Les rayons du soleil révèlent le nuage émis par une locomotive à bio-diesel

Comme les milliards de particules qui peuplent l’air que nous respirons, surtout en ville, les suies émises par les moteurs diesel font particulièrement débat depuis que l’Organisation mondiale de la santé (OMS) les a classées comme cancérogènes certains pour l’homme (lire l’article de Gilles Bridier à ce sujet). L’une des difficultés pour appréhender ce type de pollution atmosphérique réside dans son caractère invisible et souvent inodore. Or, on le sait bien, ce que l’on ne voit pas est moins inquiétant que ce que l’on voit. Pourtant, ces particules, dangereuses pour la santé, jouent également un rôle dans le changement climatique. D’où l’intérêt de pouvoir mieux les observer. C’est justement le but des travaux publiés par le Centre pour le laser à électrons libres (CFEL) de Hambourg dans la revue Nature de cette semaine.

Laser à rayon X

“Pour la première fois, nous pouvons réellement voir la structure de particules individuelles flottant dans l’air, leur habitat naturel”, déclare Henry Chapman, un chercheur de l’Électron-synchrotron allemand (DESY), membre du CFEL. Pour y parvenir, les scientifiques ont dû trouver un moyen plus efficace que la lumière visible  ou les rayons X. Finalement, la solution a été apporté par le plus puissant laser à rayon X actuel, le LCLS, issu de l’accélérateur SLAC fondé par le ministère de l’énergie américain (DOE) à Stanford. De tels lasers utilisent les électrons libres, c’est à dire non liés à un atome, produits par un accélérateur de particules. Au LCLS, ces électrons émettent ensuite des photons ayant la longueur d’onde des rayons X. A Hambourg, un système similaire est en cours de construction, le XFEL, qui doit entrer en service en 2015. Il existe également un projet de ce type en France en collaboration avec le Synchrotron Soleil.

Le principe du laser à électrons libres

Particules de moins de 2,5 microns

La partie dans laquelle les électrons ondulent mesure de 3 à 4 km, ce qui fait du laser à électrons libres un instrument qui n’est pas vraiment portatif… Néanmoins, les chercheurs du CFEL sont parvenus à une première sur les particules de moins de 2,5 microns (millièmes de mm) qui correspondent à celles qui pénètrent dans nos poumons et qui arrivent en seconde position, après le CO2, parmi les acteurs du réchauffement climatique. Pour l’expérience, les chercheurs ont fabriqué eux-mêmes des particules de suie à partir d’un morceau de graphite et ils les ont dispersées, mélangées à du sel, dans un flux d’air. C’est cet aérosol qui a été intercepté par le rayon laser à électrons libres. L’interaction entre les pulsations du laser et les particules ont produit une diffraction de la lumière que les scientifiques ont enregistrée. A partir de ces motifs de diffraction, ils sont capables de reconstituer la structure de la particule qui les a engendrés.

Les figures de diffraction rendent visible la structure de particules de suie

“La structure des particules détermine comment elle disperse la lumière”, explique Andrew Martin, un autre signataire de l’étude travaillant au DESY. “Et ce phénomène explique comment l’énergie solaire est absorbée par l’atmosphère terrestre et joue ainsi un rôle majeur dans les modèles climatiques. De même, il existe de nombreux liens entre ces particules d’environ 2 microns et les effets négatifs sur la santé”, note le chercheur. Grâce au laser à électrons libres, la forme et la composition de particules individuelles ont pu être analysées. Cela pourrait permettre de mieux comprendre comment elles interfèrent avec les fonctions des cellules dans les poumons.

Dimension fractale importante

L’équipe du CFEL a ainsi analysé 174 particules dont elle a également mesuré la compacité en utilisant une propriété appelée “dimension fractale” et qui décrit comment un objet rempli l’espace. Les chercheurs ont été surpris par les valeurs obtenues, supérieures à ce qu’ils attendaient. La preuve d’une compacité importante. De même, la structure des particules s’est révélée étonnamment variable ce qui révèle un nombre important de déformations dans l’air.

Réchauffement climatique et suies de moteurs diesel

Ces travaux laissent entrevoir la possibilité de mieux visualiser l’évolution de la formation des suies dans un moteur diesel, par exemple, et même d’analyser les premières étapes de la formation des cristaux de glace dans les nuages. Ils pourraient affiner les modèles climatiques qui en ont besoin en matière d’interaction entre l’énergie solaire et l’atmosphère terrestre. Pour les constructeurs automobiles, de précieuses informations sur les fameuses suies émises par les moteurs diesel pourraient permettre d’en réduire la quantité ou d’en atténuer la dangerosité pour la santé humaine.

Michel Alberganti

C’est un des articles qui a fait le “buzz” du début de la semaine sur le site Internet du Monde. Son titre : “Pour sauver la planète, mieux vaudrait que les Américains cessent de se reproduire”. Le papier racontait qu’une association américaine de défense de l’environnement profitait de l’effet “7 milliards d’habitants” pour demander aux personnes habitant aux Etats-Unis de réfléchir à deux fois avant de procréer, étant donné qu’elles ont le plus fort impact en termes d’émissions de gaz carbonique. On pouvait y voir une série d’affichettes vantant les mérites des préservatifs pour la préservation (justement !) d’espèces animales, le tout avec des slogans à rimes dont voici un exemple traduit en français par mes soins : “Enveloppez soigneusement… Sauvez l’ours blanc.”

Au-delà de ces publicités, on a pu constater, au fil des dernières années, une multiplication des campagnes médiatiques pour, je cite, “sauver la planète”. Pour “sauver la planète”, ne mangeons plus de viande car une vache élevée, c’est x hectolitres d’eau, y tonnes de CO₂, z flatulences et éructations remplies de méthane. Pour sauver la planète, préférons le vélo à l’auto sur les petits trajets. Pour sauver la planète, isolons bien nos maisons et ne les chauffons qu’à 19°C. Pour sauver la planète, préférons des appareils électro-ménagers moins gourmands en électricité ou des ampoules basse consommation. Pour sauver la planète, recyclons nos déchets. Pour sauver la planète, lavons-nous moins souvent et nos vêtements aussi. Pour sauver la planète, consommons local. Pour sauver la planète, sortons du capitalisme (pour reprendre le titre d’un livre de mon confrère du Monde, Hervé Kempf). Etc.

A lire tous ces slogans, j’ai envie de dire une chose. Ceux qui les ont écrits se trompent de sauvetage. Ce n’est pas la planète qu’il faut sauver en agissant ainsi, mais bien l’humanité et, plus précisément, si l’on enlève l’hypocrisie, notre style de vie très confortable : je doute en effet que la majorité des humains mangent de la vache tous les jours, roulent en voiture, chauffent leurs maisons, aient quantité de grille-pain, de mixers et de machines à laver. Pour être très clair : la planète n’est pas à sauver parce qu’elle n’est pas en danger. Même si certains considèrent que nous sommes entrés dans une nouvelle ère géologique, l’anthropocène, marquée par la capacité de l’homme à bouleverser son écosystème, à le polluer, à modifier la composition atmosphérique, à détruire massivement des espèces et des ressources naturelles, à créer des tremblements de terre, la planète n’en a cure. Pour la simple raison qu’elle a connu des révolutions bien plus profondes, des changements climatiques drastiques, cinq grandes extinctions de masse, des hivers nucléaires sans nucléaire mais avec volcans, des perturbations orbitales, des bombardements de météorites ou d’astéroïdes, des glaciations incroyables des dislocations de continents, et qu’elle s’en est toujours remise. La vie a toujours repris ses droits même lorsque, il y a 250 millions d’années, 96% des espèces marines ont disparu ainsi que 70% des vertébrés terrestres.

Pourquoi ? Parce que ce système naturel qu’est la Terre s’ajuste aux conditions qui lui sont imposées. Dans le cas du réchauffement climatique, la planète retrouvera, dans quelques siècles, un équilibre. Simplement, il sera bien loin de celui que nous connaissons et nos descendants risquent d’y laisser des plumes : parce que les extrêmes climatiques seront plus fréquemment atteints, parce que les villes côtières seront fragilisées par la montée des océans quand elles ne disparaîtront pas, parce que l’accès aux ressources naturelles de base telles que l’eau potable et la nourriture sera nettement plus problématique voire une source de conflits, parce que les services rendus gratuitement par la nature seront réduits en raison de la perte de biodiversité.

Invoquer la sauvegarde de la planète pour inciter les gens à un mode de vie plus respectueux de l’environnement est un argument défectueux. Ne pas expliciter qu’en ayant dépassé les limites de notre biosphère nous mettons en péril la survie même de notre propre espèce s’avère une manière de fermer les yeux sur nos responsabilités et sur les défis qui nous attendent. Comme une façon étrange de nous extraire de notre écosystème et d’oublier que nous constituons l’une des “cibles” des changements globaux, parce que nous sommes fragiles. C’est bien l’humanité qu’il faut sauver. La planète, elle, se sauvera toute seule.

Pierre Barthélémy

– La nouvelle scientifique de la semaine est incontestablement cette annonce selon laquelle des neutrinos auraient été mesurés en excès de vitesse : plus rapides, de 6 kilomètres par seconde, que la vitesse de la lumière, censée être la limite infranchissable selon la théorie de la relativité énoncée par Albert Einstein il y a un siècle. Après le déferlement médiatique des premières heures, les physiciens commencent à reprendre les choses en main avec la prudence qui s’impose. Bien des vérifications restent à faire et quelques hypothèses peuvent expliquer le phénomène sans qu’on ait besoin de mettre tout de suite la relativité à la poubelle ni tirer plus que nécessaire sur ce pauvre Albert. Lequel, au cours de sa vie, a commis des erreurs bien plus graves sur lesquelles je reviendrai dans mon prochain billet. Comme quoi tout est vraiment relatif…

–L’autre buzz de la semaine concernait la rentrée dans l’atmosphère du satellite UARS, qui allait tomber sur la tête de tout le monde si l’on en croyait l’excitation médiatique. Résultat : à l’heure où j’écris, personne ne sait où il a chu…

– Des myriades de microparticules de plastique polluent les côtes. C’est une menace pour les poissons et les oiseaux marins qui les ingurgitent car ces minuscules déchets fixent des polluants chimiques qui s’accumulent dans les organismes.

– Oasis en plein désert, Las Vegas a longtemps pompé inconsidérément sur ses réserves en eau. La ville du jeu fait désormais machine arrière pour préserver l’or bleu. Et se prépare aussi à aller chercher de l’eau encore plus loin, avec un projet de pipeline de 500 kilomètres.

– La NASA a découvert qu’un certain nombre de ses astronautes présentaient des problèmes de vision après des séjours, même courts, en impesanteur. Embêtant si on veut les envoyer sur Mars et qu’ils y arrivent aveugles…

– Est-ce pour des raisons politiques que Goya a peint le portrait de Don Ramon Satue par dessus celui d’un haut dignitaire français (peut-être Joseph Bonaparte lui-même, qui fut quelques années roi d’Espagne) ? Le tableau caché vient d’être découvert par spectrométrie de fluorescence X.

– Pour finir : je ne saurai trop vous conseiller la lecture, tous les vendredis, du nouveau supplément scientifique du Monde, d’abord parce que cela comble un vide dans l’offre du quotidien vespéral, mais surtout parce que j’y tiens une chronique sur la science improbable. Pour le premier numéro, un article sur ces chercheurs qui sont allés dans des clubs de striptease pour vérifier que la femme avait vraiment ses “chaleurs”, à l’instar des autres mammifères femelles (désolé, le lien ne fonctionne que pour les abonnés)… Que ne chercherait-on pas comme prétexte pour se rincer l’œil…

– Partie dans l’espace vendredi 5 août, la sonde Juno va tenter de percer les secrets de Jupiter qu’elle atteindra en 2016.

– L’oxygène est un élément commun dans l’Univers, fabriqué dans les forges thermonucléaires des étoiles en fin de vie. Mais, jusqu’à présent, on n’avait jamais détecté dans l’espace les molécules de dioxygène (O₂) que nous respirons à longueur de temps. C’est désormais chose faite grâce au télescope spatial Herschel de l’Agence spatiale européenne (ESA).

– La pollution au pétrole du delta du Niger est telle que le nettoyage de la zone pourrait prendre trente ans, selon le Programme des Nations unies pour l’environnement.

– Autre travail qui prendra trois décennies, l’étude de l’impact des faibles doses de radioactivité sur les populations vivant dans la région de Fukushima.

– Le coton transgénique Bt est bon pour la santé de ceux qui le cultivent : en étant génétiquement modifiée pour résister aux parasites, la plante nécessite moins de pesticides. Du coup, selon une étude réalisée en Inde entre 2002 et 2008, ce sont 2,4 millions de cas d’empoisonnement aux pesticides qui ont été évités chaque année dans ce pays grâce au coton OGM.

– Pour la première fois, le crâne complet d’un grand singe datant de quelque 20 millions d’années a été découvert, en Ouganda.

– A signaler, dans Le Monde, le portrait de Cédric Villani, médaille Fields (l’équivalent du Nobel des mathématiques) et ardent promoteur des sciences.

– Il y a quelques jours, une étude disant que les utilisateurs du navigateur Internet Explorer avaient un QI moins élevé que les autres a fait, comme on dit sur la Toile, le “buzz”. Il s’agissait en réalité d’un canular… Des sites comme TF1, lepost.fr, atlantico.fr, la BBC (qui a fait son mea culpa), CNN, etc, sont tombés dans le panneau. La prochaine fois, ils vérifieront peut-être d’où viennent les données et, surtout, si elles ont été publiées dans une revue scientifique…

– Et, pour finir, les chercheurs continuent leur traque de l’orgasme féminin, en suivant désormais sa piste jusque dans le cerveau…

Pierre Barthélémy

– Un accord modeste mais un accord quand même. Après la déception de Copenhague en décembre 2009, la conférence de Cancun, au Mexique, sur le changement climatique s’est terminée sur l’adoption d’une série de mesures pour lutter contre le réchauffement.

– Pendant ce temps-là, la NASA annonçait que l’année météorologique 2010, qui se terminait le 30 novembre, était la plus chaude jamais enregistrée en 130 ans de mesures.

– Pour terminer avec le climat, une étude vient de montrer qu’en fondant, les glaciers libèreront des polluants organiques persistants. Ce qui n’améliorera pas la santé des ours polaires ni celle du Père Noël. D’ici à ce que l’on dise que le réchauffement donne le cancer…

– Un grand débat qui agite le petit monde des cosmologistes ces temps-ci concerne l’origine de notre Univers. Certains considèrent que celui-ci est né de la collision de super-trous noirs existant dans un Univers précédent, lui-même créé de la même manière, etc. Deux chercheurs pensaient avoir trouvé des indices en faveur de cet Univers cyclique dans le rayonnement fossile qui baigne le cosmos. D’autres équipes interprètent ces données différemment…

– L’aspirine, c’est bon pour faire passer le mal de tête qui vous a pris en essayant de comprendre un article sur la cosmologie. Selon une étude anglaise, une petite dose quotidienne d’acide acétylsalicylique permet de réduire sensiblement le risque de décès par cancer.

– Pour la première fois, une équipe allemande a pu suivre un accouchement par IRM, dans une machine aménagée pour l’occasion. L’idée est de comprendre pourquoi, dans un certain nombre de cas, les bébés ne parviennent pas à se frayer un chemin par les voies naturelles, ce qui entraîne des césariennes.

– Et si la sortie d’Afrique de l’homme moderne s’était faite par le golfe Persique, à l’époque où celui-ci n’était pas une mer mais une immense oasis ? C’est l’idée d’un archéologue britannique, publiée dans Current Anthropology. Une manière de déplacer l’Atlantide et dans l’espace et dans le temps…

Pierre Barthélémy

Je me pose la question à chaque fois que je le vois passer, sur son traîneau volant, dans son grand manteau rouge : quel est l’indice de masse corporelle du Père Noël ? Le brave homme n’a jamais le temps de se laisser peser ni mesurer mais je suppose, à sa silhouette, que son IMC est supérieur à 25, voire 30, ce qui fait de ce barbu aux joues rougies par le froid, un candidat idéal au régime. Malheureusement, le Père Noël est trop occupé pour prendre rendez-vous chez le diététicien et il va falloir réfléchir un peu pour comprendre les causes de son obésité. Car, oui, reconnaissons-le, Santa Claus mange trop, et surtout trop gras (et en plus de cela, il ne fait de l’exercice qu’un seul jour par an).

Penchons-nous un instant sur son alimentation. Ce n’est un secret pour personne, pas même pour les petits enfants, le Père Noël vit quelque part dans le cercle polaire arctique, non loin du pôle Nord. Pour le moment, Wikileaks n’a pas encore divulgué les coordonnées géographiques exactes de sa maison, mais cela ne saurait tarder. Dans cette région du monde, pas grand chose ne pousse et c’est pour cette raison que le Père Noël se nourrit essentiellement de viande et de poisson, car son budget “végétaux” passe quasi intégralement dans le fourrage de ses rennes.

Qu’y a-t-il donc à manger dans la région ? Côté pêche, ses poissons préférés sont l’omble chevalier et la morue polaire. Mais le Père Noël a aussi un faible pour le hakarl, une spécialité culinaire islandaise à base de viande de requin du Groenland. Cela vous a un goût de vieux fromage pourri et une forte odeur d’ammoniaque car il faut dire que le requin sue son urine au lieu de l’excréter par un orifice… Côté chasse, le gibier ne manque pas et le Père Noël se fait souvent aider de ses lutins pour le tuer : des oiseaux comme le goéland bourgmestre, la macreuse à ailes blanches, différentes espèces de guillemots, le fulmar boréal, des animaux à quatre pattes comme le renard arctique ou un petit ours polaire de temps en temps (ne le dites pas au WWF…) et des mammifères marins bien gras, comme l’orque, le béluga, la baleine boréale ou le phoque annelé.

Le problème, c’est que ces animaux, quasiment tous situés au sommet de la pyramide alimentaire, stockent dans leur organisme beaucoup de produits chimiques. Car si l’Arctique est une région apparemment immaculée avec ses grands espaces glacés et un nombre réduit d’habitants humains, une quantité considérable de polluants venus d’Europe de l’Ouest, d’Amérique du Nord et d’Asie s’y retrouve, apportée là par les vents et les courants marins. Absorbés par les végétaux et animaux situés tout en bas de la chaîne alimentaire, ces produits la remontent en se concentrant dans l’organisme des prédateurs. Ce jusqu’au Père Noël qui est LE super-prédateur du coin.

Une équipe de chercheurs canadiens, norvégiens et danois a rassemblé, dans une vaste analyse publiée en 2009 par la revue Science of the Total Environment, un très grand nombre d’études réalisées sur le sujet au cours des dernières années. L’ensemble fait une cinquantaine de pages et, si on peut regretter que ces scientifiques n’aient pas pu mettre la main sur un des lutins du Père Noël pour lui faire subir un check-up complet voire le disséquer, il donne une bonne idée de ce que risquent ceux qui prélèvent leur nourriture sur la faune arctique. Si l’on prend l’exemple de l’ours polaire, qui est un bon analogue de Santa Claus, étant donné que les deux ont à peu près le même régime alimentaire, la même toison blanche et la même corpulence, il y a de quoi se faire du souci pour l’état de santé du Père Noël.

Ursus maritimus est devenu un cas d’école pour ce qui concerne l’accumulation des polluants organiques persistants, connus sous leur acronyme de POP. Non content de devoir se débrouiller avec le réchauffement climatique qui fragilise la banquise et réduit sa période de chasse, l’ours polaire est sûrement un des quadrupèdes les plus contaminés par des produits toxiques sur la planète. Parmi ces produits, on trouve le tristement célèbre PCB, le non moins connu DDT, le PFOS ou le HCH. Les effets de ces molécules sur la santé de l’ours et, partant, sur celle du Père Noël, sont multiples : problème de régulation des vitamines ; perturbation du système endocrinien touchant les hormones thyroïdiennes et les hormones sexuelles ; conséquences sur la fertilité et les organes de la reproduction, le foie, les reins, le système immunitaire et les os.

Chaque année, l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) publie sa liste rouge des espèces menacées. Aux dernières nouvelles, l’ours polaire était classé dans la catégorie “Vulnérable” mais le Père Noël n’apparaissait nulle part. Pourtant, il est urgent de se préoccuper de sa santé : tant qu’il n’aura pas formé son successeur, il n’y aura que lui pour remplir nos chaussons dans la nuit du 24 au 25 décembre…

Pierre Barthélémy

lire le billet

Au hasard de mes pérégrinations numériques, je suis tombé sur un petit documentaire pédagogico-écolo-rigolo sur l’eau, plus précisément sur la manière dont les marchands de bouteilles avaient réussi le marketing d’un produit auquel tout être humain devrait avoir accès pour un prix s’approchant le plus possible de zéro. Je vous laisse le regarder, cela dure 8 minutes et c’est en anglais.

Bien sûr, tout cela n’a rien de nouveau mais, étant donné que nous sommes régulièrement confrontés à des vagues d'”informations” mettant en doute la qualité de l’eau du robinet, il n’est sans doute pas inutile d’expliquer qui en est le plus souvent à l’origine… Pour rappel, cette eau est, en France du moins, d’excellente qualité (sauf cas exceptionnels). Chacun d’entre nous en consomme en moyenne 150 litres par jour (eh oui) et un pour cent seulement de cette quantité finit dans notre gosier… Pour ce qui concerne l’eau en bouteille, son prix d’achat est aussi élevé que son impact écologique, elle est loin d’être toujours de meilleure qualité et devrait être réservée aux endroits où l’eau du robinet s’avère impropre à la consommation. Et, pour la petite histoire, certains industriels de la boisson ont si bien compris leur intérêt qu’ils se sont mis à vendre… de l’eau du robinet en bouteilles !

Alors que les cris de victoire de British Petroleum (BP) au sujet de l’arrêt de la marée noire dans le golfe du Mexique n’ont cessé de retentir depuis le 15 juillet, je me permets et vous soumets quelques liens en relation avec cette catastrophe écologique sans précédent dans la région.

– Dans le New York Times, un reportage consacré aux chercheurs qui autopsient les animaux morts. Ne pas rater l’infographie qui accompagne l’article et explique comment la faune est touchée par la marée noire.

– A la “une” de son site Internet, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a placé un dossier spécial sur le sujet.

– La NASA a aussi ouvert un site sur le sujet, essentiellement alimenté avec des photos vues du ciel. A noter, une animation en images des premiers jours de la marée noire.

– Un magnifique reportage photo au long cours de Carolyn Cole et Rick Loomis, du Los Angeles Times. Le cliché du pélican englué ci-dessus en est extrait.

– La saison des cyclones étant ouverte dans la région, le Scientific American se demande quel effet pourrait avoir un ouragan sur la marée noire.

– Et, pour terminer, un reportage de Cindy Chang, du Times Picayune, en Alaska, vingt et un ans après la catastrophe de l’Exxon Valdez. Juste pour se faire une idée de ce qui attend les habitants des côtes sinistrées…

Pierre Barthélémy