Google : moteur de recherche de jeunes génies

Louis Braille avait 15 ans lorsqu’il a inventé un alphabet pour les aveugles, en 1824. Ada Lovelace avait 13 ans lorsqu’elle s’est intéressée aux mathématiques qui allaient la conduire à écrire,  à 27 ans, ce qui est considéré comme le premier programme informatique de l’histoire. Alexander Graham Bell avait 19 ans lorsqu’il a commencé ses expériences sur le son qui l’amèneraient à inventer le téléphone. Le talent, la créativité et la valeur n’attendent donc pas le nombre des années. Fort de ce vieil adage, Google s’est lancé, en 2011, dans la recherche de ces jeunes surdoués de la science. Avec la Google Science Fair, depuis, des jeunes de 13 à 18 ans sont récompensés chaque année pour leurs découvertes.

Le sérieux et le niveau étonnants du travail de ces adolescents

Coup de pub pour le géant mondial des moteurs de recherche ? Certes, mais pas seulement si l’on considère, par exemple, les résultats de l’an dernier. Force est de constater que le travail accompli par les lauréats dépasse souvent largement le gadget d’adolescents. Le plus surprenant, peut-être, réside dans le type d’objectif qui a passionné ces jeunes. La détection du cancer du sein, la perception de la musique par les malentendants, l’amélioration du rendement des cultures en Afrique ne sont pas des sujets légers. Malgré leur âge, ces jeunes gens s’attaquent, sans crainte de l’échec, à des problèmes très sérieux. Sans crainte, non plus, que d’autres aient déjà trouvé une solution. En cela, ils se comportent en vrais scientifiques. Face à un problème qu’ils ont identifié dans leur entourage, ils cherchent une solution. Et ils trouvent comme le montrent ces trois vidéos décrivant, dans un style un peu trop publicitaire peut-être, les travaux de lauréats de la Google Science Fair 2012 :

Les prix décernés par le jury de la Google Science Fair comprennent une bourse d’études de 50 000 $ et un voyage aux Galapagos avec les expéditions du magazine National Geographic. Le concours pour 2013 s’est ouvert le 30 janvier et les candidats ont jusqu’au 30 avril pour déposer leur dossier. Les finalistes seront invités sur le campus de Google, à Mountain View en Californie où les gagnants seront annoncés le 23 septembre 2013.

Michel Alberganti

lire le billet

Pour la satiété, la taille (des portions) ne compte pas

La satisfaction, en matière d’alimentation, comme dans d’autres domaines d’ailleurs, est souvent considérée comme proportionnelle à la quantité de nourriture absorbée. Même si la qualité ne nuit pas, on s’imagine mal repu dès la première bouchée. Et pourtant…

Une étude, publiée dans la revue Food Quality and Preference de janvier 2013,  montre qu’il n’est guère nécessaire de dépasser ce stade, pourvu que l’on soit assez patient. Ellen van Kleef, Mitsuru Shimizu et Brian Wansink de l’université de Cornell ont décidé d’en avoir le coeur net. Armés de chocolat, de tartes aux pommes et de chips, ils ont expérimenté la relation entre la quantité avalée et le sentiment de satiété dans une situation de grignotage considérée comme l’une des plus favorables à la prise de poids.

Deux groupes de volontaires ont été formés.

Le premier a reçu les plus grosses portions: 100 g de chocolat, 200 g de tarte aux pommes et 80 g de chips de pommes de terre. Soit légèrement plus que les portions recommandées. Le second groupe, lui, n’a reçu que, respectivement,  10g, 40g et 10g.

Quand le premier groupe a consommé 1.370 calories, le second a dû se contenter de 195 calories. Chacun a disposé du temps nécessaire pour absorber cette nourriture. Chaque participant a ensuite rempli un questionnaire portant sur l’appréciation de la nourriture et sur le degré de faim estimé avant de la consommer ainsi que 15 minutes après l’avoir absorbée.

Les résultats montrent que petites et grosses portions peuvent apporter des sensations de satiété équivalentes. Ceux qui ont reçu les grosses portions ont consommé 77% de nourriture de plus sans ressentir une satisfaction sensiblement supérieure.

Une leçon intéressante pour ceux qui veulent éviter de prendre du poids sans risquer l’insoutenable frustration. Le secret: la demi-portion! Voire moins… si satiété. Ah la modération! Toujours la modération…

Michel Alberganti

lire le billet

Graphène, le projet du XXIe siècle pour l’Europe

Avec le Human Brain Project qui sera piloté par la Suisse, le projet Graphène a remporté le second Future Emerging Technology (FET) Flagship accordé par la Commission européenne le 28 janvier 2013, à Bruxelles. Soit un financement total d’un milliard d’euros sur 10 ans pour le développement de ce matériau confié à l’université technologique Chalmers, à Göteborg en Suède. Si le choix de ce projet visant l’industrialisation du graphène n’est guère surprenant, il est notable que, après la Suisse, ce soit un “petit” pays européen qui ait été choisi pour piloter un programme disposant d’un financement aussi important. D’autant que l’université la plus logique aurait sans douté été celle de Manchester où travaille Andre Geim qui a obtenu le prix Nobel de physique en 2010 avec son collègue, d’origine russe comme lui, Konstantin Novoselov pour la découverte du graphène ou du moins pour la première mise en évidence expérimentale de l’existence de ce matériau.

1°/ Qu’est-ce que le graphène ?

On le décrit souvent comme le premier matériau en deux dimensions. Ce qui est presque vrai étant donné que sa troisième dimension, l’épaisseur, est égale à la taille d’un seul atome de carbone. Le graphène est donc un matériau plan qui se présente, au microscope, sous la forme d’un réseau hexagonal à 6 atomes parfaitement pur et ordonné. Il forme ainsi un grillage. Pour arriver à l’observer, de longues années de recherche ont été nécessaires alors qu’il existe à l’état naturel… dans les cristaux de graphite. Autrement dit, dans les mines de crayon à papier… Mais de là à isoler une couche unique. Les techniques ont longtemps buté sur la réduction du nombre de couches superposées. Les chercheurs sont parvenus à 100, puis à 10. ils étaient au bord du découragement lorsque, en 2004, André Geim et ses collègues ont réalisé “la” découverte grâce à un bel exemple de sérendipité. Sans vraiment y croire, les chercheurs ont utilisé la bande adhésive d’un rouleau de scotch pour y coller des débris de graphite présents sur une table. Ensuite, ils ont plié cette bande dont la face adhésive était couverte de graphite. En la dépliant, ils en ont réduit l’épaisseur. Et ainsi de suite… Au final, il ne restait plus qu’une couche de graphite. André Geim avait réalisé la découverte qui lui vaudrait le prix Nobel.

2°/ Quelles sont ses propriétés ?

Matériau unique par sa structure, le graphène l’est aussi par ses propriétés. Malgré sa très faible épaisseur, il se révèle extraordinairement résistant et dur tout en conservant une assez grande souplesse. Surtout, c’est le meilleur conducteur de l’électricité connu à ce jour. Il surpasse tous les métaux dans ce domaine. Les chercheurs pensent que sa structure et sa pureté jouent un rôle important. Sans atteindre la supraconductivité, le graphène offre, à température ambiante, un conducteur inégalable.

Mais l’originalité du graphène va bien au delà. Soumis à un champ électrique, il devient le siège de phénomènes quantiques. C’est-à-dire qui ne relèvent pas de la physique classique. Les scientifiques rêvent donc de l’utiliser pour étudier des  phénomènes de la mécanique quantique relativiste qui restait essentiellement le domaine des astrophysiciens ou des physiciens des particules utilisant des instruments gigantesques comme le LHC du Cern qui traque le boson de Higgs. Demain, ils pourront peut-être travailler sur les trous noirs… dans un vulgaire laboratoire, un crayon à la main et du graphène sous leur microscope.

3°/ Quelles sont ses applications ?

Le graphène pourrait devenir le silicium du XXI siècle. Ses caractéristiques de conduction, entre autres, intéressent fortement les fabricants de puces électroniques qui buttent, aujourd’hui, sur les limites du silicium en matière de miniaturisation. Plus les microprocesseurs sont petits, plus ils chauffent. Plus le matériau utilisé est conducteur, moins leur température sera élevée. André Geim estime ainsi que, grâce au graphène, la fameuse loi de Mooore qui prévoit un doublement de la performance des puces tous les 12 à 18 mois, trouvera un second souffle. C’est dire les enjeux industriels du graphène. La maîtrise de sa production peut ouvrir la voie à de nouvelles générations d’ordinateurs.

Le graphène, qui est transparent, pourrait également révolutionner les technologies de fabrication des écrans souples ou des cellules photovoltaïques. Il est également utilisable pour réaliser des capteurs chimiques.  Sans doute d’autres applications viendront s’ajouter à ces perspectives. Comme dans le textile, par exemple.

En fait, le graphène n’est autre que la version plane des nanotubes de carbone. Autrement dit, ces derniers sont constitués de feuilles de graphène mises sous forme cylindrique. Ces nanotubes sont également promis à une multitude d’applications. C’est donc bien une nouvelle génération de matériau qui surgit. Après celle du silicium, l’ère du carbone s’ouvre aujourd’hui. Que l’Europe tente d’y jouer un rôle majeur est donc bien une excellente nouvelle.

Michel Alberganti

lire le billet

Human Brain Project : La Suisse prend la tête de l’Europe

100 milliards de neurones. 1 milliard d’euros… L’un des deux programmes de recherche “vaisseau amiral” (flagship) de la Commission Européenne (Future Emerging Technology (FET) Flagship) est le projet Human Brain Project (HBP) avec, pour leader, l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). L’annonce a été faite le 28 janvier 2013 par Neelie Kroes, vice-présidente de la Commission européenne (CE) en charge du programme numérique, lors d’une conférence de presse organisée à Bruxelles. Le second projet vainqueur, le graphène, sera piloté par l’université de Chalmers de Göteborg, en Suède.

Ces annonces ne constituent pas vraiment des surprises car elles avaient été dévoilées par la revue Nature, pourtant très stricte sur ses propres embargos, dès le 23 janvier 2013. Néanmoins, le fait que la Suisse, pays qui ne fait pas partie de l’Union Européenne (UE) et qui, en matière de recherche, a le statut de “membre associé” comme la Turquie, la Norvège ou Israël, soit promue à la tête d’un tel projet va faire grincer pas mal de dents en Allemagne, en France ou en Angleterre. Pas de quoi contribuer, par exemple, à resserrer les liens distendus des Anglais avec l’UE.

“La Suisse est un pays européen”

En Suisse, en revanche, la décision de la CE est fêtée comme un triomphe de la recherche helvétique. La qualité de cette dernière n’est pas contestée grâce à des établissements réputés comme, justement, l’EPFL, mais aussi l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) et, bien entendu, le CERN de Genève. De là à lui confier le pilotage d’un tel projet, il y a un pas. Justement, lors de la conférence de presse, la première question posée par une journaliste de la télévision suisse a porté sur ce choix de la Suisse. Neelie Kroes a simplement répondu : “La Suisse est un pays européen !” Elle a ajouté que l’Europe avait besoin d’unir toutes ses forces… La vice-présidente de la CE a poursuivi les réponses aux questions posées, en particulier sur le financement, sur le même mode. C’est-à-dire en évitant soigneusement… les réponses précises.

Je reviendrai très vite sur le graphène, projet moins controversé. Le débat du jour concerne plus le Human Brain Project à la fois sur la forme et sur le fond.

1°/ Pourquoi la Suisse ?

Malgré l’absence de précisions données par Neelie Kroes, les raisons du choix de la Suisse sont claires. Le Human Brain Project était proposé par l’EPFL qui a recruté, en 2002, un homme, Henry Markram, qui a fait de ce programme celui de sa vie.  De nationalité israélienne, il a fait ses études en Afrique du sud (université de Cape Town) et à l’Institut Weizmann, en  Israël, avant de passer par les National Health Institutes (NIH) américains et le Max Planck Institute  de Heidelberg en Allemagne. A l’EPFL, il a lancé en 2005 le Blue Brain Project que le HBP va prolonger. Pour cela, il a convaincu Patrick Aebischer, le neurologue qui dirige l’EPFL, d’acquérir un supercalculateur Blue Gene d’IBM. Il a ainsi construit les bases du HBP et permis à la Suisse d’être candidate dans la course aux programmes FET Flagship. C’est donc grâce à l’israélien Henry Markram qu’un pays non membre de l’UE a remporté ce concours.

2°/ Pourquoi le Human Brain Project ?

“Un ordinateur qui pense comme nous”. C’est ainsi que Neelie Kroes a décrit l’objectif du HBP et justifié la victoire de ce projet. Pas sûr qu’Henry Markram se retrouve vraiment dans cette formulation, à moins qu’il en soit l’auteur… Pour convaincre les décideurs politiques, il faut savoir leur “vendre” des sujets de recherche souvent complexes. C’est bien le cas du HBP. Son réel objectif est d’intégrer l’ensemble des travaux des chercheurs du monde entier sur le fonctionnement du cerveau dans un seul supercalculateur. A terme, ce dernier pourrait simuler le fonctionnement complet du cerveau humain. Il permettrait alors de mieux comprendre les mécanismes de maladies neurodégénératives et même de tester des médicaments pour les soigner.

Cette approche suscite de nombreuses critiques et pas mal de doutes sur ses chances d’aboutir. La recherche sur le cerveau génère environ 60 000 publications scientifiques par an. La plupart portent sur des mécanismes très précis des neurones, des synapses ou des canaux ioniques. Ces recherches ne permettent pas d’aboutir à une vue d’ensemble du fonctionnement du cerveau. C’est justement l’objectif du HBP. Pour autant, rien n’assure qu’un modèle synthétique émergera de ce rassemblement de travaux épars. Certains pensent qu’une telle démarche risque d’induire une modélisation unique, conçue par…  Henry Markram lui-même.

“Nous avons besoin de diversité en neuroscience”, a déclaré à Nature Rodney Douglas, co-directeur de l’Institut pour la neuroinformatique (INI) qui regroupe l’université de  Zurich et l’Institut fédéral de technologie (ETH) de Zurich. Certains mauvais esprit pourrait expliquer une telle remarque par la concurrence entre Lausanne et Zurich. Gageons que l’intérêt supérieur de l’Europe permettra de surmonter pareilles réactions… Il n’en reste pas moins que les chances de succès du HBP sont très loin d’être garanties.

“Le risque fait partie de la recherche”, comme le rappelle Neelie Kroes. Dans le cas de ce projet, le risque est justifié par l’ambition du projet. Mais cela ne diminue en rien les possibilités d’échec. D’autant que le succès, lui, dépend de la qualité de la collaboration de l’ensemble des 70 institutions provenant de 22 pays européens participant au HBP. Et de la bonne volonté des chercheurs des autres pays. Seront-ils motivés par le succès de la Suisse ? Le cerveau de l’Europe pourra-t-il devenir celui du monde ?

3°/ Comment trouver 1 milliard d’euros ?

La question a été posée plusieurs fois à Neelie Kroes: “Le financement du HBP est-il assuré?” Les journalistes présents ont fait remarquer que seuls 53 M€ étaient alloués pour l’année 2013. La vice-président s’est déclarée confiante dans la participation des Etats membres à ce financement. Pour atteindre 1 milliard d’euros sur 10 ans, il faut trouver 100 M€ par an, en moyenne. La moitié proviendra des fonds de l’UE, l’autre moitié devra être apportée par les Etats membres. Et la Suisse ? Il sera intéressant de mesurer la participation du leader qui, lui, n’est pas contraint par la mécanique économique de Bruxelles. Le choix d’un pays réputé “riche” n’est peut-être pas un hasard. La CE pourrait espérer que les Suisses, motivés par la désignation de leur projet, mettront la main à la poche pour compléter le financement de pays européens encore rongés par la crise.

Michel Alberganti

lire le billet

Le “rayon tracteur” de Star Trek sort de la pure science fiction

Moins célèbre de la téléportation (Beam me up, scotty !), le rayon tracteur de Star Trek fascine également les amateur de science fiction. Un rayon de lumière capable d’attraper les objets comme un lasso et de les ramener vers soi… Très utile lorsqu’on ne dispose pas du magnétisme ou de la gravité. Et puis, la lumière est beaucoup plus précise pour viser une cible. Malheureusement, l’effet naturel d’un faisceau de lumière sur un objet est exactement opposé. Le phénomène est connu depuis 1629, date à laquelle Johannes Kepler remarque que la queue de comète est toujours dirigée dans la direction opposée à celle du soleil. Ce sont les rayons lumineux qui dévient les fines particules. Il parait donc très improbable d’utiliser la lumière pour attirer un objet, a fortiori un vaisseau spatial comme dans Star Trek. Autant essayer d’attraper une mouche avec un ventilateur…

Inverser la force de la lumière

Cet obstacle de taille n’a pas découragé une équipe de chercheurs dirigée par Tomas Cizmar, de l’école de médecine de l’université de St Andrew, en Ecosse, et de scientifiques de l’Institut des instruments scientifiques (ISI) de la République Tchèque. Ses travaux ont été publiés dans la revue Nature Photonics le 20 janvier 2013. Il y affirment avoir réussi à inverser le sens de la force exercée par la lumière sur un objet. En la circonstance, il s’agit d’objets microscopiques. Mais l’important est d’avoir trouvé un moyen expérimental pour réussir cette délicate manœuvre.

Le détail du travail des chercheurs est réservé aux abonnés à la revue Nature Photonics ou à ceux qui ont les moyens de payer 30 € pour accéder au texte complet de la publication. Les autres doivent se contenter du résumé, font succinct, dans lequel les chercheurs indique fournir “une géométrie qui génère un “rayon tracteur” et qui démontre expérimentalement son fonctionnement sur les microparticules sphériques de tailles variés, tout comme son amélioration par des structures de microparticules optiquement auto-arrangées”. Les chercheurs ajoutent avoir montré que le mouvement en deux dimensions et le tri dans une dimension peut être contrôlé grâce à la rotation de la polarisation du faisceau incident.

Trier des particules comme les globules blancs

A la BBC qui l’a interrogé, Tomas Cizmar n’a pas donné d’autres précisions sur le système mis au point mais il en a précisé les utilisations possibles. “Les applications pratiques peuvent être superbes et très excitantes. Le rayon tracteur est très sélectif en fonction des propriétés des particules sur lesquelles il agit. Il pourrait donc permettre de prélever certaines d’entre elles dans un mélange. Il pourrait, par exemple, servir à prélever les globules blancs dans le sang”.

Aspirer la queue d’une comète

Pourvoir ainsi “aspirer” les particules désirées dans un mélange serait effectivement précieux. Les Américains travaillent sur un système similaire qui pourrait servir sur une sonde spatiale. Grâce à un laser tracteur, le vaisseau pourrait prélever, à distance, des particules se trouvant à proximité d’un astéroïde ou dans la queue d’une comète. Si l’on reste bien de la tractation d’un vaisseau par un autre, comme dans Star Trek, rien ne dit que cette nouvelle maîtrise de la lumière et de son interaction avec la matière ne pourra pas effectivement trouver un grand nombre d’applications.

Michel Alberganti

lire le billet

Une chatte perdue parcourt 300 km pour rentrer chez elle

Tandis que les néo zélandais tentent de s’en débarasser,  les Américains célèbrent l’exploit d’Holly. Cette chatte de 4 ans perdue par ses maîtres,  Jacob et Bonnie Richter, au cours de leur séjour à Daytona Beach en Floride, début novembre 2012, vient rentrer chez elle, à West Palm Beach… Un trajet de quelque 300 km en deux mois… Pour une chatte réputée plutôt sédentaire, avoir parcouru une telle distance pose la question des moyens d’orientation utilisés par les félins. Nous avons parlé de ceux des scarabées bousiers, qui utilisent la Lune et la Voie Lactée pour pousser droit, à reculons, leur boulette d’excrément en pleine nuit la nuit. Mais comment font les chats ?

Certains projets scientifiques tentent de répondre en partie à cette intrigante question. Ainsi, Kitty Cams, lancé par le National Geographic et l’université de Georgie, a consisté à équiper 60 chats de la ville d’Athens , en Géorgie, de mini-caméra attachées à leur collier et munies d’un système de traçage par radio ainsi que de LED pour les prises de vues de nuit. L’objectif était d’explorer la vie nocturne de ces chats déambulant librement pendant une dizaine de jours. Avec la volonté de déterminer à la fois les dégâts qu’ils occasionnent sur la faune locale et les dangers qui les guettent (voitures, infections…). Résultat : 37 heures de vidéos subjectives assez pénible à visionner, pour chacun des 55 chats dont la caméra a bien fonctionné. Il en ressort que seulement 44% des chats pratiquent la chasse nocturne et que leurs proies sont constituée majoritairement de reptiles (lézards), de mammifères (souris) et d’invertébrés. Les principaux risques auxquels les chats sont exposés sont la traversée de routes, la rencontre de chats errants, la consommation de substances douteuses, l’exploration des systèmes de drainage des eaux de pluie et de lieux étroits dans lesquels ils peuvent se retrouver piégés.

Holly a dû se nourrir et éviter ces dangers pendant son long périple. En revanche, cette étude ne donne aucune information sur le système de guidage des chats en territoire inconnu. Sur Internet, circule l’histoire de Howie, un chat persan laissé par ses maîtres à des amis pendant un long voyage à l’étranger. A leur retour, plusieurs mois plus tard, Howie avait disparu. De retour chez eux, à 1500 km de là, ils n’avaient pas le moindre espoir de revoir Howie, d’autant que, comme Holy, il s’agissait d’un chat sédentaire, genre chat d’appartement. Pourtant, 12 mois plus tard Howie était de retour à la maison après avoir parcouru les 1500 km…

Pour expliquer les périples des chats, on pense bien sûr aux oiseaux migrateurs et autres pigeons voyageurs ou saumons. On sait qu’ils exploitent le champ magnétique terrestre, la lumière polarisée et des capacités olfactives extrêmement développées pour retrouver leur chemin. Dans le cas des chats, outre la distance, c’est l’extraordinaire précision de leur parcours qui laisse pantois. Retrouver une maison dans une ville n’est pas toujours aisé pour un être humain muni d’une carte et d’une adresse.  Il a fallu inventer le système GPS avec une constellation de satellites, des stations au sol, des calculs intégrant las équations de la relativité générale d’Einstein, des appareils individuels et une cartographie très précise de la Terre entière pour nous permettre de faire aussi bien que… la chatte Holly.

Michel Alberganti

lire le billet

A l’école, mieux vaut être inquiet et consciencieux qu’ouvert et curieux

La personnalité des élèves de 16 ans a-t-elle une influence sur leurs résultats scolaires à 19 ans ? Telle est l’une des questions auxquelles Pia Rosander a répondu, le 25 janvier 2013, lors de la soutenance de sa thèse à l’université de Lund, en Suède. Une question simple mais dont les implications sont multiples en matière de système éducatif. Elles sous-entend en effet que les traits de caractère ne sont pas indifférents en matière de capacité d’adaptation au cadre scolaire. Une porte ouverte ? En apparence… Car comment prendre véritablement en compte ces différences à une époque où l’on parle de plus en plus d’individualisation de l’enseignement ?

200 élèves suédois de 16 ans

Pia Rosender est partie des cinq grands traits (Big Five) définissant les caractéristiques essentielles de la personnalité : ouvert, consciencieux, extraverti, agréable et inquiet. Ces traits, s’ils sont assez grossiers, ont l’avantage de rester stables dans le temps. Pia Rosander a ainsi analysé 200 élèves âgés de 16 ans dans le sud de la Suède. Trois ans plus tard, elle a enregistré leurs résultats scolaires de sortie de l’enseignement secondaire. Elle a alors cherché des corrélations entre la réussite scolaire et certains traits de caractère. Et elle a en trouvé.

Le trait de personnalité le plus clairement associé au succès à l’école n’est guère surprenant. Les élèves consciencieux, qui arrivent à l’heure et font bien leurs devoirs, obtiennent les meilleurs résultats. Plus étonnant, le second trait de caractère qui conduit au diplôme est… l’inquiétude. Contrairement à ce qu’attendait la chercheuse, l’ouverture d’esprit et la curiosité intellectuelle, à l’inverse, ne sont pas des traits de caractère qui favorisent le succès scolaire. Au contraire, semble-t-il…

“Le système scolaire suédois favorise les élèves consciencieux et motivés par la peur”, conclue Pia Rosender. “Ce n’est pas bon pour le bien-être à long terme lorsque la peur agit comme force motrice. Cela bloque également l’approfondissement des apprentissages qui se produit plutôt chez les élèves dont la personnalité est plus ouverte et pour lesquels la curiosité est une forte motivation”, précise-t-elle.

Différences entre filles et garçons

Pia Rosender a également analysé les différences existant entre les garçons et les filles. Son étude montre que le système éducatif suédois favorise les filles qui ont envie de plaire. Les garçons, eux, ont plus tendance à être motivés par l’intérêt et la curiosité, ce qui ne favorise pas leur réussite scolaire. La chercheuse a établi un lien entre un QI élevé chez les filles et un caractère consciencieux. Autre surprise, chez les garçons, la relation est inverse. Un caractère consciencieux est souvent associé à un QI plus faible que celui de ceux qui le sont moins. Pia Rosender en déduit que “le fait d’être plus consciencieux pourrait être un moyen pour les garçons de compenser un QI plus faible”.

Introverti ou extraverti ?

Nouvelle surprise au sujet du caractère introverti ou extraverti. En effet, c’est le premier qui favorise la réussite scolaire. Pia Rosender commente cette découverte en estimant que les élèves extravertis s’intéressent à tant de choses différentes qu’ils ont du mal à consacrer le temps nécessaire au travail scolaire.

Globalement, la chercheuse considère que son étude plaide en faveur d’une plus grande individualisation de l’enseignement dans le secondaire. “Comment pourrions-nous, autrement, aider les élèves talentueux doté de la “mauvaise” personnalité, ceux qui sont en échec scolaire, ceux qui ont des capacités mais sont, par exemple, incapables d’organiser leur travail scolaire ?” Pour Pia Rosender, les enseignants doivent considérer que la personnalité ne peut être modifiée ni par eux-mêmes, ni par les parents, ni par les élèves. Gronder les élèves négligents ou leur demander de se reprendre en main ne les aide pas.  En revanche, il faut sans doute apporter à ces élèves des structures et des techniques différentes de travail.

La richesse de la diversité

Que le système scolaire, qu’il soit suédois ou français, peine à prendre en compte la diversité de personnalités des élèves n’est guère surprenant. L’école d’aujourd’hui est l’héritière de la fameuse période de massification de l’enseignement au 20e siècle. Nul doute que, pour progresser, elle va devoir introduire une forme d’individualisation à l’intérieur de cette massification. Le numérique, les TICE, sont là pour  faciliter cette mutation. Le travail de Pia Rosender apporte de précieuses clés pour passer d’un système de pure sélection à l’aide d’un petit nombre de critères à une école permettant à des personnalités différentes de s’épanouir au lieu d’être exclues mais également d’enrichir la communauté d’une classe.

Michel Alberganti

 

lire le billet

Le scarabée bousier marche droit grâce à la Voie Lactée

La vie d’un scarabée bousier évoque celle de Sisyphe. Éternellement, il fait rouler des boulettes d’excréments pour aller les enterrer dans son garde-manger souterrain. De façon surprenante, il parvient à se déplacer en ligne droite en pleine nuit. La performance est d’autant plus remarquable que l’insecte la réalise tout en poussant une boulette et en marche arrière, comme le montre la vidéo ci-dessous. Comment prend-il ses repères ? Quel GPS le guide ?

La lumière de la Lune

La question tourmente une équipe de chercheurs de l’université de Lund, en Suède, depuis des années. La biologiste Marie Dacke avait déjà publié un article dans la revue Nature le 3 juillet 2003 dans lequel elle révélait que les scarabées bousiers utilisent la lumière polarisée provenant de la Lune pour se déplacer ainsi en ligne droite. Ceci malgré la puissance extrêmement faible d’une telle lumière. Dans un nouvel article paru le 24 janvier 2013 dans la revue Current Biology, Marie Dacke, associée à Emily Baird, Marcus Byrne, Clarke Scholtz et Eric Warrant, expliquent leur nouvelle découverte : la lumière des étoiles, en particulier celles provenant de la Voie Lactée, sert aussi de GPS aux insectes coprophages.

Les étoiles de la Voie Lactée

En effet, contrairement à ce qu’induisait la seule hypothèse de la Lune, le scarabée bousier se déplace également sans problème par une nuit sans Lune mais dont le ciel est constellé d’étoiles. Toutes les étoiles sont-elles utilisées ? Les chercheurs ont réalisé des tests dans lesquels ils ont masqué tout le ciel sauf la Voie Lactée. Pas de problème pour le rouleur de billes fécales. Mais lorsqu’ils ont masqué la Voie Lactée, plus de guidage, panne de GPS. Finie, la belle ligne droite. Pour les chercheurs, la plupart des étoiles ne sont pas assez lumineuses pour servir de point de repère aux scarabées. Mais la Voie Lactée, elle, brille suffisamment. La Lune aussi, lorsqu’elle est présente. Les pousseurs de boules odorantes disposent donc de plusieurs GPS célestes.

Toujours est-il que ce sont les premiers insectes capables d’une telle navigation. Jusque là, les spécialistes pensaient que seuls les hommes, les phoques et les oiseaux savaient utiliser les étoiles pour se diriger. Il faut donc ajouter le scarabée bousier à cette courte liste. On peut se demander pourquoi ces insectes ont développé un instrument de navigation aussi sophistiqué et si précis qu’il lui permet n,on seulement de se diriger mais aussi de se déplacer en ligne droite. La réponse réside peut-être dans une caractéristique sociale des bousiers. En effet, ils sont prompts à chiper la boule de leur voisin. Pour mettre à l’abri le plus vite possible son butin fécal, le scarabée a sans doute également compris une autre règle que les hommes connaissent bien: la plus courte distance entre deux points…

Michel Alberganti

lire le billet

Du coton pour irriguer le désert

Le désert se caractérise essentiellement par l’absence de pluie. Pour autant, l’air n’y est pas toujours très sec. Le problème réside dans la captation de l’humidité, de l’eau contenue dans l’air, même lorsqu’elle devient visible sous forme de brouillard ou de rosée. Comment attraper ces fines gouttelettes du matin avant que la brûlure du soleil ne les fasse disparaître de la surface du sol ?

Un chercheur français s’est passionné depuis plus de 10 ans pour la récupération de la rosée.  Daniel Beysens, physicien de l’ESPCI, a créé l’association Opur qui milite pour l’installation de condenseurs de rosée dans les endroits privés de puits. Mais voici qu’une autre solution est proposée par des chercheurs de l’université de Eindhoven associés à une équipe de l’université polytechnique de Hong Kong PolyU). Ensemble, ils ont mis au point un nouveau matériau à base de… coton.

Oui du simple coton. Comme nous l’appelons souvent y prêter attention, du coton hydrophile… C’est à dire qui aime l’eau. Et qui l’absorbe. Installé dans un milieu désertique, il peut donc se gorger de l’eau capturée dans l’atmosphère, dans la brume, la rosée. Très bien. Mais deux problèmes se posent alors : quelle quantité d’eau une certaine masse de coton peut-elle absorber ? Et comment récupérer cette eau prisonnière des fibres de la ouate ?

Ce sont les réponses à ces deux questions que les chercheurs s’apprêtent à publier dans la revue Advanced Material de février 2013. En fait, avec leurs collègues de Hong Kong, ils ont créé un nouveau matériau aux propriétés remarquables. Pour cela, ils ont imprégné les fibres de coton avec un polymère, le PNIPPAAm, qui n’est autre que du Poly(N-isopropylacrylamide). Il s’agit d’un hydrogel (un gel qui aime l’eau) dont la caractéristique est de changer de phase à la température très précise de 34°C. Cette modification physique engendre un comportement radicalement inversé. Hydrophile en dessous de 34°C, le NIPPAAm devient hydrophobe au dessus.

Lorsque le polymère imprègne les fibres de coton, les photos ci-dessus montrent la modification spectaculaire de la structure du matériau résultant. A gauche, toutes alvéoles ouvertes il peut absorber de l’eau. A droite, plus de place pour le liquide. L’association avec le polymère transforme complètement le comportement du coton mais aussi sa capacité d’absorption. Cette dernière passe de 18% de son poids en eau, à l’état pur, à 340% lorsqu’il est imprégné. Autrement dit, 1 kg de coton non traité peut contenir 180 grammes d’eau (0,18 l). Il en contient, après traitement, 3,4 kg, soit 3,4 litres…

Nous voici donc en présence d’une véritable pompe à vapeur d’eau. D’autant que le processus est réversible. Lorsque la température redescend en dessous de 34°C, le coton-polymère redevient hydrophile. Le processus, presque magique tant il est adapté aux usages possibles, ouvre de vastes perspectives. En particulier pour l’agriculture. Imaginez des rigoles d’irrigation dont les bords seraient tapissés de ce coton-polymère.

Arrosage automatique

La nuit, dans le désert encore plus qu’ailleurs, la température chute brutalement. Elle descend largement en dessous de 34°C et met le matériau en position hydrophile. Au matin, moment le plus humide, les bordures blanches se gorgent de l’eau captée dans l’atmosphère. Lorsque le soleil monte et que la température dépasse 34°C, l’eau capturée est relâchée dans la rigole… Mais rien ne l’empêche, alors de s’évaporer, remarquerez-vous ! Exact… Au lieu d’une irrigation par des rigoles d’eau courante, mieux vaudrait sans doute placer le matériau au plus près des plantes cultivées.

La beauté du système réside également dans son fonctionnement automatique. Pas de travail mécanique à effectuer pour le faire fonctionner. Pas de source d’énergie à installer, comme avec les pompes d’irrigation…. Le procédé n’utilise que ce qui est présent dans la nature : le soleil et l’humidité de l’air. Difficile de faire plus écologique. Sauf si la production du polymère se révélait très polluante ou coûteuse. Ce que les chercheurs ne précisent pas, à ce stade.

Vêtements de sport

La température de transition de phase de 34°C, qu’il est peut-être possible d’ajuster, peut aussi donner des idées aux fabricants de vêtements de sport. Déjà, le coton tout seul peut servir au refroidissement du corps. Il suffit de le mouiller pour profiter du froid (chaleur latente de vaporisation) engendré par l’évaporation de l’eau. Avec ce nouveau matériau, l’eau resterait prisonnière du tissu jusqu’à… ce que la température du corps le chauffe à 34°C. C’est alors seulement qu’il relâcherait sa cargaison d’eau réfrigérante. Au moment où l’athlète serait en plein effort…

Michel Alberganti

lire le billet

Ça sent le gaz, mais pourquoi le gaz sent ?

REUTERS/Stephen Hird

D’où vient cette forte odeur de gaz qui plane sur le nord-ouest de la France depuis lundi?

De nombreux Franciliens et habitants au nord-ouest de la capitale se sont réveillés ce mardi matin en sentant «une forte odeur de gaz», provoquant une forte inquiétude, au point de saturer les communications téléphoniques des services de secours en Normandie comme en Ile-de-France. Or de fuite de gaz, point, mais «une réaction chimique imprévue»explique l’AFP, qui s’est produite lundi dans une usine chimique de l’agglomération rouennaise, créant des dégagements d’odeurs de gaz –type gaz de ville qui se sont déplacés avec les vents en direction de la capitale. Lire la suite…

lire le billet