle
fluorescer?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
[email protected]'[email protected]'4!M1'[email protected]([email protected]'
8<)#A<)-#']'7%#?'1+&*)#V'1,%A)4)2'
Par Charles Boudreau
Depuis la deuxième moitié du 20eme siècle,
l’homme s’intéresse de plus en plus à l’Univers qui
l’entoure, et plus particulièrement à son
système
solaire. Du premier homme à aller dans l’espace, Youri
Gagarine, jusqu’à l’envoi massif de sondes dans
l’espace, en passant par le premier voyage sur la Lune,
nous n’avons cessé de vouloir en savoir plus sur ce qui
nous entoure et cela nous a mené à trouver des
applications à ces découvertes. Par contre, certaines
applications de ce savoir peuvent sembler totalement
farfelues. Par exemple, l’exploitation minière des
astéroïdes est un projet que certaines personnes ont à
cœur.
Pourquoi vouloir extraire des minerais à
plusieurs milliers de kilomètres au-dessus de nos têtes
alors qu’on en trouve à quelques mètres sous nos
pieds? Mark Sonter, un chercheur consultant pour la
firme SpaceDev, affirme que l’exploitation minière des
astéroïdes est un projet que l’humanité doit étudier
sérieusement. Il a publié une recherche sur la faisabilité
d’un tel projet. Je commencerai en présentant le
contexte économique et scientifique qui justifie une telle
démarche et ses objectifs, puis je m’attarderai sur le
projet en tant que tel suivi d’une évalutation critique
pour finir avec une courte présentation du chercheur et
de la firme pour laquelle il travaille.
des compagnies privées qui voudront bien investir
dans ce domaine. Le facteur économique est en effet
extrêmement important puisque de nos jours, un
lancement de fusée coûte environ 200 millions. M.
Sonter mise d’ailleurs sur une réduction des coûts de
lancement afin de rentabiliser le projet.
Pour mener à bien l’exploitation minière dans
l’espace, on doit tenir compte du facteur économique.
Comment réduire les coûts d’exploitation tout en
maximisant le rendement? Cela passe par une bonne
sélection des cibles d’exploitation. Les astéroïdes les
plus près de la Terre sont les plus faciles d’accès. Ce
sont les astéroïdes dits ‘’géocroiseurs’’et on les
appelle NEA (Near Earth Asteroid). Ce sont ces
astéroïdes bien précis qu’on doit viser. Le facteur qui
justifie ce choix est le delta-v nécessaire pour
atteindre ces objets célestes à partir d’un état de LEO.
Le delta-v est le changement de vitesse nécessaire
pour s’arracher à l’emprise d’une orbite pour se diriger
vers une autre. Par exemple, le delta-v nécessaire
pour passer de la surface de la Terre au LEO est de
8,0 km/s. Pour passer de LEO à un NEA, le delta-v est
d’approximativement 5,5km/s. Le point de Mark Sonter
est donc que le plus avantageux serait de rester le
plus longtemps possible dans l’orbite directe de la
Terre afin de minimiser l’énergie devant être fournie
pour les voyages.
D’abord, il faut préciser que la production
mondiale de minerai de fer se situe à plus de 1000
tonnes métriques par année. Par opposition, un petit
astéroïde de 1km de diamètre peut contenir plus de
2000 millions de tonnes métriques. Cela est donc un
argument important du chercheur dans ses arguments
sur la faisabilité de l’exploitation minière des corps
célestes. Les astéroïdes plus gros, tel Psyché, un corps
de 250km de diamètre présent dans la barrière
d’astéroïdes, représentent une source de minerai
presque inépuisable. Pour reprendre l’exemple de
Psyché, on croit qu’elle contient environ 1,7 x 1019 kg de
fer et de nickel. On estime aussi que les astéroïdes
renferment plusieurs gaz comme le H2O, le CO2 et le
CH4. Ce projet d’exploitation s’inscrit dans un contexte
où les ressources seraient rares ou presque épuisées
sur Terre, ce qui constitue donc un projet à long terme.
En effet, aucune disposition n’a encore été prise pour
aller de l’avant dans ce domaine et la recherche de M.
Sonter n’est donc qu’une série de propositions pour se
mettre en marche vers l’exploitation intensive des
astéroïdes. Il faut comprendre que tous les dispositifs et
mesures envisagés dans la suite cet article reposent sur
l’idée qu’ils seront développés dans un futur proche par
Maintenant, si on exclue le marché spatial qui
est assez hypothétique, il existe trois façons
d’exploiter les astéroïdes. Premièrement, il est
possible d’extraire la matière brute et de la
raffiner ailleurs. Deuxièmement, la matière
brute peut être extraite et raffinée sur place.
Dans ce cas, l’hypothèse est que l’on
pourrait peut-être utiliser cette matière
raffinée afin de produire du propergol. Le
propergol est un carburant qui utilise une
réaction d’oxydoréduction afin de produire
23
(<B/$6-)'
Des mines dans l’espace
Ainsi, la recherche de M. Sonter s’inscrit dans
l’optique que le tourisme spatial se développera de
plus en plus à moyen terme. Cela se traduirait par la
construction d’hôtels et autres infrastructures dans
l’espace. Il compte donc sur cette demande
grandissante de matériaux dans la zone LEO de la
Terre. Il se créerait donc, selon lui, un marché spatial
pour les matériaux obtenus par l’exploitation des
astéroïdes. Cela réduirait les coûts de transport de
façon considérable.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
de l’énergie. Cela permettrait donc d’assurer une
certaine autosuffisance des appareils de transport. Par
contre, cela voudrait aussi dire que de la matière
extraite serait perdue suite à cette production de
carburant. Troisièmement, Mark Sonter avance que
l’on pourrait déplacer les astéroïdes peu volumineux
dans une orbite sûre en périphérie de la Terre et ainsi
utiliser tous les matériaux disponibles sur l’astéroïde.
Promotion 2008-2010
massivement dans ce domaine et, par extension,
dans le domaine du tourisme spatial. Se pourrait-il
qu’un jour, l’orbite de la Terre soit habitée et
exploitée comme l’est sa surface?
Médiagraphie
1-SPACE FUTURE. The technical and economic feasibility of
mining the near-Earth asteroids
[En ligne]
http://www.spacefuture.com/archive/the_technical_a
nd_economic_feasibility_of_mining_the_near_earth_
asteriods.shtml (Page consultée le 10 novembre
2008)
Pour ce qui est des moyens d’extraire le
minerai des astéroïdes, il y a plusieurs options qui
existent. Parmi ces options, on retrouve l’excavation à
ciel ouvert, comparable à ce qui se fait sur la Terre, la
récupération des métaux à l’aide d’aimants
extrêmement puissants, l’utilisation de la chaleur afin
de vaporiser certains matériaux, notamment sur les
comètes éteintes ainsi que l’excavation d’un puits
directement dans l’astéroïde. Toutes ces possibilités
sont évidemment hypothétiques et extrêmement
vagues.
2- SONTER,
Mark.
Communication
([email protected])
personnelle
3- AGENCE FRANCE-PRESSE.
La Science Insolite,
Boucherville, MultiMondes,2003, 137p.
4- LA TIMES. Entrepreneur founded Spacefirm
[En
ligne]
http://www.latimes.com/news/obituaries/la-mepassings28-2008oct28,0,1874269.story
(Page consultée le 18 novembre 2008)
Mark Sonter travaille pour SpaceDev, une
firme qui agit aussi comme un important lobby pour le
tourisme spatial. Ils ont financé le premier voyage d’un
particulier dans l’espace avec un vaisseau privé : ils ont
construits les fusées utilisées pour sa propulsion. Feu
James W. Benson, l’ex PDG de cette compagnie, était
reconnu pour ses projets grandiloquents. L’un des
objectifs de sa compagnie était d’envoyer une sondeforeuse sur un astéroïde géocroiseur afin de prendre
des photos et déceler la présence d’or, de platine, de
cobalt et autres minerais précieux. Cela avait pour but
d’ouvrir la voie à des projets d’envergure comme dans
la recherche de son chercheur Mark Sonter.
5- NEWMATERIALS INTERNATIONAL. World produces
1,05 billion tonnes of steel in 2004 [En ligne]
http://www.newmaterials.com/Customisation/News/F
errous_Metals/Trade_Association/World_produces_1
05_billion_tonnes_of_steel_in_2004.asp
(Page
consultée le 18 novembre 2008)
Pour terminer, on peut dire que Mark Sonter
voit à très long terme avec sa recherche. Ce qu’il
avance est intéressant au niveau scientifique et
technique et pousserait l’homme à se dépasser. Les
astéroïdes sont une source énorme de minerai et leur
exploitation comporte des avantages certains vu que la
ressource est presque inépuisable. Par contre, il faut
se demander si l’humanité est prête à investir
Des mines dans l’espace
24
(<B/$6-)'
Pour ce qui est de la pertinence de la
recherche de Mark Sonter, on peut adopter 2 positions.
Certains diront que c’est un projet visionnaire que l’on
doit considérer alors que d’autres affirmeront que ce
n’est que pure fantaisie. Je fais partie de ce deuxième
groupe. Je crois que le chercheur voit à trop long terme
et que sa recherche est trop théorique. Il se contente
d’exposer son étude de faisabilité sans proposer de
moyens concrets pour l’accomplir, laissant cette tâche
énorme à une compagnie qui voudra bien investir dans
l’exploitation minière spatiale. Je considère donc ce
projet utopique pour l’instant. L’homme devrait plutôt se
concentrer sur les ressources qu’il possède déjà avant
de se tourner vers l’espace pour subvenir à ses
besoins grandissants.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
[email protected]'EeJ!5E>>(V'[email protected]'[[email protected]=G>M'[email protected]'(Em1G[[email protected]'
8<)#A<)-#']'D%:)/<'9%.%/-H#%:%&$%:'
Par Charles-Olivier Chiasson
Tous les jours, nous devons coordonner les
différentes parties de notre corps pour effectuer les
différentes activités de la journée. C’est ce que nous
faisons lorsque nous marchons, nous nageons et nous
courons.
Nous devons aussi utiliser ces différentes
articulations pour manipuler des objets instables et les
maintenir en équilibre. Comme par exemple lorsque nous
faisons de la bicyclette, nous utilisons des outils et même
lorsque nous utilisons un crayon pour écrire. Une de ces
activités, qui peut paraître simple au premier coup d’œil,
est le hula hoop. Faire osciller un anneau au tour de son
bassin nécessite plusieurs forces, qui permettent au
cerceau de vaincre la gravité. Une recherche faite par le
professeur Ramesh Balasubramaniam de l’Université
d’Ottawa vise à évaluer les forces nécessaires au maintien
de l’équilibre dynamique du cerceau. L’article qui suit
comporte un résumé de la recherche du professeur de
l’Université d’Ottawa, une évaluation critique des résultats,
ainsi qu’une brève biographie de ce dernier.
démontré une préférence commune pour une vitesse
approximative de deux rotations par seconde, soit 40
rotations pour la durée totale de l’expérimentation. Celleci a servi à démontrer que deux mouvements sont
nécessaires pour faire osciller le cerceau : il faut d’abord
un mouvement avant- arrière pour maintenir le cerceau
en mouvement, et un mouvement de rotation des genoux
fournit une composante verticale qui elle-même fournit la
bonne force d’impulsion pour maintenir un champ de
forces uniforme sur le cerceau, ce qui lui permet de
conserver son équilibre dynamique.
Ensuite, la deuxième expérimentation consistait
à changer le diamètre de l’anneau pour observer les
effets dynamiques. Trois cerceaux ont été utilisés pour
ce deuxième test : un petit (70,4 cm de diamètre et une
masse de 184 g), un moyen (75 cm de diamètre et une
masse de 192 g) et un grand (80,4 cm de diamètre et une
masse de 200 g). L’expérimentation était sensiblement la
même que la première : dix essais par personne, mais
cette fois ci, dix essais pour chaque cerceau. Avec un
cerceau plus petit, la vitesse des oscillations est plus
rapide, mais l’amplitude du mouvement est plus petite.
Les résultats engendrés par ce test ont démontré que
peu importe le diamètre de celui-ci, les forces restent
sensiblement les mêmes. La différence entre la taille des
cerceaux s’exprime par les différentes forces des
vecteurs impliqués dans le mouvement. Plus le diamètre
diminue, plus les forces des vecteurs changent, en
gardant toutefois la même force totale (c'est-à-dire que si
un vecteur diminue en force, un autre augmentera
proportionnellement). De plus, les genoux ont un rôle clé
dans les dynamiques du hula hoop. Alors que le rapport
du mouvement entre les hanches et les chevilles reste
sensiblement le même lors du changement de diamètre
du cerceau, le rapport des hanches et des genoux et
celui des genoux et des chevilles augmente
considérablement. Ce qui nous permet de conclure que
les genoux sont responsables de subir les changements
pour ce qui est du diamètre du cerceau.
Le hula hoop nécessite des compétences
complexes qui visent à maintenir en place un anneau en
oscillation parallèlement au sol. Pour ce faire, la personne
doit faire osciller le cerceau en faisant de petits
mouvements avec plusieurs articulations de son corps.
Les impulsions générées par ces mouvements servent à
changer le moment angulaire du cerceau, ce qui a comme
résultat une petite poussée verticale vers le haut. C’est ce
qui lui permet de vaincre la gravité et de rester en place,
perpendiculairement à l’axe de rotation. L’implication des
membres inférieurs du corps est primordiale. Lorsque le
cerceau tourne autour du bassin, les hanches, les genoux
et les chevilles sont la clé de la réussite, pour maintenir un
équilibre dynamique.
Comme première expérimentation, trois femmes
et quatre hommes ont été sélectionnés. Les candidats ont
été choisis en se basant sur une performance de hula
hoop, qui consistait à faire tourner un cerceau sur une
durée de 30 secondes sans le faire tomber. Prendre note
que pour les expériences qui suivent, les participants sont
toujours les mêmes. Le cerceau utilisé pour ce test avait
un diamètre de 80,4 cm et une masse de 200 g. Grâce au
1
système
«Polhemus
FASTRAK» ,
le
professeur
Balasubramaniam a capté et a enregistré les mouvements
en installant six capteurs sur les chevilles, les genoux et
les hanches des participants. L’expérimentation débute
lorsque le participant trouve les oscillations confortables en
termes de vitesse et de stabilité. Pour une durée de 20
secondes, le système enregistre les mouvements des
articulations du candidat. En tout, 10 essais par personne
ont été effectués. Pour ce test, les résultats démontrent
que les chevilles, les genoux et les hanches oscillent
sensiblement à la même fréquence. Les participants ont
25
(<B/$6-)'
Le hula-hoop, une question de
physique?
Puis, le but de la troisième expérience était de
déterminer si un changement dans la fréquence de
rotation avait un effet sur le mouvement des chevilles,
des hanches et des genoux.
Pour ce test, les
participants utilisent le plus grand cerceau du
test précédent. Pour chaque participant, la
fréquence à laquelle le cerceau oscillait lors de
la deuxième expérience a été désignée comme
la fréquence dite de Résonance. Ensuite, une
fréquence plus élevée et une autre plus basse
ont été calculées en fonction de celle-ci. Puis,
chacun des participants ont effectué dix essais
par fréquence, qui étaient dictées par un
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
métronome.
Cette expérience a servi à déterminer que
plus la fréquence est lente, plus il est difficile de conserver
une stabilité. Le même résultat se produit lorsque la
fréquence est trop rapide. Bref, le mouvement des
multiples articulations est moins complexe et plus stable
lorsque la vitesse d’oscillation est proche de la fréquence
de Résonance.
vaincre la gravité. En second lieu, que ce sont les
genoux qui changent leur niveau de rotation lorsque
nous changeons le diamètre du cerceau. Enfin, peutêtre que cette recherche, si elle est effectuée en
d’autres circonstances, pourrait permettre de mieux
comprendre comment l’influx nerveux de notre corps
fonctionne et d’améliorer nos connaissances pour ce
qui est du traitement de maladies ou blessures
cérébrales.
Tous ces tests ont servi à démontrer que les
mouvements effectués par les trois articulations
inférieures sont redondants. Le diamètre du cerceau et la
fréquence à laquelle il oscille sont des variables
importantes à considérer pour les effets dynamiques du
hula hoop. De plus, le mouvement avant- arrière est très
important pour générer un moment angulaire au cerceau.
Ensuite, la recherche a permis de découvrir que les
mouvements des hanches et des chevilles servent à
maintenir le mouvement avant- arrière qui permet
l’oscillation et que les rotations des genoux servent à
maintenir le cerceau en équilibre dynamique contre la
gravité.
Médiagraphie
1. BALASUBRAMANIAM Ramesh, Coordination modes
in the multisegmental dynamics of hula
hooping
[En
ligne]
http://aix1.uottawa.ca/~rbalasub/hulahoop.pdf
(Page consultée le 10 novembre 2008).
2. POLHEMUS, Fastrack [En ligne]
http://www.polhemus.com/?page=Motion_Fast
rak (Page consultée le 26 octobre 2008).
Pour ce qui est de la critique des résultats, je
pense
que
l’étude
faite
par
le
professeur
Balasubramaniam n’est pas très pertinente. Les résultats
de celle-ci ne comblent pas un besoin comme par
exemple une recherche qui vise de trouver un remède
contre un nouveau virus.
Elle a certes permis de
déterminer scientifiquement les forces qui agissent lorsque
nous faisons du hula hoop, mais je vois mal comment ces
forces peuvent faire avancer la science ou même êtres
utiles à quelqu’un. Bref, je suis convaincu que cette étude
est une perte de temps pour le professeur, ainsi qu’une
perte d’argent pour celui qui a investi dans le projet.
3. UNIVERSITÉ D’OTTAWA, Profil : Ramesh
Balasubramaniam
[En
ligne]
http://www.health.uottawa.ca/profiles/ramesh.
htm (Page consultée le 10 novembre 2008).
4. UNIVERSITÉ D’OTTAWA, Ramesh
Balasubramaniam
[En
http://aix1.uottawa.ca/~rbalasub/
consultée le 2 novembre 2008).
ligne]
(Page
En
conclusion,
le
professeur
Ramesh
Balasubramaniam de l’Université d’Ottawa a effectué une
recherche portant sur les effets dynamiques du hula hoop.
Cette recherche visait à déterminer les mouvements et les
forces nécessaires pour faire osciller un cerceau autour de
notre bassin. Cette recherche a permis de démontrer
qu’en premier lieu, deux mouvements sont nécessaires
pour maintenir un équilibre dynamique : un mouvement
avant-arrière et une rotation des genoux, qui ensemble
permettent de garder un champ de forces au cerceau et
de lui fournir les forces nécessaires pour lui permettre de
26
(<B/$6-)'
5. CANADA RESEARCH CHAIR, Ramesh
Balasubramaniam
[En
ligne]
http://www.chairs.gc.ca/web/chairholders/view
profile_e.asp?id=2484&Researcher=&current_
page=6&StartingRecord=51 (Page consultée
le 2 novembre 2008).
Ensuite, pour ce qui est de la biographie du
chercheur, le professeur Ramesh Balasubramaniam
travaille à l’Université d’Ottawa. Il enseigne dans le
département des mouvements cinétiques du corps humain
et se spécialise dans les neurosciences sensorimotrices. Il
a étudié en psychologie expérimentale à l’Université du
Connecticut. Puis, il a travaillé comme chercheur à
Montréal en 2000 – 2001, et au Centre des Sciences du
Comportement du Cerveau, à Birmingham en 2002-2004.
Il est aussi un membre du CND (Centre des dynamiques
neurologiques). Par la suite, il a été récipiendaire du
«Excellence in Education Award» de l’Université d’Ottawa
et du «Excellence in Teaching Award» remis par la faculté
des sciences de la santé. Il a finalement été nommé
«University Research Chair in Human Motor Control
Neuroscience» en 2007.
Le hula-hoop, une question de
physique?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d
d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']'O$A*+#'9)&&+'7)B)#5D+A<+d'
Par Dru Perkins
La fonte des calottes glacières accélère le
réchauffement de la planète car les rayons du soleil,
à la place de rebondir sur la surface de la glace et de
retourner dans l’espace, entrent dans l’eau. Cela fait
en sorte que l’énergie des rayons du soleil est
absorbée par l’eau qui à son tour se réchauffe et
accélère la fonte des calottes glacières. Tout cela fait
en sorte qu’il y a une montée du niveau des eaux, ce
qui commence à avoir un effet sur la vie de quelques
espèces. En effet, au cours des 50 dernières
années, les scientifiques ont témoigné d’une baisse
de 50 % dans la population des manchots
empereurs. Le réchauffement des eaux et la fonte
des glaces font en sorte qu’il y a moins de krill dans
celles- ci et que la reproduction des manchots vivant
dans l’Antarctique est rendue difficile par le manque
de surface hors de l’eau. Victor Benno MeyerRochow professeur à la Jacobs Universty Bremen
en Allemagne, surpris par la grande distance
parcourue par les excréments de manchots, décide
de calculer la pression utilisée pour éjecter la matière
fécale des manchots. L’article portera donc sur la
biographie de l’auteur, la mise en situation générale
du projet et
les caractéristiques du projet et
finalement une évaluation critique des résultats du
chercheur.
Présentement il enseigne depuis 2001 à l’université
de Brême en biologie. Il fait aussi présentement des
études sur les effets des rayons UV sur les
photorécepteurs, sur les adaptations anatomiques
des poissons et crustacés à plusieurs types
d’environnements et la production et perception de
la lumière biologique. De plus il a fait plusieurs
publications au cours de sa carrière, les plus
récentes étant sur les personnes âgées qui se
suicident après un séjour dans un hôpital et sur
l’association entre la maladie et les symptômes
d’une personne déprimée.
Victor Benno Meyer-Rochow a commencé à
faire des découvertes jeune. En effet, en 1967,
n’ayant même pas encore fini ses études en
sciences marines, il a découvert une nouvelle
espèce de poisson. Après avoir eu son diplôme en
biologie à l’Université de Hambourg avec une thèse
sur le poisson qu’il a découvert auparavant, il a
travaillé pour une chaîne de télévision allemande et a
produit deux films scientifiques et quelques autres
textes dans des journaux. Après cela, il est allé en
Australie faire une maîtrise sur les yeux des insectes
et, pour son travail, obtient un mérite donné à
seulement deux personnes par année. Intéressé par
les environnements extrêmes, Meyer-Rochow fait
une visite des tribus de la Nouvelle-Guinée et publie
quelques papiers sur l’ethnozoologie. Il est le
pionnier de l’utilisation de la
microscopie
électronique en transmission dans l’Antarctique. Il a
aussi fait des études sur l’effet des radiations ultraviolets sur les animaux. Il a enseigné aux universités
de Waikato, des Indes occidentales et de Oulu.
Quelle est la pression produite dans les
intestins d’un manchot quand il fait ses
besoins?
27
9$+.+F$)'
En 2005, Victor Benno Meyer-Rochow
gagne un Ig-Nobel en dynamique des fluides pour
son papier intitulé « Pressure produced when
penguins pooh». Il eut l’idée de calculer cette
pression quand il a répondu à une question d’une
fille dans une de ces classes qui lui a demandé
comment les manchots décoraient leur nid. En
effet, les nids de manchots sont entourés de longs
filaments rectilignes d’excréments projetés du
manchot situé dans son nid composé de roches.
Ceci est expliqué par le fait que les manchots
passent la majorité de leur temps dans l’eau. Or,
durant les saisons d’accouplement, pour protéger
l’œuf, le manchot en train de garder l’œuf ne quitte
pas son nid pour faire ses besoins. Donc il va à
l’extrémité de son nid et projette ses excréments.
La matière fécale parcourant la plus grande
distance atterrit entre 38 à 52 cm du manchot et
laisse derrière elle une trace rectiligne de matière
blanche ou rose dépendant de ce qu’il a mangé.
Mesurer la pression utilisée par un manchot pour
expulser sa matière fécale semble assez simple, or,
le «Threatened Species Conservation Regulation
2002», écrit pour essayer de sauver les manchots
qui sont considérés comme étant une espèce en
danger, interdit à toute personne sans permis d’être
à moins de 5 mètres d’un manchot durant la saison
d’accouplement. Donc le chercheur est obligé de
faire tous ses calculs en prenant ses
données, comme le diamètre de l’orifice
duquel sont éjectés les excréments en
utilisant des photos. Or cela n’est pas le
cas pour tous les manchots car on
possède déjà quelques données, sur
quelques types de manchots, prises
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
auparavant. Victor Benno Meyer-Rochow fait cette
étude avec l’aide
du Dr. Soren Scheid et le
«Chilean Antarctic Program»
chercheurs n’avaient pas le droit d’entrer en
contact avec les manchots, ce sont des résultats
assez exceptionnels. Bien que la pression dans
l’intestin d’un manchot soit plus de 4 fois plus
grande que celle dans un intestin humain, il serait
intéressant de voir ce qui arriverait si les humains
projetaient leurs excréments avec la même
pression que les manchots. Or, comme les
excréments humains ne sont pas liquides, il y
aurait plus de friction durant leur sortie ce qui
pourrait provoquer une trop grande accumulation
de pression dans l’intestin, qui pourrait rompre.
Or, il est aussi possible que la matière soit
projetée et dans ce cas à quelle distance iraitelle?
Voici la méthode utilisée par le chercheur pour
calculer la pression exercée par le manchot. En
premier lieu, il calcule la vélocité des excréments.
Pour ce faire, il prend comme données la distance
maximale parcourue par la matière fécale (0.4 m), le
diamètre maximal de l’orifice (0.008 m) et la hauteur
à laquelle se trouve l’orifice (0.2 m). Il trouve alors
une vélocité de 2 m/s. Ensuite, il trouve le volume
d’excrément en utilisant le rayon de l’orifice (0.004
m) et le temps de projection. Il trouve comme
-5
3
volume 2*10 m . Il fait alors deux approximations.
Dans la première, il considère les excréments
comme étant idéaux; donc non visqueux et liquides.
De plus, dans cette approximation, la pression est
seulement utilisée pour faire passer la matière fécale
de 0 m/s à 2m/s et puis ensuite ralentir de plus en
plus au fur et à mesure que le temps s’écoule. En
utilisant un calcul assez complexe il constate que la
pression initiale, qui propulse la matière de 0 à 2
m/s, est égale à 46 kPa. Dans la seconde
approximation, il considère la matière comme étant
visqueuse avec une viscosité dynamique. De plus,
cette fois-ci la pression intestinale sera aussi utilisée
pour disperser l’énergie créée par la friction dans le
liquide visqueux. Or cette pression dépend alors de
la viscosité de la matière qui est difficile à mesurer
car on trouve des os de poisson, des écailles et
quelques autres substances qui ajoutent une grande
incertitude aux résultats. Mais on parvient quand
même à estimer la viscosité des excréments qui se
situerait entre 0.02 et 1.5 Pa.s. Il ne reste plus qu’à
additionner les pressions obtenues dans les deux
approximations et on obtient la pression utilisée au
cours de l’éjection de la matière fécale des
manchots qui est entre 10 kPa et 60 kPa.
Médiagraphie :
1. Penguin Decline in Antarctica Linked With
Climate Change [En ligne]
http://news.nationalgeographic.com/news
/2001/05/0509_penguindecline.html
2. Career and Research Highlights
[En
ligne]
http://www.meyerrochow.com/career.htm
3. Threatened Species Conservation Regulation
2002
[En ligne]
http://www.legislation.nsw.gov.au/session
alview/sessional/SRTITLE/Threatened
Species Conservation Act 1995 Threatened
Species
Conservation
Regulation 2002 (2002-1012) %5BGG No
263 of 20.12.2002, p 10838%5D.pdf
4. Penguins Under Pressure Win Ig for physicist
[En ligne]
http://www.guardian.co.uk/science/2005/o
ct/07/improbableresearch.research
Même si le chercheur a pu calculer la
pression à l’intérieur d’un manchot en utilisant juste
des photos, son projet n’est pas très utile. En effet la
pression intestinale importante dans l’intestin
n’apportera rien dans les domaines de la médicine
ou de la physique. Donc on peut qualifier cette
recherche comme étant simplement récréative.
28
9$+.+F$)'
5. Pressure Produced When Penguins Pooh
[En ligne]
http://www.myererochow.com/penguin.pdf
Le tout bien posé, les manchots sont capables
de projeter leurs excréments avec une pression
initiale allant jusqu’à 60 kPa soit 450mm Hg. Or ces
résultats sont très imprécis car il est impossible de
savoir avec certitude le diamètre de l’orifice d’où sort
la matière fécale. Plus important encore : il y a un
grand écart dans les valeurs de la viscosité des
excréments. En prenant en compte le fait que les
Quelle est la pression produite dans les
intestins d’un manchot quand il fait ses
besoins?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#/']'=<+:%/'(%#&)..')*'I+<&'7%$&/*+&)'
Au lendemain de la Première Guerre mondiale,
l’Australie, encore une colonie de la Grande-Bretagne,
commence à s’éveiller scientifiquement en faisant de
grandes recherches scientifiques. Le professeur Thomas
Parnell fut le premier professeur de physique à l’université
du Queensland dans les années 1920. Au courant de
l’année 1927, Thomas Parnell a mis en place une
expérience afin de prouver à ses étudiants que certaines
choses ne se conforment pas nécessairement à la
perception et à la sensation humaine. Le professeur
Parnell a invité ses élèves à répondre à une question se
rapprochant de celle-ci : «Le goudron, à température
ambiante, est-il solide ou liquide ?» Dans l’article suivant, il
vous sera possible de comprendre plus en détail le but
primordial de l’expérience, selon monsieur Parnell, les
caractéristiques ainsi que la réaction de la tribune
scientifique face au projet et aux résultats tout en
apprenant qui étaient les professeurs Thomas Parnell et
John Mainstone, de même qu’en vous renseignant sur
l’université du Queensland, en Australie.
Cette création peut paraître bien amusante au
premier coup d’œil, cependant, en 2005, les professeurs
Thomas Parnell et John Mainstone se sont mérité le prix
Ig Nobel de physique. Ce prix, Ignoble Nobel, de son vrai
nom, «récompense» les scientifiques s’étant intéressés à
des sujets sortant de l’ordinaire. La raison de leur
réception : avoir patiemment observé une goutte de
goudron s’écouler d’un entonnoir à la fréquence d’une
goutte aux neuf ans. Les résultats sont tout de même
constants, si on pense que l’expérience n’est pas dans
les conditions stables idéales.
L’expérience scientifique a débuté officiellement
en 1930 et la première goutte est tombée en décembre
1938; la seconde, en février 1947; la troisième, en avril
1954; et ainsi de suite jusqu’au 28 novembre 2000, où la
plus récente goutte, la huitième, est tombée. Entre la
septième goutte et la dernière, douze ans se sont
écoulés. Cela s’explique logiquement, puisque
l’air
conditionné a été ajouté afin de régulariser quelque peu
la température. Ce changement de température a
augmenté la viscosité du liquide. À l’aide de ces huit
résultats il a été possible d’estimer la viscosité du
8
goudron à (2.3 ± 0.5 • 10 )
Pa • s (pascal-seconde).
Afin de comparer : l’eau possède, à 20 °C, une viscosité
-3
de 1.0 • 10
Pa • s, soit 100 milliards de fois moins
visqueuses que la poix … Néanmoins, bien que la
viscosité de cette substance soit élevée, elle reste
minime en comparaison avec celle de la Terre, de 1.0 •
20
10
Pa • s. Malheureusement, le résultat n’est pas très
précis. En effet, selon les calculs, la viscosité du goudron
9
5
serait de 2.35 • 10 Pa • s, à 9.0 °C et 7.30 • 10 Pa • s,
à 29.8 °C (moyennes des températures extrêmes au
cours de l’année à Brisbane).
La mise en place du système a commencé par le
professeur Thomas Parnell, premier professeur de
physique à cette université de Brisbane, en Australie.
Comme il a déjà été mentionné plus tôt, le but de
l’expérimentation était de démontrer aux étudiants qu’en
fait, une substance qui parait, à première vue, solide peut
être liquide, mais avec une viscosité (état d’un fluide dont
l’écoulement est freiné par le frottement entre les
molécules qui le composent) extrêmement élevée. Afin de
réaliser l’expérience, il a introduit une substance dérivée du
goudron (appeler pitch en anglais, ou poix en français),
chauffée, dans un entonnoir scellé et il a laissé la
substance prendre la forme optimale. Trois années plus
tard (en 1930) il a coupé la partie scellée du montage pour
laisser le goudron s’écouler. Un fait particulièrement
intéressant sur l’expérience est que le montage n’est pas
sous des conditions météorologiques stables : pression
constante ou température uniforme. En fait, son
écoulement est influencé par le changement de saison et
la variation de température, de pression ou d’humidité. De
plus, ce qui rend cette expérimentation particulièrement
surprenante est aussi le fait qu’il est presque impossible de
prévoir quand la prochaine goutte sera formée et quand
elle se détachera de la «substance mère ».
Tout en ayant reçu un prix Ig Nobel, l’expérience
est citée dans le Guinness Book of Records comme
l’expérimentation qui a pris le plus de temps, et qui n’est
pas encore terminée. De plus, au même rythme, il devrait
y avoir du de la poix pour que l’expérience persiste
encore une centaine d’années.
Le professeur John Mainstone a publié un article
dans The Weekend Australian en juin 2001 nous
informant que la huitième goutte, tombée en novembre
2000, avait été beaucoup plus grosse que les
autres (dû à la climatisation) et qu’elle ne
s’était pas complètement «détachée» du reste
de la matière. Dans son article, il affirmait faire
face, avec les membres du personnel, à : «un
terrible dilemme éthique». La raison de leur
angoisse ? Devaient-ils garder le montage
originel de 1927 inchangé, ou pouvaient-ils
détacher complètement la dernière goutte
Puisque Thomas Parnell a mis cette réaction
physique au monde, dans le but de convaincre ses
étudiants que les apparences sont trompeuses, il est
possible de se convaincre soi-même en prenant un
morceau de poix et de le frapper avec un marteau pour voir
comme il éclate en plusieurs morceaux. Si vous êtes dans
l’impossibilité
de
réaliser
ce
test,
consultez :
http://www.physics.uq.edu.au/pitchdrop/pitchdrop.shtml.
La poix : solide, liquide ou
autre?
29
8<$:$)'
Par Eduard Olteanu
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
suspendue et augmenter la hauteur séparant l’entonnoir et
le récipient.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1. IMPROBABLE RESEARCH. Winners of the Ig
Nobel Prize. [En ligne],
http://improbable.com/ig/winners/#ig2005 (Page
consultée le 10 novembre 2008).
Enfin, l’expérience de la goutte de poix qui
s’écoule au rythme d’une goutte aux neuf ans a été
imaginée par le professeur Thomas Parnell en 1927, alors
le premier professeur de physique à l’université du
Queensland, dans la ville de Brisbane, en Australie.
Thomas Parnell n’était pas un professeur ayant fait de
grandes
découvertes
ou
émit
des
théorèmes
remarquables. Il est bien évidemment connu pour
l’expérience de la goutte de poix. Il est né le 5 juillet 1881
à Northants, située en Angleterre, et il est mort à Brisbane
le 1 septembre 1948. Il a fait ses études au St John’s
College de Cambridge et Thomas Parnell a reçu son
baccalauréat en 1903. Il a été un remplaçant au Trinity
College de l’université de Melbourne entre 1904 et 1911 et
il a par la suite donné des conférences sur la physique de
1911 à 1918 à l’université de Queensland. Après avoir
accordé des conférences pour près de huit ans à
l’université, il y est devenu professeur à partir de 1919
jusqu’en l’année de sa mort, soit 1948. En octobre 2005, il
a été récompensé avec le prix Ig Nobel pour son
expérience, commencée en 1927.
2. UNIVERSITÉ DU QUEENSLAND. The Pitch Drop
Experiment. [En ligne],
http://www.physics.uq.edu.au/pitchdrop/pitchdrop.
shtml (Page consultée le 9 novembre 2008).
3. EDGEWORTH, R; DALTON, B. J.; PARNELL, T.
The Pitch Drop Experiment. [En ligne],
http://www.physics.uq.edu.au/physics_museum/pi
tchdrop.shtml (Page consultée le 10 novembre
2008).
4. MAINSTONE, JOHN. Ig Nobel Prize. [En ligne],
http://www.physics.uq.edu.au/pitchdrop/mainston
e.html (Page consultée le 8 novembre 2008).
5. MAINSTONE, JOHN. “Pitch Drop Experiment”. [En
ligne],
http://www.abc.net.au/rn/science/ss/stories/s2362
0.htm (Page consultée le 12 novembre 2008).
L’expérience que le professeur Thomas Parnell a
commencée a débuté à l’université du Queensland. Cet
établissement, fondé le 10 décembre 1909, accueillait
près de 27 000 étudiants en 2006. Elle fait partie des
universités les mieux cotées en Australie et elle est sur la
e
43 place dans le prestigieux classement THES – QS
World University Rankings. Avec ses 5081 facultés,
l’université est aussi une des plus grandes d’Australie.
La poix : solide, liquide ou
autre?
30
8<$:$)'
En conclusion, il est important de se souvenir que
le professeur Thomas Parnell, de l’université du
Queensland, tentait, avec son expérience commencée en
1927, d’attester à ses étudiants que nos perceptions sont
trompeuses. Pour ce faire, il a pris une substance qui
paraît, à première vue, solide, alors qu’en fait elle est
liquide, et il l’a fait s’écouler au travers d’un entonnoir dans
des conditions météorologiques inconstantes. Cette
expérience, réalisée à Brisbane, est la plus longue
expérimentation connue selon le Guinness Book of
Records, et elle est encore en activité. Le fait que les deux
professeurs se soient mérité le prix Ig Nobel de la
physique (qui est censé faire rire, puis réfléchir) nous
permet justement de nous poser des questions. C’est la
base de la science. En démontrant ainsi la véritable phase
de la poix, Thomas Parnell pourrait nous envoyer le
message suivant, en anglais : «In science, always double
check !» (En science, toujours vérifier au moins deux fois!)
Mais puisqu’il est mort après avoir vu la deuxième goutte
s’écouler, le successeur devra s’en charger…
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#/']'7%#$)58<#$/*$&)'8%#$"$)F-)/')*'!./c'
'
Par Florence Cayouette
La science, depuis peu, se modernise
phénoménalement et permet d’élargir le grand domaine du
savoir. Plusieurs découvertes scientifiques des dernières
années ont eu un grand impact dans la société. Pensons,
entre autres, à l’émergence des nanotechnologies. Par
contre, il n’en n’est pas toujours ainsi. Une multitude de
petits progrès mène parfois à des grandes avancées sans
que nous en soyons informés. Ce qui est découvert peut
donc parfois sembler inutile, voire même farfelu. Les
chercheurs dont les accomplissements sont les plus
cocasses sont récompensés chaque année lors de la
remise des Ig Nobel, ayant lieu à l’Université Harvard.
Leurs révélations sont parfois remarquables, mais d’autres
fois elles le sont moins! Le but de ces prix est d’abord de
faire sourire, puis ensuite de faire réfléchir. En 2008, le prix
de biologie a été remis à trois chercheurs français de
l’École Nationale Vétérinaire de Toulouse. Marie-Christine
Cadiergues, Christel Joubert et Michel Franc ont répondu à
la question suivante : « Les puces des chiens sautent-elles
plus haut et plus loin que celles de chats? » Cet article se
penchera donc premièrement sur les résultats de leur
recherche. Par la suite, une évaluation critique en sera
faite. Suivront enfin une courte biographie des chercheurs
ainsi qu’une description de leur organisme.
duquel elles réussissaient à tirer du sang. Les raisons de
leur départ sont variées. Parfois, elles n’ont d’autre choix
que de partir parce que la température de leur hôte
chute, par exemple lors d’une anesthésie. Le reste du
temps, c’est la mort du chien ou du chat qui les oblige à
se trouver une nouvelle source de nourriture. Les
recherches sur les prouesses des puces étaient plutôt
rares avant que ce projet ne soit mené. Seule l’espèce
Xenopsylla cheopis, la puce du rat, avait été objet
d’analyse étant donné qu’elle est associable à la
transmission de la peste. Quant à Ctenocephalides canis
et à Ctenocephalides felis felis, les données étaient
pratiquement inexistantes.
Tout d’abord, le projet mené par les trois
chercheurs n’avait pas comme but premier de mesurer la
hauteur et la distance des sauts des puces félines et des
puces canines. Au contraire, dans leurs travaux entrepris
en l’an 2000, les trois Français cherchaient plutôt à
expliquer pourquoi les puces des chiens sont en voie de
disparition alors que celles des chats ne le sont pas. Avant
de continuer, mentionnons que les puces sont de
minuscules insectes qui n’ont pas d’ailes et qui ont un
corps comprimé de manière latérale. Leur longueur varie
entre un et trois millimètres. Elles ne sont pas toutes
parasitaires, c’est-à-dire qu’elles ne vivent pas toutes sur
un autre être vivant leur fournissant leur nourriture. Les
puces canines, dites Ctenocephalides canis et les puces
félines, dites Ctenocephalides felis felis, sont donc des
parasites. Elles tirent profit de leur hôte sur lequel, en plus
de se nourrir, s’abritent et se reproduisent. Ces puces, qui
vivent
à l’extérieur de leur hôte, sont qualifiées
d’ectoparasites. Les puces et les chiens ou les chats sont
unis par une relation biologique symbiotique, c’est-à-dire
une union ou association étant stable et permanente. De
plus, les deux espèces vivent en interaction, elles sont très
proches l’une de l’autre. Bref, les puces ont besoin d’un
autre animal pour assurer leur survie. Habituellement, elles
se déplacent sur le dos des chiens et des chats en
marchant dans leur poil. Les puces sexuellement matures
effectuent des sauts lorsqu’elles veulent atteindre leur
hôte. Lorsqu’elles deviennent adultes, ces mêmes puces
sautent afin de quitter l’animal sur lequel elles vivaient et
Les puces des chiens sautent-elles
plus haut que celles des chats?
31
9$+.+F$)'
Les trois chercheurs toulousains ont donc
décidé, afin de mieux comprendre pourquoi une des deux
espèces est en voie de disparition, de mesurer la
distance et la hauteur de leurs sauts, qui était estimée à
environ 33 cm. Pour s’y faire, ils ont pris deux colonies de
puces, provenant respectivement d’un chien et d’un chat.
Les puces félines ont été prélevées sur un chat et
maintenues en vie dans un laboratoire depuis 1990. Les
puces venant d’un chien étaient seulement préservées
depuis 1999. Pour chaque expérimentation, des jeunes
puces sexuellement matures de moins de trois jours ont
été utilisées. On estime qu’il y avait 40% de mâles et
60% de femelles. La température était de 21 degrés
Celsius et l’humidité relative était de 60%. Les conditions
recréées tentaient d’imiter celles retrouvées chez les
chiens et les chats. Pour mesurer la longueur des sauts
des puces, un carré de plastique collant de un mètre
carré a été a été déposé à l’horizontale, la face collante
vers le haut. Au centre de ce carré, un trou de 2cm de
diamètre a servi de lieu de départ pour les puces.
Évidemment, cet endroit n’était pas collant. Deux à deux,
les puces de la même espèce ont été déposées au
centre et les chercheurs ont pu calculer la distance
qu’elles parcouraient lors de leur premier saut. Cette
expérimentation a été menée sur 450 spécimens de
puces félines et canines. Ensuite, pour mesurer la
hauteur des sauts, des tubes cylindriques de plastique
ayant un diamètre de 9 cm ont été utilisés. La hauteur
des tubes variait entre 1 et 30 cm, chacun d’entre eux
ayant un écart de 1 cm. La procédure consistait à mettre
des puces, par groupes de dix, à la base de chaque
cylindre. Au total, ce sont 1500 puces, les
deux espèces confondues, qui ont été
soumises au test. Les chercheurs ont réussi à
enregistrer
combien
d’entre
elles
réussissaient à bondir par-dessus les
cylindres. Les résultats obtenus ont démontré
que les puces du chien sautent effectivement
plus loin que celles des chats. En effet, les
sauts de l’espèce Ctenocephalides canis ont
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
une distance variant entre 3 et 50 cm tandis que celle des
sauts de l’espèce Ctenocephalides felis felis se situe plutôt
entre 2 et 48 cm. Même si la différence ne semble pas
énorme à première vue, elle est facilement détectable
lorsqu’on s’attarde aux valeurs moyennes. Les puces
canines ont effectué, en moyenne, des bonds d’une
longueur de (30,4 ± 9,1) cm alors que pour les puces
félines, on parle de (19,9 ± 9,1) cm. Quant à la hauteur
des sauts, les puces des chiens montrent aussi une
supériorité. La meilleure puce canine a enregistré un saut
de 25cm de hauteur, comparativement à 17cm pour celle
du chat. La détermination de la différence entre les sauts
des puces des chats et des chiens était un élément clé
pour arriver à comprendre pourquoi Ctenocephalides
canis est en voie de disparition et que Ctenocephalides
felis felis ne l’est pas. Comme l’a dit Mme Cadiergues,
cette connaissance était nécessaire pour pouvoir mieux
contrôler et éventuellement éliminer ces espèces qui
nuisent aux chats et aux chiens. Selon moi, même si les
résultats semblent farfelus, ils sont d’une grande utilité.
Par exemple, ces trois chercheurs ont permis d’élargir les
connaissances déjà acquises sur les puces et de mieux
les comprendre. Les travaux qu’ils ont effectués seront
peut-être utiles, éventuellement, à d’autres scientifiques.
De plus, ce projet de recherche pourrait potentiellement
contribuer à éradiquer les puces qui incommodent
plusieurs animaux, même les nôtres! Bref, je crois que
même si ces résultats font rire, ils doivent être pris au
sérieux, dans la mesure où ils contribuent, de manière,
admettons-le, plutôt légère, à l’avancement de la science
biologique. Cependant, avec un peu de recul, j’estime que
les subventions à la recherche scientifique devraient être
accordées à des projets plus urgents et plus susceptibles
d’améliorer le sort des humains. À mon avis, lorsqu’on
aura surmonté de grands défis médicaux comme le cancer
ou le sida, on pourra alors songer à la disparition des
puces canines!
Promotion 2008-2010
éliminer. Cette recherche constitue un petit pas pour la
science, mais un grand pas pour la parasitologie! Une
recherche ultérieure pourrait se pencher sur la
possibilité d’éradiquer complètement les puces au
grand soulagement des animaux hôtes et parfois
même des humains! L’avenir nous réserve-t-il un
monde sans puces?
Médiagraphie
1. CADIERGUES, Marie-Christine. et al. « A
comparison of jump performances of the dog
flea, Ctenocephalides canis (Curtis, 1826) and
the cat flea, Ctenocephalides felis felis
(Bouché, 1835) », Veterinary Parasitology,
vol. 92, no 92, octobre 2000, p.239-241
2. ENVT. École Nationale Vétérinaire de Toulouse.
[En ligne], http://www.envt.fr/ (Page consultée
le 13 novembre 2008).
3. [ANONYME]. Ig Nobel 2008 : des Français à
l’honneur pour un saut de puce. [En ligne],
http://parasitologie.blog.lemonde.fr/2008/10/07
/ (Pageconsultée le 10 novembre 2008).
4.[ANONYME]. Parasitologie. [En
ligne],http://fr.wikipedia.org/wiki/Parasitologie
(page consultéele 10 novembre 2008).
5. [ANONYME]. « Puce (insecte) ». Encarta, [En ligne],
2008,
http://fr.encarta.msn.
com/encyclopedia_761568791/puce.html,(Pag
e consultée le 11 novembre 2008).
Même si trois chercheurs ont participé à ce
projet, Marie-Christine Cadiergues est celle qui l’a initié.
Pour sa thèse de doctorat, elle a décidé de comparer deux
espèces de puces, l’une étant en voie de disparition. Mme
Cadiergues est chercheuse et clinicienne à l’École
Nationale Vétérinaire de Toulouse, comme ses deux
autres collègues, Christel Joubert et Michel Franc. Cet
institut est une école, mais aussi un centre de recherche.
On y retrouve plusieurs départements spécialisés, par
exemple en toxicologie ou même en cytogénétique. De
plus, l’établissement abrite également un hôpital
universitaire vétérinaire qui accueille des étudiants de
partout en Europe.
Les puces des chiens sautent-elles plus
loin que celles des chats?
9$+.+F$)'
Somme toute, les trois chercheurs français ont
bel et bien réussi à prouver que les puces des chiens
sautent plus loin et plus haut que les puces des chats.
Pour ce faire, ils ont premièrement mesuré la longueur des
bonds et ensuite leur hauteur. Les résultats obtenus
démontrent que les puces canines parcourent en
moyenne (30,4 ± 9,1) cm et sautent au maximum à 25 cm
de hauteur, comparativement à (19,9 ± 9,1) cm et 17 cm
pour les puces félines. Selon Mme Cadiergues, ces
informations étaient importantes puisqu’elles permettent
de mieux contrôler les puces et de possiblement les
32
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
8>[email protected]=';[email protected]'[email protected]'[email protected]'[email protected]>[email protected]'
8<)#A<)-#']'1$#'7$A<%).'9)##B'
Par Florence Derouet
Depuis de nombreuses générations, de jeunes
scientifiques en herbe ont dû s’atteler à la dure tâche que
représente la dissection de la grenouille. Pour certains, ce
fut un devoir éprouvant (voire émétique), alors que pour
d’autres, ce fut une occasion de jouer les fanfarons en
torturant le pauvre batracien. Certains ont même conservé
des séquelles de cet événement marquant du parcours de
tout scientifique, comme le prouve la recherche de Sir
Michael Berry et de Andrey Geim. En effet, ces deux
hommes ont poussé la cruauté envers la grenouille jusqu’à
un extrême inédit : la lévitation. Toutefois, ne nous y
méprenons pas : les deux chercheurs n’ont pas tourmenté
le malchanceux animal seulement pour le plaisir, ils l’ont
fait au nom de la science! Ainsi, grâce à leur expérience
pour le moins originale, M. Geim et Sir Berry ont pu utiliser
un principe physique sous-estimé : le diamagnétisme.
Avant de plonger dans le vif du sujet, c’est-à-dire les
caractéristiques du projet, faites un survol de ce qui a
poussé les chercheurs à entreprendre cette recherche et
dans quel cadre cette dernière fut exécutée. Pour finir,
apprenez à connaître un peu plus les deux scientifiques à
l’origine de cette expérience insolite.
phénomène appréciable sont devenus disponibles un peu
e
avant le milieu du 20 siècle. D’ailleurs, en 1939, Werner
Braunbeck fut probablement le premier à faire léviter des
billes de graphite dans un électro-aimant vertical. Il fallut
attendre une cinquantaine d’années pour qu’un
phénomène de lévitation soit étudié à nouveau, par les
Français Éric Beaugnon et Robert Tournier qui
soulevèrent de l’eau et d’autres substances organiques.
Leur expérience fut rapidement répétée par de
nombreuses équipes de scientifiques.
Pour Andrey Geim, chercheur du « High Field
Magnet Laboratory » de l’Université de Nijmegen, la puissance du diamagnétisme des substances trouvées à
température ambiante n’était pas assez forte pour
présenter un intérêt quelconque. Ses recherches en
nanophysique l’ont par contre mené à utiliser de très
basses températures et à observer de même qu’à se
servir des phénomènes de supraconductivité (les
supraconducteurs étant des matériaux ne présentant
aucune résistance électrique à des températures près du
zéro absolu). Cette observation a mené Andrey Geim à
se poser la question suivante : « Pourrions-nous
retrouver des phénomènes similaires à ceux trouvés à
des températures près du zéro absolu, mais à
température de la pièce? »
En premier lieu, il est important de définir le
concept de diamagnétisme. Ce type de magnétisme,
présent dans toutes les substances, déclenche une
répulsion entre la substance et le pôle d’un aimant fort.
C’est Faraday qui, en 1845, observa en premier le
phénomène et qui lui attribua le nom qu’on lui connaît
aujourd’hui. Dans les faits, une substance diamagnétique,
lorsque soumise à un champ magnétique, produit un
champ magnétique opposé de faible intensité. Ce
phénomène est dû à la modification du mouvement orbital
des électrons autour du noyau des atomes, dont le
mouvement s’adapte pour s’opposer au changement de
champ magnétique. À l’époque de Faraday tout comme il
n’y a pas si longtemps, les applications possibles du
diamagnétisme n’étaient pas considérées, la communauté
scientifique estimant le diamagnétisme beaucoup trop
faible. Ainsi, certaines lectures par Lord Kelvin laissent à
croire que ce dernier aurait travaillé sur un projet similaire à
la lévitation de la grenouille, mais qu’il aurait abandonné
puisque selon lui, jamais nous ne pourrions construire un
aimant assez puissant et trouver une substance ayant un
rapport entre la susceptibilité diamagnétique et la masse
volumique suffisamment élevé pour observer un
phénomène appréciable. Un contemporain de Faraday et
de Lord Kelvin, Samuel Earnshaw, a même énoncé le
théorème suivant, qui porte aujourd’hui son nom : un
ensemble de charges ponctuelles ne peut être maintenu
dans un équilibre stable par aucun assortiment de forces
électrique, magnétique et gravitationnelle. Pour en revenir
à Lord Kelvin, il faut dire que ce dernier s’était trompé sur
une chose : des aimants assez puissants pour observer un
Comment faire léviter une
grenouille?
En 1996, une expérience effectuée par des
physiciens japonais a capté l’intérêt D’Andrey Geim. Ces
physiciens avaient découvert un « effet Moïse »
(traduction libre de « Moses effect ») selon lequel l’eau
d’un bassin se séparait en deux parties, une vallée sèche
au milieu, lorsque le bassin était introduit dans un
puissant champ magnétique.
Peu après, Andrey Geim et Humberto
Carmona firent d’autres expériences de
lévitation avec plusieurs objets qu’ils avaient
33
(<B/$6-)'
À première vue, Geim et ses collègues ont cru à
un coup monté, une mauvaise blague de physiciens.
Toutefois, sa curiosité l’emporta et il décida de donner
une chance à l’effet Moïse en tentant l’expérience avec
son étudiant au doctorat, Humberto Carmona. Leur
expérience consistait simplement à verser une certaine
quantité d’eau dans un aimant vertical de 20 Tesla. À leur
plus grand étonnement, le résultat obtenu n’était pas à la
hauteur de la simplicité de l’expérience : l’eau ne gicla
pas sur le sol mais resta bloquée dans
l’aimant. Après quelques minutes de calcul et
de réflexions intenses, ils en vinrent à une
conclusion étonnante : la cause de ce curieux
phénomène était une force très faible, le
diamagnétisme.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
sous la main : des pièces de bois ou de plastique, du
fromage, des bouts de pizza et même une grenouille
vivante! La rumeur de leur expérience se répandit comme
une traînée de poudre. Ils passèrent la semaine à faire
des démonstrations à un flot continu de scientifiques qui
ne croyaient pas la rumeur qu’ils entendaient. C’est
quelque temps après que Michael Berry, un physicien de
l’Université de Bristol, a proposé à Andrey Geim de s’unir
à lui pour l’aider à détailler et approfondir la découverte
qu’il avait faite. C’est ensemble qu’ils publièrent « Of flying
frogs and levitrons ». Ce texte explique entre autre de
façon mathématique la stabilité de l’objet en lévitation.
Avec de nombreuses équations, Berry et Geim proposent
une façon de déterminer précisément la zone où un objet
peut être en équilibre stable, c’est-à-dire là où le poids de
l’objet sera totalement balancé par la force diamagnétique.
Ils exposent également les similitudes et les différences
entre la lévitation diamagnétique et le « Levitron », un
gadget composé de deux parties dont l’une flotte au
dessus de l’autre et dont le fonctionnement a été expliqué
en détails par Michael Berry dans un autre article. Un
détail persiste cependant : comment l’objet fait-il pour
léviter avec la force du diamagnétisme, puisqu’il viole le
théorème d’Earnshaw? C’est tout simplement que, selon
l’explication donnée par Sir Michael Berry, l’objet en
lévitation ne serait pas un objet stable, puisque ses
électrons sont en mouvement si on considère l’effet du
diamagnétisme. Bref, la lévitation diamagnétique n’est pas
soumise au théorème d’Earnshaw!
type de magnétisme de faible amplitude. Entrant en
apparence en contradiction avec le théorème
d’Earnshaw, la lévitation diamagnétique est possible et
ses applications potentielles sont innombrables.
D’ailleurs, Geim et Berry se faisaient déjà approcher
quelques mois après la publication de leur recherche
par des gens voulant breveter des inventions très
particulières, comme des moyens de transport ou des
nouvelles cures contre le vieillissement… Toutefois, la
lévitation
diamagnétique
offre
une
excellente
opportunité aux chimistes et aux biologistes de faire
des expériences en microgravité. Sur une note plus
frivole, qui sait si dans quelques années, les vitrines de
magasins ne présenteront pas des objets flottants?
Médiagraphie
1- HECHT, Eugene. Électricité et magnétisme,
Québec, Groupe Modulo, 2006, 328p.
2- GEIM, Andrey. « Everyone’s magnetism », Physics
Today, vol. 51, nº 9, septembre 1998, p.36-39.
3- MICHAEL BERRY, BRISTOL UNIVERSITY.
Levitation without meditation, Bristol,
Communiqué de presse, 2000, 3p.
4- ANDREY GEIM, UNIVERSITY OF NIJMEGEN.
How I ended up levitating frogs, Nijmegen,
Communiqué de presse, 2000, 3p.
Andrey Geim est actuellement professeur et
directeur
du
Centre
de
Mésoscience
et
de
Nanotechnologies à l’Université de Manchester, au
Royaume-Uni. Né en Russie, il est récipiendaire d’un
diplôme en physique de l’Université Polytechnique de
Moscou et est docteur en physique de la matière
condensée de l’Institut de physique des solides de
Chernogolovka. Comme de nombreux autres scientifiques
russes, il a quitté sa Russie natale en 1987, après son
doctorat, pour aller continuer des études post-doctorales.
Ses sujets d’étude sont très variés : il a ainsi fait léviter
une grenouille, mais a aussi développé le « Gecko
Tape », un adhésif basé sur le fonctionnement des pattes
du Gecko, puis a découvert un matériau d’un atome
d’épaisseur : le graphène. Pour sa part, Sir Michael Berry
est récipiendaire d’un diplôme en physique de l’Université
Exeter, d’un doctorat en physique théorique de l’Université
St-Andrews et d’un post-doctorat dans le même domaine
de l’Université de Bristol. Il est actuellement professeur
émérite et chercheur à l’Université de Bristol. Ses
domaines de recherches sont à la frontière entre la
physique classique et quantique. Ainsi, il a publié des
recherches sur la physique optique, mais aussi sur la
théorie du chaos. Fait cocasse : parmi toutes les
distinctions et les prix prestigieux reçus par Andrey Geim
et Michael Berry, le plus connu est sans conteste leur prix
Ig-Nobel, parodie des prix Nobel, pour leur fameuse
lévitation d’une grenouille…
5- CARTLIDGE, Edwin. «A physicist of many talents »,
Physics World, vol. 19, nº 2, février 2006, p.8.
34
(<B/$6-)'
6- UNIVERSITY OF BRISTOL. Physics at Bristol,
Professor Sir Michael Berry. [En ligne],
http://www.phy.bris.ac.uk/people/Berry_mv/index.
html (page consultée le 11 novembre 2008)
En conclusion, l’expérience de lévitation de la
grenouille, que de nombreux scientifiques ont pris pour
une bonne blague du poisson d’avril, s’avère être une
démonstration bizarre mais efficace du diamagnétisme, un
Comment faire léviter une
grenouille?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Francis Mainville-Pannese
Dès l’Antiquité, le bâillement fut décrit par
Hippocrate comme un comportement physiologique plutôt
banal qui, d’après lui, servait à expulser la fièvre du corps,
telle une cheminée rejetant de la fumée. Malgré la relative
facilité d’observation de ce phénomène, celui-ci n’avait pas
vraiment fait l’objet d’études scientifiques poussées depuis
ce temps, jusqu’à ce que viennent les années 1980. À
partir de ce moment, plusieurs scientifiques se sont
penchés sur la question, à savoir, ce qui provoquait le
bâillement et ce qu’il était réellement. Plus poussées
encore, des études ont été lancées pour déterminer le
facteur qui actionnait la réplication du bâillement entre
individus, c’est-à-dire le fait qu’une personne qui en
regarde une autre qui bâille bâillera elle aussi par après. Dr
Steven Platek, de l’Université Drexel de Philadelphie, s’est
justement penché sur cette question passionnante. Ainsi, à
la suite d’une brève description de ce qu’est réellement un
bâillement, je présenterai les tests effectués par Dr Platek
ainsi que les conclusions relatives à la réplication du
bâillement.
d’une respiration normale. Toutefois, les milliers
d’inhalations quotidiennes d’un humain normal se
différencient de ses bâillements par le fait que ses
muscles, qui s’assurent d’ouvrir la bouche et ceux sensés
la fermer s’actionnent simultanément, ce qui peut créer
certains désagréments chez certains, comme une
luxation de la mâchoire. Aussi, le larynx est impliqué
dans le processus, car il s’ouvre largement, forcé par les
muscles du visage et du cou.
Pour sa part, la deuxième phase est très courte,
car elle représente la période de temps où le bâilleur est
en apnée. Entre l’inspiration et l’expiration, l’individu qui
bâille fait une pause d’environ une seconde. Durant ce
court laps de temps, les trompes d’Eustache, petits tubes
reliant l’intérieur de l’oreille aux voies respiratoires,
s’ouvrent et diminuent ainsi la perception des sons par
l’individu.
Finalement, la troisième phase constitue la forte
expiration qui conclue le bâillement. Celui-ci stimule
l’activité des glandes lacrymales et c’est pourquoi parfois,
bâiller nous fait pleurer. De plus, cette phase finale est
accompagnée, la plupart du temps, par une
pandiculation, plus souvent appelée étirements. Les bras
au-dessus de la tête, la tête en arrière et un creux dans le
dos sont les principales caractéristiques de la
pandiculation. Pour finir en beauté, de la dopamine est
sécrétée par le système endocrinien, ce qui procure au
bâilleur un effet de bien-être et de détente.
Tout d’abord, il est important de faire le point sur
ce qu’est réellement un bâillement, de ses causes
environnementales
et
émotionnelles
jusqu’à
ses
conséquences
physiologiques
et
psychologiques.
Premièrement, le bâillement est un réflexe, car, bien que
nous soyons capables de le minimiser ou de l’accentuer
(d’où son caractère modulable), il nous est impossible de
résister à la tentation de bâiller. Il nous vient de façon
inconsciente
et
il
est
totalement
involontaire.
Deuxièmement, le bâillement est lié, comme vous l’avez
sûrement déjà expérimenté, à l’assoupissement, à l’ennui
ou alors à la faim. Le bâillement serait comme une
stimulation de notre vigilance, car il accompagne les
rythmes de notre corps (fatigue, entrain, ennui, faim) pour
nous avertir d’un passage prochain à une autre phase de
vigilance. Cet avertissement, c’est comme le bâillement qui
dit «va te coucher» ou bien «il est temps que tu manges
quelque chose». En réalité, cette théorie reste une
hypothèse, car bien d’autres causes entrent en ligne de
compte, comme l’intervention de plusieurs hormones et
autres
neurotransmetteurs
comme
la
dopamine,
l’acétylcholine, l’ocytocine, etc. Pour le moment, les réelles
causes du bâillement restent floues, mais l’hypothèse de la
vigilance semble plausible étant donné la complexité du
système psychique de l’être humain. Cependant, une
chose est sûre, un bâillement n’est assurément pas une
oxygénation du cerveau comme on l’a longtemps cru.
Maintenant que le concept de bâillement est
clairement défini, il est temps de parler de sa réplication.
Ici, nous ne pouvons pas parler de contagion, car ce
terme est associé à la transmission d’une maladie. Pour
le bâillement, il s’agit plutôt d’une imitation
comportementale, comme nous le prouve Dr Steven
Platek, chercheur à l’Université Drexel de Philadelphie et
docteur en psychologie. En effet, en 2003, Dr Platek a
mené une étude sur plusieurs individus étant assujettis
ou non à la réplication du bâillement.
Physiologiquement, le bâillement prend entre cinq
et dix secondes en moyenne et il se divise en trois étapes
distinctes. La première est une longue inspiration par la
bouche et le nez, causée par une forte contraction du
diaphragme et des muscles intercostaux, comme lors
Pourquoi le bâillement est-il
contagieux?
35
9$+.+F$)'
Le test se déroulait comme suit : un film
montrant 30 bâillements consécutifs a été projeté aux
« cobayes ». Par la suite, Dr Platek a noté que 55% des
sujets avaient bâillé dans les cinq minutes
passées après le film, alors que 45% de
l’auditoire était resté impassible. Le film a été
projeté plusieurs autres fois, mais l’angle avec
lequel les spectateurs étaient positionnés par
rapport à l’écran était différent. Dans tous les
cas, la réplication avait lieu, toujours
sensiblement dans les mêmes proportions. Par
la suite, un deuxième film, montrant seulement
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
des parties de visage, comme une bouche ouverte ou des
yeux plissés, a été visionné par les spectateurs. Cette foisci, aucune réplication n’a été notée. Un troisième film
montrant des personnages de dessin animé en train de
bâiller n’a eu aucun effet sur les sujets, les expressions
faciales étant simplifiées. Finalement, les volontaires ont
subi quelques tests pour déterminer leur profil
psychologique. Suite à ces multiples tests, Dr Platek a
publié un article dans la revue scientifique « Cognitive
Brain Research » démontrant ses travaux ainsi que la
conclusion qu’il en tire. Celle-ci est loin d’être banale.
chercheurs continueront de découvrir et d’élucider,
comme l’a fait le Dr Platek, les ô combien multiples et
intrigants mystères du cerveau humain.
En effet, Dr Platek affirme que les personnes sujettes à la
réplication du bâillement sont d’autant plus sensibles à ce
phénomène qu’ils sont capables d’empathie. L’empathie,
soit dit en passant, est la capacité d’une personne de se
mettre dans la peau d’une autre et de ressentir elle-même
ce que l’autre ressent. Cela dit, l’empathie est causée par
des neurones spécialisés situés dans le cerveau appelés
neurones miroirs. Ces neurones, découverts et identifiés
dans les années 1990, jouent un rôle majeur dans le
phénomène empathique et dans la réplication du
bâillement, car ce sont eux qui s’actionnent lorsqu'un
individu fait une action et lorsqu'il observe un autre
individu faire la même action. C’est pourquoi on les
appelle neurones miroirs. Donc, pour résumer le tout, une
personne qui subit la réplication du bâillement est plus
empathique et compréhensive qu’une personne qui reste
de marbre devant une autre personne en train de bâiller.
2- NOTHIAS, Jean-Luc. Le bâillement est-il
contagieux ? [En ligne],
http://www.lefigaro.fr/sciences/20061206.FIG00
0000015_le_baillement_est_il_contagieux.html
(Page consultée le 7 novembre 2008).
Médiagraphie
1- MICHAUD, Bruno. Bâillement, comment ça
marche??? [En ligne],
http://www.tasante.com/article/lire/2674/bailleme
nt-comment-ca-marche.html (Page consultée le
7 novembre 2008).
3- GUICHET DU SAVOIR. Pourquoi, lorsque l'on voit
quelqu'un bailler, a-t-on une irrésistible envie de
bailler ? [En ligne],
http://www.guichetdusavoir.org/ipb/index.php?s
howtopic=9023
(Page consultée le 7 novembre 2008).
4- AGENCE SCIENCE-PRESSE. Les gentils bâillent.
[En ligne],
http://www.sciencepresse.qc.ca/archives/2003/c
ap0408034.html
(Page consultée le 7 novembre 2008).
Certes, les mystères régnant sur ces grands mécanismes
cognitifs très élaborés restent en grande partie non
élucidés, mais avec l’avancement de la science, ils
risqueraient fort bien d’être résolus sous peu. Cette
hypothèse est, selon moi, très respectable, étant donné le
relatif manque d’information au sujet des phénomènes
nerveux, cérébraux et encéphaliques.
5- L’INTERNAUTE. Pourquoi bâille-t-on? [En ligne],
http://www.linternaute.com/science/magazine/po
urquoi/baillement/baillement.shtml (Page
consultée le 7 novembre 2008).
Dr Platek est chercheur à l’Université Drexel de
Philadelphie, en Pennsylvanie, et il étudie le
neurocognitivisme et la neurobiologie relatifs aux
adaptations évolutives de l’humain. En d’autres mots, c’est
un spécialiste des neurosciences. Il est aussi professeur
de psychologie au College of Arts and Sciences, de
l’Université Cornell, elle-même située dans la ville
d’Ithaca, dans l’État de New York. Dr Platek a reçu son
diplôme en psychologie de l’Université Rutgers, au New
Jersey, et a obtenu don doctorat en psychologie de
l’Université d’Albany, dans l’État de New York. C’est dans
cette même université qu’il a commencé ses recherches
sur la psychologie évolutive et sur le cerveau.
Pourquoi le bâillement est-il
contagieux?
9$+.+F$)'
Somme toute, bien que les bâillements et leurs
réplications fassent partie de la vie de tous les jours, les
recherches du Dr Platek nous ont prouvé qu’ils étaient
bien plus qu’un simple phénomène servant à nous rendre
compte qu’on est fatigué ou ennuyé. Pour ce qui est du
bâillement en général, il est provoqué par des
neurotransmetteurs et des hormones servant à nous
mettre dans un état de vigilance différent. Pour ce qui est
de la réplication de cette manifestation cognitive, elle est
due à l’empathie que manifeste une personne pour une
autre. Puissions nous espérer que d’autres équipes de
36
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par François Marcoux
Morts mystérieuses de grands-mères, aucune
explication, sauf… le stress relié aux examens de leurs petits
enfants. Farfelu dites-vous? Selon Mike Adams, professeur de
biologie, c’est un problème bien réel : le stress relié aux
examens peut affecter les membres de notre famille, et même
plus spécifiquement, nos grands-mères. D’abord, je vous
décrirai le projet et les objectifs visés par celui-ci. Ensuite, je
vous présenterai les résultats obtenus de l’étude
accompagnés d’une analyse de ces derniers et des plusieurs
explications possibles. Je terminerai avec le témoignage d’un
professeur ayant « vécu » le phénomène, une brève
biographie de Mike Adams et une description de son lieu de
travail.
sanguine, le système immunitaire et l’asthme. Cela
expliquerait donc que les grands-mères soient les plus
affectées étant donné leurs risques, déjà accrus par leur
âge, de faire, par exemple, une crise cardiaque. De plus, une
autre étude a démontré que le comportement des personnes
âgées est plus affecté par le stress que celui des jeunes
adultes,
particulièrement
dans
les
situations
qui
comprennent un risque élevé (ce qui les amène à prendre la
mauvaise décision), par exemple lors de la conduite
automobile, ce qui amène une autre possibilité quant à la
cause des morts prématurées des membres de la famille des
étudiants. Par contre, un autre point reste à déterminer,
pourquoi les grands-mères et non les grands-pères?
Pour commencer, depuis le début de sa carrière,
Mike Adams avait plusieurs fois entendu parler de ce
phénomène. En tant que professeur, il se trouva intrigué par
celui-ci et questionna plusieurs de ses collègues sur le sujet,
ce qui lui fit remarquer que le problème était très connu dans
son milieu de travail, mais qu’aucune étude n’avait été faite
auparavant pour en apprendre davantage sur les causes et les
explications possibles. Mike Adams, inquiet que le problème
prenne de l’envergure, se lança donc dans son projet : étudier
le phénomène en profondeur dans le but de découvrir les
circonstances qui le provoque et des moyens de le prévenir et
même tout d’abord déterminer s’il ne s’agit simplement pas
d’un « mythe ». Il centralisa sa recherche sur l’étude du FDR
(family death rate) pour cent étudiants sur une durée d’une
semaine. Donc, un FDR de 1 signifie qu’un étudiant sur cent a
perdu un membre de sa famille lors de la semaine étudiée.
En effet, les grands-mères sont 24 fois plus
touchées que les grands-pères. Mike Adams étudia donc la
relation entre la grosseur et la structure des familles et le
FDR, ce qui ne porta aucun résultat concluant. Il émit donc
l’hypothèse que chaque famille devait avoir un « anxieux
désigné », dans ce cas-ci, les grands-mères. Elles sont
probablement plus attachées, d’une certaine manière, à
leurs petits enfants que les grands-pères ce qui fait qu’elles
sont plus affectées par ce stress.
Par la suite, Mike Adams remarque aussi que le
phénomène (toutes notes confondues) grandit de manière
exponentielle. Il déduit même que dans 100 ans, si la
tendance se maintient, les conséquences de ce problème
pourraient être absolument démesurées ce qui ferait de sorte
que seules les familles les plus grosses survivraient la
première session de l’éducation universitaire ou collégiale de
l’étudiant en question. Évidemment, il est douteux que le
phénomène continue de progresser de telle sorte.
Finalement, Mike Adams, incapable de trouver une solution
valable, nous en propose trois plus cocasses les unes que
les autres (à lire à votre discrétion), qui ne sont évidemment
pas réalisables.
Ensuite, il est important de noter que les résultats ont
été obtenus par Mike Adams à partir d’étudiants des ÉtatsUnis allant au collège ou à l’université par des sources
officielles comme le « United States Census Bureau » de
même que plusieurs années de recherche de son propre côté.
Il débuta donc par observer la relation entre le FDR, les notes
de l’étudiant et l’importance de l’examen à venir (ou l’absence
d’examen). Les résultats qu’il obtint démontrèrent clairement
l’existence du phénomène. Lorsque aucun examen n’est
imminent, le FDR se situe entre 0.04 et 0.07 indépendamment
des notes, ce qui est parfaitement logique étant donné le peu
de stress à ce moment. Cependant, dans la semaine
précédant un examen de mi-session, le FDR d’un étudiant
ayant des excellentes notes est de 0.06 alors qu’il bondit à
1.25 pour un étudiant qui échoue présentement le cours. La
situation s’empire encore lorsqu’il s’agit d’un examen de fin de
session : le FDR varie de 0.09 à 2.18 selon les notes de
l’étudiant. Mike Adams tira les conclusions suivantes de ses
premiers résultats : les membres des familles des étudiants se
tuent littéralement à stresser sur les résultats des examens de
ces derniers. Évidemment, plus les notes de l’étudiant en
question sont faibles, plus l’examen est important, ce qui
augmente le niveau de stress. Plusieurs études démontrent
clairement qu’un haut niveau de stress augmente les risques
de crise cardiaque et affecte plusieurs autres facteurs pouvant
causer des problèmes de santé, notamment la pression
Pour continuer, un professeur de
l’université de Concordia nous raconte comment il
a découvert et remédié à ce problème de mortalité
37
9$+.+F$)'
Le stress relié aux examens peut-il affecter
les membres de notre famille?
Par contre, d’autres chercheurs, intrigués par les
résultats obtenus par Mike Adams, reprirent son idée et
tentèrent de trouver une solution valable au problème
grossissant. Ils expérimentèrent avec l’idée du « brutal essay
makeup », qui consiste à dire aux étudiants que s’ils
échouent leur examen, ils auront la possibilité de se rattraper
avec le « brutal essay makeup », qui est, comme son nom le
dit, un examen beaucoup plus difficile. Les résultats furent
assez impressionnants : le taux de mortalité des grandsmères lors de la semaine avant un examen baissa
de 1/200 à 1/1000. Bien qu’ils ne puissent en être
certains, ils en vinrent à la conclusion qu’en
comparaison avec le « brutal essay makeup »,
l’examen principal semble moins effrayant, ce qui
en réduit le stress associé.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
accrue chez les grands-mères. Lors de ses deux premières
années en tant qu’enseignant, pendant les périodes
d’examens, il remarqua que relativement beaucoup de ses
élèves souffraient de maladies quelconques, de problèmes
familiaux et, évidemment, qu’une quantité considérable
d’entre eux se trouvaient affectés par la mort subite de leur
grand-mère. La maladie et les problèmes familiaux lui
semblaient faciles à expliquer par le stress ressenti par les
étudiants eux-mêmes. Par contre, il ne voyait aucune
explication ayant un lien avec les grands-mères. Après deux
ans d’enseignement, il avait observé la mort de douze
grands-mères de ses étudiants. Il en déduit donc que les
grands-mères étaient probablement très sensibles à l’anxiété
de leurs petits enfants. Donc, en réduisant le stress de ses
étudiants, peut-être pouvait-il réduire celui de leur grand-mère
par la même occasion. Il décida alors d’adopter une nouvelle
politique en classe afin de réduire l’anxiété de ses étudiants :
il s’assurait de bien réviser la matière avant chaque examen,
utilisait des tests préparatoires avant les examens importants,
donnait des trucs à ses étudiants afin de bien se préparer,
etc. Les résultats furent impressionnants. Après une session,
il n’avait eu connaissance d’aucun décès de grand-mère. Il
utilise donc maintenant cette technique et la situation s’est
nettement améliorée, il lui arrive très peu souvent d’avoir
affaire avec un cas de mortalité dans la famille de ses
étudiants.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1- ADAMS, Mike. The Dead Grandmother/Exam
Syndrome. [En ligne],
http://improbable.com/pages/airchives/paperair/volu
me5/v5i6/GrandmotherEffect%205-6.pdf (page
consultée le 19 octobre 2008).
2- EHEALTHMD. How Does Stress Affect The Body?
[En ligne],
http://www.ehealthmd.com/library/stress/STR_affect.
html (page consultée le 8 novembre 2008).
3- WU, Suzanne. Stress Affects Older Adults More Than
Young Adults. [En ligne],
http://www.eurekalert.org/pub_releases/200810/uosc-sao102708.php (page consultée le 8
novembre 2008).
4- JUSSIM, Lee. A Preliminary Report on an Intervention
Designed to Reduce Grandmother Death Resulting
From College Exams. [En ligne],
http://www.rci.rutgers.edu/~jussim/grandma.html
(page consultée le 8 novembre 2008).
Pour terminer, Mike Adams a obtenu plusieurs
diplômes dans différentes universités à travers le monde : un
baccalauréat en sciences et un diplôme en éducation à
l’Université Wales au Royaume-Uni, une maîtrise en sciences
à l’Université de Saskatchewan, un doctorat à l’Université
Duke en Caroline du Nord de plus que des études
postdoctorales à l’Université Rockefeller. Il est présentement
à la tête du département de biologie de l’Eastern Connecticut
State University et enseigne plusieurs cours reliés à la
génétique et la biologie cellulaire qui sont deux de ses intérêts
principaux. Il a effectué plusieurs recherches portant sur la
cellule, notamment sur la manière dont les composantes de
cette dernière peuvent s’assembler en structures plus
complexes, par exemple les flagelles des cellules eucaryotes.
C’est donc en tant qu’enseignant et non biologiste qu’il s’est
penché sur la relation entre le stress relié aux examens et la
mortalité des grands-mères. Ensuite, le département de
biologie de l’Eastern Connecticut State University possède
une devise qui décrit très bien la manière avec laquelle son
personnel procède pour enseigner : « You can learn about
biology by listening to someone else: you become a biologist
5- CHIODO, J.J. The Effects of Exam Anxiety on
Grandma's Health. [En ligne],
http://www.tag.ubc.ca/resources/tapestry/archive/87/
oct87-3.html (page consultée le 8 novembre 2008).
by doing it yourself ». Cela signifie donc qu’il mise beaucoup
sur le côté pratique de la biologie afin de former leurs
étudiants, sans toutefois négliger la théorie.
Le stress relié aux examens peut-il affecter
les membres de notre famille?
9$+.+F$)'
Finalement, comme le prouve les recherches de
Mike Adams, il est évident que nous avons affaire à un
problème bien réel et non à des faits inventés. Les membres
des familles des étudiants, particulièrement les grands-mères
qui sont très sensibles à l’anxiété de leurs petits enfants,
voient leurs risques de mortalité accrus à cause des effets du
stress sur le corps, qui sont très variés. Cependant, ce dont
nous sommes sûrs, c’est que le problème s’aggrave avec le
temps. Plusieurs solutions, quelques unes meilleures que les
autres, ont été mises au point et il ne nous reste donc
seulement qu’à les mettre en pratique à plus grande échelle
et de sensibiliser les gens sur ce problème relié à la pression
grandissante sur les étudiants.
38
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
(@e=5>M'[email protected]'[email protected]'[email protected]'n'7>[email protected]'
Par François Racine-Hemmings
8<)#A<)-#']'!&")#/'9%)#<)$:'
La médecine moderne fait aujourd’hui figure de
discipline impeccablement documentée pour éviter la
majorité des erreurs potentielles quant au traitement des
patients. Il est difficile d’imaginer qu’avant la révolution
scientifique, les professionnels de la santé disposaient
d’outils très limités pour faire face aux maladies non
répertoriées. Ainsi, l’administration de la saignée était
l’équivalent moyenâgeux de la prescription de pénicilline. À
la lumière des connaissances contemporaines de la
biologie, la pratique consistant à faire sortir le sang
contaminé du patient avec les outils du barbier ou par
l’application de sangsues est vue comme étant grotesque
et dommageable. Bien que les instruments des salons de
coiffure n’aient plus leur place dans les hôpitaux, les
sangsues, quant à elles, sont encore utilisées. Une étude
expérimentale visant à vérifier trois méthodes reconnues
pour stimuler l’appétit de ces animaux a été menée. La
démarche vise à améliorer l’efficacité des sangsues lors de
certaines opérations médicales. Pour ce faire, elles ont été
exposées à différentes substances et leurs réponses
physiologiques ont été observées. Le Dr Anders Baerheim,
de l’Université de Bergen, a dirigé l’expérimentation.
une étude visant à évaluer l’efficacité de divers moyens
utilisés pour stimuler l’appétit des sangsues. Ils se sont
penchés sur trois méthodes. La première consiste à
immerger l’animal dans la bière avant de l’appliquer à
l’endroit ou l’on désire qu’il morde. Les bases de cette
technique sont plus historiques que scientifiques: elle
e
était utilisée par certains médecins au XIX siècle. La
seconde méthode testée est l’application sur la région
cible d’une petite quantité de crème sûre, sur laquelle on
dépose la sangsue. Cette idée provient d’une expérience
réalisée dans les années 1920, mais n’est confirmée par
aucune étude subséquente. La troisième méthode
étudiée tire ses origines d’une étude effectuée par le Dr
Baerheim et ayant pour objet l’effet de répulsion de l’ail
sur les sangsues. L’expérience a, paradoxalement,
prouvé que l’ail avait un pouvoir d’attraction sur ces
animaux. L’objectif de la démarche du Dr Baerheim était
donc d’évaluer l’effet de la bière, de la crème sûre et de
l’ail sur l’appétit de la sangsue, afin de réfuter les
méthodes qui ne sont pas fondées et de vérifier si
l’efficacité de l’une d’entre elles est supérieure.
La méthode utilisée par Anders Baerheim et
Hogne Sangvik visait à comparer l’intention de se nourrir
chez les sangsues soumises aux trois méthodes
énumérées à celle d’un groupe témoin. Pour ce faire, le
temps écoulé avant la morsure a été mesuré pour six
vers exposés trois fois chacun à chaque substance. Afin
de mettre à l’épreuve la première méthode, les sangsues
ont été immergées dans deux types de bières différentes
(«Guiness» et «Hansa») ou dans l’eau. L’expérience a
été arrêtée lorsqu’un ver ne mordait pas dans un délai de
300 secondes. Les résultats pour cette méthode
indiquent que les animaux immergés dans l’eau mordent
plus rapidement que ceux immergés dans la bière.
Toutefois, le temps médian de morsure est moins élevé
pour les animaux exposés à la bière «Hansa», par
rapport à la bière «Guiness».
Les sangsues ont encore leur place au sein de
l’arsenal de la médecine moderne. Aujourd’hui, elles sont
utilisées par les chirurgiens plastiques pour favoriser le
drainage du sang dans diverses structures corporelles
sectionnées que l’on a reconstruites ou que l’on a
recousues. Aussi, l’animal se rend utile dans un contexte
de débridement ou de nettoyage de certaines plaies
complexes. Les capacités de la salive du ver d’empêcher
le sang de coaguler et de dilater les vaisseaux sanguins
sont cruciales à ces fins, car le durcissement du sang dans
les veines chargées d’alimenter le membre réimplanté
peut favoriser la formation de caillots sanguins. Ces
obstructions altèrent sévèrement l’apport en oxygène aux
nouveaux tissus. Après un certain temps, cette carence
amène la mort de ces tissus et rend toute l’opération de
réimplantation inutile. De plus, les sangsues sécrètent un
agent anesthésiant qui rend leurs morsures moins
inconfortables pour les patients qui la subissent.
Ainsi, il est évident que cet animal apporte une
aide considérable en médecine. Toutefois, il amène aussi
son lot de problèmes, dont le plus difficile à surmonter
provient de l’inconstance de la volonté et de l’appétit qui
sont responsables de son processus d’alimentation. En
effet, la faim de ces vers est parfois capricieuse. Ils
refusent alors de mordre et les chirurgiens doivent se
lancer à la recherche d’une autre sangsue ou d’un moyen
d’inciter celles qui ont déjà été appliquées à se nourrir.
Afin de pallier à cette problématique, le Dr Anders
Baerheim et le chercheur Hogne Sangvik se sont livrés à
Peut-on inciter les sangsues à
mordre?
39
9$+.+F$)'
Une démarche d’expérimentation similaire a été
mise en œuvre pour observer les effets de l’ail et de la
crème sûre. Six sangsues on été successivement mises
en contact avec le premier bras de Hogne Sangvik, puis
avec son second bras couvert d’ail et finalement, avec ce
même bras couvert de crème sûre. Leurs résultats
stipulent que la crème sûre n’a aucun effet
marquant sur le délai avant la morsure pour le
groupe de sangsues exposé, par rapport au
groupe témoin du bras propre. L’ail, quant à lui,
n’a été testé que sur deux vers, car bien que
son pouvoir d’attraction soit observable, les
animaux affectés n’étaient plus en mesure de
mordre après en avoir ingéré et ils sont morts
deux heures et demie après leur exposition à la
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
substance.
Médiagraphie
Le Dr Baerheim et le chercheur Sangvik en
concluent qu’aucun de leurs résultats ne sont révélateurs.
Aucune des trois méthodes ne stimulait de façon visible
l’appétit des sangsues : seul l’effet observé de l’ail
mériterait une observation plus poussée.
1- AGENCE CANADIENNE DES MÉDICAMENTS ET
DES TECHNOLOGIES DE LA SANTÉ. L’utilisation
des sangsues médicinales dans la médecine
moderne. [En ligne],
http://cadth.ca/index.php/fr/hta/reportspublications/health-technologyupdate/issue3/creep-crawlers
(Page consultée le 9 novembre 2008).
Il est en effet difficile d’arriver à une conclusion
basée sur les données recueillies durant ces expériences.
L’échantillon statistique utilisé est peu représentatif et
plusieurs informations nécessaires pour l’interprétation
des résultats sont omises. Par exemple, la durée de
l’exposition des sangsues à la bière et à l’eau est qualifiée
de «brève», mais elle n’est pas quantifiée et l’espèce
exacte de sangsue n’est pas indiquée clairement.
Toutefois, il est plausible d’assumer qu’il s’agit de la
Hirudo medicinalis, espèce la plus couramment utilisée en
milieu hospitalier. Sont aussi absents le type d’ail utilisé, la
concentration de la crème sûre et la provenance de l’eau
utilisée. Finalement il n’est pas spécifié si le bras sur
lequel on a effectué les tests était rasé ou si l’individu à qui
il appartenait prenait des médicaments qui auraient pu
être excrétés par les pores de peau et fausser les
résultats.
2- MUMCUOGLU, Kosta et al. The use of the medicinal
leech, Hirudo medicinalis, in the reconstructive
plastic surgery. [En ligne],
http://www.ispub.com/ostia/index.php?xmlFilePath
=journals/ijps/vol4n2/hirudo.xml
(Page consultée le 9 novembre 2008).
3- BAERHEIM, Anders. Effect of ale, garlic, and soured
cream on the appetite of leeches.
[En ligne],
http://www.bmj.com/cgi/content/full/309/6970/1689
(Page consultée le 9 novembre 2008).
4- UNIVERSITÉ DE BERGEN. Anders Baerheim.
[En ligne],
http://www.uib.no/isf/people/andersb.htm (Page
consultée le 9 novembre 2008).
Le Docteur norvégien Anders Baerheim, directeur
de cette étude expérimentale, a terminé ses études de
médecine en 1976 à l’Université de Bergen, en Norvège. Il
a commencé sa carrière en tant que médecin généraliste
deux ans plus tard, en 1978. Il s’est ensuite lancé dans
l’enseignement, obtenant un poste de professeur associé
en 1989. Baerheim a complété sa thèse de doctorat
intitulée «Lower urinary tract infections in women» en
1994. Il est depuis lors professeur à plein titre à
l’Université de Bergen. En 1996, il a remporté un prix IG
Nobel en biologie pour son étude des substances
contribuant à accroître l’appétit des sangsues.
L’Université de Bergen est un institut de
recherche et d’enseignement situé dans sa ville éponyme,
en Norvège. Sa «Faculté de médecine et de dentisterie»
se spécialise, en plus de l’enseignement des disciplines
mentionnées, dans la recherche sur les différents types de
cancers, sur les neurosciences, sur la cardiologie, sur
l’épidémiologie et sur les vitamines.
5- ABRAHAMS, Marc. Les Prix IgNobel, Paris, Danger
Public, 2006, 350 p.
6- UNIVERSITÉ DE BERGEN. About the University of
Bergen. [En ligne],
http://www.uib.no/info/english/about_uob.html
(Page consultée le 9 novembre 2008).
Peut-on inciter les sangsues à
mordre?
9$+.+F$)'
Pour conclure, la recherche du Dr Anders
Baerheim et du chercheur Hogne Sangvik, de l’Université
de Bergen, sur les divers moyens d’inciter les sangsues à
mordre s’inscrit dans une problématique concernant la
chirurgie plastique, notamment les opérations de
réimplantation de tissus sectionnés. Leurs résultats sont
peu révélateurs, le nombre de sangsues impliqué étant
trop faible pour assurer une quelconque valeur statistique
à l’étude. Cependant, leur trouvaille concernant la létalité
de l’ail pour les sangsues est intrigante et mérite d’être
approfondie. Heureusement, même si la stimulation de
l’appétit de la Hirudo medicinalis s’avère difficile, des
scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison ont
développé un substitut technologique aux fonctions de
l’animal. L’appareil de leur invention simule le mode
d’alimentation d’une sangsue et ce, sans jamais manquer
d’appétit.
40
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']'E%:$"'D$/:%&$5'm%a"$'
Par Isabelle Desloges
De nos jours, l’environnement occupe une place
importante dans la société. Depuis une dizaine d’années
environ, on tente de diminuer de manière significative les
gaz à effet de serre et c’est pourquoi plusieurs chercheurs
essayent de trouver de nouvelles sources d’énergie
renouvelable et moins polluantes. C’est dans ce mode de
pensée qu’Hamid Rismani-Yazdi a découvert une source
d’énergie renouvelable qui sert à produire de l’électricité
avec des excréments de vache. Je développerai donc mon
article sur la recherche de Monsieur Hamid Rismani-Yazdi,
sur les résultats qu’il a obtenus ainsi que sur Monsieur
Hamid Rismani-Yazdi lui-même et de l’organisme où il
travaille, c’est- à- dire l’Ohio State University.
à la fermentation pour alimenter en électrons des piles
électriques. Ces piles fonctionnent de manière générale
comme des piles normales avec une anode et une
cathode etc…Ils ont seulement utilisé du ferricyanure de
potassium qui est un produit chimique oxydant aidant à
fermer le circuit à l’intérieur de la pile. Il a donc essayé et
a réussi à charger de cette manière quelques batteries,
qui, mises en série, lui ont permis, à lui ainsi qu’à ses
étudiants, de recharger un téléphone cellulaire. Chacune
des batteries a réussi à produire environ de 300 à 400
millivolts d’électricité ce qui est très peu nous en
conviendrons mais nous pouvons dire que c’est un
certain progrès puisque se sont les premières piles
fabriquées à partir de composés organiques. Tant que les
chercheurs continuent de nourrir les bactéries avec de la
cellulose, celles-ci continueront de produire de l’électricité
à l’intérieur de la batterie. Cette nouvelle façon de
générer de l’énergie pourrait permettre la diminution de
manière significative les gaz à effet de serre car le
méthane présent dans les excréments de vache n’irait
plus dans la nature et ne polluerait plus de cette manière.
Cette nouvelle source d’énergie nous permettrait aussi à
tous de bénéficier de l’électricité car la vache est
beaucoup plus accessible que n’importe quelle autre
source d’énergie. La bouse de vache est aussi
renouvelable car nous pouvons dire que les vaches ne
cesseront jamais de faire leurs besoins naturels. Il est
bien sûr que le résultat de cette recherche n’a fourni
qu’une petite quantité d’électricité et les chercheurs ne
savaient pas s’il serait possible de produire de l’électricité
de cette manière à plus grande échelle. Nous savons
maintenant qu’il est possible de faire de l’électricité à
grande échelle avec des excréments de vache. Un autre
inconvénient de cette méthode est l’odeur : le principal
ingrédient permettant de produire cette électricité est
quand même de la bouse de vache et ça ne doit pas
sentir l’eau de rose!
Avant de parler de cette recherche au sujet de la
bouse de vache, nous mentionnerons tout d’abord, les
différentes façons dont est produite l’électricité en ce
moment. La plus répandue d’entre-elles est probablement
l’énergie thermique qui consiste à la combustion de
diverses substances dégageant de la chaleur telles que le
charbon ou le gaz naturel. Il y a aussi la radioactivité qui,
grâce à la collision de deux noyaux d’atomes permet la
production de très grandes quantités d’énergie. Il y a
finalement la production d’hydroélectricité qui grâce à la
puissance des rivières et des barrages hydroélectriques,
nous permet de produire de l’électricité. Toutes ces
méthodes on cependant leurs désavantages. La
combustion pollue beaucoup et requiert des carburants
présents en quantité limitée dans la nature, la radioactivité
crée des déchets radioactifs et est très dangereuse en cas
d’accident et l’hydroélectricité nécessite des rivières
puissantes que tous les pays ne possèdent pas. Il était
donc nécessaire de trouver une nouvelle manière moins
polluante, sécuritaire et accessible à tous car l’électricité
est un élément crucial de nos vies. Dans notre société,
sans électricité, plus rien ne fonctionne. Créer de
l’électricité avec des matières fécales de vache nous
apporterait l’accessibilité car tous les pays du monde ont
des vaches, cela nous permettrait de moins polluer car le
méthane qui est normalement libéré dans l’atmosphère est
en fait récupéré lors de la fermentation de la matière fécale
et cela nous apporterait aussi la sécurité car je ne crois pas
qu’un troupeau de vaches soit très dangereux.
Le projet de Monsieur Hamid Rismani-Yazdi est
très simple, il désirait créer de l’électricité avec de la bouse
de vache. Pour ce faire, Hamid Rismani-Yazdi a laissé en
incubation une certaine quantité d’excréments de vaches
pour en récupérer le liquide de fermentation car selon lui,
ce liquide posséderait les mêmes bactéries présentes dans
l’estomac de la vache. Les bactéries libèrent une certaine
quantité d’électrons afin de mieux digérer. Ils se sont donc
servi des cellules bactériennes de ce liquide produit grâce
La bouse de vache, une nouvelle
source d’énergie?
41
9$+.+F$)'
C’est suite à cette découverte que la production
à grande échelle d’électricité à partir de la bouse de
vache a commencé. Pour se faire, il faut mettre le fumier
dans des cuves de béton situés sous la ferme s’appelant
un digesteur. Celui-ci doit être maintenu à une
température de 38°C (la même température que celui de
la pense de la vache) et le contenu doit y rester pendant
vingt jours. En moyenne, treize vaches sont
nécessaires pour alimenter une maison en
électricité. L’avantage est que les producteurs
de lait peuvent produire de l’électricité comme
le fait un certain Kenn Buelow qui est
producteur de lait, a décidé de produire aussi de
l’électricité avec ses 4000 vaches. Il alimente
ainsi environ 300 maisons dans la région où il
habite. L’état du Vermont encourage maintenant
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
ses habitants à produire du l’électricité de cette manière
avec un programme appelé Cow Power qui fait payer
légèrement plus les consommateurs pour leur électricité
mais ceux-ci sont prêt à le faire pour avoir de l’électricité
produite de manière écologique et renouvelable et qui
encourage les agriculteurs de chez eux et ainsi l’état aide
les fermiers à payer une partie du digesteur car celui-ci est
très dispendieux.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1-
2-
Monsieur Hamid Rismani-Yazdi a obtenu un
doctorat en «food, agricultural and biological engineering»
à l’université de l’état de l’Ohio (Ohio State University),
situé dans la ville de Columbus aux États-Unis. C’est en
fait tout un groupe de chercheurs qui sont à la base de
cette recherche mais c’est monsieur Hamid Rismani-Yazdi
qui dirige les travaux. Il est accompagné de Ann Christy,
son mentor et de Olli Tuovinen, un professeur à
l’université de l’Ohio. C’est après deux ans de dur labeur
que ces scientifiques sont arrivés aux résultats que nous
connaissons aujourd’hui. Selon eux, la poursuite de leurs
recherches pourrait amener cette nouvelle source
d’électricité à en produire plus avec de moins en moins de
cellules bactériologiques contenues dans le fumier de
vache. C’est donc le 21 août 2007 que monsieur Hamid
Rismani-Yazdi et son équipe ont officiellement présenté
leur découverte devant l’American Chemical Society
meeting in Boston.
3-
4-
5-
L’Ohio State University est un institut situé à
Colombus, Ohio, aux États-Unis et est couramment
appelé OSU et fut fondé en 1870. Cette université est en
fait celle des États-Unis avec le plus d’inscriptions en
automne 2008.
OHIO STATE UNIVERSITY, Cow-powered
fuel cells grow smaller, mightier. [En ligne],
http://researchnews.osu.edu/archive/mfccow.h
tm (Page consultée le 22 octobre 2008)
CASA FREE, la bouse de vache : une
nouvelle source d’énergie écologique,[En
ligne],
http://www.casafree.com/modules/news/article
.php?storyid=4630 (page consultée le 7
octobre 2008)
CHANGEONS, Pour se chauffer, rien ne vaut
une vache, [En ligne],
http://carnets.changeons.net/index.php/2005/1
0/27/82-pour-se-chauffer-rien-ne-vaut-unevache(Page consultée le 15 octobre 2008)
ENERZINE, Produire du courant, une affaire
de vaches,[En ligne],
http://www.enerzine.com/15/4288+Produiredu-courant-une-affaire-de-vaches+.html (Page
consultée le 9 octobre 2008)
VIALIS, Comment produire l'électricité ?, [En
ligne],
http://www.vialis.tm.fr/degn/la_production_de_
lelectricite_341.php (Page consultée le 26
octobre 2008)
La bouse de vache, une nouvelle
source d’énergie?
42
9$+.+F$)'
Finalement, l’électricité est une commodité dont
personne ne peu se passer aujourd’hui. La découverte de
la production d’électricité à base de bactéries contenues
dans la matière fécale de la vache permettra sans doute
une nouvelle ère dans la production d’électricité car un
des principaux avantages c’est que c’est peu polluant,
c’est beaucoup plus accessible et ce n’est pas dangereux.
Monsieur Hamid Rismani-Yazdi, chercheur à l’Ohio State
University, a dit que l’énergie était produite tant que la
bactérie se nourrissait de cellulose, ce qui est l’une des
ressources les plus abondantes sur notre planète alors,
est-ce la découverte du siècle? En tout cas, c’est une
source d’énergie renouvelable (tant qu’il y aura des
vaches) qui pourrait nous amener loin. Monsieur Hamid
Rismani-Yazdi pense qu’il serait possible d’améliorer les
rendements en continuant les recherches. Peut-être
aurons-nous tous des vaches dans notre jardin très
bientôt?
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']'1*)K%&+'N<$#.%&"%'
Par Jessica Ayoub
Depuis le début des temps, la beauté s’est toujours
définie comme étant une notion abstraite et complexe de
l’existence humaine. Le concept de «ce qui est beau» et de «ce
qui n’est pas beau», qui fut d’abord étudié par les premiers
philosophes grecs, a toujours suscité de nombreux débats. À ce
jour, les hommes demeurent toujours sceptiques et confus face à
cette question philosophique. Ainsi, les problèmes philosophiques
de ce concept ouvrent des entreprises de réflexions quasiment
indéfinies et il est difficile de toucher le fond de la question. La
conception de la beauté varie selon les époques, les civilisations
et les groupes d’individus, dépendamment des goûts et des
tendances populaires. Cependant, comment se fait-il que les
critères de la beauté physique des humains sont toujours
demeurés inchangés depuis des millénaires? Stefano Ghirlando et
son équipe (Groupe de la Recherche Culturelle Interdisciplinaire)
de l’Université de Stockholm ont résolu le mystère qui se cache
derrière cette question. En utilisant des poulets comme sujets
d’expérience, ils ont découvert l’origine des stimuli sexuels chez
l’Homme. Ainsi, suite à une description détaillée des objectifs
visés par cette expérience, j’exposerai les principales
caractéristiques du déroulement du projet et je terminerai par une
brève présentation du chercheur et des organismes auxquels il
appartient.
l’image du visage masculin et les mâles étaient récompensés
s’ils picotaient l’image du visage féminin. Au moment où les
poulets picotaient le bon visage, l’écran devenait blanc et les
sujets avaient accès à de la nourriture pendant 5 secondes. Si le
bon visage était diffusé et que les poulets ne réagissaient pas,
un nouveau visage était diffusé après un intervalle de 2
secondes pendant lequel l’écran devenait noir. Si les poulets
picotaient un mauvais visage, le visage demeurait sur l’écran
jusqu’à ce qu’un intervalle de 10 secondes pendant lequel le
poulet avait cessé de picoter se produisait. L’entraînement des
poulets se déroulait chaque jour à l’exception des fins de
semaine. Chaque session avait une durée de 40 minutes. Pour
motiver les poulets, les chercheurs retiraient leur nourriture 12
heures avant le début de chaque session. Ainsi, les poulets
étaient nourris pendant les périodes d’entraînement seulement.
La troisième étape de l’expérience constitue la période
d’analyse et de recueil des donnés. À ce stade, les chercheurs
diffusaient une image quelconque parmi l’échelle des 7 visages
sur l’écran. Après la diffusion de 7 bons visages (positions 3 et
5) picotés par les poulets, un des 7 sept visages de l’échelle était
diffusé pendant une période de 10 secondes. Grâce à sa
sensibilité, l’écran enregistrait le nombre de coups effectué par le
poulet sur le nouveau visage. La période de recueil de donnés
durait jusqu’à ce que chacun des 7 visages de l’échelle avaient
été diffusés au moins quatre fois chacun. Ainsi, en voyant le
visage le plus masculin (position 1), les femelles s’excitaient
davantage et donnaient un nombre de coups plus nombreux sur
l’écran. Les femelles étaient beaucoup plus excitées en voyant le
visage 1 que le visage 3 de l’échelle. L’inverse se produisait pour
le visage le moins masculin.
Dans cette expérience, Stefano Ghirlanda et son équipe
ont démontré que les préférences sexuelles humaines pour le
sexe opposé proviennent des propriétés générales des systèmes
nerveux et non pas des adaptions de visages spécifiques. Pour
étudier ce phénomène, l’équipe a utilisé des poulets comme sujets
d’expérience. Bien que la méthode expérimentale employée par
les chercheurs puisse paraître complètement absurde et
déraisonnable, les résultats obtenus sont surprenants, car ils
prouvent que le conditionnement de l’homme par la société
n’influence pas ses préférences sexuelles pour le sexe opposé.
Dans un certain sens, cette expérience nous éclaircit davantage
sur les notions abstraites de la «beauté» et sur ses origines
purement intuitives.
Pendant ce temps, les chercheurs ont effectué une
seconde banque de données. Cette fois-ci, les sujets
expérimentaux étaient quatorze étudiants en biologie de
l’Université de Stockholm. Les sujets n’ont reçu aucune
formation et ont immédiatement procédé à la troisième étape de
l’expérience. Les 7 images de l’échelle étaient présentées aux
étudiants aléatoirement. Ceux-ci devaient évaluer chacun des
visages sur une échelle de 0 à 10, dépendamment de leur désir
de sortir avec une personne ayant le visage présenté. Les
résultats obtenus ont été transformés en donnés relatives pour
permettre la comparaison avec celles obtenues par les poulets.
Avant de commencer l’expérience, les chercheurs ont
établi une échelle de 7 visages humains. Pour ce faire, ils ont
recueilli 70 images de visages humains, la moitié étant de sexe
féminin et l’autre, de sexe masculin. Deux visages de sexe opposé
ont été obtenus en effectuant la moyenne de chacun des 35
visages (positions 3 et 5). Ensuite, un troisième visage a été établi
à partir de la moyenne des deux visages moyens précédents
(position 4). Finalement, à l’aide de la manipulation graphique et
de l’extrapolation linéaire basée sur des motifs pixels, deux
visages masculins et deux visages féminins de traits exagérés ont
été conceptualisés (positions 1, 2, 6 et 7). Sur cette échelle, la
féminité des traits augmente de gauche à droite.
La deuxième étape de l’expérience constitue la période
d’entraînement. Ghirlanda a utilisé 6 poulets (Gallus gallus
domesticus) comme sujets expérimentaux dans ce projet, dont 4
étaient des femelles. Les poulets étaient séparés individuellement
dans des cages dans lesquelles les chercheurs avaient fixé un
écran sensible. Durant l’entraînement, les deux visages moyens
de sexe opposé (positions 3 et 5) étaient diffusés à travers l’écran
sur un fond noir. Les deux visages alternaient aléatoirement sur
l’écran et un même visage ne pouvait pas être diffusé plus de trois
fois de suite. Les femelles étaient récompensées si elles picotaient
Les beaux humains excitent-ils
les poulets?
Le graphique 1 (Graphique évaluant la
préférence sexuelle des poulets et des humains en
fonction du visage) démontre que les stimuli sexuels
chez les humains et les poulets sont presque
identiques. La corrélation entre les deux gradients
2
est r = 0,98. De plus, les données humaines et
43
9$+.+F$)'
En comparant les résultats obtenus par les deux
sujets, Ghirlanda et son équipe ont pu démontrer que le
comportement des poulets et le comportement des humains en
rapport avec les préférences sexuelles pour le sexe opposé sont
presque identiques. En observant les résultats obtenus par les
mâles, le visage 7 est celui qui démontre la préférence sexuelle
la plus élevée et le visage 1 démontre la préférence
sexuelle la moins désirée. Les résultats opposés
sont obtenus par les femelles.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
animales pour chaque visage diffèrent de très peu. En effet, la
corrélation des données des deux banques pour chacun des
visages varie dans un intervalle de 0,35 et 0,98. Cette étude
démontre clairement que notre conception de la beauté physique
et notre attirance physique envers le sexe opposé ne provient pas
d’une adaptation de traits spécifiques, ni de notre
conditionnement par la société. Les scientifiques ont recueilli de
nombreuses données et ont répété les étapes expérimentales à
plusieurs reprises. De ce fait, il est clair que la très faible
différence entre les données humaines et animales ne découle
pas du hasard. Donc, nos stimuli sexuels sont purement intuitifs
et ceux-ci ont toujours été présents chez l’humain.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1- GROUP FOR INTERDISCIPLINARY CULTURAL
RESEARCH, STOCKHOLM UNIVERSITY. Chickens
prefer beautiful humans. [En ligne],
http://cogprints.org/5272/1/ghirlanda_jansson_enquist
2002.pdf (Page consultée le 10 octobre 2008).
2- FACULTY OF COPUTER SCIENCE. Ghirlanda Stefano.
[En ligne],
http://www.informatik.tugraz.at/cs/en/news/more/200511-24_ghirlanda_stefano.html (Page consultée le 9
novembre 2008).
Stefano Ghirlanda a occupé des postes importants et
privilégiés dans les centres de recherches et dans les instituts
universitaires les plus mondialement connus. Présentement, il est
chercheur en psychologie générale à l’Université de Bologne et il
est membre du Centre pour l’Étude de l’Évolution Culturelle à
l’Université de Stockholm. Également, entre 2001 et 2006, il a été
membre du Programme pour les Dynamiques Évolutionnaires à
l’Université de Harvard, de l’institut de Neurologie à l’Université
Catholique de Rome, du département de la médecine
expérimentale à l’Université de L’Alquila, de l’institut de Science
et Technologies de Cognition au Concile de Recherche National
de Rome, du Département de psychologie à l’Université de
Toronto et du Groupe de la Recherche Culturelle Interdisciplinaire
à l’Université de Stockholm.
3- STOCKHOLM UNIVERSITY. Stefano Ghirlanda –
Curriculum vitæ. [En ligne],
http://www.intercult.su.se/~stefano/StefanoGhirlandaC
V.pdf (Page consultée le 9 novembre 2008).
4- SCIENTIFIC COMMONS. Stefano Ghirlanda. [En ligne],
http://de.scientificcommons.org/stefano_ghirlanda
(Page consultée le 9 novembre 2008)
5- FORNÄS, Johan. Youth Culture at Stockholm University.
[En ligne]
http://www.johanfornas.se/USU.pdf (Page consultée le
9 novembre 2008)
En 1996, Ghirlanda a obtenu un diplôme universitaire
en physique mathématiques à l’Université de Rome et, en 2001, il
a obtenu un doctorat en éthologie théorique à l’Institution de
Zoologie à l’Université de Stockholm. Au mois d’octobre de
l’année 2003, Ghirlanda a remporté le prix Ig Nobel pour sa
recherche interdisciplinaire : «Les poulets préfèrent les beaux
humains». Il a également publié plus de 25 articles entre les
années 1998 et 2007 sur des sujets liés au comportement animal
et humain, à l’anthropologie et à l’écologie évolutionnaire. Il a
également donné plus d’une dizaine de conférences et
séminaires et il a enseigné à six instituts universitaires différents.
9$+.+F$)'
En somme, les résultats obtenus suite à l’étude des
stimuli sexuels chez les poulets et chez les humains démontrent
que les préférences sexuelles humaines pour le sexe opposé
proviennent des propriétés générales des systèmes nerveux et
non pas des adaptions de visages spécifiques. L’expérience a
démontré que les poulets avaient des préférences pour des
visages considérés comme étant «beaux» chez les hommes.
Bien que les sujets humains aient vu davantage de visages
humains que les poulets, c’est en faisant la moyenne de 70
visages que les chercheurs sont parvenus à conceptualiser les 2
visages destinés à être diffusé sur l’écran. Les 2 visages
comportaient alors les traits les plus fréquents chez les humains.
De ce fait, Ghirlanda et son équipe sont fiers de confirmer que les
résultats obtenus sont véridiques. Cette recherche a fait
remporter le prix Ig Nobel au docteur Stefano Ghirlanda,
chercheur en psychologie générale à l’Université de Bologne et
membre du Centre pour l’Étude de l’Évolution Culturelle à
l’Université de Stockholm, en octobre 2003. Bien que la méthode
expérimentale puisse paraître ridicule, cette recherche nous
éclaircit davantage sur les notions abstraites de la «beauté» et
sur ses origines purement intuitives. En effet, il serait intéressant
de répéter cette expérience avec des sujets expérimentaux
beaucoup plus dangereux, tels que des serpents et des lions!
Les beaux humains excitent-ils les
poulets?
44
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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Par Justine Bleau
Dans la société moderne, sont souvent mis à
l’avant-plan les notions de rendement et d’efficacité. De
plus, la population mondiale paraît plus que jamais
sensible à tout ce qui a trait à l’environnement et à la
préservation de l’énergie. Donc, en tenant compte de ces
facteurs, le physicien Sheldon Weinbaum de l’Université de
New York a conçu, lors d’une de ses recherches effectuée
il y a déjà quelques années, un modèle de transport qui
permettrait aux trains de rouler plus rapidement sans
toutefois augmenter la puissance de leur moteur et, par
conséquent, sans consommation énergétique ni pollution
supplémentaire. Dans sa réflexion, il a mis à contribution
ses connaissances biologiques en s’inspirant d’un attribut
de nos amis ailés : leur plumage. Alors, un conseil aux
oiseaux migrateurs : demeurez au chaud dans le sud et
gare à votre duvet, car les voies plumées risquent
d’apparaître un jour sous nos trains!
En effet, M.
Weinbaum, en se basant sur des principes physiques
relatifs à la friction, a imaginé un nouveau type de rails.
Ainsi, après avoir abordé brièvement les concepts
théoriques sous-jacents, j’expliquerai l’idée des voies faites
de plumes de Dr. Weinbaum, en présentant la recherche
ainsi que la biographie du chercheur en question.
Ce serait un phénomène de friction similaire que
l’on retrouverait au niveau du système vasculaire du
corps humain lorsque les globules rouges glissent contre
les parois des capillaires sanguins. Par ailleurs, M.
Weinbaum avait observé que les plumes d’oiseaux
possédaient des similitudes avec la neige, en ce sens
qu’elles emprisonnaient l’air entre leurs barbes comme la
neige entre ses cristaux. Le même principe du skieur se
reproduisant donc dans l’infiniment petit, il n’y avait qu’un
pas pour que M. Weinbaum cherche à l’appliquer à
quelque chose de masse beaucoup supérieure à celle
d’un skieur glissant sur la neige, comme par exemple un
train glissant sur des rails. Avant de plumer tous les
volatiles, ils essayèrent d’abord de vérifier si
effectivement le poids du train pouvait être supporté
uniquement par l’air contenu dans une substance
poreuse telle que la plume. Alors, ils utilisèrent un piston
cylindrique formé de capteurs de pression dans lequel ils
placèrent de la neige pour reproduire les forces en
présence.
Ils observèrent ainsi qu’au début de la
compression, c’est-à-dire pendant la première seconde et
demie, la pression ascendante exercée par l’air contenu
dans la neige montait considérablement, jusqu’à 1,4 kPa
2
pour un ski de 5000 cm . À ce moment précis, la neige
est complètement dépourvue d’air, puis, durant les
secondes subséquentes, la pression chute aux environs
de zéro. Cette démarche a ainsi démontré que l’effet
décrit par l’exemple du skieur ne persiste pas. Il faut
absolument que le skieur demeure en mouvement assez
rapide pour ne pas comprimer totalement l’air qui se
trouve dans la neige sous lui.
Pour bien comprendre le principe des rails de M.
Weinbaum, il faut saisir certaines notions concernant les
forces de frottement. Le frottement est une interaction
entre deux systèmes qui s’oppose à la persistance d’un
mouvement. Pour augmenter la vitesse d’un objet sans
augmenter la force qui est exercée sur ce dernier, soit
dans le cas présent sans augmenter la puissance des
moteurs du train, il faudrait diminuer une autre force
agissant sur le système en mouvement. Étant donné qu’on
ne peut pas réduire de façon significative la masse du
train, qui est directement reliée au poids de ce dernier, il ne
reste que la friction entre l’objet (en l’occurrence le train) et
la surface de contact (les rails) que nous pouvons tenter de
diminuer. C’est en cherchant à atteindre cet objectif que
M. Weinbaum a pensé à l’exemple du skieur et à la friction
s’exerçant entre ses skis et la neige. Dans ce cas, la force
de frottement est inférieure à celle que l’on devrait
retrouver en théorie. En effet, si l’on dépose un skieur
n’ayant aucune vitesse sur la neige folle, le poids de ce
dernier comprime la neige qui se trouve sous ses skis et
chasse l’air contenu dans la neige. Cependant, si le skieur
descend la pente avec une grande vitesse, le ski n’a pas le
temps de chasser complètement l’air sous lui, l’intervalle
de temps où il exerce une pression sur la neige à un
endroit précis étant trop court. Donc, la force de frottement
est évaluée non pas entre le ski et la neige, mais bien
entre le ski et l’air, c’est pourquoi la friction est moindre que
la valeur hypothétique.
45
(<B/$6-)'
Quand les trains s’envolent, les
oies frissonnent!
Par la suite, les chercheurs réfléchirent aux
applications possibles de ce phénomène et à l’aspect des
trains du futur. En effet, pour diminuer les forces de
frottement exercées sur un train de 50 tonnes, mesurant
25 m de long et 2 m de large, il faudrait qu’une pression
de 9,8 kPa soit présente sous ce dernier tel que
démontré par leurs calculs à l’aide du piston cylindrique.
Pour y arriver, les rails devraient être composés d’un
système qui renfermerait un matériel poreux d’une
-8
perméabilité de 10 m, soit celle des plumes d’oie. C’est
ici qu’entre l’aspect farfelu de la recherche, car vous
n’avez qu’à imaginer des trains roulant sur des rails de
plumes pour commencer à douter du sérieux de ce projet
qui demeure toutefois réaliste, malgré les
apparences. Cependant, on estime que le
coût serait bien sûr beaucoup trop important si
l’on utilisait de vraies plumes, c’est pourquoi
des matériaux poreux ayant les mêmes
propriétés les remplaceraient.
Ceux-ci
seraient donc compris entre deux parois
verticales, la partie centrale du train se
déplaçant en quelque sorte sur une mince
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
couche d’air tout comme le skieur.
Cependant, au
moment du démarrage du train ou lorsqu’il ne se
déplacerait pas assez rapidement pour qu’une pression
ascendante de l’air contenu dans le matériel poreux se
forme, on se servirait de roues qui se rétracteraient
lorsque la vitesse du train serait suffisante.
meilleur rendement et présentant des avantages au
niveau environnemental. Peut-être retrouverons-nous
dans une dizaine d’années le principe de Sheldon
Weinbaum sous nos trains?
Peut-être nous
souviendrons-nous de ce dernier comme étant celui
qui a révolutionné les rails grâce aux propriétés de
simples plumes? Qui sait si dans un avenir rapproché
nous ne souhaiterons pas désormais «bon vol» au
passagers du transport ferroviaire…
Toutefois, en me penchant sur les observations
de Dr. Weinbaum, j’ai remarqué un point qui n’est pas
spécifié concernant l’application directe de cette
recherche. Comment la matière poreuse contenue dans
le système de rails va réussir à conserver l’air qu’elle
contient? C’est une question non négligeable à mon avis,
car lorsque le train se déplace sur la couche d’air, il faut
que cette dernière soit constamment présente pour que le
principe fonctionne. En effet, lorsque ce dernier passe à
un certain endroit précis, il chasse partiellement l’air
contenu dans la matière à ce point. Par contre, si le train
est très long, chaque wagon exerce une pression, à cause
de son poids, sur la matière poreuse et chasse de plus en
plus l’air qui est dans cette dernière. Également, je crois
qu’un stock immense de plumes ou de matière poreuse
serait nécessaire pour réaliser ces rails, la pression à
atteindre étant élevée. De plus, le chercheur n’a ni
spécifié le procédé de fabrication, ni le coût de cette
matière. Néanmoins, si on arrivait à surmonter ces
difficultés au niveau de la réalisation de ce concept, il
pourrait s’avérer bénéfique pour l’environnement en
diminuant d’une façon significative la consommation de
carburant de ce moyen de transport dont la vitesse
pourrait atteindre les 700km/h d’après cette étude.
Médiagraphie
1- PARASOTE, Véronique. « Roulement à plumes »
pour le train du futur?. [En ligne],
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique
1/d/roulement-a-plumes-pour-le-train-dufutur_4876/
(Page consultée le 19 octobre 2008).
2 - DEPARTMENT OF MECHANICAL SCIENCE AND
ENGINEERING. From red cells to skiing to a new
concept for an airbone jet train. [En ligne],
http://www.mechse.uiuc.edu
(Page consultée le 29 octobre 2008).
3 - BARNÉOUD, Lise. « Des rails en plume vont être
testées ». Science & Vie, no. 1049, février 2005,
p.26.
4 - FORTENBERRY, Norman. National Academy of
Engineering : member directories. [En ligne],
http://www.nae.edu/
(Page consultée le 19 octobre 2008).
M. Weinbaum, à qui l’on attribuera peut-être la
découverte de ces techniques de lubrification qui
pourraient éventuellement servir à développer des
roulements à faible friction et de longue durée de vie, a fait
ses études en génie biomédical et en mécanique à
l’Université de New York aux États-Unis (City University of
New York) où il est actuellement professeur.
Les
recherches antérieures de M. Weinbaum portaient sur des
sujets de bioingénierie plutôt que de génie mécanique
comme dans le cas des rails plumés. Suite à son aide
apportée quant au développement et à l’avancement au
niveau de la théorie des fluides, de la dynamique des gaz,
ainsi que des transferts de la masse et de la chaleur dans
les systèmes biologiques, il est devenu membre de la
«National Academy of Engineering», de celle de la
science et de celle de la médecine. Sans appartenir à
aucun organisme en particulier, la plupart de ses
recherches ont été effectuées dans le cadre de l’Université
de New York en collaboration avec des collègues de cette
même faculté dont Yiannis Andreopoulos, appartenant lui
aussi au département des systèmes chimiques et des
systèmes de transport.
46
(<B/$6-)'
5 - SCIENCESTORM. Principal Investigator : Sheldon
Weinbaum Research Grants. [En ligne],
http://www.sciencestorm.com/pi/SheldonWeinbaum-340637.html
(Page consultée le 28 octobre 2008).
En conclusion, toute cette recherche concernant la
réduction des forces de frottement entre les trains et les
rails pourrait constituer une innovation incroyable au
niveau des voies de communication pour l’avenir. En
appliquant concrètement cette recherche, c’est-à-dire en
créant des systèmes constitués de matière poreuse pour
les rails, nous pourrions obtenir des trains plus
économiques d’un point de vue énergétique, ayant un
Quand les trains s’envolent, les
oies frissonnent!
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
[email protected]'[email protected]@M='[email protected]'[email protected]=1V'9>M'>e'
7!eO!G1R'
Par Laurent Duvernay-Tardif
Ne vous êtes-vous jamais demandé pourquoi nos
succulentes pommes du Québec deviennent répugnantes
lorsqu’après une bouchée, nous les laissons sur le bord du
comptoir ? Lorsque leur croquante chaire blanche se
transforme en une croûte brunâtre, ou encore, pourquoi un
steak brunit sur le grill ? Pourquoi un bon pain doré est
plus savoureux que la pâte ?
couleur nonchalante aux aliments. Afin de remédier au
problème, divers moyens ont été mis en place dans le but
de neutraliser la réaction. Les antioxydants tel le chlorure
de sodium ainsi que des sulfites sont très utilisés. Ceux-ci
inhibent le phénomène en dénaturant la structure des
enzymes. Cependant, leurs usages sont fortement
règlementés, car ils donnent des arrières goûts et
peuvent être toxiques.
En fait, le brunissement des aliments est un
phénomène beaucoup plus complexe que se que la
majorité des gens croit. De grands chercheurs ont fait de
nombreuses études pour déterminer la raison pour laquelle
les aliments deviennent bruns. Que se soit par oxydation
ou par dénaturation, les aliments changent de goût et
d’apparence autant positivement que négativement. Dans
ce travail, nous tenterons de vous expliquer le phénomène
du brunissement des aliments dans l’alimentation.
Cette recherche nous a permis d’approfondir un
autre cas de brunissement. Celui-ci, non enzymatique, a
été étudié par de nombreux chercheurs. Louis Camille
Maillard fut celui à qui on attribua cette découverte. Né en
1878 en France à Pont-à-Mousson, il fait de nombreuses
études à la Faculté de Médecine et de chimie. Il a fait
diverses recherches sur la colorimétrie qui lui valent, en
1899, le prix Ritter délivré par la Faculté de Médecine. De
1899 à 1913, Maillard se concentre davantage sur les
acides aminés et élabore trois grandes théories. Le «
Coefficient de Maillard », les actions de la glycérine et
des sucres sur les acides !-aminés et la fameuse «
Réaction de Maillard » qui tous trois lui ont valu de
nombreux prix scientifiques. Malheureusement, il mourut
subitement le 12 mai, à 58 ans.
Dans ce travail, nous vous présenterons d’abord
le sujet initial de notre recherche, soit pourquoi les
pommes brunissent-t-elles ? Par la suite, nous vous
décrirons un autre phénomène responsable du
brunissement des aliments, soit la réaction de Maillard.
Pour finir, nous ferons une brève biographie de Louis
Camille Maillard ainsi que les applications courantes de
cette réaction dans le domaine de l’agroalimentaire.
La «Réaction de Maillard» est la théorie de
Maillard qui nous concerne le plus dans le cadre de notre
recherche. Elle explique pourquoi certains aliments
comme le café, les pains ou le thé prennent de la saveur
lorsqu’ils brunissent.
Lors de notre recherche, nous nous sommes
d’abord demandé pour quelles raisons les pommes
brunissaient-t-elles une fois qu’elles étaient entamées.
Bien évidement, tout le monde se doute que l’oxydation est
en cause. Mais pourquoi brun ? En fait, ce phénomène est
beaucoup plus complexe qu’on ne le croit. En alimentation,
il y a deux types de brunissement : l’enzymatique et le nonenzymatique. Le cas des pommes est un cas de
brunissement enzymatique. Il est dû à trois substances,
l’oxygène, que l’on retrouve dans l’air, l’enzyme
polyphénoloxidase (POP), qui est située à l’extérieur des
parois cellulaires et le phénol, qui est à l’intérieur de la
cellule. Ce sont les deux dernières substances qui sont
séparées par une fine membrane. Lorsque l’on coupe le
fruit, on brise celle-ci et les deux substances se touchent.
Au contact de l’oxygène, celles-ci s’oxydent pour former
des quinones. En se polymérisant, elles donnent naissance
à un pigment brun: la mélanine. Ce procédé se nomme le
brunissement enzymatique. La mélanine agit comme
pigment dans l’oxydation de nombreux fruits comme les
bananes, les pommes et les poires, mais c’est aussi cet
agent naturel qui détermine la couleur de notre peau.
Le brunissement enzymatique est plus fort chez
les fruits ayant un pH entre 6 et 7. Plus un fruit est acide,
moins il brunira. Dans l’industrie alimentaire, ce
phénomène est perçu comme nuisible, car il donne une
Le brunissement des aliments,
bon ou mauvais?
47
9$+.+F$)
Celui-ci la découvrit alors qu’il faisait des
expériences sur la synthèse des protéines. Il prit le plus
simple des acides aminés, la glycine, de l’eau et un
sucre, le glycérol. Pendant 6 heures, il les plaça à 175 °C
dans un four. Après l’étude des résidus, il se rend compte
que ceux-ci
contiennent une grande quantité de
dicétopipérazines. Il note également d’agréables odeurs.
Il fait donc des essais avec différents types d’acides
aminés et de sucres et constate que les odeurs varient
en fonction des ingrédients utilisés. Les résultats de cette
première expérience générale ont attiré l’attention de
Maillard et l’ont poussé à faire de nouvelles
expérimentations. Après avoir testé de nombreux sucres
et acides aminés, il en vient à une conclusion : la vitesse
de la réaction dépend de 3 facteurs. Le pH qui
doit se situer entre 6 et 10, la température qui
doit être la plus grande possible et la teneur en
eau, qui doit être entre 30 et 60 %. De plus, il
réalise que plus les sucres sont gros, comme
le glucose ou le fructose, plus ils prennent de
temps pour réagir. Du coté des acides aminés,
plus la fonction amino est éloignée de la
fonction acide carboxylique, plus l’acide aminé
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
est réactif. Les acides aminés les plus réactifs sont la
lysine et l’arginine.
Durant la deuxième guerre mondiale, La réaction
de Maillard fut oubliée des scientifiques. Cependant, après
celle-ci, la théorie de Louis Camille Maillard fut réétudiée
et commença à être appliquée dans l’industrie
agroalimentaire en raison de ses grandes vertus. De nos
jours, la réaction de Maillard est utilisée par les pâtissiers,
les boulangers, les restaurateurs et bien d’autres. Elle
permet d’obtenir de nouvelles saveurs et d’attirer l’œil du
consommateur en améliorant la couleur et l’attrait des
produits de consommation.
Le brunissement des aliments,
bon ou mauvais?
48
9$+.+F$)'
Pour conclure, le brunissement des aliments
s’effectue de deux manières. Soit par oxydation ou par la
réaction de Maillard. Cette dernière est utilisée dans
toutes les sphères de l’alimentation. Que se soit dans le
thé, le café, les biscuits ou les pains, la réaction de
Maillard est responsable en grande partie du bon goût de
ces aliments.
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[email protected]=G>M'[email protected]'[email protected]'[email protected]@'[email protected]'@;;@=1'
[email protected]>[email protected]'
8<)#A<)-#']'9#$%&'o$*A+:H)'
Par Marc-André Fleury
douleurs à la gorge est tout à fait naturel. La gorge se
retrouve dans une position instable puisqu’elle est étirée
comme un élastique et veut retrouver sa forme initiale, ce
qui cause ces douleurs au cou. De plus, les blessures
graves occasionnées par l’avalement de sabres sont
dues à trois facteurs. Le premier étant des spasmes, le
second étant le cas de la gorge sèche et le dernier étant
encore l’ingestion de sabres dont la forme n’est pas
droite. Entre autres, ces blessures graves sont des
perforations au niveau de l’œsophage (cette partie du
corps est la partie du tube digestif qui relie le pharynx à
l’estomac). Cette information est très concluante pour ce
rapport, car elle démontre que les effets secondaires
engendrés par l’ingestion de sabres sont typiquement
humains.
En 2007, Brian Witcombe, radiologiste au
Département de Radiologie à la Gloustershire Royal NHS
Foundation Trust, établi à Gloucester, en Angleterre et
Dan
Meyer,
directeur
éxécutif
de
l’Association
Internationale des Avaleurs de Sabres établi à Antitoch,
Tennessee, États-Unis, ont obtenu le prix Ig Nobel dans le
domaine de la médecine pour leur rapport sur l’ingestion
de sabres et les effets secondaires engendrés par ceux-ci.
Je commencerai par vous présenter la mise en situation
générale du domaine ainsi que les objectifs visés par le
projet. Ensuite, je vous présenterai les caractéristiques du
projet ainsi que l’évaluation critique des résultats et je
conclurai par une courte biographie des chercheurs.
Le but premier de ce rapport médical était
d’obtenir et de prélever des informations concernant la
pratique de l’ingestion de sabres et d’associer des effets
secondaires sur la pratique de cette activité. Étant donné
que Dan Meyer est le directeur exécutif de l’Association
Internationale des Avaleurs de Sabres, il a envoyé 110
lettres à des avaleurs de sabres répartis dans 16 pays.
Brian et Dan voulaient connaître la façon par laquelle ces
avaleurs avaient appris la technique qui permettait d’avaler
ces sabres, le nombre de sabres avalés depuis les 3
derniers mois en plus d’obtenir leur fiche médicale
précisant leur poids, leur grandeur leur âge etc. Ces
sabres devaient être d’une longueur de 38 centimètres de
long et 2 centimètres de large.
De plus, les causes qui sont responsables de
ces accidents sont des erreurs de nature humaine.
Certains avaleurs de sabres ont avoué s’être blessé en
essayant de faire un embellissement dans leur numéro
soit en rajoutant deux ou trois lames de plus ou en
utilisant un élément de surprise pour les spectateurs
comme de la musique d’ambiance ou du feu. Je crois que
cette information n’est pas concluante pour le rapport
médical puisqu’il s’agit d’erreurs humaines. Si ces
personnes ont essayé d’embellir leur numéro mais l’ont
raté, ce ne sont pas des effets secondaires reliés à
l’ingestion de sabres mais le fait que ces avaleurs de
sabres n’ont pas habitué leur gorge pour un si grand
nombre de lames de sabres en même temps ou par une
distraction quelconque.
Premièrement, Brian Witcombe a compilé et
classé plusieurs renseignements tels le poids, la grandeur,
l’âge, l’âge auquel ils ont appris leur technique pour avaler
des sabres. Il a calculé la moyenne de chacun de ces
renseignements pour arriver à un but précis : démontrer s’il
y avait une quelconque relation entre la grandeur de ces
personnes et la longueur de la lame avalée. Grâce à des
calculs mathématiques, il a clairement démontré qu’il n’y
avait aucune relation entre les deux. Il a fait ces calculs
pour démontrer que les perforations ou les différents effets
secondaires relatés par les avaleurs de sabres
professionnels n’ont rien à voir avec la longueur des lames
puisque certains avaleurs de sabres d’une petite taille
avalaient des sabres d’une plus grande longueur que des
personnes de grande taille. L’effet secondaire le plus
fréquent est l’apparition de douleurs au niveau de la gorge.
Cette blessure arrive fréquemment lors de la période
d’apprentissage. Lorsqu’ils avalent des lames trop
fréquemment dans une période de temps déterminée,
lorsqu’ils utilisent des lames avec des formes avec
lesquelles ils ne sont pas habitués de travailler ou tout
simplement lors de l’insertion d’un trop grand nombre de
lames dans la gorge. La gorge, est principalement formée
du larynx, du pharynx et de la trachée. Il est important de
bien comprendre que le phénomène qui déclenche ces
49
9$+.+F$)'
L’ingestion des sabres a-t-elle
des effets secondaires?
Pour conclure, je crois fortement que ce rapport
médical a été une perte de temps pour le chercheur,
Brian Witcombe. Premièrement, je ne crois pas que
quelqu’un a besoin d’avoir un diplôme d’étude en
radiologie pour conclure qu’une gorge peut s’irriter à
cause d’un trop grand nombre d’épées insérées dans la
bouche ou qu’après un très grand nombre de répétition
du même mouvement sur une période de temps très
courte. Par exemple, si une personne avale sans arrêt sa
salive pendant cinq minutes, cette personne ressentira
une irritation au niveau de la gorge. Deuxièmement, lors
de blessures graves, certaines personnes subissent,
entres autres, des perforations à l’œsophage.
Cependant, je concède à monsieur Witcombe
qu’il faut avoir une large connaissance en
médecine pour déterminer et comprendre ce
genre de blessure. Troisièmement, je crois que
le fait d’affirmer que les avaleurs de sabres
subissent ces blessures car ils essaient
d’embellir leur prestation ou ont été distraits par
quelque chose lors de leur prestation, est une
conclusion à laquelle n’importe qui peut arriver
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
sans avoir nécessairement étudié le phénomène.
Sites Internet :
Le radiologiste Brian Witcombe a étudié la
radiologie à Oxford. Par la suite, il a travaillé dans des
écoles et il a accepté un poste permanent à l’Université du
Manchester. En 1980, il devient radiologiste de
consultation à la Glouscestershire Royal Hospital où il
travaille sur la radiologie pédiatrique et la radiologie
intestinale. Il a commencé à s’intéresser à l’ingestion de
sabres lorsqu’il a découvert qu’il y avait une section sur les
avaleurs de sabres dans la littérature médicale. C’est en
2005 qu’il a vraiment commencé sa recherche sur les
effets secondaires reliés à l’ingestion sabres.
1. La définition de l’œsophage. [En ligne],
http://www.vulgarismedical.com/encyclopedie/oesophage6637.html (Page consulté le 7 novembre
2008)
2. Sword Swallower Receives 2007 Ig Nobel Award in
medicine at Harvard University. [En ligne],
http://www.swordswallow.org/news.php (Page
consulté le 8 novembre 2008)
Dan Meyer est né le 7 avril 1957 à Michigan City
dans l’Indiana. En 1975, il est allé à l’école pour apprendre
le métier de jongleur et de clown au Waldorf College in
Forest City. Le 12 février 2001, Il a avalé son premier
sabre. Dan Meyer est un homme très connu dans le
monde du spectacle car il a fait de nombreuses
apparitions à des émissions de télévision américaines. Il
est présentement le directeur exécutif de l’Association
Internationale des Avaleurs de Sabres. Lors de la remise
des prix IG nobel de 2007 à Harvard, Dan Meyer a fait une
performance magistrale. Il a avalé 7 sabres simultanément
devant les spectateurs présents à la remise des prix Ig
Nobel. Il est important de noter que cette recherche n’a
bénéficié d’aucune aide financière.
3. WITCOMBE, Brian. Sword swallowing and its side
effects. [En ligne],
http://www.bmj.com/cgi/content/full/333/7582/
1285 (Page consulté le 7 novembre 2008)
4. ZOE CHARMING, Jocelyne. Un palmarès
impressionnant pour le prix igNobel 2007. [En
ligne],
http://www.scientistsofamerica.com/?texte=78
(Page consulté le 8 novembre 2008)
5. WIKIPEDIA Dan Meyer (performer). [En ligne]
http://en.wikipedia.org/wiki/Dan_Meyer_(perfor
mer) (Page consulté le 9 novembre 2008)
L’ingestion de sabres a-t-elle des
effets secondaires?
50
9$+.+F$)'
Le tout bien considéré, le sujet du rapport
médical publié dans le British Medical Journal qui portait
sur l’ingestion de sabres et leurs effets secondaires a reçu
le prix attribué à la médecine en 2007 lors de la remise
des prix Ig Nobel présenté à Harvard. Dans ce rapport,
Witcombe faisait mention de plusieurs effets secondaires
qui résultaient de réaction de nature humaine. La blessure
à la gorge est due à l’ingestion d’objets trop grands pour le
tube digestif ainsi qu’une sur-utilisation de la gorge sur
une petite période de temps. Les blessures graves sont
occasionnées par des spasmes musculaires, une gorge
asséchée et de l’ingestion de sabres ayant des formes
particulières. Finalement, les blessures peuvent venir du
fait que l’avaleur de sabre veut embellir sa performance ou
a été surpris pas quelque chose, ce qui l’a distrait pendant
un instant. Si Brian Witcombe avait poussé ses
recherches médicales un peu plus loin pour savoir s’il
pourrait trouver une solution afin que ces avaleurs de
sabres ne subissent plus ces blessures, je suis sûr qu’il
aurait gagné le vrai prix Nobel de la médecine.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
[email protected]'([email protected]=1'(@[email protected]=5GJ1'NelDGD'
JTGM8>[email protected]@R'
8<)#A<)-#']'8%#.+'!.H)#*+'7%FF$'
Par Marie-Hélène Lafond
Depuis 7500 ans avant Jésus-Christ, le piment est
cultivé en Amérique du Sud. Lorsque Christophe Colomb
est arrivé en Amérique, il découvrit ce légume piquant. Il en
rapporta en Europe et le piment devint une épice
traditionnelle. Les colons rapportèrent les graines de
piments en Amérique du Nord et ils en plantèrent. Depuis
ce jour, nous en retrouvons en grande quantité en
Amérique. Le piment est un légume très populaire que
nous retrouvons dans plusieurs recettes pour mettre une
saveur piquante. Plusieurs scientifiques se sont
demandés pourquoi les piments brûlent la langue. Cela a
amené Carlo Alberto Maggi à se demander si la capsaïcine
présente dans le piment peut traiter l’incontinence. Dans
cet article, nous décrirons le mode d’action de la
capsaïcine, la physiologie du système urinaire, les
caractéristiques du projet de Carlo Alberto Maggi et nous
ferons le profil de ce scientifique.
être en phase de remplissage ou en phase de miction.
L’expérience faite par Carlo Alberto Maggi
s’inscrit dans le domaine de la pharmacologie et de
l’urologie. Il a étudié les effets de la capsaïcine sur le
système urinaire des êtres vivants. Il était intéressé à
trouver un traitement contre l’incontinence. Ce
scientifique affirme que la propriété de désensibilisation
de la capsaïcine est à la base du traitement
thérapeutique. Un traitement s’offre aux personnes ayant
une hyperactivité vésicale provenant d’un trouble
neurologique. Lors d’une lésion médullaire, les fibres A
delta ne répondent plus aux stimuli et les fibres C sont
activées. Les patients souffrent donc d’incontinence. Le
traitement consiste à faire une instillation vésicale de
capsaïcine. Il suffit d’instiller une solution d’éthanol à 30
% et de capsaïcine à 1 ou 2 mMol/L. La solution
composée de capsaïcine est introduite dans la vessie
pendant trente minutes. Les patients subissent plusieurs
instillations de capsaïcine pendant quelques semaines.
Le nombre d’instillations dépend de chaque patient. Les
chercheurs ont noté la capacité et la pression vésicale
avant et après l’instillation de la capsaïcine. Avant
l’instillation vésicale de la capsaïcine, la vessie de la
personne atteinte d’incontinence pouvait contenir environ
127 mL et avoir une pression de 58 cm d’eau. Après
l’instillation, la vessie pouvait contenir environ 404 mL et
avoir une pression de 31 cm d’eau. 84% des personnes
ayant suivi ce traitement ont vu une amélioration après
quatre à douze semaines. Il y a diminution ou disparition
de l’incontinence et une amélioration de la pollakiurie. La
capsaïcine diminue l’amplitude et la fréquence des
contractions. Au début de l’instillation, les patients ont eu
une sensation de brûlure suprapubienne. Jusqu’à
aujourd’hui, les chercheurs ne connaissent que des
résultats à court terme. Les patients ont eu une
amélioration pendant trois à six mois, après quarantequatre instillations.
Tout d’abord, la capsaïcine, présente dans le
piment, est responsable de la sensation de brûlure au
niveau de la langue. La cavité buccale contient plusieurs
cellules sensorielles qui forment l’épithélium. Plusieurs de
ces cellules contiennent des récepteurs vanilloïdes
auxquels la capsaïcine se lie. La capasaïcine est un
neurotoxique des fibres de type C et de type A delta. Les
fibres C seront donc insensibles à la capsaïcine et aux
stimuli chimiques. Lorsque la capsaïcine entre en contact
avec les récepteurs vanilloïdes, ceux-ci laissent entrer des
ions de sodium et de calcium dans les neurones et
déclenchent des stimuli nerveux. Le cerveau interprète
cela comme une douleur brûlante. La dépolarisation
entraîne aussi des contractions musculaires et une
vasodilatation des capillaires. En grande quantité, la
capsaïcine peut désensibiliser les animaux. Ils ne
ressentiront donc aucune sensation de brûlure. À cause de
la présence de capsaïcine, les fibres C sont dans une
période de désexcitation. Donc, la capsaïcine sur les fibres
C ne provoque plus une sensation de brûlure. Par contre, il
est important de noter qu’une trop grande dose de
capsaïcine peut provoquer la mort des cellules.
Le système nerveux a un grand rôle dans le
fonctionnement du système urinaire. Le système nerveux
contrôle le stockage et l’évacuation de l’urine. L’humain
peut choisir d’uriner ou non grâce au contrôle volontaire
somatique. Par contre, lors du contrôle autonomique, c’est
le système nerveux qui décide si l’être humain est dans la
phase de remplissage ou de miction. La continence
vésicale dépend des deux contrôles. Des influx nerveux
sont transmis jusqu’à la moelle épinière ce qui stimule les
centres médullaires sympathiques, thoraco-lombaires et
somatique sacré. À la suite de ce processus, il y a
contraction des muscles du col vésical grâce aux réflexes
mictionnels des fibres A delta. Une personne peut donc
Les piments peuvent-ils guérir
l’incontinence?
51
9$+.+F$)'
Les résultats de cette expérience sont très
encourageants, mais il reste encore plusieurs questions
sans réponses. La quantité et le nombre d’instillations de
capsaïcine nécessaires sont encore indéterminés. Les
scientifiques ne savent pas les conséquences à long
terme de la capsaïcine instillée. Par contre, je crois que
l’expérience montre bien l’efficacité de la
capsaïcine sur le corps humain à court terme.
L’expérience était contrôlée, donc il y avait des
patients qui avaient des instillations de
capsaïcine et d’autres qui recevaient des
placebos. 84% des gens ayant subi des
instillations de capsaïcine ont vu des
améliorations rapidement. Par conséquent, ils
ont vu leur qualité de vie s’améliorer. Nous
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
retrouvons du piment dans plusieurs pays, donc ce
traitement est disponible à un grand nombre de
personnes.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
En 1977, Carlo Alberto Maggi a étudié à
l’université de Florence en médecine au département de
pharmacologie. En 1980, il a étudié à l’université de Pise
en Italie. En 1989, monsieur Maggi a montré que la vessie
humaine était composée de neurones afférents de
capsaïcine-sensibles. Il a instillé de la capsaïcine à trois
reprises à des intervalles de quinze minutes dans la
vessie d’un patient atteint d’hyperactivité vésicale. La
concentration de la première dose de capsaïcine était de
0,1 mMol/L, la deuxième était de 1 mMol/L et le troisième
de 10 mMol/L. En 1991, Carlo Albert Maggi a écrit
“Capsaicin and primary afferent neurons: from basic
science to human therapy?” Il était affilié avec les
pharmacologues de Menarini. Depuis 2000, il est membre
de «Trends in Pharmacological Sciences », plus
précisément, il est consultant éditorialiste. « Trends in
Pharmacological Sciences » est un journal informant les
gens sur la pharmacologie et la toxicologie.
Le « Menarini Group », dont Carlo Alberto Maggi
était le directeur de recherche de 1989 à 1996, est un
groupe de pharmacologues italiens. Ils détiennent des
laboratoires en Italie depuis déjà trente ans.
La
compagnie « Menarini Group » vend des produits
thérapeutiques
pour
les
problèmes
cardiaques,
intestinaux, respiratoires et diabétiques. Carlo Alberto
Maggi et son équipe ont fait plusieurs recherches dont
l’action du NK3 sur le rat.
1.
LABAT, Jean Jacques. La capsaïcine intravésicale . [En ligne],
http://www.urofrance.org/fileadmin/xmldatabase/C
T/1996/CT-1996-00010008/TEXF-CT-199600010008.PDF (Page consultée le 7 novembre
2008).
2.
SEZE, Marianne. Progrès en Urologie. [En ligne],
http://www.urofrance.org/fileadmin/xmldatabase/P
U/1999/PU-1999-00090615/TEXF-PU-199900090615.PDF (Page consultée le 7 novembre
2008).
3.
COQUERY, Jean-Marie. Neurosciences,
e
Bruxelles, 3 édition de Broeck, 2005, 700 p.
4.
MAGGI,Carlo Alberto. Capsaïcine intravésicale,
J.Urologie, Ed. Lancet, 1992, 1239 p.
5.
WEB OF KNOWLEDGE. Maggi, Carlo Alberto. [En
ligne], http://hcr3.isiknowledge.com/home.cgi
(Page consultée le 8 novembre 2008).
Les piments peuvent-ils guérir
l’incontinence?
52
9$+.+F$)'
Pour conclure, Carlo Alberto Maggi a découvert
les neurones afférents sensibles à la capsaïcine dans la
vessie des humains. Il a aussi trouvé un moyen de traiter
l’incontinence en instillant de la capsaïcine dans la vessie.
Il est arrivé à ce résultat en se demandant tout simplement
« Pourquoi les piments brûlent la langue? » Les
connaissances en urologie ont grandement augmenté
depuis l’article de Carlo Alberto Maggi. Plusieurs
chercheurs continuent le travail de Carlo Alberto Maggi.
D’autres tests sont en expérimentation pour découvrir si la
capsaïcine peut traiter l’incontinence qui n’est pas due à
un traumatisme neurologique. Il reste à savoir si c’est bien
la capsaïcine ou si c’est l’alcool qui guérit l’hyperactivité
vésicale non neurologique. À ce jour, les résultats sont
plus ou moins concluants. Peut-être devrions-nous
chercher du côté des produits naturels pour trouver des
dérivés qui améliorent la santé des gens au lieu d’essayer
de synthétiser des produits artificiels qui souvent ont des
effets dommageables et que l’on retrouve seulement à
long terme.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
8>[email protected]='@7([email protected]'[email protected]'D>=1'@='[email protected]'(@=1'[email protected]'
[email protected]'[email protected]'Dl8E!e;;@D'J!'([email protected]'
8<)#A<)-#']'4%&$).'7%//3'
Par Mélisandre Alepin
Les carburants fossiles, comme le pétrole, ne sont
pas les seuls à produire des gaz à effet de serre. Les rots
et les pets de vaches contribuent également au
réchauffement climatique de la planète, car leur système
digestif est un véritable engin à fabriquer du méthane, un
gaz à effet de serre 23 fois plus dommageable que le gaz
carbonique. Or, dans le cadre du programme d’atténuation
des gaz à effet de serre créé par le gouvernement du
Canada pour répondre aux exigences du Protocole de
Kyoto, les recherches effectuées par le Dr Daniel Massé
d’Agriculture et Agroalimentaire Canada ont permis de
développer des méthodes pour mesurer, comparer et
réduire les émissions de méthane générées par les
vaches. À cet effet, le présent article présentera un bref
exposé sur les caractéristiques de son projet concernant la
quantification et la réduction des émissions de méthane
produites par les vaches de fermes laitières commerciales
et les résultats de deux expériences à ce sujet, puis
dressera la biographie du Dr Massé et décrira Agriculture
et Agroalimentaire Canada.
d’équivalent de gaz carbonique par an. La différence
entre les pratiques de gestion du bétail des deux fermes
explique le grand écart. Pour la Ferme A, les vaches
laitières demeuraient en permanence dans le bâtiment
tandis que les vaches taries étaient laissées à l’extérieur
durant l’été. Par contre, pour la Ferme B, les vaches
laitières broutaient durant la période estivale alors que les
vaches taries passaient toute l’année dans une autre
étable. Ces résultats ont aussi permis d’estimer qu’une
vache génère de 350 à 650 litres de méthane par jour.
Au Québec, les vaches étant regroupées environ
9 mois par an dans des étables calfeutrées à cause du
froid, le Dr Massé a eu l’idée de traiter l’air vicié de ces
bâtiments en convertissant le méthane expulsé par les rots
(95%) et les pets (5%) des vaches. Son projet consistait
donc à déterminer la quantité de méthane contenue à
l’intérieur de ces bâtiments, tout en étudiant les facteurs la
faisant varier, puis à capter ce méthane pour le convertir
en gaz carbonique à l’aide d’un biofiltre.
Ainsi, l’objectif de la première expérience du Dr
Massé était de quantifier les émissions de méthane
produites par des vaches regroupées dans les étables de
deux fermes laitières commerciales, puis de les comparer
respectivement selon leurs productions de lait et leurs
modes de gestion du bétail. À cette fin, deux producteurs
laitiers du Québec (Fermes A et B) ont autorisé Valacta, un
centre d’expertise en production laitière, à fournir des
renseignements sur leurs productions de lait et ils ont
permis que leurs étables à ventilation mécanique soient
munies d’instruments de mesure. Un système informatisé
calculait, aux entrées (volets) et aux sorties d’air
(ventilateurs), la concentration de méthane à l’intérieur du
bâtiment. Les données ont été enregistrées en continu
pendant trois ans, soit d’avril 2003 à mars 2006. Cette
méthode permettait ainsi de prendre des relevés sans
nuire à la gestion des producteurs et sans stresser leurs
vaches.
Ainsi, le but de la deuxième
expérience du Dr Massé était de démontrer, en
pratique, le potentiel de la biofiltration pour
oxyder le méthane contenu dans l’air de ces
bâtiments. À cette fin, le méthane généré par
les vaches était évacué par l’une des sorties
d’air des ventilateurs des étables laitières
commerciales, puis il était acheminé par un
Les résultats obtenus, durant cette période, ont
révélé que la quantité de méthane produite par les 126
vaches réunies dans l’étable de la Ferme A et les 76 de la
Ferme B s’élevait respectivement à 242 et à 142 tonnes
Comment empêcher les rots et les pets
de vache de réchauffer la planète?
53
9$+.+F$)'
De plus, basée sur les données reçues de
Valacta, durant cette même période, la production
moyenne de lait des Fermes A et B se chiffraient
respectivement de 1 370 et 917 kg par jour. Or, même s’il
y avait des différences entre ces deux fermes, comme la
race du bétail, l’alimentation, les additifs alimentaires et le
nombre de repas, les résultats ont démontré, dans les
deux cas, une corrélation entre les points culminants des
émissions de méthane et l’horaire de ravitaillement des
vaches. Pour la Ferme A, l’amplitude des émissions de
méthane de la journée atteignait près de 60% parce que
six rations par jour d’un mélange de grains et de foin
étaient distribuées au bétail. Par contre, celle de la Ferme
B ne dépassait pas 40%, car seulement deux repas par
jour étaient servis, mais le foin était apporté toute la
journée. De plus, la concentration de méthane des
Fermes A et B indiquait respectivement une moyenne de
29 et 26 litres de méthane par kilogramme de lait. La
Ferme B en a émis moins parce qu’elle gardait ses
vaches taries dans une autre étable tout au long de
l’année.
Comme
mesures
d’atténuation,
certains
procédés peuvent aider l’industrie laitière à diminuer les
émissions de gaz à effet de serre. Or, pour réduire la
concentration de méthane dans l’air des étables, le Dr
Massé préconise la biofiltration qu’il définit comme « un
processus naturel de dégradation aérobique des
contaminants de l’air par oxydation bactérienne ». Le
biofiltre, qu’il utilise, est divisé en quatre sections,
chacune étant remplie d’un matériau filtrant différent
(tourbe, compost, copeaux de bois et terre noire). Il a été
construit sur une remorque pour le déplacer d’une ferme
commerciale à l’autre afin d’évaluer sa capacité à oxyder
le méthane de différentes sources.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
tuyau jusqu’au biofiltre installé sur la remorque. Les
matériaux filtrants du biofiltre ont alors absorbé les
particules de méthane de l’air évacué de ces bâtiments,
puis les ont oxydées en les convertissant, à la sortie du
biofiltre, en gaz carbonique et en eau. Un système
informatisé a consigné en continu les données sur la
concentration de méthane à l’entrée et à la sortie de
chacune des sections du biofiltre. Ces sections ont
fonctionné simultanément sur une période de 7 mois, soit
de mai 2005 à novembre 2005. Les résultats ont montré
une réduction du méthane de l’ordre de 80% pour des
concentrations de 0,5% à 2,5%. Ce taux de conversion
pour tous les matériaux filtrants utilisés est très
prometteur, puisque le matériel filtrant lui-même est la
principale source de microorganismes. Le Dr Massé
affirme « qu’à sa connaissance, personne ne s’était
penché sur l’utilisation du biofiltre à cette fin ».
pour respecter les exigences du Protocole de Kyoto?
Médiagraphie
1- AGRICULTURE ET AGROALIMENTAIRE CANADA.
Bienvenue à ACC. [En ligne],
http://www.agr.gc.ca/index_f.php
(Page consultée le 1 octobre 2008).
2- DÉSILETS, Émie. Les producteurs laitiers du Canada :
Programme d’atténuation des gaz à effet de serre
pour le secteur agricole canadien. [En ligne],
http://www.plaisirslaitiers.ca/NR/rdonlyres/ECBD7FE1ACB4-471B-B997-04FF0E298387/0/
Nos_vaches_notre_air_rapport_final.pdf
(Page consultée le 1 octobre 2008).
3- LES PRODUCTEURS LAITIERS DU CANADA.
Les gaz à effet de serre et la production laitière.
[En ligne], http://www.plaisirslaitiers.ca/NR/rdonlyres/
B08DDC79-2438-49BD-93F9-E037BC70AD7D/0/
ProjetauQuebec.pdf
(Page consultée le 1 octobre 2008).
Dr Daniel Massé a obtenu son baccalauréat en
génie agroalimentaire de l’Université de Laval en 1980, sa
maîtrise en génie civil de l’Université de Carleton en 1985
et un doctorat en génie civil de l’Université d’Ottawa en
1995. Il a joint, en 1980, Agriculture et Agroalimentaire
Canada comme ingénieur pour les bâtiments de fermes.
En 1990, il est devenu un chercheur scientifique pour ce
ministère. Ses recherches actuelles portent sur le
développement de méthodes de quantification et de
réduction des émissions de gaz à effet de serre provenant
des opérations d’élevage d’animaux ainsi que sur le
développement de biotechnologies pour le traitement des
déchets agricoles et la récupération de la bioénergie. Il
effectue également des projets sur la qualité de l’eau
visant à réduire la contamination biologique de l’eau. De
plus, Agriculture et Agroalimentaire Canada, le ministère
fédéral
qui
l’emploie,
« est
responsable
des
renseignements, de la recherche, de la technologie, des
politiques et des programmes qui permettent d'assurer la
sécurité du système alimentaire, de protéger la santé de
l'environnement et de gérer l'innovation propice à la
croissance ».
Pour conclure, les rots et les pets de vaches
contribuent aux changements climatiques, car le système
de digestion des vaches génère du méthane, un gaz à
effet de serre plus dommageable que le gaz carbonique.
Or, le Dr Daniel Massé d’Agriculture et Agroalimentaire
Canada a développé des méthodes pour mesurer,
comparer et réduire les émissions de méthane produites
par les vaches gardées dans les étables de fermes
laitières commerciales. Ainsi, les instruments de mesure
installés dans les deux étables ont permis de quantifier la
production de méthane contenu à l’intérieur de ces
étables, de constater une relation entre la quantité de
méthane enregistrée et le mode de gestion du bétail utilisé
par les producteurs laitiers et d’établir une corrélation
entre l’augmentation des émissions de méthane et
l’horaire des repas. De plus, le biofiltre a démontré son
efficacité en réduisant les émissions de méthane d’environ
80% de l’air vicié de ces étables. Grâce à ses recherches,
le Dr Massé a ouvert le chemin à l’industrie laitière pour
qu’elle puisse se doter de moyens pour réduire les gaz à
effet de serre reliés à l’élevage des bovins comme le
méthane. Néanmoins, le Canada réussira-t-il à réduire
significativement ses émissions de méthane d’ici 2012
4- MASSÉ, Daniel, Anass SOUSSI-GOUNNI et Suzelle
BARRINGTON. « La biofiltration, une solution aux gaz
à effet de serre pour les fosses à lisier »,
o
Porc Québec, vol. 17, n 4, août 2006, p. 36-38.
5- MASSÉ, Daniel et al. « Les vaches et la production de gaz
à effet de serre », Le producteur de lait du Québec,
vol. 28, no 12, avril 2008, p. 37-39.
6- SOUSSI-GOUNNI, Anass, « La biofiltration : une solution
aux gaz à effet de serre dans l’industrie laitière », Le
o
producteur de lait du Québec, vol. 25, n 8, mai 2005,
p. 38-40.
54
9$+.+F$)'
Comment empêcher les rots et les pets
de vache de réchauffer la planète?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']'=#+B'I%:)/'E-#*-H$/)'
Par Nathalie MacDonald Holmes
Le grizzly est un animal qui est de nature plutôt
stressée. Il n’a pas tendance à être territorial, mais il
n’aime pas se faire approcher. Lorsqu’un humain approche
à plus de 50 mètres, il devient agressif. C’est ainsi qu’à
chaque année, plusieurs personnes en Amérique du Nord
se font agresser par un grizzly. Une de ses personnes est
le chercheur Troy James Hurtubise. Lors d’une de ses
randonnées en Colombie-Britannique, il s’est fait attaquer
par un grizzly, mais il a survécu. Par la suite, cet animal est
devenu pour lui une obsession et il a fait de nombreuses
études sur les grizzlys. Il s’est ensuite aperçu qu’il est
impossible d’observer les réactions des grizzlys et
d’interagir avec ceux-ci, sans mettre sa vie en danger.
C’est ainsi que M. Hurtubise a mis au point une armure afin
de se protéger de cet animal tout en ayant la possibilité de
l’étudier de plus près. Cette armure a ensuite donné lieu au
Projet Troy et à la pâte à feu. Il y a aussi une autre utilité
qui a été développée avec l’armée grâce à cette armure.
des explosions, du feu et des projectiles.
Après plusieurs tests différents en laboratoire,
on a envoyé le sixième prototype, Ursus Mark VI, dans la
forêt de la Colombie Britannique afin d’affronter un ours
Kodiak. On s’est aperçu, durant cette expérience, que
l’ours a complètement déchiré la maille de l’armure et on
a eu très peur que l’ours réussisse à arracher le casque
relié à l’armure. Lorsqu’on a construit le Mark VII, on a
décidé de changer le matériel utilisé pour sa fabrication.
À la base, on avait utilisé du titane. Dans la deuxième
version, on a utilisé de l’acier inoxydable, ce qui a rendu
l’armure beaucoup plus lourde et beaucoup plus robuste.
Celle-ci pesait maintenant 186 livres. De plus, afin de
résoudre le problème qu’ils avaient eu avec le casque, on
a attaché le casque avec le reste de l’armure, mettant
son ouverture à l’avant.
Malgré la grande réussite de Mark VII, les chercheurs ont
présentement comme projet de construire un nouveau
prototype qui serait plus léger et ininflammable. Pour ce
faire, ils sont actuellement en train de tester la pâte à
feu. C’est une pâte qui, lorsqu’elle est sèche, est à
l’épreuve du feu, de la chaleur et elle a la texture et la
dureté du béton. Afin de tester ce produit, M. Hurtubise a
mis un masque et il a allumé une lampe à souder à mille
degrés Celsius sur celle-ci. Sur le Mark VII cette lampe à
souder à laissé d’énormes brûlures, mais avec la pâte à
feu, il n’y avait aucune trace. De plus, le thermomètre qui
était placé de l’autre côté du masque n’a même pas
montré une variation d’un degré Celsius. Cette substance
est composée de lithium, de brome et l’ingrédient spécial
est le Coke Diète, qui semble-t-il, est un très bon isolant.
L’objectif premier de cette invention est de
protéger l’homme contre une attaque de grizzly. Par
contre, cette invention n’a pas été faite pour des gens qui
vont se promener en forêt et qui ont peur des grizzlys.
L’armure a été créée afin de pouvoir observer et faire des
expériences avec ces animaux afin d’analyser et d’étudier
son comportement. Par exemple, M. Hurtubise voulait
répondre à plusieurs questions importantes : « Est-il
possible de se défendre contre les grizzlys avec du gaz au
poivre? », « Quels sont les signes d’agitation? » Ce projet
est donc dans le domaine de la physique et de la sécurité.
Ayant déterminé la nature de son projet, il a fait une
demande de subvention afin de pouvoir poursuivre ses
recherches sur le comportement des grizzlys de façon
sécuritaire. Celle-ci lui a été refusée; il a donc décidé de
subventionner lui-même ses recherches.
Sept ans plus tard, on vit l’apparition de Mark VI,
qui fut la première armure contre les grizzlys. Après s’être
assuré de façon théorique que l’armure était efficace pour
se protéger de ces animaux féroces, M. Hurtubise l’a
testée dans son laboratoire en simulant une attaque de
grizzly. Ce scientifique revêtit l’armure et demanda à ses
collègues de l’attaquer avec des planches de bois et des
bâtons de baseball. Afin d’être assuré de l’efficacité de
cette invention, on laissa tomber un tronc d’arbre de 300
livres et l’armure en est sortie indemne. Par contre, ces
expériences n’étaient pas suffisantes, car un vrai grizzly
pèse 1200 livres. Ceci a donc donné lieu au Projet Troy.
Celui-ci marqua l’anniversaire des 15 ans de travail sur
l’armure contre les grizzlys. C’est ainsi que l’équipe de
scientifiques a eu le désir d’aller au-delà d’une simple
armure contre les ours et ils poursuivirent leurs recherches.
Ils avaient comme but ultime de créer une armure pouvant
défendre un humain de blessures durant une contestation,
Peut-on se protéger des
grizzlys?
Je crois que malgré le fait que l’idée de base de
Hurtubise soit farfelue et paraisse totalement
inutile, le fait qu’elle puisse servir dans des
missions de l’armée est très utile et ingénieux.
Nous sommes présentement directement
touchés par le fait que des militaires canadiens
se trouvent aujourd’hui en Afghanistan et que
nous apprenons chaque semaine que quelques
soldats sont morts au combat. Il pourrait donc
55
(<B/$6-)'
Récemment, Hurtubise a relancé ses recherches afin de
construire une armure que l’armée pourrait utiliser. Elle
pèse 40 livres et elle peut aussi arrêter les balles de fusil,
même celle du fusil éléphant et des couteaux. Elle est
munie d’air climatisé, d’un système d’enregistrement,
d’un compartiment d’urgence pour de la morphine, du sel,
un fusil et un couteau et elle est énergisée par un
système solaire. Malgré l’intérêt des militaires pour ce
projet, ils ont décidé de ne pas se la procurer, et
Hurtubise a fait faillite.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Troy Hurtubise a tout d’abord complété sa douzième
année au Collège Mohawk pour ensuite faire des études
en science naturelle au Sir Sandford Flemings en 1987.
Malgré son manque d’expérience, ce chercheur a parti ses
recherches tout seul, sans subvention, ni même des
investisseurs privés. Après avoir presque fait faillite, il a
réussi à compléter le Ursus Mark VII et à mettre en branle
le Projet Troy, grâce au support de ses amis, de sa famille
et d’un investisseur privé. Après la publication de son
projet, il eu un très grand succès. Il a fait plusieurs
conférences à l’Université de Harvard, il a eu diverses
entrevues pour des revues scientifiques et des journaux, il
a été interviewé dans une émission télévisée et il a reçu
un Ig Nobel pour la sécurité et l’ingénierie.
Pour conclure, suite à une attaque de grizzly, le chercheur
Troy James Hurtubise a décidé de construire une armure
afin d’observer les grizzlys afin qu’il y ait de la sécurité
pour l’humain. C’est ainsi qu’il y eu la naissance de Ursus
Mark VI, puis la version amélioré Ursus Mark VII, qui était
plus lourde, mais plus robuste et plus sécuritaire au niveau
du casque. Par la suite, on a travaillé sur la pâte à feu qui
résiste à la chaleur et aux flammes. Celle-ci a ensuite été
développée pour faire des armures pour les soldats de
l’armée. Je crois que cette invention pourrait grandement
servir à l’armée. Malgré la faillite de Hurtubise, ce
chercheur affranchi a eu beaucoup de succès et
notamment en remportant un Ig Nobel. Il serait aussi
intéressant de pousser les recherches plus loin en
étudiant les propriétés de la pâte à feu dans l’espace, car
nous avons précédemment vu qu’elle résiste à des
températures plus hautes que celles observées durant
l’entrée et la sortie de l’atmosphère.
Peut-on se protéger des grizzlys? 56
Médiagraphie
1- SERVICE CANADIEN DE LA FAUNE. Grizzly, [En
ligne], http://www.hww.ca/hww2_F.asp?id=90
(Page consultée le 11 novembre 2008).
2- BAY TODAY. Hurtubise says invention sees
through walls, [En ligne],
http://www.baytoday.ca/content/news/details.as
p?c=6657 (Page consultée le 11 novembre
2008).
3- AMERICAN ANTIGRAVITY. Troy Hurtubise, [En
ligne],
http://www.americanantigravity.com/articles/57/1
/Troy-Hurtubise-Interview/Page1.html, (Page
consultée le 11 novembre 2008).
4- MISSION TROJAN, Troy Hurtubise, [En ligne],
http://www.missiontrojan.com/
(Page consultée le 11 novembre 2008).
5- WIKIPÉDIA, Troy Hurtubise. [En ligne],
http://en.wikipedia.org/wiki/Troy_Hurtubise,
(Page consultée le 11 novembre 2008).
(<B/$6-)'
être profitable pour l’armée de se procurer les armures de
Hurtubise, qui pourraient être mises à la disposition des
soldats durant leurs missions plus dangereuses.
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
8>[email protected]='@='(>eD[e>G'[email protected]'eM'1G7([email protected]'
8E!='@M'8E!='7>D=5OGO!M='[e!M=G[[email protected]'
8<)#A<)-#']'@#d$&'1A<#r"$&F)#'
Par Patrick Lemay-Lamontagne
Tous ont déjà entendu la fameuse légende urbaine de la personne
mettant son chat dans un four à micro-ondes et du destin tragique
encouru par ce chat; la mort par explosion. Cette idée semble être
apparue après l’invention du four à micro-ondes, soit en 1947,
mais en fait, un scientifique qui s’intéressait à la mécanique
quantique avait déjà réfléchi à une façon encore plus amusante,
mais ô combien plus sadique de se débarrasser de son félin
domestique. En effet, Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger,
un physicien autrichien, a imaginé le supplice communément
connu sous le nom de « l’expérience du chat de Schrödinger ».
Cette expérience consiste à mettre un chat dans une boîte
contenant un poison qui devrait, si on se fie aux théories des
sciences quantiques, rendre le chat dans un état où il serait vivant
et mort en même temps. Les détails de cette expérience seront
expliqués plus tard dans ce texte. Mais non, il ne nourrissait pas
une haine féroce envers les chats. Cette expérience était
simplement une formulation théorique visant à illustrer ce qu’il
voyait comme des lacunes de l’interprétation de Copenhague.
Avant d’entrer dans les détails de la mécanique quantique et des
propriétés d’ondes et de particules de la matière, il serait bien de
connaître la direction que prend cet article. Tout en se dirigeant
vers les caractéristiques de l’idée présentée par Schrödinger,
découvrez les raisons qui l’ont poussé à développer ses théories
et dans quel milieu celles-ci furent élaborées. Par la suite, vous
pourrez découvrir des aspects de la vie surprenante et pleine de
rebondissements de ce chercheur qui a révolutionné les méthodes
de pensée en mécanique quantique.
celui de Schrödinger [2] expliquant son expérience de pensée
est publié.
Le projet ou l’expérience de pensée de Schrödinger visait à
montrer la fissure existant entre le monde quantique, qui permet
à un objet de se trouver dans plusieurs états en même temps, et
le monde macroscopique. Il tentait de montrer que l’idée derrière
la mécanique quantique était un univers de probabilités
cherchant à déterminer l’espace où un objet a le plus de
chances de se retrouver et dans quel(s) état(s). L’expérience du
chat de Schrödinger est d’une simplicité atterrante. Il s’agit de
mettre un chat dans une boîte où se trouve un dispositif qui, par
exemple, après une minute, détecte la désintégration d’un atome
d’un corps radioactif. Si le dispositif détecte une désintégration, il
relâche un marteau sur une bouteille contenant de l’acide
cyanhydrique (HCN) qui s’évaporera sous la pression devenant
ainsi un poison mortel tuant le chat. Selon les probabilités
théoriques, cet atome a une chance sur deux de se désintégrer
en moins d’une minute. Par contre, selon la théorie
« quantique », l’atome se trouverait dans deux états (désintégré
et entier) en même temps et il resterait dans cette superposition
d’états jusqu’à ce qu’une observation soit effectuée. Donc, le
chat devrait se trouver dans un état où il serait vivant, car
l’atome, en restant intact, n’a pas déclenché le dispositif, et mort,
car l’atome serait aussi désintégré en même temps.
Tout d’abord, définissons quelques concepts et le cadre dans
lequel Schrödinger laissait évoluer sa pensée afin de plonger dans
le monde complexe de ce physicien. Comme la mécanique
quantique est un sujet trop vaste pour le couvrir de façon
complète, seuls les éléments nécessaires à la compréhension du
problème lié à l’expérience de pensée de Schrödinger seront
utilisés. Celle-ci est une science ayant pour but de subvenir aux
lacunes de la physique traditionnelle principalement pour la
description des atomes, des particules les composant et des
propriétés du rayonnement électromagnétique. Elle fut formée par
plusieurs physiciens, dont Bohr et Schrödinger durant les années
1920. Par contre, Bohr proposait que la mécanique classique
doive se retrouver comme une approximation de la mécanique
quantique pour des systèmes plus gros qu’un qui soit considéré
comme normal où la mécanique classique suffit. Pour déterminer
ce qu’est un système considéré comme trop gros, il propose que
ce soit lorsque les nombres quantiques d’un système sont grands.
Ce principe est ainsi fait pour limiter les choix à ceux qui ne
contredisent pas la mécanique classique. Par contre, cela amena
une école de pensée à formuler que les conclusions des résultats
prédits par les six postulats de la mécanique quantique n’ont pas
besoin d’être justifiés, que les résultats ne signifient rien envers la
nature du monde microscopique et qu’il est inutile d’introduire des
paramètres physiques qui ne seraient pas pris en compte par les
postulats. Parmi les physiciens principaux qui formèrent la
mécanique quantique, certains d’entre eux n’étaient pas en accord
avec cette interprétation, appelée interprétation de Copenhague.
Einstein, Podolsky et Rosen ont écrit un article [1] sur
l’incomplétude de la mécanique quantique de par le fait que deux
identités physiques (onde et particule) ne peuvent coexister sans
s’opposer. Les options qu’ils laissent alors sont que soit la réalité
décrite par l’onde n’est pas complète, soit ces deux identités ne
peuvent coexister. Peu de temps après la parution de cet article,
Comment et pourquoi changer un simple
chat en chat mort-vivant quantique?
57
(<B/$6-)'
L’expérience en tant que théorie n’est pas une mauvaise idée en
soi et illustre bien l’idée derrière la pensée de Schrödinger. Il
parait plus simple et logique qu’une particule puisse être dans
deux états en même temps, mais il est plus difficile d’imaginer un
chat mort et vivant en même temps. Cette expérience a porté
ses fruits, car plusieurs années après la mort de Schrödinger, un
groupe de chercheurs ont effectué une expérience [3] qui
confirme la théorie de la décohérence quantique. Cette théorie
est le pont qui relie la physique quantique à la physique
classique, pour ce qui est de la physique. Au lieu de laisser
e
supposer que le 5 postulat vient contredire l’équation de
e
e
Schrödinger, qui est le 6 , la décohérence suppose que le 5
e
postulat est une conséquence au 6 . Les problèmes qu’il y avait
avant la présentation de cette théorie, et avant qu’elle soit
démontrée expérimentalement en 1996 [3], est qu’en se fiant à
tous les postulats on en arrivait à ces deux questions :
« L'évolution de la fonction d'onde étant causale et dont les
causes sont déterminées de sorte que le phénomène encouru se
produira inéluctablement, et représentant toute l'information
connaissable sur un système, pourquoi le résultat d'une mesure
quantique
est-il
fondamentalement
hasardeuse? »
et
« L'évolution de la fonction d'onde étant linéaire et unitaire,
comment
les
superpositions
quantiques
peuvent-elles
disparaître, alors que la linéarité mène naturellement à une
préservation des états superposés? ». La décohérence répond à
la deuxième question par le fait que selon cette
théorie, chaque possibilité d'un état superposé agit
avec son environnement; mais les interactions sont
tellement
compliquées
que
les
différentes
potentialités deviennent rapidement « incohérentes ».
On peut démontrer mathématiquement que chaque
interaction produit une différence de phase entre
deux phénomènes alternatifs de même fréquence, qui
sont les fonctions d'onde des états, les unes par
rapport aux autres, jusqu’à devenir perpendiculaires
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
et de produit scalaire nul. En conséquence, la probabilité
d'observer un état superposé est quasi nulle. C'est pourquoi le
paradoxe formé par Schrödinger était intéressant, mais est résolu
par cette théorie. Donc, le « paradoxe du chat » n’est plus
réellement actuel et exact, puisqu’il a été résolu et que la théorie
qui résout le paradoxe a été vérifiée expérimentalement.
Promotion 2008-2010
mêmes propriétés peu importe leur distance, par exemple? Ce
genre de progression technologique pourrait rendre possible
la téléportation quantique pour plus qu’une seule particule et
qui sait… peut-être pour un être humain, un jour où nous
comprendrons mieux les théories quantiques.
Médiagraphie
Erwin Schrödinger a vécu une vie assez étonnante. Né à Vienne,
en Autriche, en 1887 et fils d’un botaniste et d’une professeure de
chimie, il est plongé dès son jeune âge dans les profondeurs de
la science. Il obtient son doctorat en physique théorique. En 1914,
il participe à la guerre comme officier d’artillerie où ses
connaissances en physique ne lui seront pas d’une très grande
utilité. En 1920, il épouse Anne-Marie Bertel. Par la suite, il
commence à fréquenter l’université de Zurich et en 1926, il publie
un article sur la quantisation du problème des vecteurs propres,
qui deviendra l’équation de Schrödinger. L’année suivante, il
déménage pour la « Friedrich Wilhelm University » située à
Berlin. En 1933, il quitte l’Allemagne et va à l’université d’Oxford.
Il y recevra un prix Nobel, mais devra quitter son poste parce que
son style de vie n’était pas apprécié à Oxford. Comme il voulait
vivre avec sa femme qu’il a épousée en 1920 et sa maîtresse
sous le même toit, il refusa une offre de poste comme enseignant
permanent qu’il avait reçue de l’université de Princeton, craignant
les mêmes problèmes qu’il a rencontrés à Oxford. Il espère
pouvoir entrer à l’université d’Edinburgh, mais il est forcé de
retourner en Autriche, son pays natal. Il se résigne en 1936 à aller
à l’université de Graz. En 1938, l’Université le renvoie, car il a
quitté l’Allemagne en 1933 et, car il avait déclaré ouvertement
être opposé au nazisme, cela le rendant « non fiable
politiquement ». Il reçoit l’ordre de ne pas quitter l’Allemagne,
mais il s’enfuit avec sa femme en Italie pour retourner à Oxford et,
par la suite, à l’université de Gand. En 1940, il fait partie d’un
groupe qui tente d’établir un institut en Irlande. Par la suite, il est
directeur de l’école de physique théorique pendant 17 ans. Il
publie une cinquantaine d’articles n’ayant pas un sujet spécifique
et il est élu membre de la « Royal Society » en 1949. En 1944, il
écrit un livre intitulé « What is life? » où il discute du code
génétique des organismes vivants. Ce livre inspirera les
recherches futures et mènera un chercheur à découvrir la
structure, telle que connue de nos jours, de l’ADN. Après avoir
été l’instigateur de plusieurs théories sur des sujets variés, mais
ayant toujours un rapport très proche avec la physique, il meurt le
4 janvier 1961.
1- EINSTEIN, Albert, PODOLSKY, Boris, et ROSEN, Nathan,
« Can Quantum-Mechanical Description of Physical
Reality Be Considered Complete? », Physical Review,
vol.47, no. 8, 1935, p. 777-780.
2- SCHRÖDINGER, Erwin, « Die gegenwärtige Situation in
der Quantenmechanik [la situation actuelle en
mécanique quantique, traduit par F. de Jouvenel, Points
Sciences, 1992] », Naturwissenschaften, vol. 23, no. 49,
novembre 1935, p. 844-849
3-
BRUNE, M., HAGLEY, E., DREYER, J., MAALI, A.,
WUNDERLICH, C., RAIMOND, J.M., MAÎTRE, X.,
HAROCHE, Serge, « Observing the progressive
decoherence of the meter in a quantum
measurement », Physical Review Letters, vol. 77, no.
24, décembre 1996 p. 4887-4890
4- SCHRÖDINGER, Erwin (traduit par PROCA, Albert),
Mémoires sur la mécanique ondulatoire, Paris, Éditions
Jacques Gabay, 1933, 266 p.
5- DIRAC, Paul Adrien Maurice., The Principles of Quantum
Mechanics, Oxford, International Series of Monographs
on Physics, 1947, 314 p.
En conclusion, l’expérience du chat de Schrödinger était actuelle
dans son époque, aux débuts de la découverte de la mécanique
quantique et a très certainement, par les interrogations et les
doutes qu’elle a formés, poussé les avancées dans ce domaine.
L’interprétation de Copenhague et les idées s’y reliant ont été
mises de côté, tout en gardant les bons principes s’y trouvant et
récemment, un groupe de chercheurs a fait une expérience qui
venait un peu illustrer et même résoudre le paradoxe issu de
l’expérience théorique de Schrödinger. Le fait d’avoir surmonté
ce problème quantique portant sur la dualité de la matière ne
nous rapprocherait-elle pas d’autres théories qui semblent un peu
folles, mais qui font appel à la formation de particules ayant les
Comment et pourquoi changer un simple
chat en chat mort-vivant quantique?
58
(<B/$6-)'
Lorsqu’il a écrit son article où il dénonçait l’interprétation de
Copenhague par son paradoxe quantique du chat, Schrödinger
ne travaillait pas spécialement pour un organisme en particulier.
En fait, comme son projet n’était qu’une façon théorique
d’améliorer la mécanique quantique, il n’a pas développé son
idée pour un but précis. Il est certain que cet article aurait pu
l’aider à intégrer une université pour travailler avant que son visa
n’expire, mais ce n’était pas l’idée derrière le projet. En fait,
Schrödinger avait en tête toutes les avancées qui seraient faites
par les découvertes en physique quantique et par les
améliorations que celle-ci pourrait apporter à la physique
traditionnelle et pour faire cela, il n’avait pas besoin d’un
organisme.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
[email protected]'n'([email protected]';[email protected]'[email protected]'M>[email protected]@'
1>[email protected]'[email protected]'8!D9eD!M=R'
8<)#A<)-#']'8<#$/*+,<)'>-").$&'
Par Patrick McFetridge
Depuis la révolution industrielle, la santé de la
planète s’est beaucoup détériorée. Selon les recherches
des scientifiques du laboratoire d’Hawaï de NOAA, de
1970 à l’an 2000 il y a eu une augmentation de 40% du
niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. En effet,
on ajoute que la forte croissance des industries et
l’intensification du nombre de voitures sur les routes
contribuent énormément au réchauffement planétaire. Ceci
est dû principalement à la libération de gaz nocifs causés
par la combustion des dérivés du pétrole qui sont parmi les
matières premières les plus utilisées de nos jours puisque
nos habitudes de vie en dépendent. Par conséquent, les
réserves de pétrole ne suffisent plus à la demande et le
coût augmente. Contrarié par cette hausse continuelle des
prix de l’essence et des torts qu’elle cause à notre planète,
Christophe Oudelin, jeune écologiste né à Marseille en
1970, a songé à différentes solutions. Il a voulu initialement
utiliser l’énergie à base d’éthanol comme le font plusieurs
Américains de nos jours. Cependant, il a changé d’idée
après avoir constaté que cette source d’énergie nuisait à la
sécurité alimentaire des pays en voie de développement.
C’est alors qu’il a eu l’ingénieuse idée d’utiliser de l’huile à
patates frites recyclée pour alimenter son automobile.
Selon lui, cette source d’énergie pouvait être aussi efficace
que l’éthanol, mais sans ses effets pervers sur les
ressources alimentaires. Donc, cet article traitera du
fonctionnement et de l’utilisation du carburant à base
d’huile végétale, des particularités reliées à l’utilisation de
l’huile à friture et de l’organisation mise sur pied par
Christophe Oudelin.
guerre cependant, on a privilégié l’essence puisque le
pétrole devenait de plus en plus disponible grâce à tous
les nouveaux puits provenant du monde arabe.
L’huile à friture fonctionne, quant à elle, de la
même façon que l’huile d’arachide ou le diesel. La seule
différence est qu’elle permet de recycler l’huile utilisée
dans les casses croûtes et c’est ce qui a grandement
séduit Christophe Oudelin qui a décidé d’étudier cette
alternative. Grâce à ses expériences, il a prouvé que
l’huile à patates frites produisait moins de monoxyde de
carbone (CO), de composés soufrés (SO2) et d’ozone
(O3) que le diesel.
Pour faire fonctionner une automobile à partir
d’un carburant provenant d’huile de friture, il faut modifier
un peu le système d’alimentation du moteur. En effet, il
faut ajouter un deuxième réservoir, un filtre à carburant
chauffant et une vanne manuelle. Le principe est simple.
Pour que le véhicule fonctionne bien, le moteur doit
démarrer au diesel puis, lorsqu’il est chaud, on peut
alterner avec l’huile végétale. Donc, le réservoir qui est
ajouté sert à contenir le diesel et le réservoir
conventionnel sert à contenir l’huile à patates frites. Il ne
suffit que de relier les deux réservoirs avec une vanne
manuelle afin de pouvoir alterner entre les types
d’alimentation. Et, comme il semble difficile de faire le
montage soi-même, on peut se fier aux quelques
compagnies qui font ce type de modification. Il faut
prendre note que seulement les véhicules fonctionnant
au diesel ou au moteur Bosch peuvent utiliser cette
nouvelle technologie qui coûte environ 2500 $ à
appareiller. Puis, selon l’utilisation qui en est faite, ces
modifications de carburant permettent de sauver jusqu'à
100 $ par semaine, ce qui s’avère un excellent choix
économique à moyen et long terme.
Il est bien connu que l’huile est utilisée depuis fort
longtemps comme source d’énergie. Il suffit de penser à la
lampe à l’huile que nos grands-parents utilisaient pour
s’éclairer. Le fonctionnement d’émission d’énergie avec
l’huile est simple. En effet, les molécules de triglycérides
contenus dans l’huile végétale sont très inflammables et
c’est ce qui permet à l’huile de produire de l’énergie lors de
sa combustion. Ces mêmes caractéristiques sont
retrouvées dans les dérivés du pétrole, dont la gazoline, le
gaz naturel, le diesel, l’essence, etc.
Rudolph Diesel, un grand ingénieur, était au
courant du potentiel de l’huile, car, en 1897, il perfectionna
la première automobile à combustion fonctionnant à l’huile
végétale. Par la suite, plusieurs entreprises ont fait des
essais pour faire rouler des automobiles biologiquement et
c’est le cas de l’entreprise OTTO qui construisit une voiture
fonctionnant à l’huile d’arachide pour l’exposition
universelle à Paris en 1900. Aussi, lors de la Seconde
Guerre mondiale, il y eut plusieurs recherches visant à
développer un moteur fonctionnant à l’huile. L’intérêt
principal pour cette source d’énergie provenait de la
difficulté à s’approvisionner en hydrocarbures. Après la
L’huile à patates frites, une
nouvelle source de carburant?
L’utilisation de l’huile à patates frites
59
8<$:$)'
Afin d’utiliser l’huile à patates frites comme
carburant, il faut d’abord la purifier. Selon les
recommandations de Christophe Oudelin, il faut décanter
l’huile provenant des restaurants pendant environ deux
semaines pour permettre aux résidus de se déposer au
fond des réservoirs. Ensuite, il faut filtrer l’huile quatre
fois, soit successivement avec un filtre de 60 microns, 20
microns, 1 micron et encore 1 micron. Cette technique
retire les substances qui pourraient être
nuisibles pour le moteur de l’automobile. Puis,
l’huile doit être conservée dans des réservoirs à
l’abri de la lumière. Tout ce processus semble
fastidieux, mais il est vraiment nécessaire, car il
faut éviter que l’huile endommage le moteur, ce
qui pourrait coûter très cher.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
comme carburant a aussi malheureusement des
inconvénients. En effet, Christophe Oudelin présente sa
découverte comme une énergie parfaite et sans
inconvénients, mais certains utilisateurs maintiennent
qu’elle présente des failles. Ainsi, certaines personnes ne
pouvaient pas utiliser leur voiture en hiver puisque le point
de congélation de l’huile à patates frites est d’environ 0°C.
De plus, malgré une bonne filtration, des individus comme
M. Hamaratos de Québec, ont dû faire des réparations
majeures à leur véhicule suite à des problèmes causés
par les graisses animales, l’humidité et l’eau atomisée
contenues dans l’huile de friture. Les dommages se
situent principalement au niveau des injecteurs et de la
pompe. Enfin, l’huile de friture ne se trouve qu’en quantité
limitée. En effet, si de nombreuses personnes décident de
se convertir à ce type d’énergie, il n’y aura pas
suffisamment d’huile pour satisfaire à la demande.
Médiagraphie
En conclusion, nous savons que la voiture à
combustion d’huile d’olive date de très longtemps, mais,
dans le but de favoriser le recyclage des matières usées,
Christophe Oudelin a eu la brillante idée d’utiliser de l’huile
usagée de cuisson de patates frites pour faire fonctionner
les véhicules. C’est une alternative qui nécessite quelques
changements au niveau du système d’alimentation de
l’automobile, mais qui comporte de nombreux avantages
écologiques et économiques. Il faut cependant bien filtrer
l’huile afin d’éviter d’endommager le moteur de la voiture.
Malheureusement, cette technique n’est pas parfaite et
doit être perfectionnée, ce qu’essaie de faire
désespérément l’entreprise mise sur pied par Christophe
Oudelin. En effet, Roule Ma Frite, est de plus en plus
populaire et offre une nouvelle alternative intéressante et
écologique pour alimenter en carburant une automobile. Si
nous continuons à réutiliser les déchets que nous
produisons et que nous y appliquons des techniques
permettant de produire de l’énergie propre, nous
réussirons à réduire les milliards de tonnes de carbone
produites par les centrales au charbon. Toutes ces
initiatives contribuent à sauver la planète et par
conséquent la race humaine…
60
1.
WIKIPÉDIA. Auteur inconnu. [En ligne],
http://fr.wikipedia.org/wiki/Gaz_à_effet_de_ser
re (page consultée le 8 novembre 2008)
2.
GREENQUIZZ. Auteur inconnu. [En ligne],
http://www.greenquizz.org/blog/greenquizzdu-02112008/ (page consultée le 8 novembre
2008)
3.
WIKIPÉDIA. Auteur inconnu. [En ligne],
http://fr.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel (page
consultée le 8 novembre 2008)
4.
RADIO-CANADA. Julie Vaillancourt. [En ligne],
http://www.radiocanada.ca/actualite/v2/lafacture/niveau2_1105
4.shtml (page consultée le 8 novembre 2008)
5.
WIKIPÉDIA. Auteur inconnu. [En ligne],
http://fr.wikipedia.org/wiki/Huile_végétale_pure
(page consultée le 8 novembre 2008)
6.
ROULE MA FRITE. Christophe Oudelin. [En ligne],
http://www.roulemafrite.org/portail/ (page
consultée le 8 novembre 2008)
7.
INSTITUT SAINT JEAN BOSCO. Emmanuel
Gendron et Pierrick Fleury. [En ligne],
http://www.carburantvegetal.free.fr/rouler_hvb.
html (page consultée le 8 novembre 2008)
8.
ÉCOVILLE. Andréa Haug. [En ligne],
http://ecoville.centerblog.net/rub-VOITURE32.html (page consultée le 8 novembre 2008)
8<$:$)
Christophe Oudelin croit que l’utilisation de
l’automobile devrait être la dernière alternative au
transport quotidien, mais comme il est conscient de sa
nécessité il a décidé de la rendre plus écologique. C’est
alors qu’en 2002 il inaugura son entreprise qui se nomme
Roule ma frite et qui consiste à installer les dispositifs
nécessaires à l’utilisation de l’huile de patates frites
comme carburant. Depuis l’an dernier, il dispense, à la
pompe, de l’huile à patates frites transformée. Son
entreprise prend de l’essor, surtout depuis la hausse des
prix de l’essence. À titre expérimental, cette technique
servira bientôt à alimenter le moteur du train de SaintTrojan, sur l’île d’Oléron. L’expérience s’étalera sur une
période d’un an soit de 2009 à 2010.
L’huile à patates frites, une
nouvelle source de carburant?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']';#%&A)/'Ec'D%-/A<)#'
Par Pierre-Marc Gamache
La musique a toujours suscité chez l’homme un intérêt pour se
(K.448) de Mozart. Puis, on leur fait passer un autre test de
QI.
divertir, mais aussi parce qu’elle est fascinante. Mozart, un
génie dans le domaine, a dès son jeune âge composé des
pièces si impressionnantes qu’il est difficile de croire que de
tels chefs-d’œuvre puissent sortir de la tête d’un être humain.
250 ans après sa mort, on parle encore de lui, mais pas
seulement pour vanter ses exploits de compositeur. Aussi pour
parler d’un phénomène pour le moins étonnant : sa musique,
en l’écoutant suffisamment, rendrait plus intelligent. C’est le
Dr Alfred Tomatis qui a parlé de ce concept le premier, au
milieu du 20e siècle. Cependant, ce serait Frances H.
Rauscher, de l’Universtié de Californie, qui fit les plus grandes
recherches et fut la première à rendre publique son étude et la
fit connaître au grand public. On a nommé le phénomène
«l’Effet Mozart». C’est un sujet encore très controversé. Il est
important de parler du cheminement des recherches et de
comment exactement la musique peut aider à ouvrir l’esprit.
Les résultats sont étonnants : non seulement le
troisième groupe a eu une amélioration de plusieurs points,
mais il était le seul! Cette découverte leur a valu un article
dans la prestigieuse revue scientifique Nature.
Malheureusement, à cause que l’étude n’était
basée que sur le comportement des cobayes. D’autres
scientifiques n’ont donc pas hésité à critiquer les recherches
et à affirmer que l’expérience ne fonctionne pas car ils n’ont
pas réussi à reproduire les résultats obtenus. Rauscher et
son équipe ont donc décidé de faire une autre expérience
semblable, mais avec des rats et un test de labyrinthe. Les
temps pour résoudre les labyrinthes étaient effectivement
meilleurs. L’avantage avec ces rongeurs, c’est qu’on peut
faire une dissection de leur cerveau avant et après
l’exposition à la musique pour les analyser d’un point de vue
neuro-anatomique. On a noté que certaines zones du
cerveau ont changé. Comme elle le dit si bien, «Cette
exposition intense à la musique constitue un type
d’enrichissement qui présente des effets semblables sur les
zones de l’hippocampe touchant la perception spatiale.»
On a commencé à parler de musique aidant au
développement cognitif ils y a deux millénaires, alors que
Platon disait : « La musique est un instrument plus puissant
que tout autre pour l'enseignement, et les enfants devraient
apprendre la musique avant toute chose. ». Évidemment, à
cette époque, aucune recherche moindrement sérieuse n’avait
été faite.
Cette expérience en a rassuré certains comme
d’autres sont restés perplexes. Rauscher a donc refait des
expériences pour calmer ces septiques. Celle-ci a été faite
en 1994 et différait légèrement de la première. Les 3
groupes étaient définis ainsi : le premier restait en silence, le
deuxième écoutait le même morceau que celui de la
première expérience et le troisième était dans une salle où
on faisait jouer de la musique de Philip Glass, une histoire
sur ruban audio et un morceau de danse. Cette fois, c’est 79
étudiants qui ont participé à l’étude, et chacun d’entres eux a
fait l’expérience dans les trois contextes. Ainsi, il n’y aura
pas de doute qu’il ne s’agisse que du hasard, comme
certains l’entendaient. Le test aussi est différent. Il ne s’agit
plus d’un test de QI. «Les sujets étaient ensuite évalués
avec 16 figures abstraites semblables à des feuilles de
papier pliées projetées sur un écran pendant une minute
chacune. L’exercice consistait à dire à quoi ressembleraient
ces figures si elles étaient dépliées », dit Gilles Parenteau,
un psychologue qui a suivi cette étude avec beaucoup
d’attention.
Il a fallu attendre au milieu du 20e siècle pour qu’un
premier scientifique expérimente ce que l’un des grands
philosophes affirmait. Il s’agit d’Alfred Tomatis, un oto-rhinolaryngologiste, chirurgien, psychologue et inventeur. Pour ses
recherches, on le surnomma « Docteur Mozart », mais le nom
« Effet Mozart » fut attribué au phénomène plus tard. Le
scientifique fit écouter à ses cobayes plusieurs morceaux très
différents, au niveau stylistique, fréquence des sons, etc. Il
s’est ensuite avéré que seule cette dernière caractéristique
changeait quelque chose pour les gens. On a donc conclu que
les hautes fréquences seraient bénéfiques pour l’être humain
et les basses seraient tout le contraire, amenant même parfois
à des malaises et/ou de la confusion légère chez les cobayes.
Il faut noter que la musique de Mozart contient en grande
majorité des sons très hauts qui ont une fréquence élevée. Il
publia un livre, Pourquoi Mozart?
On attribue cependant la première étude publiée à
Frances H. Rauscher, son assistant Gordon L. Shaw et leurs
collègues de l’Université de Californie à Irvine. Rauscher est
en fait une ancienne violoncelliste et une experte en
développement cognitif qui s’est toujours intéressée à faire un
parallèle entre musique et intelligence. Cette étude, faite en
1993, consistait de comparer 3 groupes de personnes (36 des
étudiants universitaires) qui font un test de QI (test de
raisonnement
abstrait-visuel
du
Stanford-Binet).
Premièrement, les 3 groupes font le test et on prend les
résultats en note. Puis, on les sépare. Un groupe passe 15
minutes dans une salle sans aucun bruit. Le deuxième passe
son quart d’heure avec une cassette de relaxation et le
troisième avec la sonate pour deux pianos en ré majeur
En 1997, une autre et dernière
expérience a été faite, mais cette fois-ci avec des
enfants beaucoup plus jeunes. On retrouve
encore 3 groupes, mais divisés différemment,
61
(<B/$6-)'
Mozart nous rend-il plus
intelligent?
Encore une fois, les données sont en faveur d’un
effet neurophysique de Mozart. En fait, les résultats des
étudiants après avoir écouté Mozart ont
augmenté de 62%, contre des pauvres 11% pour
le groupe «Philip Glass» et 14% pour le groupe
«silence». De quoi calmer les perplexes!
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
comme suit : sur 78 enfants, 34 étaient dans le premier
groupe, celui dans lequel on a pris des leçons de piano. Le
deuxième, composé de 20 enfants, on eu des cours privés
d’ordinateurs et finalement, le troisième groupe (24 enfants) a
été spectateur des deux autres.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie :
1. TODD CAROLL, Robert, L’Effet Mozart
[En ligne],http://www.sceptiques.qc.ca/
dictionnaire /mozart.html (Page consultée le 12
novembre 2008)
Encore une fois, «l’Effet Mozart» marque un point.
Le groupe qui a pris des cours de piano s’en sont sortis avec
de biens meilleures améliorations que les autres groupes.
2. PARENTEAU, Gilles, L’effet Mozart sur le raisonnement
abstrait-visuel
[En
ligne],
http://www.aqps.qc.ca/public/publications/bulletin
/11/11-01-03.html (Page consultée le 12
novembre 2008)
L’effet a duré au moins une journée entière, puis
s’est terminé. On parle donc d’un effet à court terme.
Dans leur étude publiée, Rauscher et ses collègues
ont su expliquer d’une façon plus scientifique et plausible le
pourquoi de «l’Effet Mozart». Selon eux, entendre la musique
du virtuose aide et facilite l’équilibrage de la conduction
nerveuse dans le cortex, surtout en renforçant la partie
«créativité» de l’hémisphère droit, qui s’occupe de la gestion
d’information spatio-temporelle. L’écoute d’une pièce aiderait
ainsi à la résolution de problèmes de nature symétrique
(normalement associée aux activités cérébrales les plus
difficiles) et améliorerait la concentration et la pensée intuitive.
En d’autres mots, cette musique prépare, ou «réchauffe» le
cerveau en étant très complexe et en obligeant le système
neurologique à se réorganiser pour mieux répondre à des
situations mathématiques.
3. LATENDRESSE, Catherine, Justesse sur l’effet Mozart
et
ses
fausses
notes
[En
ligne],
http://www.musicotherapieaqm.com/index.php?o
ption=com_content&task=view&id=88&Itemid=12
6 (Page consultée le 12 novembre 2008)
4. PAUZÉ, Isabelle, Mozart nous rend-il plus intelligent?
[En
ligne],
http://www.spst.org/doremifasol/13.html
(Page
consultée le 12 novembre 2008)
5. OLRY, Christophe, Spécial 250 ans de Mozart : sa
musique rend-elle plus intelligent ? [En ligne],
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/vie1/d/special-250-ans-de-mozart-sa-musique-rendelle-plus-intelligent_8107/ (Page consultée le 12
novembre 2008)
Autant une musique aussi compliquée est
bénéfique, une musique monotone et répétitive sera tout le
contraire en «endormant» le cerveau plutôt que l’activer.
Certains chercheurs vont même jusqu’à dire que
Mozart a carrément «interprété» le cerveau humain dans ses
pièces, car on peut voir des similitudes entre la structure des
pièces du pianiste et la disposition des neurones dans le
cerveau!
Les études de Rauscher firent le bonheur de
plusieurs personnes, notamment les vendeurs de disques qui
virent leurs ventes de Mozart se multiplier et l’écrivain et
musicothérapeute Don Campbell qui écrivit un livre et édité
des disques sur le sujet qui se vendirent par millions
d’exemplaires.
Mozart nous rend-il plus
intelligent?
62
(<B/$6-)'
La recherche d’un «Effet Mozart» a été laborieuse
pour les scientifiques à cause de son aspect controversé. Les
étapes de la démarche pour la certitude du phénomène sont
nombreuses et il a été difficile d’expliquer exactement
comment la musique de Mozart (en particulier) pouvait rendre
temporairement intelligent. Bref, la prochaine fois que vous
entendez une symphonie classique, dites-vous que peut-être
vous devenez plus intelligent…
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#/']'!&*+&$+'7-.)*')*'!./c'
Par Rany Pea
La technologie de pointe a souvent recours à des
techniques qui vont au-delà de ce que peuvent percevoir
les sens humains, que ce soit la vue avec l’utilisation des
rayons X et ultraviolets ou de l’ouïe avec celle des
ultrasons. Par ailleurs, l’application de ces derniers est
diverse, notamment en médecine, en physique et depuis
quelques années, dans l’industrie alimentaire. Dans ce
dernier domaine, les techniques ultrasoniques permettent
entre autres d’estimer le rapport entre les liquides et les
solides dans les gras, les huiles ou les tissus adipeux des
viandes, de déterminer la qualité des fruits ou d’estimer
l’humidité de filets de poissons. C’est dans cette optique
alimentaire et physique que s’inscrit la recherche de trois
chercheurs de l’Université Polytechnique de Valence,
messieurs Antonio Mulet, Jose Javier Benedito et Jose
Bon et madame Carmen Rossello de l’Université des Îles
Baléares, qui ont déterminé les effets de la température
sur la vitesse des ultrasons envoyés sur du fromage. Ainsi,
les aspects abordés dans le présent article seront la
description globale des ultrasons, la présentation de la
recherche de Mulet, Benedito et Bon ainsi que de leurs
résultats et cet article se terminera sur le profil ce ces
chercheurs.
De plus, l’application des ultrasons peut être
catégorisée en deux groupes, les ultrasons de faible
puissance et ceux de forte puissance. D’un côté, les
ultrasons de faible puissance peuvent se propager dans
les milieux sans entraîner de conséquences. Ils sont
donc utilisés afin d’étudier les milieux grâce à l’émission
d’une impulsion dans celui-ci et à la réception de cette
impulsion. D’un autre côté, les ultrasons de haute
puissance sont nommés par ce nom lorsqu’ils peuvent
modifier le milieu dans lequel ils se propagent et leurs
comportements vont varier en fonction de la nature de
ces milieux. Les effets causés par ces ultrasons peuvent
être de nature mécanique, thermique ou chimique
dépendamment du milieu. Ainsi, dans un milieu solide, il
peut se créer un échauffement, une vibration, ou faire
des trous dans le tamis des molécules. C’est avec cette
deuxième catégorie d’ultrasons que les chercheurs Mulet,
Benedito Bon et Rossello ont fait leur recherche.
Tout d’abord, on donne le nom d’ultrason aux
ondes élastiques dont la fréquence est incluse entre quinze
kilohertz et des centaines de mégahertz. En dessous de
cet intervalle de fréquence, nous retrouvons les sons et les
ultrasons, et au dessus de celui-ci, nous retrouvons les
hypersons. Bien que les ultrasons ne possèdent pas de
propriétés qui les distinguent des ondes élastiques, c’est
par leur interaction avec les milieux où ils se propagent que
les ultrasons vont se comporter de façon particulière. En
effet, les ultrasons ont des propriétés spécifiques lorsqu’ils
prennent des grandeurs caractéristiques comme la
longueur des molécules qui constituent le milieu.
L’appareil servant à produire des ultrasons est
appelé transducteur ou convertisseur ultrasons.
La
technologie actuellement la plus utilisée est celle
comportant des générateurs électriques avec des
matériaux piézoélectriques. Ces matériaux permettent une
bonne performance de l’appareil et peuvent se présenter
sous diverses formes géométriques. Un exemple connu de
matériel piézoélectrique est le quartz. Ce système convertit
l’énergie électrique en une énergie mécanique ultrasonore.
Ainsi, afin de créer une onde ultrasonore, le
fonctionnement général de l’appareil est de fournir à celuici une tension électrique dont la fréquence est égale à la
fréquence de résonance du système à ultrasons. C’est un
générateur électrique qui transformera cette tension
secteur en tension alternative à la fréquence de résonance
de l’appareil.
Comment varie la vitesse des ultrasons
dans le fromage cheddar
dépendamment de la température ?
Bien que cette expérimentation
semble superflue et farfelue il est intéressant
de remarquer les applications technologiques
que nous pourrions exploiter avec les résultats
de l’expérimentation de ces chercheurs
espagnols. Entre autres, à l’Institut Bergonié
de Bordeaux en France, une nouvelle chirurgie
sans lésions ni pénétration d’instrument est
63
(<B/$6-)'
Ainsi, le but de ces chercheurs était de quantifier
la relation entre la vitesse ultrasonique à certaines
températures dans le fromage cheddar. À cette fin, cette
équipe a utilisé deux transducteurs à ultrasons, entre
lesquels fut
placé un cube de fromage cheddar,
préalablement entreposé dans une chambre à
température contrôlée pendant quatre heures. Ces
échantillons de deux centimètres cubes de fromage
étaient placés à une température uniforme de 12°C
pendant 33 minutes afin de les tiédir. La propagation des
ultrasons constante à 1 mégahertz dans le fromage a
entraîné l’augmentation de sa température et les
changements de température du fromage ont été
déterminés à l’aide d’un scanneur calorimétrique
régional. Un oscilloscope à mémoire ultrasonique
transférait le signal électrique des ultrasons à un
ordinateur qui en calculait la vitesse. Comme mentionné
précédemment, les ultrasons peuvent servir à déterminer
la composition des aliments, ainsi, le fromage était
composé de 30,4% de gras, 37,9% d’humidité et 23,9%
de protéines entre autres. Suivant cette recherche, les
chercheurs ont déterminé que la vitesse des ultrasons
diminuait avec l’augmentation de la température. De plus,
il est possible de mettre en corrélation cette relation avec
les changements thermiques du gras dans la structure du
fromage.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
présentement expérimentée dans des thérapies d’ablation
de tumeurs aux seins, et ce avec l’utilisation des ultrasons.
Comme mentionné précédemment, les ultrasons à faible
puissance peuvent traverser des milieux sans causer de
dommages. Par contre, il est possible de les concentrer à
un point précis et ainsi, causer un réchauffement des
cellules cancéreuses afin de les détruire. De plus, on peut
noter que la poitrine est particulièrement composée de
cellules adipeuses. Il serait intéressant de voir ce que
peuvent apporter les résultats de l’expérimentation avec le
fromage cheddar qui lui aussi, compte une proportion
importante de gras, dans ce traitement contre le cancer du
sein. Bien que nous soyons toujours dans l’étape de
l’étude clinique afin d’expérimenter la technique, les
enjeux de cette nouvelle thermothérapie représente un
espoir pour le futur médical.
Médiagraphie
1- BENEDITO, Jose Javier et al. « Ultrasonic velocity
in
Cheddar
cheese
as
affected
by
temperature », Journal of food science, vol. 64,
o
n 6, 1999, p. 1038-1041.
2- SINAPTEC. Principes généraux des ultrasons. [En
ligne],
http://www.sinaptec.fr/ultrasons/principes_gener
aux.htm (Page consultée le 14 novembre 2008).
L’équipe à qui on doit cette recherche sur la
variation des ultrasons dans le cheddar fut composée
premièrement d’Antonio Mulet. Dr. Mulet est professeur et
coordonateur dans le département des sciences
alimentaires de l’Université polytechnique de Valence en
Espagne, tout comme son collègue Dr. Jose Javier
Benedito. Le Dr. Jose Bon enseigne lui aussi dans le
département des sciences alimentaires de ce même
établissement. La dernière chercheure, Dr. Carmen
Rossello travaille dans le département d’ingénierie
chimique de l’Université des Îles Baléares. Dr Rossello a
par ailleurs effectué d’autres études portant sur la
nourriture et la chimie, par exemple la déshydratation du
poivron rouge et de l’ananas et des effets de la chaleur.
Ces quatre chercheurs ont par ailleurs reçu l’Ig Nobel en
chimie en 2005 afin de récompenser le travail assidu de
ce projet de recherche.
3-
WIKIPEDIA.
Piézoélectricité.
[En
http://fr.wikipedia.org/wiki/Piezzo%C3%A9lectrique (Page consultée
novembre 2008).
ligne],
le
14
4- UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA. UPV
– Universidad Politécnica de Valencia. [En
ligne], http://www.upv.es/index-en.html (Page
consultée le 14 novembre 2008).
5-
SCIENTIFIC
COMMONS
BETA.
Scientific
Commons : Carmen Rosselló. [En ligne],
http://en.scientificcommons.org/carmen_rossell
%C3%B3 (Page consultée le 14 novembre
2008).
L’histoire nous a montré à maintes reprises que
sortir des sentiers battus et avoir de l’imagination
pouvaient avoir des conséquences bénéfiques. Une
recherche qui semblait aux abords farfelue pourrait en fait
s’avérer être la découverte d’un remède pour une maladie
sévère ou une découverte qui révolutionnerait le monde
scientifique.
64
(<B/$6-)'
5- GRUHIER, Fabien. « Thérapie anticancéreuse :
Quand les ultrasons attaquent », Le Nouvel
o
Observateur, n 2262, 13 mars 2008, p. 48.
En conclusion, les applications des ultrasons sont
diverses compte tenu des différents comportements de
ceux-ci dans les milieux. De plus, à cause de l’intervalle
important des ultrasons, il est possible d’utiliser ceux-ci à
des fins différentes, à faible intensité lorsqu’il s’agit
d’étudier sans modifier le milieu dans lequel ils sont
projetés, ou à haute intensité, afin de créer des effets
comme le réchauffement de l’élément en question. C’est
cette dernière caractéristique des ultrasons que cette
équipe de chercheurs espagnols a exploitée dans leur
expérimentation afin de trouver comment les ultrasons
varient dans le formage cheddar en fonction de la
température engendrée par ces ultrasons. Également, il
serait intéressant d’utiliser les résultats de leurs
expérimentations dans certaines recherches médicales,
où il est question d’utilisation d’ultrasons, par exemple
pour détruire des cellules cancéreuses.
Comment varie la vitesse des ultrasons
dans le fromage cheddar dépendamment
de la température?
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']'=<+:%/'E+K:%&'
Par Roxane Rodrigue
L’alimentation fait aujourd’hui partie de nos
priorités. On ne peut se le cacher, les mots nutrition,
calories, cholestérol, glucides, gras trans, on ne les compte
plus. Ils sont sur toutes les lèvres par les temps qui
courent. C’est la course à la santé, à la jeunesse éternelle
et à l’indice de masse corporelle. Les produits
rajeunissants, les vitamines antioxydantes et les pilules
miracles anticancer ne font que tapisser désormais les
murs des pharmacies et des boutiques naturopraticiennes.
Tout cela sans compter les produits communs qui peuvent
se vanter d’avoir les mêmes effets. On ne cesse d’en
découvrir d’autres. C’est ce qu’ont fait les Allemands
Thomas Hofmann et son associée Veronika Faist. Ils ont
pu démontrer ce que jeunes beaucoup d’entre nous
écartent dans nos assiettes, soit les fameuses croûtes de
pain qui ont des propriétés antioxydantes et
anticancérigènes.
Exposons entre autres le contexte
général de la recherche et ses objectifs pour ainsi aller
vers l’historique du chercheur lui-même en passant par son
cheminement scientifique au sujet des croûtes et des
résultats obtenus
anticancérigènes. Mais à quel point? Et de quelle
manière? Hofmann aura voulu le prouver et ainsi
focusser sur l’abondance d’une telle substance et la
manière la plus efficace d’en retirer les bénéfices.
Au moyen d’un mélange à pâte normale destiné
à produire un pain, Hofmann et ses associés ont analysé
chaque partie, chaque composante du pain. Entre
autres, la croûte, la mie ainsi que les ingrédients de
départ. Ils ont ainsi découvert un nouvel antioxydant, soit
la pronyl-lysine, déterminant par le fait même que cet
enzyme de phase II était jusqu’à huit fois plus abondant
dans la croûte que dans la mie.
Une interrogation a pourtant été révélée, que
crée cet enzyme? Hofmann avait beau chercher, il n’avait
trouvé aucune trace de ce nouvel élément dans la farine
utilisée. Ils ont donc extrait la pronyl-lysine pour la tester
seule à son tour. Nouvelle découverte, l’enzyme est très
influencée par la haute température. La cuisson serait
donc à l’origine. En effet, lors des tests, ils ont pu
constater une augmentation significative de la
concentration de l’antioxydant dans la croûte.
En
conclusion de cette découverte, les chercheurs ont fait le
lien avec le phénomène de la réaction Maillard. Cette
dernière étant simplement la réaction de la protéine avec
la réduction du sucre à la chaleur. C’est aussi cette
réaction qui produit le goût des aliments cuits, de la
couleur plus foncée de la croûte du pain, ainsi que
d’autres antioxydants dans d’autres aliments.
Rappelons pour commencer que le monde entier
est en ce moment à la recherche de tous les moyens
possibles pour survivre. En effet, on ne compte plus le
nombre d’instituts de recherche qui se spécialisent
aujourd’hui en santé. Le but premier : trouver le moyen de
guérir et de prévenir. Beaucoup se penchent sur les
médicaments et les thérapies, mais nombre d’entre- eux
aussi cherchent ce qu’il y a de bon ou de mauvais dans ce
qui existe déjà. C’est ainsi que la quête aux antioxydants a
débuté.
Les antioxydants sont des composés qui ont pour
but de protéger le corps des déchets néfastes que notre
système produit lui-même. On appellera ses déchets des
radicaux libres. En fait, le corps les produit en réaction à
des sources extérieures. On accusera entre autres la
fumée de combustion, les produits chimiques ou la
poussière. Les RL sont la base des explications dites
physiopathologiques de nombreuses maladies autres que
le cancer, comme la maladie de Parkinson, le
vieillissement cérébral et la maladie d’Alzheinmer. Dans le
meilleur des mondes, il y a un équilibre entre la production
de ses molécules néfastes et les activités antioxydantes du
corps. Malheureusement, aujourd’hui cet équilibre est
altéré et l’organisme ne subvient plus suffisamment seul à
contrer l’action des RL. Les antioxydants extérieurs tels
que la vitamine C et les caroténoïdes, que nous trouvons
notamment dans les fruits et légumes deviennent
essentiels.
Ainsi, Hofmann s’est penché sur ce que le pain
avait à nous offrir. Il avait été dit dans de précédentes
recherches que le pain contenait certaines composantes
Pourquoi maman dit de manger nos
croûtes?
65
9$+.+F$)'
Après avoir ainsi déterminé l’abondance et la
nature du produit potentiellement anticancerigène dans le
pain, Hofmann s’est intéressé à la manière d’en retirer le
plus de bénéfices possible. Dans l’ensemble, après avoir
cuisiné beaucoup de sortes de pains, il a découvert sans
surprise que plus la surface de contact direct avec la
chaleur est grande, plus la pronyl-lysine sera créée. Par
conséquent, il lui était logique d’affirmer que des petits
pains sont plus utiles. Sur les plus petits morceaux, il y a,
en terme de proportionnalité, plus de surface où la
réaction peut se produire, comparativement à un gros
pain. Il nous est facile de remarquer que pour la même
quantité de pain, un morceau de baguette française a
moins de croute qu’un petit pain rond. Ne s’arrêtant pas
là dans ses investigations, Hofmann teste une bonne
quantité de sortes de pains. Prenons comme
exemple la comparaison qu’il a faite entre le
pain de grain et le pain blanc. Il a pu affirmer
que le pain de blé fermenté a produit une
concentration beaucoup plus forte de pronyllysine que le pain de farine raffinée. Certains
autres chercheurs, inspirés ont même débuté
des recherches sur les effets de la pronyl-lysine
pure sur les animaux, comparativement à
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
seulement la croûte du pain. Malheureusement, les
résultats de ce projet n’ont pas encore été divulgués.
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1- SANTÉ ET SERVICES SOCIAUX DU QUÉBEC.
Antioxydants. [En ligne],
http://www.msss.gouv.qc.ca/sujets/santepub/nut
rition/index.php?aid=18 (Page consultée le 20
octobre 2008).
Bien qu’il soit très difficile d’obtenir des
informations précises ou en une autre langue que
l’Allemand sur le cheminement du chercheur, on lui doit
bien des découvertes et accomplissements. Entre autres,
il nous aura donné l’hypothèse et la confirmation que le
café peut aider à prévenir le cancer du colon, surtout chez
la femme, des recherches sur le goût des aliments, ainsi
que sur la réaction de Maillard. Allemand d’origine, il a
visiblement développé un intérêt pour les effets nutritifs et
médicaux des aliments, lui-même directeur du
département de l’institut de chimie alimentaire (Institute for
Food Chemistry) à l’université de Münster de 2002 à
2006. Avant cela, il a étudié, toujours en chimie des
aliments à l’Université Freidrich-Alexander. Avant de lui
offrir de nombreux prix comme le Fellow Award of the
Food Chemistry and Agriculture Division. Cette année
même, Thomas Hofmann s’est fait offrir de nombreux
postes dans différentes universités européennes qu’il a
d’ailleurs refusés pour rester en Allemagne où il exerce
maintenant les professions de chercheur et de professeur
à l’université de Munich.
2- UNIVERSITÉ DE RENNES. Pharmacologie des
radicaux libres :application à la
dégénérescence. [En ligne],
http://www.med.univrennes1.fr/etud/pharmaco/radicaux_libres.htm
(Page consultée le 18 octobre 2008).
3- ACS PUBLICATIONS. Influence of Baking
Conditions and Precursor Supplementation on
the Amounts of the Antioxidant Pronyl-L-lysine
in Bakery Products. [En ligne],
http://pubs.acs.org/cgibin/abstract.cgi/jafcau/2004/52/i02/abs/jf034665
7.html (Page consultée le 15 octobre 2008).
4- LEHRSTUHL FÜR LEBENSMITTELCHEMIE UND
MOLEKULARE SENSORIK. Curriculum Vitae &
Bibliography – Prof. Dr. Thomas F. Hofmann.
[En ligne], http://www.molekularesensorik.de/doc/CV_hofmann_e.pdf (Page
consultée le 4 novembre 2008).
5- UNIVERSITY OF MÜNSTER.. Institut für
Lebensmittelchemie [En ligne], http://www.unimuenster.de/Chemie.lc/forschen/index.html
(Page consultée le 6 novembre 2008).
L’Institute for Food Chemistry est une section de
l’université de Müster et, comme son nom l’indique, se
spécialise dans l’étude des composantes et de leurs
réactions des aliments et des produits comestibles. En ce
moment, l’institut se spécialise entre autres dans l’étude
des champignons et des composantes alimentaires
bioactives.
Pourquoi maman dit de manger nos
croûtes?
66
9$+.+F$)'
En résumé, il y avait en effet de bonnes raisons
pour lesquelles nos mères nous disaient de ne pas laisser
nos croûtes de rôties de côté. On ne dira peut-être plus
qu’il le faut pour grandir, mais bien pour pouvoir vivre plus
longtemps et en meilleure santé. Selon les résultats de
Thomas Hofmann, la croûte du pain contient non
seulement des nutriments, mais aussi, bien plus que dans
la mie, l’enzyme de phase II pronyl-lysine, un nouveau
anti-oxydant pour ensuite affirmer qu’elle se trouve en plus
grande majorité dans la croûte du pain pour avoir été
produite au contact d’une forte chaleur. Pourtant, notre
connaissance des aliments de base est-elle si bien
connue? Ou bien que nous découvrions de nouvelles
utilités à certains produits et nutriments, nous interéssonsnous suffisamment aux effets néfastes qu’ils pourraient
avoir?
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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[email protected]'
8<)#A<)-#']'i)2$&'o%#d$A?'
Par Sarah Béland-Bonenfant
L‘être humain a toujours été fasciné par la
robotique. Avec l’évolution de la technologie, les
chercheurs parviennent à créer des ordinateurs et des
intelligences artificielles de plus en plus perfectionnés. Ces
inventions, souvent bien audacieuses, se situent parfois à
la limite de la science-fiction. Certains chercheurs peuvent
même aller jusqu’à repousser les limites de la science
actuelle en émettant des hypothèses qui semblent plutôt
difficiles à concevoir. C’est le cas du chercheur anglais
Kevin Warwick, qui a travaillé dans les dernières années à
la création de micro-puces pouvant être introduites dans le
corps humain et permettant une éventuelle fusion de
l’homme et de la machine. Ainsi, après la clarification de
certains concepts de base, il sera question des deux
phases de l’expérience qu’effectua monsieur Warwick avec
leurs résultats, de même qu’une brève description de son
parcours et de ses principaux accomplissements.
dans le Département de la Cybernétique à l’Université de
Reading et qui transmettaient les signaux à un ordinateur
central. Ce dernier pouvait suivre la progression de Kevin
Warwick et allumer les lumières ou ouvrir les portes à son
passage. L’expérimentation dura neuf jours. Les résultats
furent positifs car ils démontrèrent que l’information
pouvait être transmise à un implant et par un implant, ce
qui était le but principal de la première partie.
En premier lieu, il est important de bien saisir les
différences fondamentales qui existent entre le cerveau
humain, à la source même de notre intelligence, et une
forme d’intelligence artificielle, comme celle que l’on
retrouve dans les ordinateurs. L’intelligence humaine a des
capacités limitées. Elle perçoit le monde en trois
dimensions et de manière plutôt restreinte. L’intelligence
artificielle, quant à elle, arrive à faire plusieurs opérations
en même temps et à une vitesse beaucoup plus élevée.
Elle peut également accéder à des bases de données
existantes ou encore se mettre en réseau avec d’autres
machines. Toutefois, un ordinateur est incapable de
ressentir des émotions et, bien qu’on lui fournisse la
capacité de prendre des décisions, il demeure très limité
dans ses choix. Un cyborg, ou organisme cybernétique, est
donc un être humain disposant d’implants électroniques et
informatiques capables d’améliorer grandement sa
condition humaine.
Vers la fin des années 1990, le chercheur Kevin
Warwick de l’université de Reading au Royaume-Uni s’est
intéressé en détail au sujet. Effectivement, ce dernier a mis
au point un projet, baptisé Cyborg, afin d’expérimenter la
compatibilité et la communication pouvant s’établir entre un
ordinateur et un humain. Ceci dans le but ultime de créer le
premier être vivant cybernétique.
La première partie de l’expérience, surnommée
Cyborg 1.0, fut réalisée en août 1998. En expérimentant
directement sur son propre corps, Kevin Warwick s’est
implanté une puce en silicone dans le bras gauche, juste
entre sa peau et le dessus de son muscle. L’opération, qui
eut lieu à Tilehurst, ne nécessita qu’une anesthésie locale.
Cet implant, directement connecté à ses nerfs, constituait
l’intermédiaire entre le système neuronal du chercheur et
un ordinateur. La petite puce communiquait à l’aide
d’ondes radio avec une multitude d’antennes dispersées
Est-il possible de fusionner
l’être humain et la machine?
67
9$+.+F$)'
La seconde phase de l’expérience, Cyborg 2.0,
eut lieu en mars 2002 et impliquait la participation de la
femme de Kevin Warwick, Irena. Le but était d’observer
comment un nouvel implant pouvait envoyer et recevoir
des signaux afin de transmettre un mouvement précis à
une machine ou à une autre personne via un ordinateur.
Ainsi, le 14 mars 2002, monsieur Warwick s’est fait
implanter chirurgicalement une centaine d’électrodes
reliées aux fibres nerveuses de son avant-bras gauche.
Cette fois-ci, l’opération eut lieu à l’infirmerie Radcliffe à
Oxford par une équipe médicale complète. Les
électrodes étaient insérées à l’intérieur d’un petit tube qui
était mis en place tout près de la jonction du coude. À
l’aide de cet implant, Kevin Warwick a réussi à contrôler
un fauteuil roulant grâce à la commande neuronale qui
émanait de son cerveau et était captée par les
électrodes. Voilà assurément une percée scientifique
grandement profitable pour les personnes paralysées et
condamnées à passer leur vie dans un fauteuil. De plus,
monsieur Warwick a été capable de contrôler une main
artificielle à distance. En effet, il devait simplement
exécuter un certain mouvement avec sa propre main
(comme former un poing) pour que les électrodes captent
le signal nerveux correspondant à cette action et
provenant tout droit du cerveau. Ce signal se transmettait
à un ordinateur relié à la main robotisée. Cette dernière
exécutait donc le même mouvement presque
simultanément. Le contrôle était tellement précis et
sophistiqué qu’il fut possible de manipuler un œuf sans le
casser. De plus, monsieur Warwick a démontré au cours
de cette deuxième expérience la possibilité de
communiquer directement d’un système nerveux à un
autre. En effet, le professeur détectait un signal neuronal
via l’une de ses électrodes lorsque sa femme (qui avait
elle aussi un implant) remuait ses doigts. L’inverse a
également été expérimenté avec succès. Cette fois-ci,
l’implant fut retiré trois mois après le début de
l’expérience. Quelques tests confirmèrent que
l’opération n’avait pas endommagé l’activité
sensorielle et la motricité de la main gauche du
chercheur. Loin de démontrer des signes de
rejet, du tissu fibreux s’était développé autour
de l’implant afin d’interconnecter celui-ci plus
profondément avec le système nerveux de
monsieur Warwick. Ce résultat confirme donc la
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Naturellement, les expériences de Kevin Warwick
sont pertinentes pour la science car elles ont plusieurs
applications concrètes. Par exemple, les personnes
paralysées, comme les tétraplégiques ou encore celles
atteintes de la maladie de Parkinson, pourront exécuter un
certain nombre d’activités contrôlées directement par leur
cerveau. Des activités aussi essentielles que manger ou
déplacer leur fauteuil roulant.
Les phases 3.0 et 4.0 du projet Cyborg sont
actuellement en préparation. Le moins que l’on puisse
dire, c’est que Kevin Warwick a de l’ambition car la phase
Cyborg 4.0 comportera un implant au cerveau. Voilà un
sujet davantage délicat et qui comporte son lot de risques.
En effet, la réaction du corps humain est impossible à
prédire et les dégâts éventuels au cerveau pourraient être
irréparables.
Kevin Warwick est originaire du Royaume-Uni.
En 1976, il fut diplômé de l’Université d’Aston. Il réalisa
par la suite un doctorat ainsi que des études
postdoctorales au Collège Impérial de Londres. Il exerça
la fonction de professeur dans quelques universités
prestigieuses, comme Oxford, Newcastle et Warwick.
Présentement, il enseigne la cybernétique à l’Université de
Reading en Angleterre. Il fait aussi partie du groupe de
recherche sur l’intelligence cybernétique de l’Université.
Monsieur Warwick bénéficie de l’aide d’une grande
équipe, composée de 20 scientifiques, dont le professeur
Brian Andrews, qui est spécialiste des prothèses
neuronales, et le professeur William Harwin, le codirecteur
du Laboratoire de réhabilitation robotique de l’Université
du Delaware. Également, monsieur Warwick est le
directeur du centre universitaire KTP (Knowledge Transfer
Partnership), qui relie l’Université à de petites et
moyennes entreprises dans le but d’obtenir des
subventions. Chercheur très prolifique, ses multiples
travaux et recherches réalisés depuis 1982 lui permirent
de publier plus de 300 articles. Il présenta bon nombre de
conférences dans de grandes universités et fut
récipiendaire de la « IEE Achievement Medal » en 2004.
Finalement, Kevin Warwick est désormais un Membre
Honoraire de l’Académie des Sciences de SaintPétersbourg.
En somme, même si les étapes nous séparant de
la fusion totale et fonctionnelle d’un être humain et d’une
intelligence artificielle sont encore très nombreuses, les
recherches effectuées par le chercheur anglais Kevin
Warwick nous permettent de croire qu’une telle symbiose
n’est pas impossible et pas aussi fictive qu’on pouvait le
croire de prime abord. Les résultats nous démontrent
clairement la possibilité d’implanter des puces
électroniques dans le corps humain sans que ce dernier
ne les rejette. Mieux encore, des influx nerveux provenant
de notre cerveau peuvent être captés, décodés, puis
directement transmis à un ordinateur. La compatibilité
entre le biologique et l’électronique s’améliore
continuellement. Ainsi, il sera peut-être possible dans un
proche avenir d’amplifier électroniquement le corps
humain et parvenir à transmettre des émotions par ondes
Est-il possible de fusionner l’être 68
humain et la machine?
cérébrales
et
parvenir
à
communiquer
télépathiquement. Quoi qu’il en soit, la glace est brisée
et la voie est maintenant ouverte pour de nouvelles
expérimentations.
Médiagraphie
1- AUTOMATES INTELLIGENTS. Du côté des labosLes « visions » du Professeur Warwick. [En
ligne],
http://www.automatesintelligents.com/labo/2003/
nov/warwick.html
(Page consultée le 27 octobre 2008).
2- CNN. Cyberfuturist plants chip in arm to test
human-computer interaction. [En ligne],
http://www.cnn.com/TECH/computing/9808/28/a
rmchip.idg/index.html
(Page consultée le 27 octobre 2008).
3- WARWICK, Kevin. « Cyborg 1.0 ». Wired, no. 8.02,
février 2000, p.144-151.
4- WARWICK, Kevin. Professor Kevin Warwick. [En
ligne], http://www.kevinwarwick.com/ (Page
consultée le 27 octobre 2008).
5- UNIVERSITY OF READING. Cybernetic
Intelligence Research Group (CIRG). [En ligne],
http://www.reading.ac.uk/cirg/
(Page consultée le 27 octobre 2008).
9$+.+F$)'
compatibilité de l’électronique dans le corps humain.
Promotion 2008-2010
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
8>[email protected]='@7([email protected]'[email protected]'4>7GM>1'[email protected]'eM'1eD(J>79'
7!fG7!JR'
Par Sarah Sainte-Marie - Latucca
8<)#A<)-#']'I+<&';c'E%..'
Lorsque vous étiez enfants, vous vous amusiez
sûrement avec des dominos, des blocs ou des briques,
n'est-ce pas? Il est possible qu'en jouant avec ces objets,
vous vous donniez le défi de les empiler avec un surplomb
aussi grand que possible. Depuis environ cent cinquante
ans, des scientifiques s'interrogent sur le surplomb
maximal qu'autorise un empilement de dominos, de blocs
ou de briques. Le chercheur John F. Hall, du California
Institute of Technology, ainsi que d'autres chercheurs ont
résolu ce problème. Dans cet article, je vais faire une brève
description des travaux qui ont précédé ceux de John F.
Hall, de la recherche faite par ce dernier et des
découvertes qui ont suivi celles de ce grand chercheur.
Puis, je vais expliquer pourquoi les chercheurs
s'intéressent au projet du surplomb maximal et les résultats
qu'ils ont obtenus. Finalement, je vais terminer avec une
courte biographie de John F. Hall.
quart par rapport au domino qui se trouve sous lui, celuici est décalé d'un sixième, etc. Ceci revient à dire que si
la tour consiste de n dominos, le décalage du domino le
plus élevé par rapport à la base est : 1/2 + 1/4 + 1/6 +
1/(2n). Vous vous demandez sûrement comment une tour
de dominos ayant un surplomb maximal peut rester à
l'équilibre. C'est ce que Martin Gardner a qualifié du
« paradoxe du surplomb infini ». C'est à cause de l'article
publié dans le Scientific American par ce spécialiste des
mathématiques récréatives que la pile logarithmique est
devenue populaire.
Comme mentionné précédemment, dans
l'empilement logarithmique, il y a un seul domino par
niveau. Or, en 1923, J. Coffin a remarqué qu'il était
possible d'avoir un surplomb plus grand s'il n'y avait pas
seulement un domino par palier. En 2005, John F. Hall, le
chercheur le plus important dans le projet du surplomb
maximal, a établi le surplomb maximal pour n dominos, n
variant de deux à dix-neuf dominos. Par exemple, afin
d'obtenir le surplomb maximal pour trois dominos, il faut
placer trois dominos sur deux niveaux et ainsi former un
triangle inversé. Cette méthode crée un surplomb de 1,
qui surpasse le surplomb obtenu avec trois dominos par
l'empilement logarithmique (1/2 + 1/4 + 1/6 = 11/12). Pour
quatre dominos, la configuration trouvée par Hall permet
d'obtenir un surplomb de (15 - 4"2)/8 (~ 1,16789) ce qui
dépasse le surplomb de 24/25 (~ 1,04167) de
l'empilement logarithmique.
Au cours du dernier siècle et demi, de nombreux
scientifiques se sont intéressés au projet du surplomb
maximal. Ce projet s'inscrit dans le domaine de la
physique, des mathématiques et de l'informatique. Le but
de ce projet était de trouver, pour n dominos, l'agencement
qui permet d'obtenir le plus grand surplomb et de
déterminer, si possible, une formule mathématique qui
donnerait le surplomb maximal dans tous les cas. Ceci
permettrait de construire un pont avec n briques qui
pourrait franchir un cours d'eau de largeur proportionnelle
1/3
à n sans utiliser de matière cohésive. Le pont resterait en
équilibre grâce à la pesanteur, quelque soit le poids des
véhicules qui passent sur le pont.
Afin de calculer quelle disposition donne le plus
grand surplomb pour n dominos, les chercheurs se sont
basés sur les lois de la mécanique statique. Pour n
dominos, ils discernent toutes les configurations possibles
et ils gardent en tête celles qui ont le plus grand surplomb.
Ils supposent qu'il n'y a pas de friction entre les dominos,
donc qu'il n'y a pas de forces horizontales qui agissent sur
ceux-ci. Ainsi, les forces verticales qui s'exercent sont le
poids des dominos et les forces d'action et de réaction
entre ces derniers. Afin qu'une tour soit en équilibre, il faut
que les forces vers le haut annulent les forces vers le bas
pour chaque domino, et que les moments créés par les
forces s'annulent. Or, ce n'est pas facile de trouver le
surplomb maximal pour n dominos et les chercheurs ont
recours à des méthodes informatiques de résolution.
Le premier modèle de surplomb maximal que les
chercheurs ont trouvé est la méthode de l'empilement
logarithmique. Dans ce modèle, il y a seulement un domino
par niveau. La particularité de ce modèle est que le domino
le plus élevé est décalé de la moitié de sa longueur par
rapport au domino qui le supporte, celui-ci est décalé d'un
Comment empiler des dominos
avec un surplomb maximal?
Selon moi, le projet de surplomb
maximal est valide et utile. Les résultats de ces
recherches vont permettre de construire des
structures,
comme
des
ponts,
plus
69
(<B/$6-)'
John F. Hall a déterminé les configurations pour
un nombre de dominos variant de deux à dix-neuf. Pour
un nombre de dominos supérieur à dix-neuf, il a aussi
proposé des dispositions qui donneraient le surplomb
maximal. Cependant, en 2006, une petite faille a été
découverte dans les conclusions de John F. Hall. En
effet, lorsque n dépassait dix-neuf, le surplomb que Hall
trouvait grâce à ses calculs était inférieur à ce qui était
possible. L'erreur de Hall était de supposer que le côté en
surplomb ne revenait jamais en arrière dans un
empilement maximal. Deux mathématiciens, Mike
Paterson et Uri Zwick, ont constaté que la supposition de
Hall était juste pour deux à dix-neuf dominos, mais qu'elle
était fausse pour un nombre de dominos au-delà de dixneuf. Par exemple, l'empilement produisant le surplomb
maximal pour vingt dominos revient en arrière
au niveau quatre. On appelle empilement non
monotone une pile dans laquelle un domino
revient en arrière à un moment donné.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
Médiagraphie
1.
DELAHAYE, Jean-Paul. « Surplombs
maximaux ». Pour la science, juin 2008,
p.90-95.
C'est grâce à Monsieur John F. Hall, le chercheur
principal de ce projet, que les recherches sur le surplomb
maximal ont tant progressé. C'est un homme très éduqué
qui a obtenu un baccalauréat en sciences à l'Université de
West Virginia en 1972, une maîtrise en sciences à
l'Université d’Illinois en 1973 et un doctorat à l'Université
de Californie en 1980. Présentement, John F. Hall est
professeur de génie civil au California Institute of
Technology. Cette faculté, aussi surnommée Caltech, est
située à Pasadena, près de Los Angeles. Caltech compte
environ 500 professeurs et plus de 2000 étudiants. Cet
institut a produit plus de trente prix Nobel et quatre prix
Crafoord dans les domaines de la science, de l'ingénierie
et de la technologie.
2.
F. HALL, John. « Fun with stacking blocks ».
American Journal of Physics, volume 73, no.
12, 2005, p.1107-1116.
3.
UNIVERSITÉ DE WARWICK. Mike Paterson. [En
ligne],
http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/dcs/people
/mike_paterson (Page consultée le 13
novembre 2008)
4.
UNIVERSITÉ TEL AVIV. Uri Zwick. [En ligne],
http://www.cs.tau.ac.il/~zwick/ (Page
consultée le 13 novembre 2008)
5.
CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY.
John F. Hall. [En ligne],
http://www.ce.caltech.edu/People/hall.html
(Page consultée le 12 novembre 2008)
6.
CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY.
Caltech. [En ligne],
http://www.caltech.edu/at-a-glance/ (Page
consultée le 12 novembre 2008)
Somme toute, bien qu'empiler des dominos peut
sembler comme une occupation simple et amusante, le
surplomb maximal est une notion complexe et utile à
laquelle se sont intéressés de nombreux chercheurs au fil
des années. Au début, les chercheurs croyaient que la
méthode de l'empilement logarithmique produisait le plus
grand surplomb. Puis, J. Coffin a suggéré de mettre
plusieurs dominos par niveau. John F. Hall a alors
déterminé les configurations de surplomb maximal pour n
dominos. Finalement, Mike Paterson et Uri Zwick, ont
corrigé les configurations de Hall pour un nombre de
dominos supérieur à dix-neuf en constatant que le
surplomb maximal est parfois obtenu si un domino revient
en arrière à un certain niveau. Le surplomb maximal
permettrait de construire un pont avec un certain nombre
de briques qui pourrait franchir un cours d'eau d'une
certaine largeur juste en empilant des briques les unes sur
les autres en n'utilisant que la pesanteur comme moyen
de connexion. Qui aurait cru qu'une expérience qui
consistait à superposer des dominos ou des blocs comme
nous le faisions quand nous étions enfants permettrait de
construire des structures plus efficacement et plus
solidement? Ainsi, on ne devrait pas sous-estimer les
projets qui semblent avoir peu de valeur de prime abord,
car ces projets mènent souvent à de grandes
découvertes...
Comment empiler des dominos avec 70
un surplomb maximal?
(<B/$6-)
efficacement. Ces structures seront plus sécuritaires et
plus résistantes aux tremblements de terre. De plus, le fait
que le California Institute of Technology soit une faculté de
recherche reconnue et qu'il soit à l'origine de nombreux
prix prestigieux augmente la crédibilité de ce projet.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
Promotion 2008-2010
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8<)#A<)-#']'4+&%*)..%'7%#%aa$*$'
Par Simon Tremblay
La maladie d’amour, de quelle maladie parle-t-on? Certainement
pas de celle admirablement décrite dans la chanson éponyme de
Michel Sardou! « Elle fait pleurer les femmes, elle fait crier dans
l’ombre, mais le plus douloureux, c’est quand on en guérit » ; telles
étaient les paroles qui ont ému toute une génération d’amoureux.
On lui donne tous les qualificatifs, parfois gentils, parfois
méchants. Mais personne ne se doutait qu’être en amour, c’était
aussi se rapprocher d’une maladie mentale importante: le trouble
obsessionnel compulsif (TOC). Pourtant, l’amour n’a rien de la
maladie mentale traditionnelle, c’est un cheminement normal dans
la vie d’un être humain. Sur le plan des ressemblances, on note la
signature hormonale, c’est- à- dire le taux d’hormones dans le
sang des étudiés; résultat d’une étude très scientifique menée par
Donatella Marazziti, professeur à l’Université de Pise. Un sujet
d’étude très inusité, mais qui ouvre par son originalité toutes
sortes de chemins de recherche pour mieux comprendre le
cerveau humain et la psychologie de l’être; cette dernière notion
qui semble encore échapper aux plus éveillés. On abordera ici les
origines de la chercheuse, ainsi que plusieurs aspects de sa
recherche : portrait d’une recherche passionnante qui mélange
chimie et psychologie d’une habile façon.
un groupe de sujets testés, tous deux composés de 24
personnes. En résumé, 48 personnes prirent part à l’expérience
du professeur. Le groupe témoin était composé de 12 hommes
et de 12 femmes. Ces 24 personnes devaient représenter le plus
fidèlement possible des personnes sans relation amoureuse
nouvelle ou activité sortant de l’ordinaire. S’ils étaient déjà en
couple, ils avaient le droit de s’adonner à leurs activités
sexuelles. Notons que le célibat n’était pas un critère dans la
sélection du groupe témoin, car seulement le sentiment
amoureux nouveau et profond était étudié.
À l’instar du groupe témoin, le groupe de personnes testées était
lui aussi composé de douze hommes et de douze femmes. Ces
personnes avaient été choisies parce qu’elles étaient tombées
en amour récemment. Ces personnes devaient présenter un
niveau de vie identique au groupe témoin (à l’exception du
sentiment amoureux) pour ainsi neutraliser tous les autres
facteurs qui auraient pu influencer le résultat de la recherche.
L’expérience et le résultat
Les tests commencent sur les sujets de l’expérience. On les
soumet à plusieurs tests de sang. Lors de ces tests, la
chercheuse réussit à identifier un niveau anormalement élevé de
cortisol, une hormone qui contrôle le niveau de stress.
Étrangement, cette hormone, reliée à la sérotonine est retrouvée
dans des proportions très semblables dans les sujets atteints
d’un trouble obsessionnel compulsif. Ce résultat inattendu révèle
plusieurs choses importantes : les récepteurs en activité dans le
cerveau lors d’une relation amoureuse sont les mêmes que ceux
actifs dans le cerveau d’une personne atteinte d’un TOC.
Évidemment, le cortisol et la sérotonine ne sont pas les seuls
responsables : la testostérone les œstrogènes sont identifiés
clairement lors de l’analyse sanguine. On a mesuré chez les
hommes amoureux une baisse significative de la testostérone
dans le sang et chez les femmes, une hausse importante du
taux de l’hormone masculine. Cette découverte est importante :
l’amour entraîne aussi un dérèglement des hormones sexuelles.
C’est ici que le rôle régulateur de la sérotonine entre en jeu.
I. Qui est Donatella Marazziti?
Donatella Marazziti est une chercheuse bien connue en Italie. Elle
travaille présentement sur plusieurs projets de recherche ayant
trait au développement du cerveau humain. La plupart de ces
recherches visent à mieux comprendre la structure du cerveau et
des molécules qui entourent son fonctionnement. Elle a étudié
entre autres la chirurgie générale, la psychiatrie et l’analyse
biochimique des hormones du corps humain. C’est dans ces deux
derniers domaines qu’elle s’illustrera particulièrement. Marazziti
gagnera plusieurs prix, dont le prix National Italien pour sa
recherche sur la sérotonine et l’hypertension (travaux repris dans
son étude portant sur les TOC), le prix Ole Raefelsen en
psychiatrie (1990), et finalement, plusieurs bourses pour les
recherches qu’elle avait entreprises.
En plus des nombreuses recherches qu’elle a menées, Donatella
Marazziti est une vulgarisatrise hors-pair. Elle a écrit quatre livres,
dont La Natura dell’Amore, où elle parle en profondeur des
conclusions qu’elle apporte à sa recherche sur le lien entre
l’amour et les troubles obsessionnels compulsifs. Aussi, elle a
publié plus de 350 publications et 7 monographies. Entre chacun
de ses travaux, elle continue de travailler sur les différentes
recherches qu’elle a entreprises récemment, toujours sur le
développement et le fonctionnement endocrinien du cerveau.
II. L’étude de Donatella Marazziti
C’est dans les années 1990 que Donatella Marazziti va se
pencher sur le vif du sujet. Jusqu’alors, les troubles obsessionnels
compulsifs et l’amour sont deux choses totalement distinctes et
rien ne pourrait porter à croire qu’elles sont intrinsèquement liées.
Avec tout son bagage scientifique et son expérience en
laboratoire, cette recherche était la suite naturelle d’un long
processus scientifique pour entrevoir le véritable fonctionnement
du cerveau.
Critique
L’étude des différents cas dans cette expérience ne
démontre aucune faille au niveau de la
méthodologie. En effet, le professeur Marazziti a
L’échantillon
Afin de faire une expérience de laboratoire valide et reconnue par
la communauté scientifique, Marazziti a utilisé un groupe témoin et
Peut-on être malade d’amour?
71
9$+.+F$)'
Lien avec les TOC
C’est avec la compilation de tous les résultats des analyses
hormonales que le professeur Marazziti pourra établir des liens
avec le trouble obsessionnel compulsif. Ceux qu’elle établira
sortiront de tous les cadres. En effet, elle découvre que les
niveaux de sérotonine et de cortisol observés chez les
personnes amoureuses sont très similaires à ceux des
personnes atteintes d’un trouble obsessionnel compulsif. Ce
résultat vient confirmer l’hypothèse de la chercheuse. Si le taux
de cortisol et de sérotonine restait inchangé, l’hypothèse se
voyait infirmée et l’expérience aurait dû être refaite du début. Par
contre, seule la variation du taux de cortisol et de sérotonine
compte dans le résultat, puisque la variation de
testostérone dépend seulement de l’amour et n’est
pas mise en jeu dans un TOC. Bien sûr, les résultats
sont comparés avec des cas documentés de patients
atteints d’un trouble obsessionnel compulsif.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
neutralisé tous les facteurs qui auraient pu remettre en questions
certains résultats. Le niveau de sérotonine était semblable dans
les deux groupes au départ, ce qui permettait d’identifier une
hausse ou une baisse, mais aussi une plus grande activité de la
part du cerveau. Deuxièmement, on assiste à un changement
significatif des différents niveaux hormonaux. La variation
significative des hormones était importante puisque plusieurs
autres causes peuvent entraîner une activité sécrétrice de
testostérone. De plus, comme mentionné plus haut, seuls le
cortisol et la sérotonine peuvent lier l’amour et les troubles
obsessionnels compulsifs.
Médiagraphie
Certains scientifiques noteront que cette fluctuation des niveaux
hormonaux étaient tout a fait normaux et ne pouvaient constituer
une preuve tangible des conclusions avancées par la chercheuse.
Donatella Marazziti répond à ces allégations que son échantillon
était représentatif et que tous les facteurs externes pouvant
interférer avec ses résultats avaient étés neutralisés. Plus
important encore, elle note que la sérotonine est un
neurotransmetteur très important dans la régularisation des
différents taux d’hormones sexuelles. Donc, une grande présence
de sérotonine engendrera une augmentation considérable
d’hormones sexuelles dans le sang des personnes observées.
Conclusion
Donatella Marazziti aura vu juste avec son hypothèse. En effet,
l’amour et les troubles obsessionnels compulsifs sont bien liés par
différentes hormones. Ces hormones (neurotransmetteurs) jouent
un rôle primordial dans le transport des informations du cerveau
aux différentes glandes sécrétrices. La sérotonine influence donc
de la même façon une personne amoureuse qu’une personne
atteinte d’un TOC. C’est donc une signature endocrinienne
identique à celle des TOC que l’amour laisse sur un sujet.
Impossible alors de faire la différence! D’un point de vue
psychologique
toutefois,
on
peut
associer
certaines
caractéristiques du sentiment amoureux à certains symptômes du
trouble obsessionnel typique. En concluant sa recherche ainsi, le
professeur Marazziti ouvre énormément de portes sur la
recherche endocrinienne. Cette recherche se situe dans la même
lignée que ses travaux précédents et futurs. En comprenant
mieux le fonctionnement des hormones sur le comportement du
cerveau, et de l’être par conséquence, on apprend aussi
beaucoup sur les causes biologiques de l’amour. On assiste à la
création de nouveaux concepts entourant l’amour et à l’apparition
de nouvelles théories sur le développement de ce sentiment et de
ses effets directs sur le corps humain. Bien sûr, la porte n’est pas
close, car plusieurs autres recherches sont en cours pour essayer
de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau et de toutes
les substances qui sont sécrétées pour parvenir à être l’humain
que nous sommes. Finalement, les conclusions tirées de cette
recherche donnent un grand coup de pouce dans la création de
médicaments et de traitements plus efficaces du trouble
obsessionnel compulsif, basés sur la compréhension même de
cette maladie.
1.
Association canadienne de la maladie
mentale, Le Trouble obsessionnel
compulsif (TOC). [En ligne],
http://www.cmha.ca/bins/content_page.as
p?cid=3-94-95&lang=2
(Page consultée le 12 octobre 2008).
2.
Donatella Marazziti, Page Personelle. [En
ligne], http://www.donatellamarazziti.com/
(Page consultée le 11 octobre 2008)
3.
Anil Ananthaswamy, Hormones converge for
couples in love. [En ligne],
http://www.newscientist.com/article/dn495
7-hormones-converge-for-couples-inlove.html (Page consultée le 11 octobre
2008)
4.
Sérotonine et autres molécules impliquées dans la
dépression. [En ligne],
http://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_08/d_0
8_m/d_08_m_dep/d_08_m_dep.html
(Page consultée le 13 octobre 2008)
5. Frédéric CHAPELLE, Les TOC, quand le quotidian
tourne à l’obsession, Milan, Les Essentiels Milan,
p.16 à 19, p.24 à 39, p.54 à 59.
72
9$+.+F$)'
Peut-on être malade d’amour?
Promotion 2008-2010
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(@e=5>M'O>[email protected]'4!M1'[email protected]([email protected]'[email protected]'[email protected]'[email protected][email protected]'
1([email protected]'@M'(!([email protected]'
Par Vincent Aymong
8<)#A<)-#']'1<$&s$'1-a-?$'
Depuis très longtemps, l’espace a été un sujet de
rêve des hommes. Territoire le plus inaccessible d’entre
tous, ce n’est que très récemment que l’homme a pu s’y
rendre lui-même, quittant l’atmosphère terrestre et se
rendant même sur un autre corps céleste. Toutefois, ces
conquêtes reposent sur des avancées technologies très
pointues. Il est nécessaire d’utiliser des matériaux
synthétiques onéreux et rares, dont le bon fonctionnement
est vital. Ne serait-t-il pas possible d’utiliser d’autres
matériaux beaucoup plus simples, qui sont abondants et
beaucoup moins chers ? C’est la question que s’est posé
Shinji Suzuki, chercheur au Département de l’Aéronautique
et de l’Astronautique de l’Université de Tokyo, au Japon.
Mr. Suzuki s’est intéressé au papier, matériel que son
peuple est passé maître dans l’art de le modeler, avec
l’origami. Il a donc confectionné un modèle d’avion en
papier bien spécial qui est destiné à voyager dans l’espace
et revenir sur Terre intact. Cet article traitera d’abord de la
situation actuelle en aéronautique. Ensuite, il décrira le
concept de Shinji Suzuki et l’expérience qu’il mènera pour
le prouver. Enfin, quelques applications futures pour cette
nouvelle technologie seront expliquées.
voyages.
Toutefois, même s’il n’est pas possible de
réduire l’énergie devant être dégagée pendant la rentrée,
il est possible de la répartir sur une plus longue période,
de façon à ce qu’elle ait le temps de se dissiper. Cela est
possible en augmentant l’aire du véhicule. Toutefois, pour
obtenir un effet suffisant, il faudrait que le véhicule ait une
surface de plusieurs kilomètres carrés, ce qui serait
impossible à soulever. Un autre moyen consiste à faire
planer le véhicule en rentrant dans l’atmosphère. Au lieu
de rentrer à 40°, comme le fait la navette américaine, si le
véhicule rentrait à 3° et faisait plusieurs tours de la Terre
pour perdre peu à peu son énergie cinétique, elle
chaufferait très peu. Or, diminuer l’angle d’entrée d’un
véhicule spatial est très difficile. S’il tente de rentrer trop à
l’horizontale, il tombera à pic, tiré par la gravité, car il
n’aura pas assez de portance (en aérodynamique, force
qui permet de soulever un corps, provoqué par son
glissement sur l’air). Pour dégager plus de portance, il
faut aller plus vite, ce qui est contraire au but visé, ou
avoir une plus grande surface, ce qui, est peu pratique,
tel que démontré ci-haut. En fait, il existe pour chaque
véhicule un angle de descente optimal, minimisant sa
vitesse. Cet angle dépend directement de la masse et de
l’aire dudit véhicule. Or l’angle optimal pour la navette,
c’est 40°.
Présentement, les véhicules spatiaux qui
reviennent sur Terre pénètrent l’atmosphère à de très
grandes vitesses : environ 7800 m/s! Cela provoque un
réchauffement extrême du véhicule pouvant le détruire,
comme cela est arrivé à la navette Columbia en 2003. En
effet, pendant la rentrée atmosphérique, la résistance de
l’air absorbe l’énergie cinétique du véhicule, le ralentissant.
On peut donc s’en servir comme frein pour éviter que le
véhicule ne s’écrase au sol. (En aérodynamique, on
appelle ce phénomène provoqué par la friction de l’air la
traînée.) Une navette spatiale perd ainsi environs
13
6,5#10 J pendant sa descente. Toutefois, toute cette
énergie est alors dégagée sous forme d’énergie thermique,
réchauffant le véhicule à plus de 7800 K! De telles
températures détruisent presque tous les matériaux
connus, seuls des composés de céramique, qui constituent
les boucliers thermique des vaisseaux spatiaux sont
capables de résister.
Bien évidemment, pour réduire la chaleur
produite, et donc la nécessité d’utiliser des matériaux de
pointe, il ne suffirait que de réduire la vitesse du véhicule.
Malheureusement, cela est impossible. En effet, la vitesse
d’un véhicule est due à deux phénomènes : l’attraction
gravitationnelle de la Terre, invariable, et la vitesse du
véhicule avant le début de l’entrée, qui ne peut être
diminuée, la vitesse nécessaire pour maintenir une orbite
stable étant bien définie. On pourrait aussi utiliser des
rétropropulseurs pour ralentir la descente, mais le
carburant supplémentaire provoquerait une augmentation
inacceptable de la masse du véhicule et des coûts des
Peut-on voyager dans l’espace avec
des navettes spatiales en papier?
Le projet à débuté il y a plusieurs
années, lorsque Takuo Toda, un maître origami
de l’Association Japonaise de l’Avion en
Papier, avait lancé un avion en papier de 3
mètres de long du sommet d’une montagne. Le
succès de l’expérience avait impressionné
Suzuki, qui s’est associé avec Toda pour
réaliser, en respectant les règles traditionnelles
73
(<B/$6-)'
Et c’est là que les avions en papier du
professeur Shinji Suzuki deviennent intéressants. En
effet, le papier est une substance relativement rigide qui
possède un rapport masse/aire minuscule par rapport
aux matériaux actuels. Cela permettrait de réduire l’angle
de rentrée d’un véhicule de papier suffisamment pour le
faire planer pendant quelques jours en descendant
tranquillement vers le sol, s’échauffant très peu. Ainsi,
même s’il n’est fait que de simple papier, il ne brûlerait
pas. De plus, ce matériau d’origine végétale est très
résistant au stress, flexible, peu onéreux et facile à
produire. Enfin, plusieurs indices laissent croire que le
papier pourrait survire aux conditions extrêmes de
rentrée atmosphérique, comme le fait que le journal de
bord de la navette Columbia a survécu à sa
désintégration.
DecPLUS - Recueil d’articles scientifiques
de l’origami, un avion en papier capable de survivre à une
rentrée atmosphérique. Après 18 mois de travail et plus
d’une centaine de modèles essayés, il a enfin présenté
son prototype. Celui-ci ressemble à une miniature de la
navette spatiale, avec le bout et les angles arrondis. Toute
sa forme, ses angles et ses plis ont été étudiés pour être
le plus aérodynamique et le plus résistant à la chaleur et
aux bris possible. Elle est de 20 cm de long et fabriquée
avec du papier à base de fibre de canne à sucre traité
chimiquement pour incorporer du silicone, augmentant sa
rigidité, sa résistance thermique et son imperméabilité.
Lors de tests menés dans une soufflerie hypersonique,
elle a résisté sans dommages majeurs à des vents de
l’ordre de 2400 m/s pendant 12 secondes, s’échauffant à
environ 475 K, seulement quelques degrés en dessous du
point d’auto-combustion du papier, 506 K. Ainsi, l’avion
survivrait la rentrée, les couches les plus chaudes de
l’atmosphère ne prenant qu’une dizaine de secondes à
traverser. Plusieurs tests de vol ont aussi été réalisés en
larguant l’avion à des altitudes avoisinant 2000 m. Ce
furent tous des succès, démontrant l’aptitude du modèle à
maintenir un vol stable.
l’utilisation de matériaux intelligents dans des avions
pour modifier leur forme en cour de vol pour optimiser
dynamiquement son aérodynamisme à sa vitesse.
En résumé, il est probablement possible de voyager
dans l’espace dans des avions en papier, si on
envisage la rentrée atmosphérique différemment. C’est
l’expérience que mènera Shinji Suzuki qui nous
permettra de le savoir, ouvrant une nouvelle ère pour
l’aérospatiale. Et même si l’expérience s’avérait un
échec, elle aurait tout de même apporté beaucoup à la
science. En effet, toutes les données recueillies lors
des différents tests, comme par exemple le flot d’air
autour du prototype dans la soufflerie, serviront à
perfectionner les modèles aérodynamiques et seront
d’un grand aide à l’industrie aérospatiale pour la
réalisation d’autres véhicules ultralégers.
Médiagraphie
Maintenant, pour prouver son concept, il a réalisé une
flottille d’une trentaine d’avions, qui serait lancé à partir de
la Station spatiale Internationale au cours d’une mission
de la NASA en mai 2009. Une fois lancés, ceux-ci
planeraient probablement pendant plusieurs mois avant
d’atterrir. Toutefois, il serait impossible de suivre leur
trajectoire pendant la descente. En effet, ces avions de
papier sont trop petits pour être suivis par radar, et l’ajout
d’un GPS est impossible, le poids de l’appareil étant trop
grand. C’est pourquoi il a imprimé un message en
plusieurs langues sur l’avion, demandant à celui qui le
retrouve de retourner l’avion à l’Université de Tokyo pour
une récompense. Toutefois, les avions ont une probabilité
beaucoup plus grande de tomber dans l’océan que d’être
retrouvés. Cette expérience nécessite donc beaucoup de
chance pour réussir. Malgré tout, Suzuki affirme que le jeu
en vaut la chandelle, surtout vu le relativement faible coût
du projet (environ 900 000$ US).
COLLECTIF, «Rentrée atmosphérique», Wikipédia,
l’encyclopédie libre, http://fr.wikipedia.org/wiki/
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consultée le 18 octobre 2008).
DAVIDSON, Anna. « Origami spaceplane aims for
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FUYUNO, Ichiko. «The Ultimate Paper Airplane »,
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http:// www.airspacemag.com/spaceexploration/The_ Ultimate_ Paper_Airplane.html
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http://www.adm. utokyo.ac.jp/IRS/IntroPage_E/intro70175173_e.htm
l (Page consultée le 13 novembre 2008).
Bien évidemment, les navettes spatiales du futur ne seront
pas réalisées exclusivement de papier. Elles pourront
toutefois s’en inspirer pour profiter de ses caractéristiques
avantageuses. Vu la flexibilité du papier, des ailes
beaucoup plus grandes qu’aujourd’hui pourraient n’être
déployées qu’à la descente, permettant de réduire le
volume et le poids au décollage, et donc les coûts, tout en
profitant d’une portance supplémentaire. Des sondes en
haute atmosphère pourraient aussi être réalisées. En effet,
avec la technologie actuelle, les sondes tomberaient trop
rapidement vu la rareté de l’air, alors qu’une petite sonde
intégrée à un avion en papier serait assez légère pour
maintenir son altitude malgré la faible portance pouvant
être dégagée de ce milieu.
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(<B/$6-)
YAMAGUCHI, Mari. « Can an origami shuttle fly from
space to Earth? », USA TODAY, (27 mars 2008).
[en ligne],
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2008-03-27-origami-space-shuttle_N.htm (page
consultée le 9 novembre 2008).
Shinji Suzuki a aussi travaillé sur plusieurs autres projets.
Il a entre autre travaillé sur une amélioration du modèle
mathématique de l’aérodynamique pour tenir en compte
l’influence réciproque que plusieurs corps en mouvement
irréguliers peuvent produire. Il s’est aussi intéressé à
Peut-on voyager dans l’espace avec
des navettes spatiales en papier?
Promotion 2008-2010
Un chercheur retombe toujours sur ses pattes
Textes écrits par les étudiants de la promotion
2008-2010
Recueil produit par Simon Tremblay
DecPLUS en sciences de la nature
Promotion 2008-2010
Collège André-Grasset
2009