En fait, l’homme descendrait du rat…

Ceux qui ont eu du mal à accepter que l’homme descende du singe vont encore passer un mauvais moment. Non seulement, cette origine n’est pas remise en question mais les chercheurs, en remontant beaucoup plus loin, ont abouti à un autre ancêtre: une sorte de rat… Publiée dans Science du 8 février 2013, l’article qui nous ôte tout espoir d’avoir été créé à l’image de Dieu. A moins de croire, comme les Indiens, à la réincarnation et de dédier certains temples aux… rats (voir la vidéo ci-dessous).

L’ancêtre commun des mammifères placentaires

L’équipe de 22 chercheurs américains, plus un Canadien, dirigée par Maureen O’Leary, du département de sciences anatomiques de l’école de médecine de l’université Stony Brook, a reconstruit l’arbre généalogique des mammifères placentaires. C’est-à-dire ceux qui se reproduisent à l’aide d’un véritable placenta qui alimente l’embryon et le fœtus. Dans ce groupe, on trouve les chats, les chiens, les chevaux, les musaraignes, les éléphants, les chauve-souris, les baleines  et… les hommes. Il s’agit du plus important groupe de mammifères avec plus de 5000 espèces dans une centaine de familles.

Juste après les dinosaures

En remontant aux origines de ce groupe, les chercheurs sont presque parvenus jusqu’aux dinosaures. Du moins jusqu’à leur extinction à la fin du Crétacé, il y a 65 millions d’années. Il semble que notre ancêtre rongeur soit apparu entre 200 000 et 400 00 ans après cette extinction. Deux à trois millions d’années plus tard, le groupe des mammifères placentaires modernes se mit à proliférer. Ces résultats bouleversent la chronologie admise auparavant puisque qu’elle fait reculer l’apparition du premier ancêtre commun aux mammifères placentaires de… 36 millions d’années.

Le plus remarquable, dans ce travail, est qu’il ne repose pas sur de nouveaux fossiles mais sur l’analyse des caractères anatomiques, morphologiques et moléculaires des animaux. Les chercheurs ont exploité les informations rassemblées dans la plus grande base de données mondiale sur les caractères morphologiques, la MorphoBank, soutenue par la National Science Foundation (NSF). Ils ont utilisé de nouveaux logiciels pour analyser les caractéristiques d’espèces de mammifères vivantes et éteintes. Pas moins 4541 phénotypes de 86 fossiles et espèces vivantes ont été associés à des séquences moléculaires. Au final, ce sont les traits morphologiques qui ont pris le dessus et conduit les chercheurs dans leur reconstruction de l’arbre de la vie des mammifères. Ce travail fait partie du projet Assembling the Tree of Life financé par la NFS. L’approche morphologique des chercheurs présente l’avantage d’aboutir à une image, certes reconstruite, de l’ancêtre commun. Elle ne pouvait que chatouiller les spécialistes de biologie moléculaire et de génétique.

Fossiles contre horloges

Ainsi, le jour même de la parution de l’article dans Science, une réponse a été publiée par Anne Yoder, biologiste spécialiste de l’évolution de l’université Duke ( Caroline du nord). Sous le titre : “Les fossiles contre les horloges”, Anne Yoder commence par rendre hommage au travail de ses collègues avant de lancer sa flèche. Selon elle, les chercheurs de l’équipe de Maureen O’Leary, en se focalisant sur les caractéristiques morphologiques s’est plus attachée à décrire la forme de l’arbre que la longueur des branches. D’où la non prise en compte des conséquences de cette longueur des branches déterminée par les horloges moléculaires de la génétique. On peut espérer que les deux approches s’associent et permettent affiner les résultats.

Michel Alberganti

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Comme Annette Shavan, peut-on perdre son doctorat en France ?

Un doyen de faculté qui s’avance vers les caméras pour annoncer que le doctorat de philosophie de la ministre de l’éducation et de la recherche, Annette Schavan, est invalidé 33 ans après lui avoir été décerné… La scène s’est déroulée en Allemagne, le 5 février 2013, à l’université de Düsseldorf. Quelque chose me dit qu’elle est difficilement imaginable en France. Mais pourquoi, au fond ?

1°/ Le titre de “Doktor” jouit d’une grande notoriété outre-Rhin

Alors qu’en France, seuls les docteurs en médecine peuvent espérer voir leur titre accolé à leur nom, en Allemagne, Herr Doktor jouit d’une aura considérable quelle que soit la discipline. Le paradoxe de l’université française conduit ainsi son diplôme le plus prestigieux a n’être jamais mis en avant par ceux qui l’ont obtenu après, au moins, une dizaine d’années de laborieuses études. Ainsi, alors que je reçois chaque année environ 200 scientifiques dans Science Publique, l’émission que j’anime sur France Culture, très rares sont ceux qui se présentent comme docteurs alors que bon nombre le sont. Pourquoi ? Il semble que la filière du doctorat reste refermée sur l’université. La vocation d’un docteur est de devenir professeur et/ou directeur de recherche. Même s’ils entrent au CNRS, les docteurs ne sortent guère des murs de ces institutions.

En Allemagne, après leur thèse, la plupart des Doktor font leur carrière dans l’industrie. Leur visibilité n’a alors pas de commune mesure. Surtout dans un pays où l’industrie est également fortement valorisée.
En France, conscient de ce problème qui leur barre souvent la route vers des emplois dans les entreprises alors que l’université est saturée, les docteurs se sont réunis dans une association nationale des docteurs, l’ANDès dont l’objectif affiché est de
“promouvoir les docteurs”. Étonnant paradoxe… Le titre le plus élevé a donc besoin de “promotion”. C’est pourtant justifié. Le docteur reste loin d’avoir la même cote, dans l’industrie, d’un polytechnicien ou d’un centralien. Résultat, le faible nombre de docteurs dans les entreprises est l’une des principales causes du retard français en matière de pourcentage du PIB consacré à la recherche.

2°/ Pas besoin d’être docteur pour être ministre de la recherche en France

En Allemagne, donc, on ne badine pas avec le doctorat. Et même, ou surtout, un ministre de la recherche ne saurait avoir usurpé son titre. En France, ce cas de figure a d’autant moins de chances de se produire que… les ministres de la recherche sont rarement docteurs. A partir d’Hubert Curien, docteur es sciences, ministre de la recherche jusqu’en 1993, on ne trouve guère que 3 docteurs sur ses 19 successeurs: Claude Allègre, docteur es sciences physiques, ministre de 1997 à 2000, Luc Ferry, docteur en science politique, ministre de  2002 à 2004 et Claudie Haigneré, docteur ès sciences, option neurosciences, ministre déléguée de 2002 à 2004.

Force est de constater que ces trois ministres n’ont pas laissé un souvenir impérissable. Lorsque Luc Ferry et Claudie Haigneré étaient aux commandes, l’un des plus forts mouvements de révolte des chercheurs s’est produit avec “Sauvons la recherche“, en 2003. Il a fallu un autre couple, beaucoup plus politique, François Fillon et François d’Aubert, pour rétablir l’ordre et redonner un peu d’espoir dans les laboratoires.

3°/ Pas besoin d’une thèse de valeur pour être docteur en France

C’est peut-être ce qui fait le plus mal à l’image de l’université française. Et c’est peut-être lié à la sous-valorisation du doctorat. Même s’ils peuvent paraître anecdotiques, trois exemples publics ont suffi pour jeter un discrédit tenace sur l’institution qui délivre les doctorats. Il s’agit du diplôme décerné à Elizabeth Teissier, docteur en sociologie en 2001 avec  sa thèse intitulé “Situation épistémologique de l’astrologie à travers l’ambivalence fascination-rejet dans les sociétés postmodernes”. Ex mannequin et comédienne, Elizabeth Teissier est surtout astrologue depuis 1968. Elle avait, certes, obtenu un DEA en Lettres modernes… en 1963.

Les autres exemples de doctorats ayant défrayé la chronique sont, bien entendu, ceux des frères Bogdanoff en mathématiques appliquées et en physique théorique. Ces cas sont-ils des exceptions ou la partie émergée de l’iceberg ? C’est toute la question.

Mais la France aurait sans doute besoin d’une “affaire Schavan”. Pas forcément, d’ailleurs, concernant le doctorat, rare, d’un ministre de la recherche. Mais juste une reconnaissance d’erreur. Histoire de montrer que l’institution universitaire est capable de revenir sur la décision de l’un de ses directeurs de thèse et d’un jury. L’erreur étant humaine, son absence est d’autant plus suspecte. Lorsqu’un peu moins de 10 000 thèses sont soutenues chaque année en France (contre environ 15 000 en Allemagne), une faute devrait être pardonnée. Encore faudrait-il qu’elle soit avouée ou déclarée…

Michel Alberganti

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Les restes de Richard III authentifiés


Le 4 février 2013, l’université de Leicester a confirmé par un communiqué que les restes humains découverts en août 2012 sous un parking de la ville sont bien ceux du roi Richard III d’Angleterre (1452 – 1485). L’histoire est assez extraordinaire et prolonge celle d’un monarque plus célèbre au théâtre, grâce à la pièce de Shakespeare, que dans l’histoire. Frère du roi Edouard IV, duc de Gloucester, Richard III n’a régné que deux ans de 1483 à 1485, année de sa mort, le 22 août, sur le champ de la bataille de Bosworth, dans des conditions assez dramatiques.

Disparus pendant 4 siècles

La dépouille du roi fut alors inhumée dans l’église Greyfriars à Leicester, ville proche du champ de bataille. Après la disparition de cette église, au XVIe siècle, les restes de Richard III disparurent pendant 4 siècles. Jusqu’à ce qu’une équipe d’archéologues de l’université de Leicester ne parte à leur recherche. Des fouilles sous un parking de la ville révélèrent un squelette que les chercheurs ont analysé sous toutes les “coutures”. Leur verdict vient donc de tomber : il s’agit bien du squelette de Richard III. La datation au carbone 14, les analyses génétiques de l’ADN, radiologiques, morphologiques et archéologiques le confirment. Il s’agit bien des restes du dernier roi Plantagenêt, également dernier des souverains d’Angleterre à mourir sur un champ de bataille.


Que nous apprend l’analyse des archéologues sur celui qui aurait crier, avant de mourir “Trahison !”, ou bien, de façon plus théâtrale et shakespearienne : “Un cheval, un cheval ! Mon royaume pour un cheval !” ? Plus de 500 ans après sa mort, les scientifiques ont pu constater que l’ADN du squelette correspond à celui de deux de ses parents dans la lignée maternelle. Un généalogiste est en train de vérifier auprès de descendants vivants de la famille de Richard III. L’individu auquel appartenait le squelette est mort à cause d’une ou deux blessures à la tête, l’une provenant sans doute d’une épée, l’autre d’une hallebarde. Dix blessures ont été identifiées sur le squelette, dont l’une mortelle à l’arrière de la tête. Une partie du crane a été découpée.

Une corpulence mince, presque féminine

La datation au carbone révèle que le roi avait un régime très riche en protéine, en partie provenant de poisson et fruits de mer, ce qui révèle son rang. Le squelette révèle une forte scoliose qui a pu se déclarer pendant la puberté. Richard III était connu pour être bossu. Malgré une taille de 1,72 m, le roi devait paraître sensiblement plus petit avec une épaule, celle de droite, plus haute que l’autre. Son cadavre a été victime de blessures humiliantes dont l’une provenant d’une épée ayant traversé la fesse droite. Plus étonnant pour un monarque, les chercheurs notent une corpulence mince, presque féminine, qui ne correspond guère aux canons des chevaliers de l’époque. Ils n’ont pas trouvé trace du bras atrophié dont parle Shakespeare.

Au final, le portrait post mortem de Richard III ne semble guère correspondre au personnage noir, brutal et meurtrier que Shakespeare met en scène quelque 110 ans après sa mort. Désormais, les acteurs qui interprètent le Richard III de Shakespeare auront une autre référence pour se glisser dans la peau du personnage. Certains y réfléchissent déjà.

Michel Alberganti

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A quoi pensent les poissons zèbres ?

Le poisson zèbre, c’est le rêve. Aussi bien pour les amateurs d’aquarium que pour les chercheurs. En effet, outre ses couleurs naturelles et ses capacités à régénérer ses blessures, de la colonne vertébrale par exemple, il possède la caractéristique remarquable d’avoir un corps transparent à l’état d’embryon et de larve. L’idéal pour observer à loisir le fonctionnement son organisme bien vivant. D’où l’idée de révéler à la planète ce qui se passe dans le cerveau d’une larve de poisson-zèbre… Nous rêvions tous de le découvrir sans oser le demander : à quoi pensent les poissons ? La réponse d’une équipe japonaise dirigée par Akira Muto, de l’Institut National de Génétique à Shizuoka, ne nous surprend qu’à moitié : à manger. Encore fallait-il le montrer. Et c’est ce que les chercheurs ont réussi à faire.

Une larve de poisson zèbre peut se nourrir  de paramécies dans la mesure où elle est capable d’attraper ce minuscule protozoaire unicellulaire qui se déplace dans l’eau grâce à ses cils. Que se passe-t-il dans le cerveau du poisson qui guette sa proie ? Pour la première fois, les chercheurs sont parvenus à montrer, avec une grande précision et en temps réel, quelles parties du cerveau de la larve s’activent en fonction de la position de la larve autour d’elle.


Pour y parvenir, les chercheurs ont reproduit l’organisation visuotopique du cortex visuel. Il s’agit de la façon dont l’image parvenant sur la rétine s’imprime dans le cerveau. Grâce à un type de marqueur particulier, le GCaMP qui permet de rendre fluorescent les ions calcium à l’oeuvre dans les neurones, les Japonais ont rendu visibles les zones du cerveau qui s’activent lorsque la larve de poisson zèbre suit sa proie des yeux. Sans surprise, c’est dans le lobe situé à l’opposé de l’oeil qui a capté l’image que les neurones s’allument.

L’étude de l’équipe d’Akira Muto a été publiée dans la revue Current Biology du 31 janvier 2013. L’un de ses collaborateurs, Koichi Kawakami, précise : “Notre travail est le premier à montrer l’activité du cerveau en temps réel chez un animal intact pendant son activité naturelle. Nous avons rendu visible l’invisible et c’est ce qui est le plus important”. La technique utilisée devrait rendre possible la visualisation des circuits neuronaux impliqués dans des comportements complexes, depuis la perception jusqu’à la prise de décision. Une possibilité d’autant plus intéressante que, dans sa conception générale et son fonctionnement, le cerveau d’un poisson zèbre ressemble assez à celui d’un être humain.

“A l’avenir, nous pourrons interpréter le comportement d’un animal, y compris l’apprentissage, la mémorisation, la peur, la joie ou la colère, à partir de l’activité de combinaisons particulières de neurones”, s’enflamme Koichi Kawakami. Autre objectif : analyser l’activité chimique du cerveau avec, à la clé, la possibilité d’accélérer le développement de nouveaux médicaments psychiatriques. Pas de quoi rassurer ceux qui craignent que les avancées de la recherche sur le cerveau ne conduisent à une intrusion dans nos pensées les plus intimes. Au risque de découvrir… qu’elles ne sont pas beaucoup plus sophistiquées que celles d’un poisson zèbre. Ce qui serait, convenons-en, une bien mauvaise nouvelle pour notre ego…

Michel Alberganti

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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

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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

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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

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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

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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

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Mona Lisa expédiée sur la Lune par laser

On pourrait penser que les ingénieurs de la Nasa s’ennuient et que, pour tuer le temps, leur dernière blague a consisté à envoyer une photo de Mona Lisa sur la Lune. Grossière erreur. L’expérience est on ne peut plus sérieuse ! Il s’agit, en effet, de la première transmission d’informations par laser à une distance planétaire. Certes, il s’agit de la plus courte distance méritant ce titre. Mais la Lune est toute de même située à environ 400 000 km de la Terre. L’avantage, pour une transmission par laser, c’est qu’aucun obstacle ne peut interrompre le faisceau de lumière. Enfin presque. La traversée de l”atmosphère reste délicate. Pour preuve, les dégâts qu’elle introduit dans l’image (vue de gauche). Rien d’irréparable toutefois comme le montre l’image de droite, de bien meilleure qualité après corrections numériques des erreurs.

A 50 km d’altitude au dessus de la Lune

La transmission laser n’a pas été véritablement jusqu’à la Lune. Pour la bonne raison que rien, ni personne n’aurait été là pour recevoir Mona Lisa. La Nasa, plus précisément le Goddard Space Flight Center, a utilisé un engin spatial inhabité, le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), actuellement en mission en orbite à 50 km d’altitude autour de la Lune dont il effectue une cartographie très précise en préparation des futures missions habitées et de l’éventuelle construction d’une station lunaire. A bord du LRO, se trouve un altimètre laser (LOLA). Cet instrument a été utilisé pour recevoir le signal émis par le nouveau laser de la Nasa (Next Generation Satellite Laser Ranging (NGSLR)). En fait, la communication laser sert habituellement à contrôler la position de la sonde.

152 x 200 pixels embarqués sur un laser

Pour l’expérience, l’image de la Joconde a été embarquée à bord du laser. Chacun des 152 x 200 pixels de la photographie, a été codée pour intégrer une nuance de gris représentée par un chiffre compris entre 0 et 4095. Ainsi, chaque pixel a pu être transmis à bord d’une impulsion laser, en s’adaptant aux courtes fenêtre de tir prévue par le système de suivi de la sonde spatiale. Au final, un débit de 300 bits par seconde a été atteint. Pas terrible… Mais le but de la manip n’était pas dans le débit. Il s’agissait de montrer qu’une transmission de données par laser était possible à cette distance… malgré l’atmosphère. Et cet objectif est atteint.

L’avenir des communications spatiales

La Nasa a ainsi expérimenté en grandeur nature une technologie promise à un grand avenir en matière de télécommunications spatiales. Il s’agit en effet de remplacer, à terme, les échanges d’informations par radiofréquences. Grâce au laser, les quantités de données qui pourront être rapidement transmises entre la Terre et un vaisseau ou une station lunaire, par exemple, devraient être nettement plus importantes. Verra-t-on, pour autant, le ciel zébré de rayons lasers pointés vers l’espace, style discothèque ? Probablement pas avant un certain temps…

Michel Alberganti

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