[popupbiographie id=887]Barbara McClintock[/popupbiographie] (1902-1992), am&eacute;ricaine, est pionni&egrave;re de la &laquo; cytog&eacute;n&eacute;tique &raquo;, c'est-&agrave;-dire l'&eacute;tude de la [popupdefinition id=152]g&eacute;n&eacute;tique[/popupdefinition] au sein m&ecirc;me de la cellule. Elle consacra sa carri&egrave;re &agrave; l'&eacute;tude des [popupdefinition id=116]chromosomes[/popupdefinition] de [popupdefinition id=15788]ma&iuml;s[/popupdefinition], ce qui lui permit de d&eacute;couvrir les ph&eacute;nom&egrave;nes de [popupdefinition id=4797]recombinaison[/popupdefinition] au cours de la [popupdefinition id=193]m&eacute;iose[/popupdefinition], le lien entre les r&eacute;gions chromosomiques et les traits ph&eacute;notypiques. La d&eacute;couverte de l'existence des transposons, ou &laquo; [popupdefinition id=151]g&egrave;nes[/popupdefinition] sauteurs &raquo;, lui valut le prix Nobel de m&eacute;decine en 1983. &copy; [popupbiographie id=84]Jean-Pierre Rubinstein[/popupbiographie], Christiane Tuquet, Christiane Lichtl&eacute;, laboratoire Organismes photosynth&eacute;tiques et environnement, ENS.

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Barbara McClintock

Les gènes sont l’unité de base de l’hérédité. C’est eux que vos parents vous ont transmis et qui font que vous leur ressemblez un tant soit peu. Ils sont responsables de vos traits physiques, du fonctionnement de vos cellules et aussi de certaines maladies. Dans les cellules humaines les gènes sont situés sur des locus, un endroit bien précis d’un chromosome. Les chromosomes, eux, sont installés dans le cœur de nos cellules, le noyau.Si le noyau de la cellule est « la bibliothèque » qui renferme le patrimoine génétique d’un individu, le chromosome « un livre » et le gène « une page » d’un de ses livres.Le gène, l'origine de notre diversitéChez la plupart des êtres vivants, les gènes sont composés d’ADN. Il n’y a que chez les virus où l’information génétique peut être portée par de l’ARN. Le nombre de gènes est plus ou moins important selon la complexité de l’organisme. Par exemple, il n’y a que sept gènes dans le virus Ebola contre plus de 20.000 chez l’Homme. Un gène est dit « codant » lorsque sa traduction conduit à la formation d’une protéine.Lors de la traduction, l’ARN, transcrit à partir de l’ADN, est lu par le ribosome. Toutes les trois paires de bases, appelées aussi codon, il ajoute un acide aminé sur une chaîne qui formera une protéine fonctionnelle. Les acides aminés ne sont pas ajoutés au hasard, mais selon le code génétique universel. Chaque trio de paire de bases correspond à un acide aminé.L’enchaînement des bases de l’ADN détermine donc le rôle et la forme de la protéine obtenue, ainsi que toutes les choses qui nous caractérisent. 

Gène

Je m'intéresse aux sciences naturelles. En 1973 j'ai obtenu un diplôme d'études approfondies en biologie végétale option écologie.
Je suis technicien (botaniste) à l'université Pierre et Marie Curie (Paris-VI). J'ai exercé dans une préparation au concours de recrutement d'enseignants de sciences naturelles du secondaire. Par goût j'ai suivi des enseignements de didactique des disciplines et d'histoire des sciences.

Jean-Pierre Rubinstein

La génétique est la science de l'hérédité. Elle étudie les caractères héréditaires des individus, leur transmission au fil des générations et leurs variations (mutations). C'est l'étude de cette transmission héréditaire qui a permis l'établissement des lois de Mendel. La mise en évidence de l’ADN, qui est le support de l’information génétique, a permis le développement de la génétique moléculaire.La génétique s’intéresse à tous les êtres vivants, procaryotes ou eucaryotes. Les virus possèdent également un patrimoine génétique sous forme d’ADN ou d’ARN.Chez l’Homme, le noyau cellulaire contient 23 paires de chromosomes ; chaque individu possède un lot de chromosomes provenant de son père et un lot provenant de sa mère. Chez les eucaryotes, tout le génome n'est pas dans le noyau : mitochondries et chloroplastes contiennent aussi de l'ADN. De la transmission de caractères à la génétique moléculaireLe génome contient de nombreux gènes ; un gène contient l’information nécessaire pour produire un polypeptide. Dans la cellule, pour produire un polypeptide à partir d’un gène, l’ADN est d’abord transcrit en ARN qui ensuite est traduit par des ribosomes en polypeptide. Au laboratoire, de nombreuses techniques de biologie moléculaire permettent de manipuler et d’analyser les gènes : utilisation d’enzymes de restriction, clonage de gènes dans un plasmide, production d’ADN par PCR, séquençage de l’ADN…Le génie génétique a permis le séquençage du génome humain, de diagnostiquer des maladies génétiques ou d’imaginer des techniques de thérapie génique. Les manipulations du génome permettent de créer des organismes génétiquement modifiés (OGM). Aujourd’hui, les manipulations génétiques sont facilitées chez les animaux et les végétaux grâce au développement de la technique d’édition génomique CRISPR-Cas9.

Génétique

Un chromosome est une structure constituée d'ADN et de protéines. Chez les bactéries, la grande molécule d’ADN circulaire qui baigne dans le cytoplasme est appelée chromosome bactérien. La bactérie possède aussi souvent de petits ADN circulaires dans son cytoplasmique : les plasmides. 
Dans les cellules eucaryotes, les chromosomes se trouvent dans le noyau ; leur nombre varie en fonction des espèces. En dehors des moments où la cellule se divise, les chromosomes ne peuvent pas être visualisés individuellement. Lorsque la division cellulaire se prépare, ils se condensent et deviennent distincts. Au moment de la division cellulaire (mitose), les chromosomes, formés de deux chromatides identiques reliées au niveau du centromère, se coupent en deux : chaque chromatide part dans une cellule-fille. Une phase de synthèse d'ADN permettra ensuite de doubler l'ADN de la cellule-fille.
Les chromosomes humains
Une cellule humaine contient 23 paires de chromosomes (2n = 46 chromosomes), dont 22 sont communes aux deux sexes : les paires d'autosomes. Les deux chromosomes restants sont les chromosomes sexuels. Chez la femme, ce sont deux chromosomes X. Chez l'homme, ils sont différents, l'un est un chromosome X et l'autre, beaucoup plus court est appelé chromosome Y. Dans les gamètes comme le spermatozoïde, seuls 23 chromosomes sont présents (n). En effet, au cours de la méiose, une division cellulaire indispensable à la formation des gamètes, les deux chromosomes d’une même paire se séparent.
Certaines maladies génétiques sont liées à des aberrations chromosomiques. Par exemple, la trisomie 21 est due à la présence d’un chromosome 21 surnuméraire. De même, le syndrome de Klinefelter touche des garçons qui possèdent trois chromosomes sexuels : XXY. Les femmes atteintes du syndrome de Turner n’ont qu’un chromosome X.

Chromosome

Barbara McClintock (1902-1992), Américaine, est l’une des pionnières de la « cytogénétique » (étude de la génétique au sein même de la cellule). Elle consacra sa carrière à l’étude des chromosomes de maïs, ce qui lui permit de découvrir les phénomènes de recombinaison au cours de la méiose, le lien entre les régions chromosomiques et les traits phénotypiques. La découverte de l’existence des transposons lui valut le prix Nobel de médecine en 1983.

Barbara  McClintock

Le terme « recombinaison » s'emploie dans des domaines divers, comme la génétique et la cosmologie.
Génétique
La recombinaison est un échange d'information génétique (brin d'ADN) entre deux secteurs différents du génome. Un exemple fréquent se déroule lors de la méiose entre chromosomes homologues (crossing over).
Cosmologie
La recombinaison en cosmologie est la période très ancienne de l'univers où la température a suffisamment baissé pour permettre la formation d'atomes neutres. 
La date avancée depuis les dernières données de WMap est de 380.000 ans après le Big Bang, lorsque la température était d'environ 3.000 degrés. À ce moment-là, l'univers n'est plus opaque au rayonnement et les photons peuvent se déplacer sur de longues distances avant d'être absorbés ou diffusés par la matière. Les photons de cette époque existent toujours, ils forment le fameux rayonnement fossile possédant un spectre de corps noir, dit spectre de Planck.
Le terme recombinaison est évidemment impropre, c'est peut-être un vestige de la théorie du Big Bang de Gamow. Dans celle-ci, l'univers « commençait » par un gaz dense et chaud de neutrons se désintégrant rapidement par radioactivité bêta pour donner les protons et les électrons du cosmos. Ultérieurement, étant recapturés par les protons pour former des atomes, il s'agissait effectivement d'une recombinaison.
C'est le début des Âges sombres, car aucune étoile n'existe encore. Cela prendra fin avec la « renaissance cosmique », au cours de la réionisation.

Recombinaison

Originaire d’Amérique centrale et des Antilles, le maïs est une céréale qui a été domestiquée 7.000 ans avant Jésus-Christ.
Histoire et culture du maïs
Christophe Colomb l’a rapporté en Europe en 1493 où il a été cultivé intensivement dès la fin du XVIe siècle. Aujourd’hui, il est fréquemment consommé sur le Vieux Continent, sans pour autant que ses adeptes en apprécient les bienfaits pour leur santé.
Les bienfaits du maïs
 Le maïs est réputé pour calmer les irritations et traiter les inflammations du système urinaire mais aussi les rhumatismes et la goutte. Il est, en outre, apprécié pour ses vertus cholérétiques – qui stimulent la sécrétion de la bile –, et pour sa capacité à réduire la pression artérielle.
Son pouvoir diurétique a été constaté notamment dans une étude serbe menée en 2004 chez la souris. Selon les scientifiques, cette action pourrait être due à ses hétérosides, ses flavonoïdes et la forte teneur en sels de potassium. 
 L'huile de maïs, hydratante et anti-inflammatoire
 L’huile de maïs est utilisée comme agent hydratant de la peau dans les produits cosmétiques. Certains composants de cette huile, appelés « insaponifiables », sont également utilisés pour leurs effets anti-inflammatoires dans le traitement de la parodontopathie. Cette pathologie se caractérise par des lésions inflammatoires de la gencive et des tissus de soutien de la dent.
Des grains de maïs pour soigner les bleus ?
Max Rombi rappelle en outre dans son ouvrage, 120 plantes médicinales, que des cataplasmes sont confectionnés à partir de grains de maïs frais dans certains usages traditionnels pour soigner « bleus, œdèmes et furoncles ». 
Une céréale bonne pour le cœur 
Les styles et les stigmates de fleurs femelles de cette plante sont récoltés pour leurs saponines, leur huile essentielle et leurs tanins notamment. Ceux-ci sont cardiotoniques et hypotenseurs. 
Sources : 
120 plantes médicinales de Max Rombi et Dominique Robert, éditions Alpen, 525 pages ; Plantes médicinales, Gründ, 312 pages ; Maksimovic Z., Dobric S., Kovacevic N., Milovanovic Z. Diuretic Activity of maydis stigma extract in rats. Pharmazie 2004; 59(12):967-71; Maksimovic Z., Malenovic A., Jancic B., Kovacevic N. Quantification of allantoin in various Zea mays L. hybrids by RP-HPLC with UV detection. Pharmazie 2004;59(7):524-7.

Maïs

La méiose est le processus de double division cellulaire permettant la formation de gamètes, ou cellules sexuelles chez les organismes eucaryotes. Elle se distingue de la mitose, division cellulaire somatique, qui ne se déroule qu’en un temps. À partir d’une cellule mère diploïde, on obtient quatre cellules filles haploïdes au matériel génétique différent.
La première division de méiose : la division réductionnelle
Lors de la première division méiotique, une cellule diploïde (présentant deux exemplaires de chaque chromosome) va subir des modifications pour devenir haploïde (un seul exemplaire de chaque chromosome). Ainsi, après duplication de l’ADN et condensation en chromatides, les chromosomes homologues vont s’enjamber en certains points et échanger du matériel génétique. Ils se retrouvent ensuite séquestrés sur un plan équatorial. Les chromosomes homologues vont être séparés et chacun va migrer vers un des deux pôles de la cellule. On obtient alors un premier brassage génétique : le brassage interchromosomique.
La deuxième division de méiose : la division équationnelle
Cette seconde division méiotique ressemble davantage à la mitose, sauf qu’elle se produit pour des cellules désormais haploïdes. Ainsi, les chromatides sont séparées et chacune d’elles se retrouve dans une nouvelle cellule, appelée gamète.
Ce processus génère de la diversité génétique. Il permet d’aboutir à la formation de cellules haploïdes, conçues pour fusionner avec d'autres, de manière à obtenir des cellules diploïdes après fécondation.

Méiose

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Jane Goodall est une primatologue, &eacute;thologue et anthropologiste britannique. Elle a consacr&eacute; sa vie &agrave; l'&eacute;tude des [popupdefinition id=10376]chimpanz&eacute;s[/popupdefinition] et publi&eacute; de nombreux travaux qui ont transform&eacute; la vision que les Hommes se font des [popupdefinition id=2141]primates[/popupdefinition] et des animaux en g&eacute;n&eacute;ral. Dans les ann&eacute;es 1960, en &eacute;tudiant les chimpanz&eacute;s du parc national Gombe, en Tanzanie, elle d&eacute;couvre, notamment, qu'ils savent fabriquer un outil, en l'occurrence un attrape-[popupdefinition id=15969]fourmis[/popupdefinition].Grande militante du droit des animaux, elle est messag&egrave;re des Nations unies pour la paix.&copy; Nick Stepowyj, Flickr, licence CC 2.0 ;&nbsp;Martin Pettitt, Flickr, licence CC 2.0

Jane Goodall - Photos Futura

Chimpanzé commun (Blummenbach 1776) - Pan troglodytes
Ordre : PrimatesSous-ordre : HaplorrhiniInfra-ordre : SimiiformesSuperfamille : HominoideaFamille : HominidaeGenre : PanTaille : 1,30 à 1,60 mPoid...

Chimpanzé

Les primates correspondent à un ordre de mammifères, regroupant entre autres les singes, les lémuriens, les loris, les tarsiers ou l’Homme. Étymologiquement, le terme signifie « première place » et ne...

Primate

La fourmi est un insecte hyménoptère, qui vit en société dans une fourmilière dans laquelle se trouvent mâles, femelles… et ouvrières. Les fourmis ouvrières ne peuvent pas se reproduire ; elles n’ont ...

Fourmi

Jane Goodall

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Grande primatologue sp&eacute;cialiste du comportement des [popupdefinition id=10337]gorilles[/popupdefinition], [popupbiographie id=883]Dian Fossey[/popupbiographie] (1932-1985), n&eacute;e en Californie fut la premi&egrave;re &agrave; montrer un possible contact paisible entre un gorille sauvage et un humain. Elle fait partie des pionni&egrave;res de l'&eacute;tude in situ des [popupdefinition id=2141]primates[/popupdefinition], avec [popupbiographie id=885]Jane Goodall[/popupbiographie] (pour les [popupdefinition id=10376]chimpanz&eacute;s[/popupdefinition]) et Birut&eacute; Galdikas (pour les orangs-outans).Son combat contre le braconnage lui co&ucirc;ta probablement la vie en 1985, ann&eacute;e o&ugrave; elle fut assassin&eacute;e au Rwanda.&copy; Marfis75, Flickr, licence CC BY 2.0 ; Mary-Lynn, Flickr, CC BY 2.0

Dian Fossey

Les primates correspondent à un ordre de mammifères, regroupant entre autres les singes, les lémuriens, les loris, les tarsiers ou l’Homme. Étymologiquement, le terme signifie « première place » et ne se réfère pas aux caractéristiques de ces animaux.
Origine des primates
Le débat demeure encore sur l’origine des primates. D’un point de vue phylogénétique, on considère que les primates font partie du superordre des euarchontes, et qu’ils ont une parenté avec l’ordre éteint des plésiadapiformes. Certains de ces animaux primitifs, comme Purgatorius, pourraient être les ancêtres des primates, ce qui plaiderait pour une apparition à la fin du Crétacé, vers 65 millions d’années. Au plus tard, les premiers primates sont apparus il y a 55 millions d’années, l’époque où vivait par exemple Archicebus achilles.
Caractéristiques des primates
Les primates représentent un ensemble assez hétérogène en tailles et en habitudes : du petit microcèbe de 13 cm et de 30 g au gorille de 1,75 m et de 250 kg. Tous présentent des aptitudes à la vie arboricole, bien que quelques espèces préfèrent vivre au sol. Parmi les principales caractéristiques communes aux primates, on retrouve :
 des yeux frontaux permettant une vision binoculaire à mettre en rapport avec un développement important des aires visuelles cérébrales ; des membres à cinq doigts terminés par un ongle plat en lieu et place des griffes, avec chez certains une mobilité accrue de la main permettant une préhension efficace, grâce à un pouce opposable. 
En règle générale, les primates disposent d’un cerveau plutôt volumineux leur permettant de résoudre des tâches cognitives complexes. Mais le processus est poussé à l’extrême chez les hominoïdes, les grands singes et l’Homme se distinguant par leurs capacités intellectuelles importantes.
Lémuriens et loris
L’ordre des primates de subdivise en de nombreuses ramifications. D’un côté, on trouve par exemple les loris et les lémuriens, généralement de petite taille et particulièrement adroits dans les arbres.
Tarsiers et singes
L’autre grande subdivision nous amène vers les tarsiers, aux yeux particulièrement développés, et aux signes, qui composent la majorité des espèces de primates. Répartis sur tous les continents (excepté l’Antarctique), on distingue les singes du Nouveau Monde de ceux de l’Ancien Monde, qui comprennent par exemple les grands singes, ou les babouins.
L’Homme
Aujourd’hui, il ne reste qu’un seul représentant du genre humain : Homo sapiens. Mais de nombreuses espèces se sont succédé depuis 2,5 millions d’années et l’apparition d’Homo habilis.

Chimpanzé commun (Blummenbach 1776) - Pan troglodytes
Ordre : PrimatesSous-ordre : HaplorrhiniInfra-ordre : SimiiformesSuperfamille : HominoideaFamille : HominidaeGenre : PanTaille : 1,30 à 1,60 mPoids : 40 à 65 kgLongévité : 50 à 60 ans
Statut de conservation UICN : EN En danger
Description du chimpanzé commun
Le chimpanzé commun est un primate de grande taille au poil uniformément noir, à l’exception du visage, des oreilles, de la paume des mains et de la plante des pieds, des doigts et des orteils qui sont glabres et de couleur rosée, sombre ou tachetée selon la sous-espèce. Le visage est plat et les yeux légèrement enfoncés dans leurs orbites sont surmontés d’arcades sourcilières en forme de bourrelets. La bouche est proéminente et les lèvres extrêmement mobiles. Les oreilles sont larges et rondes. Le corps trapu et arrondi ne possède pas de queue. Les membres sont munis de doigts dont les pouces s’opposent aux autres, eux-mêmes terminés par des ongles, qui permettent une plus grande sensibilité dans la préhension des objets. La longueur des bras atteint une fois et demie la longueur du torse, tandis que les pattes postérieures sont plus courtes et généralement fléchies. Le primate peut adopter une démarche quadrupède dans sa position semi dressée, ou bipède. Mais cette dernière est plus maladroite. C’est un animal puissant aux bras musculeux.
Chimpanzé commun. © Thomas Lersch, GNU FDL Version 1.2
Habitat du chimpanzé commun 
Il existe quatre sous-espèces de chimpanzés que l’on trouve dans des environnements aussi variés que les savanes herbeuses ou boisées ou les forêts tropicales, depuis le niveau de la mer jusqu’à 2.800 mètres d’altitude. Sa distribution géographique recouvre 22 pays de l’Afrique de l’Ouest, de l’Afrique centrale et de l’Afrique de l’Est. 
L’aire du chimpanzé d’Afrique occidentale (Pan troglodytes verus) s’étend grossièrement du Sénégal au Bénin. Le chimpanzé du Nigéria (Pan troglodytes vellerosus) occupe la partie la plus septentrionale de l’Afrique de l’Ouest. Le chimpanzé d’Afrique centrale (Pan troglodytes troglodytes) vit dans les forêts tropicales et pluvieuses du centre, tandis que le chimpanzé de Schweinfurth (Pan troglodytes schweinfurthi) chevauche partiellement le territoire du précédent et se trouve également dans la partie orientale de l’Afrique centrale. En 2002, la primatologue Shelly Williams découvre en République démocratique du Congo, un primate non identifié connu sous le nom de « gorille de l’Uélé ». L’animal a été identifié depuis comme étant un chimpanzé apparenté à la sous-espèce Pan troglodytes schweinfurthi. Il a été appelé « singe de Bili ».
Chimpanzés mâles se chamaillant. © Caelio, CC by-SA 3.0
Comportement du chimpanzé commun
Le chimpanzé commun est un animal sociable qui vit en groupes familiaux composés parfois de près d'une centaine d'individus. Il se déplace sur de vastes territoires à la recherche de nourriture et bâti chaque soir un nid sommaire dans les fourches des arbres. Il semblerait que ce soit le mâle qui domine le groupe, souvent de manière violente car l'animal ne sait gérer les situations de conflits qu'en usant de l'agression. Lorsqu’il est irrité, il frappe le sol et les troncs de toute la puissance de ses poings. Mais bien qu'il ne sache pas toujours user de diplomatie, le primate éprouve pourtant des sentiments altruistes lorsqu'il adopte le petit d'une femelle décédée, ou de tristesse à la mort de l'un des siens. Il possède une large gamme de vocalisations, de mimiques et de gestuelle, qu'il utilise pour communiquer avec les membres de son groupe. Il pratique également l'épouillage et les caresses qui permettent de lutter contre le stress et à renforcer le lien social.
Séance d'épouillage familial. © Ikiwaner, GNU FDL Version 1.2
Le chimpanzé sait utiliser des outils sommaires comme le pratiquaient les premiers Hommes. Il se sert de baguettes pour capturer les termites ou les fourmis dans leur cache, de pierres ou de branches pour briser les coquilles des noix, ou il utilise des morceaux d'écorces qu'il coince entre ses orteils des pieds en guise de « tongs » pour grimper sur les arbres épineux lorsqu'il veut cueillir des fruits dont il raffole. Les primatologues ont recensé l’usage de 65 outils différents. La connaissance de l’utilisation des outils se transmet de génération en génération, et chaque groupe de chimpanzés n’utilisent pas les mêmes outils ni les mêmes techniques. Lorsqu'il chasse du petit gibier (antilope, singe ou même potamochère), il le fait en groupe pour capturer la victime et la mettre à mort. 
Chimpanzé et sa proie. © Ikiwaner, GNU FDL Version 1.2
Reproduction du chimpanzé commun
La reproduction du chimpanzé a lieu toute l’année. La femelle est apte à se reproduire vers 10 et 11 ans, et le mâle un peu plus tard, mais 12 à 13 ans. La gestation dure environ huit mois, au terme desquels la femelle donne naissance à un jeune unique qui pèse entre 1,5 à 2,2 kg. De même que le gorille, le petit chimpanzé est allaité et reste proche de sa mère pendant près de quatre ans. Il peut cependant côtoyer sa mère et le groupe pendant une dizaine d’années avant de s’émanciper. 
Femelle chimpanzé et son petit. © Böhringer Friedrich, CC by SA 2.5
Régime alimentaire du chimpanzé commun
Le chimpanzé est principalement végétarien. Il se nourrit essentiellement de plantes et de fruits mais peut être opportuniste à l’occasion en mangeant également du miel, des œufs, des insectes et même des petits mammifères. Il peut dans certaines circonstances pratiquer l’infanticide et le cannibalisme. Dès 1977, le primatologue Richard Wrangham a constaté que le primate pratiquait l’automédication en ingérant des feuilles, des feuilles mélangées à de la terre, ou encore en rongeant des écorces. L’analyse des composés de ces végétaux a permis d’isoler des molécules utilisées en médecine. 
Femelle et son petit. © Ikiwaner, GNU FDL Version 1.2
Menaces sur le chimpanzé commun 
Le chimpanzé est particulièrement menacé par la destruction de son habitat et le morcèlement de son habitat. Hormis la déforestation, le primate est également fragilisé par le trafic de jeunes animaux destinés à devenir des animaux de compagnie, et le braconnage pour alimenter les citadins en viande de brousse. Les croyances fétichistes et les conséquences du virus Ebola ne sont pas en reste. Mais les solutions pour stabiliser les populations de chimpanzés sont difficiles à mettre en œuvre. C’est pourquoi, le primate qui a déjà disparu de plusieurs pays, est considéré comme en danger. 
Chimpanzé mâle. © Hans Hillewaert, CC by SA 3.0
Le saviez-vous ?
Sous l’égide du paléoprimatologue Louis Leakey, la primatologue Jane Goodall décide d’étudier le comportement des chimpanzés de Gombe en Tanzanie. Après des débuts difficiles, elle parvient à gagner la confiance des singes, et assure certainement la plus longue étude d’animaux sauvages en milieu naturel jamais réalisée. Elle observe un primate utiliser des outils rudimentaires pour capturer des termites et des fourmis, et cette découverte ébranle toutes les connaissances jusque-là acquises, sur un comportement exclusivement attribué à l’Homme. Ses recherches ont permis de démontrer que le chimpanzé est biologiquement très proche de l’Homme, qu’il partage avec lui 94 % de ses gènes, et qu’il démontre des capacités intellectuelles et cognitives. La scientifique créée en 1977, un institut chargé de la recherche, de l’éducation et de la conservation de la faune qui porte son nom.
Jane Goodall. © Jeekc, GNU FDL Version 1.2
Le chimpanzé Ham est le premier singe à avoir voyagé dans l’espace. Le lancement eut lieu le 31 janvier 1961 dans le cadre du second vol opérationnel du programme Mercury. Cette mission était destinée à préparer le vol d’un astronaute américain. Au contraire de Laika, la petite chienne russe qui inaugura le vol de Spoutnik 2 le 3 novembre 1957, Ham qui bénéficiait de la protection d’une combinaison pressurisée, fut récupéré en bonne santé.
Ham le chimpanzé de l'espace. © Nasa, domaine public
La thèse communément admise est que les singes (et le chimpanzé en particulier) constituent le réservoir originel du VIH, par le biais de l’ancêtre simien de ce virus, le VIS (Virus de l’immunodéficience simienne). Il semble également établi que son origine se situe en Afrique centrale, et que son mode de diffusion ait été provoqué soit par l’ingestion de viande de brousse soit lors de morsures provoquées par des singes captifs, voire par l’injection d'un vaccin antipolio en Afrique centrale à la fin des années 1950 qui aurait été élaboré à base de reins de chimpanzés. Si le chimpanzé reste sensible au VIS, certains autres primates qui ont coévolué avec lui, semblent avoir développé une totale immunité. L’infection par le VIH est considérée comme une zoonose. Seule la datation de la transmission du virus du singe à l’Homme reste encore indéterminée. 
Ci-dessous, les principaux parcs nationaux et réserves où l’on peut observer des chimpanzés.
Afrique de l’Ouest 
Sénégal :
Parc national de Niokolo Koba.
Gambie :
Parc national du fleuve Gambie.
République de Guinée Équatoriale :
Parc national du Haut Niger ;forêt classée de Nialama ;forêt classée de Bakun ;Bossou, Réserve de la Biosphère des Monts Nimba ;Seringbara, Réserve de la Biosphère des Monts Nimba ;Réserve de la Biosphère de Ziama ;forêt classée de Diécké ;forêt classée de Fello Digué ;forêts classées de Balayan et de Souroumba ;forêt classée de Sala ;forêts classées de Pinselli et Soyah.
Ghana :
Parc national de Bia.
Mali :
Parc national de Korofin ;Parc national de Wongo.
Niger :
Parc national du Haut Niger.
Côte d’Ivoire :
Parc national de Taï ;Parc national de la Comoé.
Les chimpanzés semblent être éteints à l’état sauvage au Bénin et au Togo.
Afrique Centrale 
Rwanda :
Parc national de Nyunwe ;Parc national des Volcans.
Ouganda :
Île de Ngamba (sanctuaire de chimpanzés) ;Parc national de la Reine Elisabeth (Chanel de Kazinga).
République démocratique du Congo :
Parc national de Conkouati-DouliParc national d’OzdalaParc national des VirungaParc national de Nouabalé-Ndoki
Gabon :
Parc national de la Lopé ;Parc national de Birougou ;Parc national de l’Ivindo ;Parc national des Monts de Cristal ;Parc national de Moukalaba Doudou ;Parc national de Mwagna ;Parc national de Pongara ;Parc national de la Waka.
Cameroun :
Parc national de Campo Ma’an ;Parc national de Lobéké ;Parc national de Mengame ;Parc national de Douala Edea ;Parc national de Korup.
République Centrafricaine :
Réserve de Dzanga-Shanga.
Afrique de l’Ouest
Tanzanie :
Parc national du Torrent de Gombé ;Parc national des Montagnes de Mahalé.
Zambie :
Chimfunshi Wildlife Orphanage (sanctuaire pour chimpanzés).Champ lexical : pan troglodytes | chimpanzé communChamp lexical : pan troglodytes | chimpanzé commun

Ethologue par son travail sur les chimpanzés, icône de la protection animale et infatigable activiste environnementale, le Dr. Jane Goodall est mondialement reconnue depuis qu’elle a consacré sa vie à l’étude des chimpanzés. Ces travaux, en immersion, ont permis de prendre conscience que ces grands singes utilisaient des outils et qu’ils se montraient parfois carnivores. Ces découvertes ont permis de redéfinir le concept d’Homme et ont contribué à bouleverser notre vision de ces primates et des animaux en général. Récompensée et distinguée à de nombreuses reprises, elle est notamment devenue messager des Nations unies pour la paix.Le Jane Goodall Institute n’approuve pas la manipulation, l’interaction ou la proximité avec des chimpanzés ou d’autres animaux sauvages. Les chimpanzés secourus vus dans certaines de ces photographies sont pris en charge par des professionnels formés par le Jane Goodall Institute. Certaines photographies dites « historiques » ne doivent pas être vues en dehors de leur contexte d’origine. © Michael Neugebauer, tous droits réservés.Carrière scientifique de Jane GoodallInvitée au Kenya par une amie, Jane Goodall y fait la rencontre du célèbre paléoanthropologue kényan Louis Leakey en 1957, à l’âge de 23 ans. Rencontre fructueuse, puisqu’elle devient son assistante.Mais c’est trois ans plus tard, en 1960, que son travail commence réellement. Passionnée depuis toujours par les animaux, elle décide de s’installer en Tanzanie afin d’observer minutieusement les chimpanzés. Elle entame alors une étude qui deviendra la plus longue jamais menée sur le terrain.Durant le mois de septembre, elle fait une découverte jusque-là insoupçonnée. Alors qu’on pensait les chimpanzés strictement végétariens, elle surprend une troupe en train de manger de la viande. Le mois suivant, une autre observation allait bouleverser notre perception de ces grands singes. En effet, elle constate qu’un chimpanzé recourt à un morceau de paille qu'il enfonce dans une termitière afin de manger les insectes posés dessus. Le photographe et réalisateur Hugo van Lawick, qui devient son mari entre 1964 et 1974, devient le premier à filmer une telle scène. Ces animaux créent et utilisent donc l’outil, concept qui, pensait-on à l’époque, était le propre de l’Homme.Jane Goodall est partie vivre dans la forêt auprès des chimpanzés dès l'âge de 26 ans. C'est là qu'a commencé cette magnifique histoire. © The Jane Goodall Institute/By Hugo van Lawick, tous droits réservésDurant les années suivantes, ses recherches ont amené à reconsidérer la place de l’Homme, des primates mais aussi des autres animaux dans le règne animal. Les chimpanzés sont des êtres doués d’une grande intelligence, d’une sensibilité forte, et maintiennent des relations stables entre individus apparentés tout au long de leur vie.En 1964, Jane Goodall crée le centre de recherche de Gombe Stream en Tanzanie, toujours en place aujourd’hui. Deux ans plus tard, elle obtient sa thèse d’éthologie à l’université de Cambridge, après avoir notamment publié des articles dans le National Geographic.C’est en 1977 qu’est fondé aux États-Unis l’institut Jane Goodall, une organisation internationale visant à la conservation de l’environnement et du monde sauvage, toujours au cœur des préoccupations actuelles. L’institut Jane Goodall France a quant à lui été créé en 2004.Par son travail de terrain remarquable, passant de nombreuses heures avec des chimpanzés à qui elle donna un nom plutôt qu’un numéro, elle a profondément bouleversé l’éthologie et a jeté la lumière sur la remarquable intelligence de nos proches cousins, à l’instar d’une Dian Fossey à la même époque focalisée sur les gorilles, mais qui, malheureusement, connut un destin plus tragique.L'institut Jane Goodall France est une association loi 1901 sans but lucratif, reconnue d’intérêt général. Sa mission est la protection de la biodiversité, l’aide au développement durable des communautés locales et l’éducation environnementale. L’institut Jane Goodall France, un des 28 instituts de par le monde, mène divers programmes et campagnes en France et soutient des projets en Afrique. © Institut Jane Goodall FranceÀ 80 ans, Jane Goodall continue de travailler et de militer sans relâche pour la préservation de la planète. En voyageant en moyenne 300 jours par an à travers des dizaines de pays, elle transmet son expérience de vie, son message de paix et d’espoir pour qu’ensemble nous fassions de ce monde un endroit où il fait bon vivre en harmonie ; animaux, humains et environnement.Distinctions et récompenses de Jane Goodall1963 : remise de la récompense Franklin Burr, de la National Geographic Society, pour sa contribution à la scienceAvril 1966 : thèse d’éthologie à l’université de Cambridge1980 : remise de l’ordre de l’Arche d’or pour la conservation par le prince Bernhard des Pays-Bas1987 : remise de la récompense Albert Schweitzer, décerné par l’Institut du bien-être animal de Washington1990 : prix Kyoto pour la science, récompense prestigieuse considérée comme l’équivalent du prix Nobel au Japon1995 : commandeur de l’ordre de l’Empire britannique par la reine Élisabeth II1996 : médaille Kilimandjaro d’honneur de la Tasmanie1998 : réception du Disney Animal Kingdom Eco Hero Award2001 : prix Gandhi pour la non-violenceAvril 2002 : nommée messager de la paix par Kofi Annan, secrétaire général des Nations unies2003 : prix Prince des Asturies pour la recherche scientifiqueFévrier 2004 : anoblie et nommée dame de l’Empire britannique par le prince CharlesNovembre 2005 : création d’une cuvée « Grands Singes 2004 » en honneur de Jane GoodallJanvier 2006 : remise des insignes d’officier de la Légion d’honneur par le Premier ministre français Dominique de VillepinJanvier 2006 : médaille d’or des 60 ans de l’UnescoJuin 2007 : de nouveau nommée messager pour la paix par le nouveau secrétaire général des Nations unies, Ban Ki-moon2009 : marraine de l’Année internationale du gorille, organisée par les Nations unies2009 : le magazine américain New Scientist la range parmi les dix meilleurs scientifiques du monde

Grande primatologue spécialiste du comportement des gorilles, Dian Fossey (1932-1985) fut la première à montrer un contact paisible possible entre un gorille sauvage et un humain. Son combat contre le braconnage lui coûta probablement la vie en 1985, année où elle fut assassinée au Rwanda.

Dian  Fossey 

Gorille (I. Geoffroy Saint Hilaire 1852 pour le genre) - Gorilla 
Ordre : PrimatesSous-ordre : HaplorrhiniInfraordre : SimiiformesSuperfamille : HominoidaeSous-famille : HomininaeTribu : GorilliniGenre : GorillaTaille : 1,70 m en moyenne (l’envergure des bras peut atteindre 2,75 m) Poids : 90 à 150 kg pour les femelles et jusqu’à 270 kg pour les mâlesLongévité : 25 à 30 ans en milieu naturel (jusqu’à 50 ans en captivité)
Le genre est réparti en deux espèces.
Le gorille de l’Ouest africain (Savage 1847), Gorilla gorilla, dont le statut de conservation UICN est CR (En danger critique d’extinction). Il comporte deux sous-espèces : gorille des plaines de l’ouest (Savage 1847) Gorilla gorilla gorilla ;gorille de la rivière Cross (Matschie 1904) Gorilla gorilla diehli.Le gorille de l’Est africain (Matschie 1903) Gorilla beringei, dont le statut de conservation UICN est EN (En danger). Il comporte deux sous-espèces :gorille des montagnes (Matschie 1914) Gorilla beringei beringei ;gorille des plaines de l’est (Matschie 1914) Gorilla beringei graueri.
Description du gorille
Le gorille est le plus grand et le plus lourd des primates anthropoïdes. Le pelage est brun foncé ou noir selon le sexe, l’âge et la distribution géographique. En vieillissant, certains mâles adultes présentent des poils gris argentés sur la partie dorsale, ce qui leur vaut le surnom de « dos argentés ». La poitrine est sombre et glabre. Le large crâne du mâle arbore une crête sagittale qui lui confère l’aspect d’un cimier. C'est à cette crête occipitale que sont fixés les muscles des mâchoires, elles-mêmes équipées de canines impressionnantes. Les narines sont larges et épatées, alors que les oreilles sont petites au contraire de celles du chimpanzé. Le gorille a le front bas et les arcades sourcilières saillantes. La poitrine est large et le cou court et musclé. Le tronc massif et trapu est prolongé de deux paires de membres à la longueur dissemblable. Les pattes postérieures permettant le déplacement, sont puissantes et paraissent courtes car elles sont fléchies en permanence, tandis que les pattes antérieures, ou bras, qui assurent la préhension, également musclés, sont plus longs. 
Ils peuvent atteindre plus de 2 mètres d’envergure. Lorsqu’il se déplace, le gorille adopte une posture semi dressée en prenant appui sur le dos de ses mains. La démarche du gorille peut être quadrupède ou bipède. Les gros orteils et les pouces sont opposables aux autres doigts. Le primate est dépourvu de queue. 
Gorille des plaines de l'Ouest. © Ltshears, CC by-SA 3.0
Habitat du gorille
On trouve le gorille dans les forêts tropicales et subtropicales de l’Afrique de l’Ouest et centrale. Il vit à des altitudes différentes selon l’espèce, depuis les marécages et les jungles denses de plaines, aux forêts pluvieuses et brumeuses de montagne, jusqu’à 4.300 mètres d’altitude. Le gorille de plaine de l’ouest évolue en Angola, au Cameroun, en République démocratique du Congo, au Gabon et en Guinée équatoriale. Le gorille de la rivière Cross s’observe à la frontière du Nigéria et du Cameroun. Le gorille des montagnes et le gorille des plaines de l’est qui est une sous-espèce de la précédente, vit en République démocratique du Congo, au Rwanda et en Ouganda dans la région des grands lacs africains.
Gorilles des montagnes dans leur habitat. © TKnoxB, CC by 2.0
Comportement du gorille
Le gorille est un animal impressionnant, mais sociable et pacifique. C’est un nomade qui se déplace en permanence à la recherche de nourriture. Il parcourt ainsi journellement, une distance de 500 à 2.000 mètres. Chaque soir il confectionne un nid sommaire dans les branches basses d’un arbre ou au sol, qui ne sert qu’une seule fois. Massif et lourd, il ne grimpe aux arbres que pour dormir ou se mettre à l’abri d’un danger éventuel. Il passe la majorité de son temps au sol. C’est un animal qui vit en groupes familiaux variant de cinq à vingt individus, à la tête desquels l’on trouve généralement un mâle âgé dont le dos est grisé. Le gorille n’aime pas l’eau au point qu’il fera un détour pour éviter de franchir un cours d’eau même peu profond, et ne boit jamais. Il trouve ce qu’il lui faut en élément liquide dans les plantes qu’il absorbe. Il fréquente les salines où il lui arrive de croiser les éléphants de forêt (Loxodonta cyclotis).
Gorille « dos argenté » et une femelle. © Mantis 21, CC0 1.0 PDD
Les groupes peuvent parfois se croiser sur les mêmes zones de nourrissage, mais ces rencontres ne dégénèrent pas car les familles conservent leurs distances les unes par rapport aux autres. Le gorille maîtrise toute une série de vocalisations telles que cris, éructations ou grognements, ainsi que des mimiques qu’il utilise pour communiquer avec les siens ou pour intimider un rival. Le martèlement de la poitrine ne servirait pas à impressionner un ennemi, mais à signaler sa position ou comme rituel de bienvenue. Le singe adopte parfois des postures d’intimidation et mène des charges factices, destinées à « bluffer » l’adversaire. Les véritables attaques ne sont généralement pas mortelles. Elles se concluent par une morsure au bras ou à la jambe. 
Jeune gorille des plaines de l'Est. © Justin Norton, CC by 2.0
Reproduction du gorille
Le gorille vit en harem généralement constitué d’un mâle dominant, de plusieurs femelles et de leurs petits qui peuvent avoir 3 ans ou plus. Seul le patriarche a le droit de se reproduire, mais il est tellement indolent, que la femelle est contrainte de l’aguicher en cherchant son regard et en effectuant des moues spécifiques avec sa bouche. Cette dernière est sexuellement mature entre 10 et 12 ans, tandis que le mâle l’est entre 11 et 13 ans. La période de gestation s’étend sur huit mois et demi, au terme de laquelle la mère donne naissance à un bébé unique dont le poids oscille entre 1 et 2 kilos. Le mâle ne s’occupe pas de l’éducation du jeune qui reste la plupart du temps avec sa mère. Celle-ci l’allaite et prend soin de lui pendant quatre ans avant d’être en mesure de se reproduire à nouveau. Le bébé n’est pas en mesure de marcher avant cinq mois, et se déplace en s’accrochant à la fourrure de la femelle. Il commence à rompre le contact avec sa mère à ce moment là, fait connaissance avec son corps et ose s’en éloigner progressivement de quelques mètres. 
 Femelle gorille et son petit en Ouganda. © Fiver Löcker, CC by SA 2.0
Au bout de dix-huit à vingt-et-un mois, la distance et la durée d’éloignement augmentent, et vers 30 mois, le juvénile ne passe plus que la moitié de son temps avec sa mère. Il devient indépendant vers 4 ans. Lorsqu’il est en âge de se reproduire, le jeune gorille quitte le groupe et erre seul pendant des mois, voire des années, avant de partir à la recherche de femelles pour fonder son propre groupe et imposer son domaine vital. Il constitue alors une grave menace pour les patriarches contre lesquels il se bat pour asseoir son autorité. Dans le cas de victoire, il se livre à des infanticides pour féconder au plus vite les femelles qu’il a conquis. Il élimine les bébés des mères qui allaitent qui, par réaction hormonale ou choc affectif, entrent en œstrus.
Femelle et son jeune au zoo de SF, États-Unis. © Mila Zinkova, CC by S1 3.0
Régime alimentaire du gorille
Le gorille de montagne dont l’essentiel des populations vit dans le parc des Volcans situé à cheval sur la République démocratique du Congo, l’Ouganda et le Rwanda, se nourrit de bambous, de lobélies géantes, de céleris sauvage, d’orties qu’il épluche avec une grande dextérité, et de plus d’une centaine d’autres plantes encore. La digestion de ces végétaux étant délicate, celle-ci nécessite de longues périodes de repos. Les feuilles urticantes qu’il ingère sans les mâcher, servirait à éliminer les parasites contenus dans les intestins. Le gorille de plaine quant à lui, se nourrit plus essentiellement de fruits, mais également de termites et d’autres insectes. Il lui arrive fréquemment de manger de la terre des salines riche en sodium et en autres minéraux que ne lui procurent pas les plantes. C’est un animal qui ne digère que la partie charnue des fruits, et qui élimine les graines dans ses fèces, contribuant à leur dissémination.
Jeune gorille du groupe Nshongi en Ouganda. © Justin Norton, CC by 2.0
Menaces sur le gorille
Les menaces pesant sur le gorille sont de plusieurs ordres dont sa faible natalité, mais la situation du gorille des montagnes est particulièrement alarmante car il n’en reste plus qu’environ 700 individus. Les effectifs de la rivière Cross au Cameroun ne sont plus que 300 et les populations de la République démocratique du Congo sont tombés de 17.000 il y a dix ans, à 5.000. La guerre, le braconnage pour les trophées ou pour satisfaire aux croyances, l'extraction minière du coltan et la déforestation sont parmi les causes principales de ce déclin. Mais à ces fléaux, il faut également rajouter le trafic des jeunes en tant qu’animaux de compagnie, la chasse pour pourvoir les citadins en viande de brousse, le virus Ebola et les exodes des populations fuyant les militaires ou les rebelles. En 1994, 750.000 réfugiés rwandais se sont cachés pendant des mois dans le parc national des Volcans au Rwanda et celui du Virunga au Zaïre. Une telle pression sur l’écosystème est de loin supérieure à celle que peut induire l’écotourisme, qui semble être la seule façon de sauver les grands singes de l’extinction. Au Rwanda et en Ouganda, cette manne surpasse les productions de café et de thé.
Gorille en train de fourrager. © Pierre Fidenci, CC by SA 2.5
Mais les menaces ne planent pas que sur les singes. Les scientifiques, des femmes principalement, ont payé un lourd tribut à la sauvegarde des gorilles : Dian Fossey assassinée en 1985 au Rwanda, Ymke Warren au Cameroun en 2010 (qui étudiait les populations de gorilles de la rivière Cross).
Le saviez-vous ?
Sur les conseils du paléoprimatologue Louis Leakey, la primatologue Dian Fossey consacra sa vie à étudier la physiologie et le comportement des gorilles des montagnes du Rwanda. Cet engagement lui coûta la vie car elle fut assassinée par des braconniers dans la nuit du 25 au 26 décembre 1985. Elle fit connaître ces grands singes au public lors de la parution de son best-seller Gorilles dans la brume qui a été adapté en film. Dian Fossey y était incarnée par Sigourney Weaver. Son travail de recherche a été repris par la biologiste Katie Fawcett qui est aujourd’hui secondée par plus d’une centaine de personnes.
Gorille « dos argenté ». © Pierre Fidenci, CC by SA 2.5
De nombreux épisodes de fièvre hémorragique dus au virus Ebola affectent régulièrement les populations humaines et les grands singes en République démocratique du Congo. Entre 2001 et 2005, les gorilles du sanctuaire de Lossi ont subi de lourdes pertes car 5.500 singes sont morts de cette maladie virale. Les scientifiques estiment que la fièvre a tué environ 25 % de la population mondiale de gorilles ces quinze dernières années. Le risque de transmission du singe à l’homme est très élevé dans ce secteur de l’Afrique, car le gorille est chassé pour alimenter le marché parallèle de viande de brousse.
L’ethnologue Penny Patterson a éduqué Koko, un gorille femelle né le 04 juillet 1971 au zoo de San Francisco, à communiquer en langue des signes. Son acculturation semble lui avoir conféré des comportements inconnus chez les gorilles. Le singe adorait s’occuper d’animaux de compagnie, et s’était pris d’affection pour un chat. 
Capturé en Guinée équatoriale en 1966, Flocon de neige fut le seul gorille albinos connu. Ce fut le primatologue Jordi Sabater Pi qui le découvrit captif chez un chasseur de la tribu Fang. Il le ramena au zoo de Barcelone où il décéda d’un cancer de la peau en novembre 2003 à l’âge vénérable de 40 ans. Il eut 21 descendants avec trois femelles mais seuls cinq d’entre eux ont survécu.
Exposition sur le gorille appelé Flocon de neige, à Barcelone. © Year of the dragon, GNU FDL Version 1.2
Les principaux parcs nationaux ou réserves où l’on peut observer les diverses sous-espèces de gorilles.
Rwanda :
parc national des Volcans.
Ouganda :
parc Mgahinga ;parc National de Bwindi.
République démocratique du Congo :
parc national des Virunga ;parc national de Nouabalé Ndoki ;parc national de Kahuzi-Biega ;parc national d’Odzala ;parc national de la Maiko.
République Centrafricaine :
réserve spéciale de Dzanga-Sangha. 
République de Guinée équatoriale :
parc national de Monte Alen.
Gabon :
parc national de Birougou ; parc national de l’Ivindo ;parc national de Loango ;parc national de Mayumba ;parc national de la Lopé ;parc national de Minkébé ;parc national des Monts de Cristal ;parc national de Moukalaba-Doudou ;parc national de Mwagna ;parc national des Plateaux Batéké ;parc national de Pongara ;parc national de la Waka.
Cameroun :
parc national de Lobeke ;parc national de Waza ;parc national de Boubandjida ;Réserve du Dja ;parc national de Campo Ma’an ;parc national de Korup ;parc national de Cross.
Nigéria :
Parc National de Gashaka Gumti.
Angola :
Zone protégée de Cabinda (forêt de Maiombe).

Gorille

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N&eacute;e &agrave; Londres le 25 juillet 1920, [popupbiographie id=881]Rosalind Elsie Franklin[/popupbiographie] &eacute;tait une &eacute;l&egrave;ve exemplaire. Femme et juive en cette premi&egrave;re moiti&eacute; du XXe si&egrave;cle marqu&eacute;e par la guerre, elle int&egrave;gre l'universit&eacute; de Cambridge en 1938 o&ugrave; elle &eacute;tudie la [popupdefinition id=15837]chimie[/popupdefinition] et la [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition]. Elle obtient son doctorat en 1945 pour ses travaux sur la [popupdefinition id=2891]porosit&eacute;[/popupdefinition] du [popupdefinition id=6636]charbon[/popupdefinition]. Apr&egrave;s la Seconde Guerre mondiale, Rosalind Franklin se rend en France, o&ugrave; elle a l'opportunit&eacute; de se former &agrave; la [popupdefinition id=1454]cristallographie[/popupdefinition] aux [popupdefinition id=1002]rayons X[/popupdefinition], aussi appel&eacute;e diffractom&eacute;trie aux rayons X, aupr&egrave;s de Jacques Mering, sp&eacute;cialiste en la [popupdefinition id=15841]mati&egrave;re[/popupdefinition], au Laboratoire central des services chimiques. Elle applique ensuite ses connaissances &agrave; l'&eacute;tude du charbon, puis &agrave; l'&eacute;tude de l'[popupdefinition id=87]ADN[/popupdefinition], lorsque de retour &agrave; Londres en 1951, elle entre au King's College. C'est l&agrave; qu'elle r&eacute;alise de superbes [popupdefinition id=11095]photographies[/popupdefinition] de l'ADN aux rayons X, qui apporteront une contribution cruciale &agrave; la d&eacute;couverte de la structure &agrave; double h&eacute;lice. Mais si les travaux de Rosalind Franklin sur la chimie du charbon sont reconnus, on lui retira cependant tout m&eacute;rite &agrave; la d&eacute;couverte de la structure &agrave; double h&eacute;lice de l'ADN. Ses recherches, publi&eacute;es dans la prestigieuse revue Nature en 1953, vaudront un prix Nobel &agrave; ses coll&egrave;gues James Watson, Maurice Wilkins et [popupbiographie id=490]Francis Crick[/popupbiographie] en 1962, mais pas &agrave; Rosalind Franklin. La chimiste et biologiste mol&eacute;culaire, dont le nom fut &agrave; peine mentionn&eacute; dans la publication scientifique, d&eacute;c&egrave;de d'un [popupdefinition id=16211]cancer de l'ovaire[/popupdefinition] le 16 avril 1958 &agrave; l'&acirc;ge de 37 ans, avant l'attribution du prix Nobel. &copy; Jewish Chronicle Archive/Heritage-Images. Caroline Davis, Flickr, CC BY 2.0

Rosalind Elsie Franklin

Chimiste, biologiste moléculaire et cristallographe, Rosalind Franklin est célèbre pour ses travaux sur le charbon et les virus. Ses photographies de l’ADN par cristallographie aux rayons X ne sont pas moins célèbres et ont largement contribué à la découverte de la structure à double hélice de la molécule. Son rôle, cependant, n’a pas été récompensé par un prix Nobel.
Rosalind Elsie Franklin naît le 25 juillet 1920 à Notting Hill, à Londres, dans une riche famille juive, Élève brillante, Rosalind Franklin réalise un parcours exemplaire tout au long de sa scolarité. Elle a la chance d’intégrer à 11 ans le St Paul’s Girls’ School, un des seuls établissements de Londres où la physique et la chimique sont enseignées aux jeunes filles. Là, elle montre ses talents pour ces matières, ainsi que pour le latin et le français, qu’elle apprendra à parler couramment. En 1938, elle passe avec brio son examen de fin de scolarité et obtient une bourse universitaire.
Rosalind Franklin est née en 1920 dans une famille influente. Son père était banquier d'affaires et professeur au Working Men’s College, un des premiers établissements de formation continue du Royaume-Uni et d’Europe, dont il deviendra ensuite le vice-principal. © A Other, Flickr
En cette première moitié du XXe siècle marquée par la montée du nazisme et la guerre, la vie de Rosalind Franklin est influencée par ces évènements. Sa famille accueille des jeunes réfugiés juifs fuyant l’Allemagne et l’Europe de l’est grâce au programme de secours Kindertransport (transport d’enfants, en allemand). Son père lui intime de céder sa bourse universitaire à un réfugié, ce qui n’empêchera pas Rosalind Franklin d’intégrer le Newham College, à l’université de Cambridge, afin d’y étudier la chimie.
Elle obtient son PhD en 1945 pour ses travaux sur la porosité du charbon, qui contribueront à la classification des charbons et permettront de déterminer leur intérêt industriel en ce contexte de guerre, notamment dans la production de carburants et de masques à gaz.
Les photographies historiques de l’ADN aux rayons X
Après la guerre, Rosalind Franklin se rend en France grâce à une réfugiée nommée Adrienne Weill, ancienne étudiante de l’université Pierre et Marie Curie, qu’elle avait rencontrée à Cambridge. En 1947, elle a l’opportunité d’entrer au Laboratoire central des services chimiques, à Paris, où elle se forme à la cristallographie aux rayons X, aussi appelé diffractométrie aux rayons X, aux côtés de Jacques Mering, spécialiste du domaine. Elle se sert de ces nouvelles connaissances pour poursuivre ses recherches sur le charbon, notamment sur le passage du charbon au graphite. 
De retour à Londres, Rosalind Franklin intègre le King’s College en 1951. Affectée au département de biophysique, elle met à profit son expertise en cristallographie aux rayons X pour étudier l’ADN. Elle vient alors prêter main forte à Maurice Wilkins et Raymond Gosling, un doctorant, qui avaient déjà effectué des travaux de diffraction sur cette molécule, en améliorant considérablement la technique utilisée. Mais des tensions s’installent entre Franklin et Wilkins…
Dans ce contexte, Rosalind Franklin et Raymond Gosling découvrent les deux conformations de la molécule d’ADN, qu’elle nommera A et B. Les deux chercheurs réalisent également de superbes clichés de l’ADN par diffractométrie aux rayons X, qui permettront d’identifier la structure à double hélice. Ainsi, en 1953, Rosalind Franklin arrive à la conclusion que les deux conformations de l’ADN présentent une telle structure et commence à les décrire dans des articles scientifiques.
Les clichés de l’ADN obtenus par cristallographie aux rayons X ont contribué à révéler la structure à double hélice de la molécule. © I. C. Baianu et al., 1994, Wikimedia Commons
Les travaux de Rosalind Franklin ont été écartés
Au King’s College, Maurice Wilkins poursuit ses recherches sur l’ADN B en parallèle des travaux de Rosalind Franklin, de même que James Watson et Francis Crick à l’université de Cambridge. Ces derniers s’appuient largement sur les découvertes effectuées par Rosalind Franklin et Maurice Wilkins pour construire un modèle moléculaire de l’ADN.
En mars 1953, Rosalind Franklin quitte le King’s College pour le Birckbeck College. Ses travaux sur l’ADN sont alors aboutis, mais ils doivent rester au King’s College, sur ordre du directeur. De leur côté, James Watson et Francis Crick publient leur modèle dans Nature en avril 1953. Les travaux antérieurs de Rosalind Franklin et Maurice Wilkins ne seront publiés que plus tard, comme en soutien au modèle de Crick et Watson.
Par un concours de circonstances, Rosalind Franklin sera ainsi écartée de la découverte de la structure à double hélice de l’ADN. Les tensions avec les autres chercheurs, d’une part, et sa position sceptique et prudente envers le modèle proposé par Crick et Watson, sont un début d’explication. Maurice Wilkins, James Watson et Francis Crick ont quant à eux accepté de collaborer. Il apparaît aussi que les travaux de Rosalind Franklin ont été utilisés à son insu après son départ du King’s College.
Rosalind Franklin a étudié les virus de la mosaïque du tabac, infectant les plants de tabac, par diffractométrie aux rayons X. On les voit ici, ces virus, teintés aux métaux lourds pour être rendus visibles au microscope électronique à transmission. Grossissement 160.000. © Wikimedia Commons
Disparue avant un possible Nobel
Au Birckbeck College, Rosalind Franklin entame des recherches sur l’ARN et sur les virus. Elle étudie notamment le virus de la mosaïque du tabac, toujours par diffractométrie aux rayons X. Elle découvre notamment que tous les virus de ce type ont la même longueur et qu’ils possèdent un unique brin. Par la suite, elle travaille également sur le virus de la mosaïque du concombre, le virus de la mosaïque jaune du navet, puis s’intéresse aux virus affectant les animaux et commence à étudier la structure des poliovirus (voir ses publications).
Dès 1956, la santé de Rosalind Franklin se dégrade en raison d’un cancer de l’ovaire. Après plusieurs traitements, elle décède finalement le 16 avril 1958 à Chelsea, à Londres, à seulement 38 ans.
En 1962, ses collègues James Watson, Francis Crick et Maurice Wilkins obtiennent le prix Nobel pour la découverte de la structure à double hélice de l’ADN. Rosalind Franklin, malgré son rôle primordial, ne sera malheureusement pas récompensée. Au-delà des tensions existant entre les chercheurs du vivant de Rosalind Franklin, cet « oubli » vient aussi du fait que le prix Nobel ne peut être attribué à titre posthume.

Rosalind Elsie  Franklin

Le cancer de l’ovaire est un cancer grave de l’appareil génital féminin, qui touche surtout des femmes après 45 ans.
Cancer de l'ovaire : diagnostic et traitement
Dans 90 % des cas, le cancer de l’ovaire se développe à partir des cellules qui recouvrent l’ovaire : c’est un adénocarcinome. Le cancer de l’ovaire concerne un ou deux ovaires. Il peut être suspecté par un examen clinique (présence d’une masse proche de l’utérus) ou une échographie. Un prélèvement chirurgical peut être réalisé pour analyser les tissus. Des marqueurs du cancer sont recherchés dans le sang.
Le diagnostic précoce du cancer de l’ovaire est difficile, car il peut rester longtemps asymptomatique. Les symptômes peuvent rappeler d’autres maladies gynécologiques (règles irrégulières, hémorragies, troubles digestifs…). C’est pourquoi la plupart des cancers sont détectés à un stade avancé. Lorsque la tumeur devient grosse, des douleurs pelviennes, une augmentation du volume de l’abdomen peuvent alerter la patiente.
Le traitement du cancer de l’ovaire passe par la chirurgie (pour retirer la tumeur), souvent associée à la chimiothérapie ou la radiothérapie. Le choix du traitement dépend de l’avancement du cancer.
Cancer de l'ovaire : taux de survie et stades d'avancement
Le taux de survie de ce cancer est de 37 % à 5 ans. Il existe plusieurs stades d’avancement du cancer de l’ovaire :
stade 1 : cancer limité aux ovaires ;stade 2 : cancer étendu aux organes pelviens (utérus, trompes, vessie) ;stade 3 : cancer touchant le péritoine ou les ganglions lymphatiques pelviens (métastases régionales) ;stade 4 : le cancer touche des organes éloignés (plèvre, foie).

Cancer de l'ovaire

La chimie est une science de la nature expérimentale qui étudie la composition de la matière et ses transformations.
La chimie s’intéresse ainsi aux éléments qui constituent la matière (atomes, ions, etc.), à leurs propriétés et aux liaisons chimiques qui peuvent se créer entre eux.
Réactions, formules et équations chimiques
La chimie étudie également les transformations de la matière qui font intervenir des modifications sur les couches électroniques externes : réactions chimiques (oxydo-réduction, acido-basique…), ionisation, etc. 
Les formules chimiques permettent de représenter simplement les molécules et sont utilisées dans les équations chimiques.
Chimie organique, chimie analytique, biochimie, astrochimie…
Il existe, au sein de cette science générique que l’on appelle « chimie », plusieurs disciplines qui ont des points communs tout en travaillant sur des sujets d'étude différents :
la chimie organique, par exemple, s’intéresse aux éléments contenant du carbone, contrairement à la chimie inorganique ;la chimie analytique concerne l'identification des substances chimiques ;la biochimie, quant à elle, étudie les réactions qui impliquent des milieux ou des objets biologiques (cellules, protéines, etc.) ;l’astrochimie se concentre sur les éléments chimiques que l’on trouve dans l’univers lointain.
Vers une chimie plus verte
Dans l’opinion publique, le terme de chimie porte souvent une connotation négative. Certains sous-produits des activités chimiques, en effet, peuvent se révéler toxiques pour l’Homme et/ou pour l’environnement. L’ambition de la chimie verte est justement de réduire – voire d’éliminer – l’usage ou la production de telles substances toxiques lors de la mises en œuvre de procédés chimiques.

Chimie

Biophysicien britannique né à Northampton en Angleterre, Francis Crick est l’un des créateurs de la configuration en longue hélice de la structure de l’ADN, l’acide désoxyribonucléique. Grâce à cette idée, il a obtenu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1962, avec le Britannique Maurice Hugh Frederick Wilkins, de l’université de Londres. Il a étudié à Londres et à Cambridge et a commencé ses recherches en biologie moléculaire en 1949 au Cavendish Laboratory.Études de Francis CrickIl entreprend des études conjointes avec James Dewey Watson en 1953 et propose un modèle en spirale à double hélice pour la structure moléculaire de l’ADN, le matériel génétique de la plupart des êtres vivants. Cela représente une percée spectaculaire dans l’étude de la génétique. Le scientifique faisait alors partie de l’équipe de l’Institut Salk, en Californie, mais il est devenu célèbre lorsqu’il travaillait au Laboratoire Cavendish à Cambridge, en Angleterre.En collaboration avec Watson, il publie un article dans lequel la structure et la duplication hélicoïdale de l’ADN apparaissent pour la première fois. Ces dernières années, il s’était consacré à la recherche sur les bases neurologiques de la conscience, une énigme dont la solution s’est avérée beaucoup plus difficile à trouver que la structure de l’ADN. À 88 ans, victime d’un cancer du côlon, il est décédé le 19 juillet 2004 dans un hôpital de San Diego.FamilleFrancis Crick était l’aîné de deux garçons, né et élevé dans un petit village près de Northampton, où son père et son oncle dirigeaient une usine familiale de bottes et de chaussures. Crick a développé très tôt une fascination pour la science et la façon dont la vie commence. Cette fascination lui a été inspirée en partie par son grand-père, un naturaliste amateur qui correspondait avec Charles Darwin et qui a donné son nom à deux gastéropodes (sortes d’escargots/limaces). Crick s’est marié deux fois, d’abord avec Ruth Dodd en 1940, avec qui il a eu un fils, puis avec Odile Speed, avec qui il a eu deux filles.ÉducationFrancis Crick a d’abord fréquenté la Northampton Grammar School, puis a obtenu une bourse d’études pour la Mill Hill School de Londres. En 1937, il entre à l’University College de Londres, où il obtient un diplôme de physique et commence un doctorat, mais celui-ci est interrompu par la Seconde Guerre mondiale. En 1947, il obtient une bourse du Medical Research Council pour poursuivre un doctorat en biophysique à Cambridge. Cela lui permet de rejoindre des équipes de recherche, d’abord aux Strangeways Research Laboratories, puis à la Medical Research Unit du Cavendish Research Unit. Il passe son doctorat en 1954 sur l’utilisation de la cristallographie aux rayons X pour étudier la structure des protéines.CarrièreDu début de la Seconde Guerre mondiale à 1947, Crick fait partie du laboratoire de recherche de l’Amirauté britannique, où il participe à la mise au point de radars et de mines magnétiques, puis au renseignement scientifique.De 1949 à 1976, il est rattaché à l’unité de recherche Cavendish, où il s’attache à élucider la structure de l’ADN. En 1976, Crick s’installe au Salk Institute de San Diego où il se consacre à l’étude du cerveau et de la conscience, en se concentrant sur l’interaction entre les neurones et divers processus chimiques dans le corps.Réalisations de Francis CrickCrick est surtout connu pour sa collaboration avec Jim Watson, également basé à la Cavendish, qui a déterminé que la structure tridimensionnelle de l’ADN était une double hélice. Publiés en 1953, ces travaux ont ouvert la voie à une nouvelle compréhension de la manière dont le matériel génétique est stocké et copié, permettant ainsi de nouvelles façons d’observer et de manipuler les processus biologiques. Récompensé par le prix Nobel pour ces travaux en 1962, avec Watson et Maurice Wilkins, Crick a également apporté des contributions fondamentales à la découverte du code génétique de l’ADN et a fourni un cadre permettant de comprendre comment l’information génétique circule dans les cellules.

Francis Crick

L’ADN signifie acide désoxyribonucléique, et constitue la molécule support de l'information génétique héréditaire.

Structure de l’ADN

L’ADN est une molécule très longue, composée d’une succession de nucléotides accrochés les uns aux autres par des liaisons phosphodiester. Il existe quatre nucléotides différents : l’adénosine, la cytidine, la guanosine et la thymidine, dont l’ordre d’enchaînement est très précis et correspond à l’information génétique.


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L'ADN a été découvert en 1953 par la chercheuse Rosalind Franklin, injustement oubliée pendant des décennies. Retracez son histoire dans Chasseurs de Science. © Futura

L’ADN est formé de deux brins complémentaires enroulés en hélice (double hélice). S’il peut prendre plusieurs formes (type Z et type A), l’ADN prend le plus souvent la forme B, où la double hélice possède les caractéristiques suivantes :

10,5 paires de bases par tour ;un pas de l’hélice (hauteur entre deux tours) de 0,34 nanomètres.

Schéma représentant l'ADN dans les chromosomes. © DP

 

La structure originale de l'ADN en double hélice lui permet de se dupliquer en deux molécules identiques entre elles et identiques à la molécule mère lors du phénomène de réplication qui a lieu avant la division cellulaire. L’information génétique n’est ainsi jamais perdue, et peut se transmettre aux nouvelles générations via les cellules germinales.

L'ADN chez les eucaryotes

À une échelle un peu plus grande, chez les organismes eucaryotes, l'ADN forme des pelotes, les nucléosomes, où l’ADN est associé à des protéines, les histones. Le tout est bien enroulé et compacté sous la forme de chromosomes qui sont localisés dans le noyau des cellules.

On en trouve également dans certains organites comme la mitochondrie et le chloroplaste.

L'ADN chez les procaryotes

L'ADN des procaryotes (bactéries, archées) est similaire à celui des eucaryotes, mais il n'est pas associé à des histones et baigne dans le cytoplasme. Il est aussi le plus souvent sous forme de chromosomes circulaires.

Rôle de l’ADN dans l’hérédité

Cette molécule en forme de double hélice contient l'information génétique et s'avère essentielle pour le développement, le fonctionnement et la transmission des caractères héréditaires d'un organisme. L'ADN est organisé en gènes, qui sont des segments spécifiques de cette molécule, et chaque gène code pour une protéine ou une fonction biologique particulière.

Lors de la reproduction, les parents transmettent leur ADN à leur progéniture, assurant ainsi la transmission des caractéristiques génétiques d'une génération à l'autre. L'étude de l'ADN permet de mieux comprendre les mécanismes de l'hérédité, de diagnostiquer des maladies génétiques et d'ouvrir des perspectives passionnantes dans le domaine de la médecine génomique.

ADN : comment survient une maladie génétique ?

Une maladie génétique se manifeste lorsque des anomalies ou des mutations se produisent dans l'ADN d'un individu, altérant ainsi le fonctionnement normal de certaines protéines ou de processus biologiques. Ces mutations peuvent être héritées des parents ou survenir spontanément lors de la formation des cellules reproductrices ou au cours du développement de l'individu. Ces altérations génétiques peuvent affecter la structure ou la régulation des gènes, entraînant des problèmes de santé variés.

Les maladies génétiques peuvent être héritées de manière autosomique dominante (lorsqu'un seul allèle muté suffit à causer la maladie) ou récessive (où les deux allèles doivent être mutés). L'ADN joue donc un rôle central dans le développement des maladies génétiques en dictant la composition génétique de chaque individu et en influençant leur prédisposition aux maladies héréditaires

L'importance de l'ADN dans la génétique

L’ADN est le support de l’information génétique, c'est-à-dire qu’il porte des milliers de gènes sous la forme de succession de nucléotides. Le code génétique permet d’associer chaque triplet de bases à un acide aminé particulier. Chez l’Homme, on estime le nombre de gène codant pour des protéines à 40.000, mais il existe aussi des morceaux d’ADN codant pour des ARN, pour des séquences régulatrices de l’expression des gènes…

L'ADN est composé de gènes, ces segments spécifiques qui renferment les instructions nécessaires à la synthèse des protéines et à la régulation de divers processus biologiques. Comprendre l'ADN permet ainsi de décoder les mécanismes de l'hérédité, d'identifier les mutations responsables de maladies génétiques, et d'explorer les relations entre les génomes et les caractéristiques physiques ou phénotypiques des individus. Cette connaissance a des implications majeures en médecine, en biologie évolutive, et dans le développement de traitements personnalisés. Ainsi, l'ADN est le fondement même de la génétique moderne, ouvrant des portes importantes pour la recherche scientifique et l'amélioration de la santé humaine.

La photographie est la technique permettant de fixer des images grâce à la lumière. Ce terme désigne également l'image obtenue par un tel procédé et la branche des arts graphiques lui étant dédiée. 
Inventée en 1826 par Joseph Niépce
Découverte et principe de la photographie
Ce procédé se base sur deux types de connaissances : l'optique, permettant de capter et de livrer une image en un point précis, et la chimie, servant à fixer l'image obtenue sur une surface. Les premières avancées d'optique sont lointaines et débutent sous Aristote qui crée déjà des images inversées à partir d'un trou dans le mur d'une chambre noire. Les alchimistes découvrent, au XVIe siècle, que le chlorure d'argent noircit à la lumière du soleil.
 Plusieurs expériences sont lancées : en 1780, Jacques Charles arrive fugitivement à fixer une silhouette sur du papier imbibé de chlorure d'argent, Thomas Wedgwood, en 1802, utilise du nitrate d'argent, John Herschel, en 1819, opte pour l'hyposulfite de sodium, futur fixateur. En 1826, Joseph Niépce, lithographe français, a l'idée d'associer les trois procédés afin de fixer l'image sur des plaques d'étain qu'il prend soin de recouvrir de bitume de Judée, durcissant à la lumière. Il tire la première épreuve positive réclamant à son auteur un temps d'exposition de huit heures. La première photographie prise par Joseph Niépce est une représentation d'une aile de sa propriété de Saint-Loup-de-Varennes.
Évolution de la photographie
 Son inventeur décède en 1833, mais Louis Daguerre poursuit les travaux et découvre le développement de l'image latente qui permet notamment de réduire le temps de pose. La photographie ne cesse ensuite d'évoluer avec les inventions du négatif, de l'image souple, de la couleur, du film et des photographies instantanées, en relief, photos numériques, de synthèse et astronomiques.

Photographie

On désigne par le terme de matière tout ce qui compose les corps qui nous entourent, tout ce qui a une masse et un volume. Cette définition englobe une variété de composants et de caractéristiques, donnant naissance à des catégories spécifiques qui enrichissent notre compréhension de la matière dans son ensemble.Matière organique, matière azotée, etc.Il existe différentes familles de matière, chacune apportant sa propre contribution à la diversité de notre univers physique :
La matière organique, présente dans les êtres vivants (animaux ou végétaux) ou sous forme décomposée, joue un rôle crucial dans les cycles biogéochimiques et la régulation de la vie sur Terre. Son étude est essentielle pour comprendre les processus biologiques et écologiques.
La matière azotée, issue des transformations de l'azote, constitue un élément fondamental dans la composition de nombreux composés chimiques. Son importance s'étend aux domaines de l'agriculture, de la chimie et de la biologie, où l'azote participe à des réactions vitales pour la croissance des plantes et la synthèse de molécules complexes.
Les états de la matièreDans la vie de tous les jours, nous avons affaire à trois états de la matière, chacun caractérisé par des propriétés distinctes :
L'état solide, où les particules sont étroitement liées et organisées, conférant une structure rigide à la matière.
L'état liquide, où les particules sont mobiles mais conservent une cohésion suffisante pour maintenir le volume de la substance.
L'état gazeux, où les particules sont dispersées et se déplacent librement, occupant tout l'espace disponible.
La chimie, en tant que science, explore ces états ainsi que la composition et les transformations de la matière, nous permettant de comprendre les bases moléculaires du monde qui nous entoure.Matière baryonique et non baryonique : la matière sombreAu-delà de la matière ordinaire que nous connaissons, il existe une classification fascinante :
La matière baryonique, constituée de baryons tels que le proton et le neutron, forme la matière ordinaire que nous côtoyons au quotidien. Elle compose les atomes qui forment la structure de notre réalité tangible.
La matière non baryonique, comme la mystérieuse matière sombre, suscite l'intérêt de la cosmologie. Supposée être composée de particules exotiques ne faisant pas partie de notre compréhension conventionnelle, la matière sombre joue un rôle crucial dans la formation et la structure de l'Univers.
Antimatière et antiparticulesUn aspect intrigant de la matière est l'existence de son opposé :L'antimatière, rare en quantité, est constituée d'antiparticules présentant des charges opposées à celles des particules ordinaires. Si les antiparticules entrent en contact avec des particules de matière, elles peuvent s'annihiler mutuellement. Cette dualité entre matière et antimatière soulève des questions fondamentales sur la nature symétrique de l'univers et les mystères de l'origine cosmique.

Matière

Le rayon X est un rayonnement électromagnétique composé de photons de 5 picomètres à 10 nanomètres. Utilisé dans la cristallographie et l'imagerie médicale, il fut découvert en 1895 par le physicien Wilhelm Röntgen.
Inventé en 1895 par Wilhelm Röntgen
Invention des rayons X
La découverte des rayons X est basée sur celle, en 1869, des rayons cathodiques par Hittorf : les physiciens du monde entier se penchent sur cette invention sans y trouver la moindre application pratique. En 1895, Röntgen décide de plonger un tube de Crookes dans un caisson opaque. Il se rend alors compte que le rayonnement traverse la matière, et que les éléments métalliques sont visibles en négatif. Il en déduit que les rayons sont invisibles et qu'ils sont émis dans la direction des électrons de ce tube. Ne trouvant pas de dénomination adéquate, il les nomme « rayons X » en raison de leur nature inconnue.
Un premier cliché est effectué sur la main d'Anna Bertha Röntgen le 22 décembre 1895 : à la suite d'une pose de vingt minutes, le cliché affiche clairement la bague à son doigt. Il s'agit de la première radiographie. Grâce à cette découverte, Röntgen obtient le premier prix Nobel de physique.
Utilisation des rayons X
Les rayons X peuvent être produits de deux manières : par production de transitions électroniques sur les couches internes, proches du noyau : c'est le principe de la spectrométrie de fluorescence X. Ils peuvent aussi être produits par un freinage des électrons au sein d'un tube à rayon X, sur une cible métallique : le rayonnement est dit Bremsstrahlung.
Aujourd'hui, ils sont massivement utilisés dans le domaine de la médecine, de la sécurité, au sein des aéroports notamment, mais aussi, plus récemment, dans l'imagerie précise de fossiles : ils permettent de procéder à des découpes (ou tranches) virtuelles sans toucher à leur structure. Dans l'espace, on a individualisé de très nombreuses sources de rayons X. Les sources principales de rayons X sont les supernovae, les pulsars et les quasars.

Rayon X

La cristallographie est le domaine scientifique qui s’intéresse à l’étude de la matière cristalline au sens large. Science transversale par excellence, la cristallographie fait appel à de nombreuses notions de physique, de chimie et de mathématiques. Ses concepts sont utilisés dans de nombreux domaines des sciences, notamment en sciences de la Terre pour l’étude des cristaux d’origine naturelle, mais également en sciences des matériaux pour le développement de nouveaux polymères par exemple, en métallurgie, ou encore en biologie et en médecine.De la forme macroscopique des cristaux à leur structure atomique, la cristallographie emploie de nombreux outils scientifiques pour étudier les cristaux et comprendre leurs propriétés physico-chimiques ainsi que leur formation.Une structure atomique ordonnéeIl faut rappeler que la particularité des cristaux est qu’ils possèdent une structure atomique ordonnée. C’est ce qui les différencie de la matière dite amorphe (comme des verres), dont les atomes sont agencés de manière irrégulière. Les cristaux se définissent ainsi comme une répétition, dans toutes les directions de l’espace, d’une maille élémentaire (groupement atomique de base). Chaque cristal possède ainsi un certain nombre de symétries et d’axes de rotation qui dépendent de l’architecture de cette maille élémentaire et vont permettre de le caractériser macroscopiquement.Cristaux de pyrite appartenant au système cristallin cubique © Teravolt at English Wikipedia, via Wikimedia CommonsC’est d’ailleurs cet aspect très géométrique de certains cristaux qui va fasciner les premiers scientifiques de l’Antiquité et donner naissance à la cristallographie. Comment la nature est-elle capable de produire des éléments à la géométrie si parfaite (exemple du cube de pyrite). Très vite, on cherche donc une explication mathématique à la forme des cristaux. Rassemblés dans des « cabinets de curiosité » à partir de la Renaissance, ces petits bijoux façonnés par la nature sont alors scrutés sous tous les angles. La cristallographie n’existe alors pas en tant que telle et est intimement liée à la minéralogie qui se développe doucement.Naissance de la cristallographieLe terme de « cristallographie » n’apparait en effet qu’à la fin du 17ème siècle. L’étude de la géométrie des cristaux permet alors à ce moment là de poser les premières bases de cette science et l’on voit émerger l’idée, difficile à démontrer à l’époque, que ces propriétés géométriques sont liées à une organisation atomique spécifique. Ce nouveau concept, totalement révolutionnaire, est établi par l’abbé René Just Haüy. Celui-ci réalise en effet qu’en brisant un cristal de calcite, chaque éclat conserve les mêmes propriétés géométriques que le cristal d’origine. Par extrapolation, Haüy énonce alors le concept de « molécules intégrantes », dont l’empilement à l’échelle microscopique explique la forme macroscopique d’un cristal. Sans le savoir, il vient en réalité de mettre au jour le principe de la maille élémentaire ! Naît alors doucement l’idée qu’il existe un lien intrinsèque entre la forme d’un cristal et la composition chimique de celui-ci. Durant le même temps, l’ensemble des formes cristallines observables sont finement analysées et catégorisées. Les angles entre les faces sont mesurés et on arrive à la conclusion que quel que soit le développement des faces d’un cristal, les angles restent toujours constants pour chaque espèce cristalline.Modèles cristallographiques en bois construits au début du XIXème siècle pour illustrer les axes de symétries qui caractérisent les différentes espèces cristallines © Eunostos, Wikimedia Commons, cc by-sa 4.0C’est en se basant sur l’ensemble de ces résultats que Bravais définit en 1848 les 32 classes de symétrie cristallines, regroupées en 7 systèmes cristallins, que l’on connait aujourd’hui sous le nom de réseaux de Bravais.Découverte des rayons X et essor de la cristallographieIl faudra cependant attendre 1895 et la découverte des rayons X par Röntgen (qui obtiendra d’ailleurs le premier prix Nobel de physique en 1901) pour que la cristallographie entame sa véritable révolution. En 1912, Max von Laue (également prix Nobel en 1914) démontre ainsi que les cristaux diffractent les rayons X, mettant en évidence la présence d’une structure cristalline et le lien qui existe entre structure des atomes et réseaux optiques. De l’échelle macroscopique, la cristallographie passe donc brusquement à l’échelle atomique !Schéma de diffraction électronique d'un cristal d'oxyde de tantale. L'organisation des points lumineux révèle l'organisation atomique du réseaux cristallin © Sven.hovmoeller, Wikimedia Commons, cc by-sa 3.0 Quelques années plus tard, la première structure cristalline est décrite de façon mathématique, avec l’établissement de la loi de Bragg. L’évolution de la cristallographie va ensuite être intimement associée à l’évolution des techniques d’analyse et plus particulièrement des appareils de diffractions qui s’automatisent graduellement grâce au développement de l’informatique dans les années 1970. Ces avancées font entrer la cristallographie dans d’autres domaines des sciences. Alors essentiellement traitée par des physiciens et mathématiciens, l’étude des cristaux s’immisce dans un cadre plus large, notamment en chimie et en biologie.Découverte des quasi-cristaux et nouvelle révolutionEn 1982, Schechtman (prix Nobel en 2011) provoque une nouvelle révolution avec la découverte de l’existence de quasi-cristaux, une nouveauté qui va venir bouleverser quelque peu certaines des notions les plus fondamentales de la cristallographie. Schechtman montre en effet que l’arrangement de certains solides ne peut être décrit dans un espace à trois dimensions mais nécessite d’être considéré dans des espaces plus vastes, à quatre, cinq ou six dimensions !

Cristallographie

Microcavité ouverte ou fermée, due à l'emprisonnement de gaz (air, solvants, produits de réaction) dans la matrice d'un stratifié. 
Les porosités tendent toujours à abaisser les propriétés mécaniques du matériau. Elles sont considérées comme des défauts. Leur taille est très petite à l'échelle de l'épaisseur d'une couche élémentaire. 
Elles se subdivisent en deux catégories :
• les microporosités dont le diamètre maximal est inférieur à 10 micromètres ;• les macroporosités dont le diamètre est supérieur à 10 micromètres.
Elles apparaissent suite à un compactage mal fait ou proviennent d'un préimprégné dégradé.
La photo du haut est une vue en bout de stratifié : nous constatons une répartition de porosités entre couches. La photo du bas est une vue de dessus parallèle au plan des couches : nous voyons la forme des porosités sur une couche après délaminage du matériau.
Pour un métal, les porosités appelées "soufflures" sont de minuscules cavités remplies d'hydrogène et d'azote, entraînées par le dégagement des oxydes de carbone provenant de la réduction des oxydes de fer et de manganèse lors des additions finales pendant la coulée du lingot.
Pour un matériau composite à matrice métallique, elles apparaissent lors des opérations de densification ou d'imprégnation du renfort (utilisé en général sous forme de préforme).

Porosité

Le charbon est un terme générique qui désigne des roches sédimentaires d’origine biochimique et riches en carbone. 
 Ces roches sont des combustibles fossiles qui se sont formées au Carbonifère, par lente transformation d'organismes morts sédimentés, sous l’action de la pression et de la température au cours des temps géologiques. 
Peu à peu, la tourbe constituée par les organismes morts se transforme ainsi en charbon, d’abord sous la forme de houille, puis de lignite et enfin d’anthracite. 
Le charbon fut la source d’énergie de la révolution industrielle du XIXe siècle et ne fut supplanté comme source d’énergie principale en Occident qu’au XXe siècle, avec l’essor du pétrole. 
 Aujourd’hui, cette source d’énergie fait débat, puisque ses réserves sont plus importantes que celles du pétrole mais que son bilan environnemental est très défavorable (polluants atmosphériques, CO2).

Charbon

La physique est une science de la nature expérimentale qui étudie les phénomènes naturels et leurs évolutions. Elle établit des théories qui permettent de les modéliser et, de fait, de les prévoir.
Les théories établies par la physique s’appliquent dans des cadres bien définis.
La physique classique
La physique classique, par exemple, étudie le monde des solides, des liquides et des gaz. Elle nous apprend à concevoir des voitures ou à bâtir des immeubles. Elle repose sur des définitions anciennes de temps, d’espace, de matière et d’énergie. Elle peine toutefois à expliquer certains phénomènes observés dans la nature.
La physique quantique
La physique quantique prend alors le relais. Son domaine d’application, c’est le monde des particules et des champs de force. La physique quantique a permis des progrès dans la conception des lasers, entre autres. Elle introduit aussi de nouvelles définitions de la matière et de l’énergie.
La relativité générale
La relativité générale s’intéresse au monde macroscopique. C’est à la relativité générale que nous faisons appel, par exemple, pour traiter l’information utile au fonctionnement de nos GPS. Elle introduit de nouvelles définitions de l’espace et du temps.
Mécanique, optique, magnétisme, astrophysique…
Il existe d’autres façons de classer les disciplines de la physique en fonction des phénomènes qu’elle étudie. Ainsi, par exemple :
la mécanique s’intéresse au mouvement des corps ;l’optique s'intéresse à la lumière et à ses propriétés ;le magnétisme s'intéresse aux champs magnétiques et aux forces qu’ils engendrent ;l'astrophysique concerne l'étude des propriétés des objets de l'univers.
Les physiciens célèbres
Parmi les physiciens célèbres, citons notamment :
Archimède ;Galilée ;Evangelista Torricelli ;Blaise Pascal ;Isaac Newton ;Daniel Gabriel Fahrenheit ;André-Marie Ampère ;Léon Foucault ;Max Planck ;Pierre et Marie Curie ;Albert Einstein ;Erwin Schrödinger ;Werner Heisenberg ;Georges Charpak ;Hubert Reeves ;Stephen Hawking.

Physique

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Marie-Anne Pierrette Paulze Lavoisier (1758-1836) fut la femme du c&eacute;l&egrave;bre chimiste Antoine-Laurent de Lavoisier, mais aussi sa pr&eacute;cieuse collaboratrice. Elle prit notamment de nombreuses notes et dessins de leurs exp&eacute;riences, ce qui leur permit de diffuser leurs d&eacute;couvertes, qui ne furent autres que les pr&eacute;ceptes de la [popupdefinition id=15837]chimie[/popupdefinition] moderne.&copy; CC

Marie-Anne Pierrette Paulze Lavoisier

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Entr&eacute;e en 1895 au Harvard College Observatory, l'[popupmetier id=7]astronome[/popupmetier] am&eacute;ricaine Henrietta Swan Leavitt (fille d'un ministre, n&eacute;e le 4 juillet 1868 &agrave; Lancaster, dans le Massachusetts), devenue sourde apr&egrave;s une maladie, se fait remarquer au sein de l'&eacute;quipe de Charles Pickering. Les femmes sont alors interdites de [popupdefinition id=971]t&eacute;lescopes[/popupdefinition] et c'est au service de photom&eacute;trie qu'elle montre ses qualit&eacute;s, un service enti&egrave;rement f&eacute;minin - on appelle ces femmes des <a href="/maison/comparatifs/meilleure-calculatrice-comparatif/" title="Comparatif calculatrice" class="link-type-comparo">calculatrices</a>. Travaillant sur les [popupdefinition id=301]&eacute;toiles variables[/popupdefinition] (dont la [popupdefinition id=1976]luminosit&eacute;[/popupdefinition] varie plus ou moins r&eacute;guli&egrave;rement), [popupbiographie id=877]Henrietta Leavitt[/popupbiographie] en d&eacute;couvrira des milliers. Entre 1908 et 1912, elle d&eacute;couvre dans les deux [popupdefinition id=14525]nuages[/popupdefinition] de Magellan (des structures &eacute;loign&eacute;es et s&eacute;par&eacute;es de notre [popupdefinition id=36]Galaxie[/popupdefinition]) que certaines variables sont tr&egrave;s r&eacute;guli&egrave;res - ce sont les c&eacute;ph&eacute;ides - et que&nbsp;plus elles sont lumineuses (en moyenne puisqu'il s'agit de variables) et plus leur p&eacute;riode est longue (plus leur rythme est lent). Elle comprend qu'il suffirait d'&eacute;valuer la luminosit&eacute; r&eacute;elle (&laquo; absolue &raquo;) d'une ou plusieurs c&eacute;ph&eacute;ides proches dont on aurait pu mesurer la distance pour obtenir une relation p&eacute;riode-luminosit&eacute; faisant des c&eacute;ph&eacute;ides des &laquo; [popupdefinition id=6438]chandelles standards[/popupdefinition] &raquo;. En mesurant sa p&eacute;riode, on aurait sa luminosit&eacute; absolue et donc sa distance. Elle n'obtient pas l'autorisation d'effectuer cette calibration. C'est un astronome hollandais, Ejnar Hertzprung, qui la r&eacute;alisera. Gr&acirc;ce &agrave; cette relation p&eacute;riode-luminosit&eacute;, les astronomes mesureront les distances des [popupdefinition id=15]amas globulaires[/popupdefinition], d&eacute;terminant la forme de notre galaxie et [popupbiographie id=715]Edwin Hubble[/popupbiographie] estimera la distance - &eacute;norme - de la [popupdefinition id=50]n&eacute;buleuse[/popupdefinition] d'Androm&egrave;de, &eacute;tablissant la notion de galaxie. En 1924, un membre de l'acad&eacute;mie des sciences de Su&egrave;de propose Henrietta Leavitt pour le prix Nobel de [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition], avant d'apprendre que la discr&egrave;te astronome &eacute;tait&nbsp;d&eacute;c&eacute;d&eacute;e d'un [popupdefinition id=108]cancer[/popupdefinition] en 1921. Son nom a &eacute;t&eacute; donn&eacute; &agrave; un [popupdefinition id=870]ast&eacute;ro&iuml;de[/popupdefinition] (le num&eacute;ro 5383) et &agrave; un crat&egrave;re de la [popupdefinition id=2550]Lune[/popupdefinition], situ&eacute; sur la face cach&eacute;e. &copy; Domaine public

Henrietta Leavitt

Constitués de quelques centaines de milliers d’étoiles rassemblées dans une sphère dont le diamètre n’est que de quelque centaines d’années-lumière tout au plus, les amas globulaires sont des concentrations très denses d'étoiles de forme sphérique en orbite autour des noyaux des galaxies. Ils ont joué un rôle décisif en astronomie lorsque Harlow Shapley a entrepris, à partir de 1914, d’utiliser ceux en orbite autour de la Voie lactée pour déterminer la taille de la Galaxie et la position qu’y occupait le Soleil. Il arriva finalement au résultat escompté en 1918. 
Dans le cas de la Voie lactée, on connaît à présent 158 amas globulaires, mais il est probable qu’il en existe 10 à 20 fois plus. On sait qu’ils sont majoritairement formés d’étoiles âgées d’au moins 10 milliards d’années et ayant atteint un stade d’évolution similaire. Pauvres en métaux, c'est-à-dire, dans le jargon des astrophysiciens, en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, ces étoiles ont dû se former en même temps et sont contemporaines des plus vieilles étoiles de la Galaxie. L'un des plus célèbres amas globulaires est celui d'Hercule (M13), vers lequel le fameux message d'Arecibo a été envoyé en 1974. 
Cette magnifique vue de l'amas globulaire Messier 55 dans la constellation du Sagittaire a été obtenue en lumière infrarouge avec le télescope VISTA dédié aux sondages de l'univers à l'Observatoire de Paranal de l'ESO au Chili. Cette grande boule composée de vieilles étoiles se situe à environ 17 000 années-lumière de la Terre. © ESO, J. Emerson, Vista, Cambridge Astronomical Survey Unit
On connaît dans les grandes lignes les étapes de la formation des galaxies dans l’univers, mais il existe des variantes dans les détails et les observations qui montrent que bien des choses restent encore incomprises. Plusieurs scénarios plus précis sont à l’étude, notamment par des simulations numériques comme celles de MareNostrum.
Cependant, il semble clair que les amas globulaires des galaxies se sont formés très tôt dans l’histoire de l’Univers observable à partir de surdensités dans les nuages de gaz d’hydrogène et d’hélium primitifs, tout comme les premières galaxies, il y a plus de 13 milliards d’années. On peut donc penser qu’ils sont en quelque sorte des fossiles de ces temps reculés. Contrairement aux galaxies qui ont subi de multiples collisions et fusions, avec en plus une évolution chimique importante dominée par les explosions de supernovae, les amas globulaires doivent garder une mémoire bien plus lisible de la formation des galaxies.

Amas globulaire 

Une galaxie est un ensemble d'étoiles, de poussières et de gaz interstellaires dont la cohésion est assurée par la gravitation. Les galaxies présentent une grande diversité de taille (entre 2.000 et 500.000 années-lumière de diamètre) et de forme. Le rayonnement provenant des galaxies permet de répartir ces dernières en galaxies normales et galaxies actives, parmi lesquelles se trouvent les quasars. Les regroupements de galaxies que l'on observe dans l'univers sont appelés amas et superamas.
La galaxie à laquelle appartient le système solaire est la Voie lactée. La grande galaxie la plus proche de la Voie lactée, Andromède, est située à 2,3 millions d'années-lumière. Notre galaxie possède toutefois deux petites galaxies satellites (le grand et le petit Nuages de Magellan) situées respectivement à environ 150.000 et 200.000 années-lumière.
Voilà moins d’un siècle que l’on est sûr que des objets comme la galaxie d’Andromède ou M87 sont bien des concentrations d’étoiles similaires à la Voie lactée, mais n’en faisant pas partie. Confirmant les intuitions de Thomas Wright et Emmanuel Kant, cette découverte a été faite par Edwin Hubble au début des années 1920. Plus tard, l’astronome et cosmologiste donna même une classification des galaxies, censée représenter un schéma évolutif. La séquence de Hubble n’est plus considérée comme telle aujourd’hui mais on continue à présenter la classification morphologique des galaxies qu’elle constitue. 
Elle comporte trois grands types. Il y a les spirales, contenant d’importantes quantités de gaz et de poussières, avec un disque où l’on trouve de jeunes étoiles et un bulbe plus ou moins important contenant des vielles étoiles. Viennent ensuite les elliptiques, principalement constituées de vieilles étoiles et pauvres en gaz et poussières, qui ont une structure sphéroïdale. Et enfin les irrégulières, de plus petite taille et riches en jeunes étoiles.
Les collisions de galaxies sont des phénomènes essentiels pour l'apparition de la vie. En effet, ces collisions peuvent entraîner la formation d'un type d'étoile qui fabrique de l'oxygène. Cette vidéo est extraite du projet multiplateforme francophone sur la cosmologie contemporaine www.dubigbangauvivant.com © Groupe ECP-YouTube
Des nuages de gaz aux étoiles dans les galaxies
Les galaxies spirales comme la Voie lactée sont les plus nombreuses. Elles ont la forme d'un disque en rotation autour de son centre, le noyau (ou bulbe), très dense, entouré d'un halo peu dense. Le disque se prolonge fréquemment par un ou deux bras spiralés composés d'étoiles, de poussières et de gaz.
D'après les théories de la formation stellaire, les étoiles, que l'on compte par centaines de milliards au sein des galaxies, sont façonnées par la condensation de nuages moléculaires de gaz. Ce phénomène tend à raréfier ce gaz dans le milieu interstellaire au cours de l'évolution des galaxies. Le gaz est quasiment absent dans les galaxies anciennes. Les positions et les trajectoires des étoiles y dépendent de la classe à laquelle elles appartiennent.
On pense que les elliptiques résultent de la fusion de plusieurs galaxies spirales suite à des collisions entre galaxies. Il s’agirait donc d’un état avancé de l’évolution des galaxies, évolution qui a commencé par la formation de galaxies naines. Pendant les premiers milliards d’années de l’univers observable, les interactions gravitationnelles et les collisions entre ces galaxies naines étaient importantes, donnant lieu à la formation de galaxies irrégulières et de grandes galaxies par fusion.
Lors des collisions avec fusion, des flambées d’étoiles se produisaient, consommant le gaz interstellaire présent. Dans cette logique, on comprend bien que les galaxies les plus évoluées soient aussi les plus pauvres en gaz et poussières, comportant le plus de vieilles étoiles. Ce serait donc bien les elliptiques. Elles forment environ 20 % des galaxies observées contre 77 % pour les spirales.

Galaxie

Une céphéide est une étoile géante variable qui pulse selon un rythme très régulier. La première étoile de ce type à avoir été découverte est Delta Cephei, dans la constellation de Céphée, qui a donné son nom à toutes les variables similaires. C'est l'astronome amateur J. Goodricke qui en a découvert la variabilité en 1784. 
Contrairement à bon nombre de variables dont la fluctuation lumineuse est produite par le ballet d'une étoile autour d'une autre, la pulsation des céphéides est le résultat d'un mouvement régulier de dilatation (provoqué par la pression du gaz) et de contraction lié à la gravité. Ces changements de taille s'accompagnent de variations de température, donc de luminosité. 
Au début du XXe siècle, l'astronome américaine Henrietta Leavitt découvre qu'il existe une relation entre la période des céphéides et leur luminosité : plus la période est grande, plus l'étoile est brillante. En observant la variabilité des céphéides, il devenait alors possible de déterminer leur luminosité absolue et donc leur distance. La découverte de cette relation période-luminosité allait permettre de mesurer la distance des galaxies jusqu'à 80 millions d'années-lumière, seuil au-delà duquel les plus grands télescopes ne peuvent plus détecter d'étoile isolée dans une galaxie. 
Plus d'un siècle après la découverte des céphéides, les astronomes continuent d'affiner l'étalonnage absolu de la relation période-luminosité en cherchant à déterminer avec toujours plus de précision la distance de quelques céphéides-étalons proches.

Céphéide

Un nuage correspond à un amas visible de gouttelettes d’eau (et de glace) issues de la condensation et d’aérosols, en suspension dans l’atmosphère d’une planète. Sur Terre, on les retrouve principalement dans la troposphère (la couche la plus basse).
La formation des nuages
La quantité maximale possible de vapeur d’eau dans une masse d’air dépend de la température et de la pression. Ainsi, lors d’un refroidissement, une partie de la vapeur d’eau se condense en fines gouttelettes, parfois au niveau du sol (brouillard), mais le plus souvent en altitude. Parfois, des particules en suspension dans l’air (aérosols) font office de noyaux de condensation ou de congélation, facilitant le changement d’état de l’eau. Ensemble, et grâce à des phénomènes microphysiques, comme l’effet de Bergeron, puis par agrégation, on obtient un nuage. Lorsque les gouttelettes ou les cristaux de glace deviennent trop massifs pour rester en suspension, ils tombent au sol sous forme de précipitations (pluie, neige, grêle).
L'ascension du nuage dans le ciel dépend notamment de la stabilité de la masse d'air. © P.P.Feyte.
 Fin de vie des nuages : la dissipation
Les nuages se dissipent lorsque la température augmente. En effet, dans cette configuration, l’air peut contenir davantage d’eau sous forme de vapeur. La quantité de gouttelette d’eau ou de cristaux de glace diminue, dégonflant progressivement la masse nuageuse.
Différents types de nuages
Un nuage peut exister sous de nombreuses formes, en fonction de l’altitude à laquelle il se forme, de sa dimension, de son mode de croissance, de son opacité ou encore de sa composition. Comme pour les plantes, ils sont classifiés en genres (une dizaine), puis déclinés en espèces et en variétés. On peut par exemple penser aux cirrus, aux cumulonimbus, aux stratus ou aux altocumulus.
Nuages nacrés et nuages noctulescents
Si l’essentiel des nuages que l’on observe se forment au niveau de la troposphère, la couche la plus basse de l’atmosphère, des masses nuageuses peuvent aussi se former dans les couches supérieures. Au niveau de la stratosphère, entre 15 et 25 km d’altitude, se forment parfois des nuages nacrés, surtout au niveau des pôles durant l’hiver. Plus haut, vers 80 km d’altitude, dans la mésosphère, apparaissent occasionnellement des nuages noctulescents, qui semblent briller la nuit. En réalité, ils ne sont visibles que lorsque le soleil brille en dessous, donc à l’aube ou au crépuscule.

Nuage

Entrée en 1895 au Harvard College Observatory, l’astronome américaine Henrietta Swan Leavitt (fille d’un ministre, née le 4 juillet 1868 à Lancaster, dans le Massachusetts), devenue sourde après une maladie, se fait remarquer au sein de l’équipe de Charles Pickering. Les femmes sont alors interdites de télescopes et c’est au service de photométrie qu’elle montre ses qualités, un service entièrement féminin – on appelle ces femmes des calculatrices. Travaillant sur les étoiles variables (dont la luminosité varie plus ou moins régulièrement), Henrietta Leavitt en découvrira des milliers.Entre 1908 et 1912, elle découvre dans les nuages de Magellan (structures éloignées) que certaines variables sont très régulières – ce sont les céphéides – et que plus elles sont lumineuses (en moyenne puisqu’il s’agit de variables) et plus leur période est longue (plus leur rythme est lent). Elle comprend qu’il suffirait d’évaluer la luminosité réelle (« absolue ») d’une ou plusieurs céphéides proches dont on aurait pu mesurer la distance pour obtenir une relation période-luminosité faisant des céphéides des « chandelles standards » : en mesurant sa période, on aurait sa luminosité absolue et donc sa distance. Elle n’obtient pas l’autorisation d’effectuer cette calibration. C’est un astronome hollandais, Ejnar Hertzprung, qui la réalisera.Grâce à cette relation période-luminosité, les astronomes mesureront les distances des amas globulaires, déterminant la forme de notre galaxie et Edwin Hubble estimera la distance – énorme – de la nébuleuse d’Andromède, établissant la notion de galaxie. En 1924, un membre de l’académie des sciences de Suède propose Henrietta Leavitt pour le prix Nobel de physique, avant d’apprendre que la discrète astronome est décédée d’un cancer en 1921.Son nom a été donné à un astéroïde (le numéro 5383) et à un cratère de la Lune, situé sur la face cachée.

Henrietta  Leavitt 

On appelle étoile variable, une étoile dont la luminosité varie dans le temps. Une définition qui pourrait s’appliquer à la plupart des étoiles. Car, entre risque d’effondrement ou de dispersion, l’équilibre des étoiles reste instable. Et sur le long terme, quasiment toutes les étoiles présentent une luminosité variable. Même notre Soleil connaît des cycles d’activité qui influent sur sa luminosité. Mais les astronomes réservent le terme d’étoile variable à des étoiles pour lesquelles l’amplitude des variations de luminosité est assez importante et se produit sur un temps relativement court.Cette définition permet tout de même de dégager plusieurs types d’étoiles variables. Certaines peuvent changer de luminosité en l’espace de quelques minutes tandis que d’autres changent lentement au fil des mois ou des années. Pour certaines également, les variations sont périodiques. Pour d’autres, elles se produisent de manière plus irrégulière et résultent par exemple de brutales éruptions.Les astronomes classent les étoiles variables selon deux grandes catégories :
Les étoiles variables intrinsèques dont la variation lumineuse résulte de changements internes à l’étoile.
Les étoiles variables extrinsèques dont la variation de luminosité est due à une cause externe.
Les Céphéides sont des étoiles variables pulsantes. Leur période est de un et quelques dizaines de jours. Et leur éclat oscille entre 0,1 et 2 magnitudes. © foxyliam, FotoliaDes étoiles variables de différentes naturesLa première cause de variation extrinsèque est la présence d’une autre étoile à proximité. Vu de la Terre, cette autre étoile peut, périodiquement, éclipser au moins partiellement la première et provoquer ainsi des variations de luminosité qui classent l’étoile parmi les étoiles variables.Lorsque deux étoiles sont très proches l’une de l’autre, la plus massive peut, par gravitation, arracher une partie de la masse de l’autre. D’où des variations de luminosité et là encore, le classement parmi les étoiles variables extrinsèques.Les étoiles variables intrinsèques révèlent également différentes natures. Il y a les étoiles dites cataclysmiques, généralement de vieilles étoiles. Elles s’éloignent brusquement de leur équilibre et voient alors leur luminosité changer. Il y a aussi les étoiles dites éruptives. Elles présentent une luminosité changeante du fait de réactions quasiment imprévisibles qui se produisent dans leurs couches externes. Les étoiles variables par rotation affichent, quant à elles, une luminosité spatiale non homogène. Lorsqu’elles tournent sur elles-mêmes, elles nous renvoient donc une luminosité variable. Les étoiles variables pulsantes, enfin, oscillent autour de leur point d’équilibre, présentant une variation de volume qui se traduit par une variation de luminosité.Notez que les 334 premières étoiles variables découvertes dans une constellation reçoivent une ou deux lettres code comme R Scuti ou UV Ceti. Les autres sont nommées V335, V336, etc. Proxima Centauri par exemple est connue comme une étoile variable sous le nom de V645 Centauri.

Étoile variable

Une nébuleuse est un nuage interstellaire de gaz et de poussières. Les nébuleuses brillantes rayonnent la lumière du gaz qui les composent (nébuleuse à émission) ou reflètent la lumière des étoiles (nébuleuse à réflexion), voire les deux. Les nébuleuses sombres sont des nuages de gaz et de poussières qui ne sont pas illuminés. Les nébuleuses planétaires sont des coquilles de gaz éjectées par les étoiles en fin de vie.HistoireJusqu'au début du xxe siècle, le terme nébuleuse est utilisé pour évoquer tout objet céleste d’aspect diffus. En 1920, l’astronome Edwin Hubble démontre que l’aspect nébuleux de certains astres que l’on peut observer est uniquement dû à la résolution insuffisante des instruments utilisés. Depuis cette date, une nébuleuse est caractérisée par toute région du milieu interstellaire particulièrement riche en gaz (généralement de l’hydrogène) ou en poussière interstellaire soit les deux. Comment se forme une nébuleuse ? Lorsqu’une étoile disparaît, il se produit une gigantesque explosion que l’on appelle une supernova. Un nuage de gaz et de poussière se forme lorsque les débris sont projetés par l’explosion : la nébuleuse. Une étoile très massive peut provoquer une explosion très violente.Les étoiles se forment dans les nébuleuses, sous l’effet de la gravité les gaz et les poussières se rapprochent et finissent par former une boule. À l’intérieur de cette boule, les gaz tournent très rapidement ce qui a pour effet d’augmenter la température. Lorsque la chaleur devient plus intense, une réaction nucléaire se produit et la boule de gaz se transforme en étoile et brille d’elle-même. Certaines poussières et particules lourdes peuvent rester autour de l’étoile, ce sont les restes de la nébuleuse. Ce petit nuage à la possibilité de former plusieurs boules, plus petites et froides qui tourneront autour d’une autre étoile et qui seront de futures planètes, planètes naines, comètes, astéroïdes et satellites.Les nébuleuses planétairesLes nébuleuses planétaires n’ont pas de rapport avec les planètes. Il s’agit d’un objet astronomique en forme de disque et à l’aspect nébuleux quand on l’observe à basse résolution dans un petit télescope. Une nébuleuse planétaire ressemble à une planète et c’est la raison pour laquelle elle porte ce nom. Le terme planétaire a été introduit en 1785 par William Herschel, le nom est maintenu pour conserver l’uniformité historique. Généralement, les nébuleuses planétaires sont invisibles à l'œil puisque ces objets sont de faible brillance. Ce sont en réalité, des bulles de gaz qui se développent autour d’une étoile mourante à température élevée. Souvent, les nébuleuses planétaires sont très colorées et leurs images sont spectaculaires ! Après cette étape, l’étoile devient une géante rouge. Cependant, la véritable nature des nébuleuses planétaires est restée inconnue pendant longtemps, jusqu’au milieu du xixe siècle lors des premières observations spectroscopiques. La nébuleuse de l'HéliceQuel type de télescope pour observer une nébuleuse ?Le choix d’un télescope astronomique s’effectue en fonction de l’objet céleste que l’on souhaite observer. La nébuleuse est un objet du ciel profond, elle est très éloignée et moins lumineuse à cause de la distance. Contrairement aux planètes de notre système solaire qui sont bien plus proches de la Terre et qui bénéficient d’une bonne luminosité. Pour observer le ciel profond afin d’apercevoir des nébuleuses, plus le tube du télescope est court plus les conditions sont idéales et un grand diamètre est plus approprié. Il existe des télescopes pour une utilisation mixte, lorsque l’on souhaite regarder un maximum d’éléments dans le ciel. La pollution lumineuse ne facilite pas les observations astronomiques, les éclairages de la ville rendent impossible l’observation du ciel profond. Pour échapper à ce brouillard lumineux, le mieux est de s’éloigner à une centaine de kilomètres des grandes villes.

Nébuleuse

Edwin Powell Hubble est né le 20 novembre 1889 dans le Missouri (USA). Passionné de boxe, il mène aussi de brillantes études de mathématiques et d'astronomie à l'Université de Chicago. 
Il entre à l'observatoire Yerkes où il rédige une thèse remarquée sur les nébuleuses qui lui vaut une place à l'observatoire du Mont Wilson en 1919. Là-bas il dispose de l'instrument le plus puissant de l'époque, le télescope Hooker de 2,50 mètres de diamètre. En mesurant la distance de certaines étoiles variables (les céphéides), Hubble découvre en 1924 avec cet instrument que certaines "nébuleuses" comme Messier 31 (qui deviendra la galaxie d'Andromède) sont en fait des galaxies très éloignées. 

Le télescope Hooker de 2,50 mètres de l'observatoire du Mont Wilson où E. Hubble fit ses principales découvertes. Crédits : observatoire du Mont Wilson
Hubble se lance alors dans une classification des galaxies selon leurs critères morphologiques, une classification toujours utilisée. Cette classification comporte quatre catégories de galaxies (lenticulaires, elliptiques, spirales et irrégulières). Il poursuit en parallèle des études spectroscopiques et découvre en collaboration avec Milton Humason que plus une galaxie est éloignée et plus son spectre est décalé vers le rouge, ce qui lui permet d'établir en 1929 la loi de Hubble : elle précise la relation qui existe entre la distance des galaxies et leur vitesse d'éloignement. Cette découverte valide l'idée d'un Univers en expansion dont l'origine remonte au Big Bang. 
Hubble meurt le 28 septembre 1953, quatre ans après avoir commencé à utiliser le télescope Hale de 5 mètres de diamètre du Mont Palomar en Californie.

E. Hubble dans la cage d'observation du télescope Hale de 5 mètres de diamètre. Crédits : observatoire du Mont Palomar

Edwin Hubble

Propriété d'une surface d'émettre plus ou moins de lumière.

Luminosité

Instrument d'observation dont l'objectif est constitué par un miroir.

Télescope

Chargé d’étudier l’origine et l’évolution de l’univers, ainsi que des objets et des phénomènes qui le constituent, l’astronome peut se spécialiser dans différentes branches de son métier : la mécanique céleste, l’astrométrie (qui consiste à mesurer la position des astres dans le ciel) ou encore l’astrophysique. Il étudie les corps célestes et les systèmes plus vastes en s’intéressant à leur mouvement, leur lumière, leur composition, leur histoire et leur évolution. Soleil, comètes, étoiles, matière interstellaire, galaxies, planètes, nébuleuses, supernovae… Le champ d’étude est aussi vaste que l’univers !Pour mener à bien ses observations, il peut se déplacer sur le terrain dans le cadre de missions mais passe la majorité de son temps dans son laboratoire à analyser et interpréter les données recueillies grâce aux sondes spatiales, aux satellites, aux télescopes ou autres instruments d'observation et de mesure à sa disposition. Les observatoires sont généralement situés loin des pollutions lumineuses que constituent les villes et se positionnent dans les déserts ou à haute altitude.Scientifique de terrain mais aussi chercheur, l’astronome publie ses recherches dans des revues spécialisées et partage ses connaissances avec l’ensemble de ses confrères au niveau international. Il participe également à des colloques et peut tenir des conférences.L'astronome peut être principalement observateur, s'occupant alors de l'acquisition et du traitement des données. S’il est astronome théoricien, il va chercher à établir des théories ou modèles mathématiques ou physiques afin d’interpréter les données observées. L’astronome peut également participer à l’amélioration ou la création d’instruments de mesure astronomiques.S’il est enseignant-chercheur, l’astronome donnera des cours en université.Aujourd’hui les métiers d’astronome et d’astrophysicien tendent à se confondre.Découvrez les meilleures offres de formation dès maintenant Les principales compétences et qualités à avoir L’astronome requiert des compétences et qualités propres aux chercheurs :maîtriser les instruments de mesures et d’observation ;être aussi à l’aise en observation sur site qu’en analyse en laboratoire ;savoir interpréter les résultats obtenus à l’aide de modèles issus des mathématiques, de la physique et de la chimie ;savoir émettre, confronter et vérifier des hypothèses et théories ;maîtriser l’anglais ;publier ses résultats de recherches et participer à des colloques internationaux ;aimer le travail en équipe ;assurer une veille scientifique et technologique ;être organisé, passionné et avoir le sens de l’observation.L’astronome peut exercer au sein d’un observatoire, que ce soit en France ou à l’étranger. Une des missions de l’astronome : l’observation de nuit, sur le terrain, ici à l’Observatoire du Pic du Midi. © Alain Sallez, picdumidi.org. Les conditions de travail d'un astronomeSur le terrain, l’astronome ne compte pas vraiment ses heures. Il peut travailler de jour comme de nuit, sur le terrain pour réaliser ses observations ou en laboratoire pour en éplucher les fruits. C'est dans les laboratoires de physique, d'astronomie ou d'astrophysique que s'effectue l'essentiel de son travail, ceux-ci étant souvent rattachés à des observatoires. Grâce aux puissants instruments de mesures, l’astronome a accès à de nombreuses données sans avoir forcément à se déplacer. Il peut néanmoins se rendre à l’étranger dans le cadre de missions d’observation ou alors, et c’est plus courant, pour assister à des colloques ou conférences. Il faut dans ce cas avoir une bonne condition physique car les observatoires sont généralement situés en altitude ou dans des lieux reculés tels que les déserts et donc soumis à des conditions difficiles. Sachez par ailleurs qu’il y a très peu de postes d’astronomes en France. La concurrence est donc féroce et les possibilités d’emplois sont rares. Comment devenir astronome ? Un bac + 8 voire + 11 est demandé pour exercer le métier d’astronome. Voici quelques diplômes possibles :Master Sciences et technologies, mention astronomie, astrophysique et sciences de l’espace, spécialité astronomie et astrophysique ;Master Sciences de l’univers et techniques spatiales ;Master Astrophysique, sciences de l’espace et planétologie ;Master Physique, option Astrophysique ;Grandes écoles ou écoles d’ingénieurs spécialisées en optique ou physique ;Doctorat puis postdoctorat.Le salaire d’un astronomeSelon son statut, un astronome débutant percevra une rémunération brute comprise entre 1700 et 2500 euros.En observatoire ou à l’université, un astronome maître de conférences gagne par exemple aux alentours des 2100 euros à ses débuts.Au CNRS, un ingénieur débutant gagne environ 1700 euros et finit sa carrière avec un salaire brut mensuel de 4000 euros. Les perspectives d’évolution d’un astronomeUn astronome maître de conférences peut évoluer vers un poste de professeur des universités. Quant au chargé de recherche, il peut à terme devenir directeur de recherche. Un astronome évolue surtout grâce à la publication d’articles scientifiques et à la participation à des colloques internationaux. C’est comme ça qu’il se fait connaître et repérer. Entreprises qui emploient des astronomesCNRS ;observatoires en France et à l’étranger ;universités.Accédez aux meilleures offres de formation

Astronome

Une lune
Une lune avec un « L » minuscule est le satellite d'une planète. Par exemple Phobos et Deimos sont les deux lunes de la planète Mars.
La Lune
La Lune avec un « L » majuscule est l'unique satellite naturel de la Terre ; elle résulte sans doute d'une collision il y a 4,4 milliards d'années entre notre planète naissante et un petit corps céleste appelé Théia. Les Hommes, qui l'observent depuis longtemps, ont remarqué qu'elle présentait des phases successives qui revenaient tous les 29,53 jours, un cycle appelé lunaison. En étudiant sa surface à l'œil nu puis avec des instruments ils ont découvert qu'elle comportait des zones sombres, les mers, et des zones claires. Les mers sont de grandes plaines de lave solidifiée. Ce magma très fluide est remonté des profondeurs après un intense bombardement de la Lune par des astéroïdes il y a un peu moins de 4 milliards d'années. Les épanchements successifs de lave ont cessé il y a environ 1 milliard d'années. Seules les régions les plus élevées ont échappé à ce remplissage. Ce sont les zones claires où l'on découvre au télescope de très nombreux cratères d'impacts et quelques chaînes de montagnes. Ce scénario a été corroboré par l'analyse des échantillons de roches lunaires rapportées par les différentes missions Apollo entre 1969 et 1972.
On pensait la Lune géologiquement morte et dénuée d'intérêt mais différents orbiteurs ont détecté ces dernières années des réserves d'eau au niveau des pôles lunaires. Cette eau a très certainement été amenée par des comètes et a pu se conserver dans le fond obscur et glacé des cratères.

Lune

Un astéroïde est un corps céleste composé de roches et de métaux, dont la taille peut aller de quelques centimètres à plusieurs kilomètres. Contrairement à ce que l’on pense, il n’erre pas de façon erratique dans l’espace, mais tourne autour d’une étoile. La naissance des astéroïdes remonte aux origines de notre Système solaire, il y a 4,56 milliards d’années. L’hypothèse la plus communément admise aujourd’hui est qu’ils résultent de fragments de roche qui n’ont pas pu s’agglomérer pour former une planète, en raison notamment de l’influence de Jupiter. Les astéroïdes sont parfois appelés planète mineure.
Comète, météorite, astéroïde, étoile filante : quelle est la différence ?
Les familles d'astéroïdes
Le premier astéroïde, Cérès, a été découvert en 1801 par Giuseppe Piazzi, alors directeur de l’observatoire de Palerme, en Sicile (Cérès est à présent considérée comme une planète naine). Depuis, on en a dénombré plus de 523.000, dont la majorité se situe dans la zone comprise entre Mars et Jupiter, appelée la ceinture d’astéroïdes (ou ceinture principale). D’autres astéroïdes sont découverts en dehors de cette zone, soit parce qu’ils possèdent une orbite qui les fait s’éloigner de la ceinture principale, soit parce qu’ils sont dans une autre zone du Système solaire.
On distingue notamment :
Les Troyens, qui circulent sur l’orbite de planètes, la plupart autour de Jupiter mais Mars, Uranus et Neptune en possèdent également quelques-uns.Les Centaures, généralement de petite taille, qui tournent autour du Soleil entre les orbites de Jupiter et de Neptune.Les transneptuniens, qui circulent sur une orbite très excentrique. On retrouve dans cette catégorie les astéroïdes de la Ceinture de Kuiper, une zone annulaire à l’instar de la Ceinture d’astéroïdes mais 20 fois plus étendue. 
Les astéroïdes géocroiseurs (Near-Earth Objects ou NEA en anglais), quant à eux, évoluent à proximité de la Terre. De par leurs trajectoires qui croisent l'orbite terrestre, ces objets sont traqués afin de mieux les identifier et prévenir d'une collision avec notre planète. Il en existerait plus de 10.000. Heureusement, le risque de collision est relativement faible : une météorite de la taille d’un stade de football, susceptible de dévaster la zone d’impact et ses environs s’écrase en moyenne tous les 2.000 ans. Quant aux gros astéroïdes comme, par exemple, celui qui a provoqué la disparition des dinosaures, il y a 66 millions d’années, la moyenne estimée est d'un tous les 100 millions d’années. Désormais, ces astéroïdes géocroiseurs sont surveillés étroitement par la Nasa.
Des milliers d’astéroïdes croisent l'orbite de la Terre. © Nasa, JPL-Caltech
Comment sont nommés les astéroïdes ?
Une fois détecté et que leur trajectoire est clairement établie, l’astéroïde se voit attribuer un numéro par le MPC (Minor Planet Center), une branche de l’Union astronomique internationale (UAI). Ce numéro, parfois accompagné d’un nom propre, ne dépend pas de l’ordre de sa découverte mais de celui où l’on a pu déterminer son orbite exacte. Il reprend donc d’abord entre parenthèses son ordre d’attribution, puis le chiffre de l’année, suivi d’une lettre qui indique la moitié du mois et une lettre qui indique l’ordre de la découverte dans cette moitié de mois. Par exemple 249.516 Aretha (2010 CV60).

Astéroïde

Un cancer est une pathologie caractérisée par la présence d'une (ou de plusieurs) tumeur maligne formée à partir de la transformation par mutations ou instabilité génétique (anomalies cytogénétiques), d'une cellule initialement normale.Comment le cancer se forme, se développe et se propage ?Le processus de formation du cancer, appelé carcinogenèse, commence généralement par des mutations génétiques ou des altérations de l'ADN dans les cellules normales. Ces mutations peuvent être causées par divers facteurs, notamment l'exposition à des agents cancérigènes tels que le tabac, les rayonnements ionisants, les produits chimiques toxiques, ou des facteurs génétiques hérités.Une fois que les cellules acquièrent des altérations génétiques, elles peuvent commencer à se diviser de manière incontrôlée, formant ainsi une masse de cellules anormales appelée tumeur. Les cellules cancéreuses ont la capacité de se propager à d'autres parties du corps, un processus connu sous le nom de métastase, ce qui rend le cancer difficile à traiter à un stade avancé.Évolution du cancerCertaines tumeurs primaires peuvent progresser vers un envahissement plus global de l'organisme par échappement de cellules tumorales issues de cette tumeur primaire : on parle alors de métastase.Pour en savoir plus sur les différents cancers, consultez les questions-réponses ciblées de Futura-Sciences, sur :
le cancer du poumon ;
le cancer du foie ;
le cancer du sein ;
le cancer de la peau ;
le cancer de la thyroïde ;
le cancer de la vessie ;
le cancer de la prostate ;
le cancer colorectal ;
le cancer de l'estomac ;
le cancer de l'œsophage ;
le cancer du rein ;
le cancer de la peau.
Toutes les tumeurs sont-elles cancéreuses ?Non, toutes les tumeurs ne sont pas nécessairement cancéreuses. Les tumeurs peuvent être classées en deux catégories principales : les tumeurs bénignes et les tumeurs malignes. Les tumeurs bénignes sont généralement non cancéreuses et ne se propagent pas à d'autres parties du corps. Elles ont tendance à être bien délimitées et à ne pas envahir les tissus environnants. En revanche, les tumeurs malignes, ou cancers, sont caractérisées par leur potentiel de croissance et de propagation incontrôlées. Elles peuvent envahir les tissus environnants et se propager à d'autres organes, ce qui les rend plus dangereuses et difficiles à traiter.Quels sont les stades d'un cancer ?Les cancers sont souvent classés en différents stades en fonction de l'étendue de la maladie. Le système de stadification permet aux médecins d'évaluer la taille de la tumeur, son emplacement et la présence de métastases afin de déterminer le meilleur plan de traitement pour le patient. Les stades du cancer vont généralement de 0 à IV, avec le stade 0 représentant une tumeur non invasive et le stade IV indiquant une maladie avancée avec propagation à d'autres organes. Le stade du cancer joue un rôle crucial dans le choix du traitement et dans les perspectives de survie du patient.

Cancer

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N&eacute;e le 16 mars 1750 &agrave; Hanovre, [popupbiographie id=875]Caroline Herschel[/popupbiographie] s'installe en Angleterre avec son fr&egrave;re William, son a&icirc;n&eacute; de douze ans. Ce dernier, [popupmetier id=7]astronome[/popupmetier] amateur, &agrave; qui l'on doit de nombreuses d&eacute;couvertes fut le premier &agrave; d&eacute;busquer&nbsp;[popupdefinition id=3697]Uranus[/popupdefinition]. Cette d&eacute;couverte qui le rendra c&eacute;l&egrave;bre, fera de lui un astronome professionnel au service du roi George III. Caroline assiste de plus en plus souvent son fr&egrave;re et cette musicienne (qui fut enseignante et chanteuse), au fil des ann&eacute;es, d&eacute;couvre sept [popupdefinition id=2498]com&egrave;tes[/popupdefinition]. Elle a notamment rep&eacute;r&eacute;, en 1795, celle dite de [popupdefinition id=4056]Encke[/popupdefinition], observ&eacute;e une premi&egrave;re fois, en 1786,&nbsp;par le Fran&ccedil;ais Pierre M&eacute;chain. Devant l'importance de ses contributions, le roi la nomme aux c&ocirc;t&eacute;s de son fr&egrave;re et Caroline Herschel devient ainsi la premi&egrave;re femme astronome professionnelle de l'Histoire.&nbsp;Elle effectuera de nombreuses observations et recevra plusieurs r&eacute;compenses, dont la m&eacute;daille d'or de la Royal Astronomical Society. &copy;&nbsp;Domaine public

Caroline Herschel

Née le 16 mars 1750 à Hanovre, Caroline Herschel s’installe en Angleterre avec son frère William, son aîné de douze ans. William Herschel, astronome amateur, découvre une planète que l’on appellera bientôt Uranus. Cette découverte fera de William Herschel un astronome professionnel au service du roi George III.
Caroline assiste de plus en plus souvent son frère et cette musicienne (qui fut enseignante et chanteuse), au fil des années, découvre sept comètes. Elle a notamment repéré, en 1795, celle dite de Encke, observée une première fois (en 1786) par le Français Pierre Méchain. Devant l’importance de ses contributions, le roi la nomme aux côtés de son frère et Caroline Herschel devient ainsi la première femme astronome professionnelle de l’Histoire.
Elle effectuera de nombreuses observations et recevra plusieurs récompenses, dont la médaille d’or de la Royal Astronomical Society.

Découverte le 17 janvier 1786 à Paris par l'astronome français Pierre Méchain, la comète Encke porte le nom de l'astronome allemand J. F. Encke qui en détermina la périodicité. Encke est la comète périodique dont la période est la plus courte (3,31 années). Son orbite elliptique de 51 x 615 millions de kilomètres seulement et les performances des instruments actuels permettent aux astronomes de la suivre en permanence. Elle a été observée lors de tous ses passages depuis 1818, excepté en 1944. 
Le 20 avril 2007 les satellites du dispositif Stereo de la Nasa ont capturé les premières images jamais enregistrées de la collision entre la queue de la comète Encke et un CME (Coronal Mass Emission) alors que la comète venait de franchir l'orbite de Mercure et s'approchait du Soleil. Lorsque la tempête solaire a atteint la comète, sa queue de plasma a soudain été sectionnée, comme la flamme d'une bougie soufflée par une bouffée de vent. Les scientifiques suspectaient déjà qu'une éjection de masse coronale était parfaitement capable de tels effets sur la queue d'une comète, mais jamais un tel événement n'avait pu être observé.

Champ lexical : comète de Encke | encke

Comète Encke

Une comète est un corps à peu près sphérique qui peut atteindre une dizaine de kilomètres de diamètre. Il est constitué de glaces et de poussières. Son nom vient du grec coma qui signifie « queue ». En effet, lorsqu'une « boule de neige sale » s'approche du Soleil, une partie de sa matière se sublime et l'astre développe une queue de poussières longue de plusieurs milllions de kilomètres. Cette matière réfléchie la lumière du Soleil, ce qui rend le corps visible depuis la Terre, on parle alors de comètes.Origine des comètesLes comètes se sont formées avec le Système solaire, dans ses régions froides, il y a 4.6 milliards d'années. En 1950, l'astronome Jan Oort émit l'hypothèse de l'existence d'un réservoir sphérique de comètes situé aux confins du Système solaire.Suite à des instabilités gravitationnelles causées par le mouvement des étoiles proches, certains corps « tomberaient » de temps à autre sur le Soleil en décrivant une trajectoire parabolique.Les types de comètesIl existe différents types de comètes :Les comètes non périodiques. Une comète issue du nuage de Oort ne passe qu'une seule fois près du Soleil, on dira qu'elle est non périodique ;Les comètes périodiques. D'autres comètes sont périodiques, telle la comète de Halley, et passent régulièrement près du Soleil. Lors d'un passage, elles perdent une partie de leur masse et finissent donc par « s'éteindre », faute de matière à sublimer.Espérance de vie des comètesOn constate que l'espérance de vie d'une comète périodique est très courte en comparaison avec l'age du Système solaire. Or nous avons dit que les comètes sont nées en même temps que celui-ci. Comment se fait-il que l'on voit encore des comètes périodiques ?Certaines des comètes issues du nuage de Oort peuvent passer à proximité d'une planète lors de leur périple autour du Soleil. Leur trajectoire peut alors être modifiée et aboutir à une orbite elliptique donc à une comète périodique. Ce mécanisme explique la présence des comètes périodiques à toutes les époques.

Comète

Inconnue des Anciens, pour lesquels Saturne marquait la limite du système solaire, Uranus n’a été découvert que le 13 mars 1781 par le musicien et astronome William Herschel qui, observant par hasard dans son jardin la constellation des Gémeaux à l’aide d’un télescope de 16 cm d’ouverture, remarqua un objet qui n’était pas ponctuel comme une étoile. Il crut d’abord avoir découvert une nouvelle comète mais le calcul de son orbite révéla vite que cet objet était en fait une planète gravitant sur une orbite circulaire à 2,9 milliards de kilomètres du Soleil en moyenne. Uranus est 19 fois plus loin de notre étoile que la Terre et deux fois plus loin que Saturne. Même si William Herschel souhaitait que la planète porte le nom de Georgium Sidus, il lui sera finalement attribué le nom du dieu du ciel dans la mythologie grecque : Ouranos, sur les recommandations de Johann Bode.
Approximativement de magnitude 6, Uranus est à la limite de la détection à l’œil nu. Un observateur expérimenté peut néanmoins l’apercevoir par une nuit claire ; elle apparaît alors comme une étoile très faible. Uranus avait été porté plusieurs fois sur des cartes du ciel entre 1690 et 1780, ce qui a été très utile par la suite pour déterminer les paramètres de son orbite. Uranus est vu depuis la Terre sous un angle de 4 secondes. Son disque est donc visible dans un télescope mais apparaît comme une petite tache bleu verdâtre sur laquelle on ne discerne aucun détail. Depuis 1994, cependant le télescope spatial Hubble en obtient des images toujours plus détaillées, sur lesquelles on distingue diverses caractéristiques de son atmosphère.
Avec un diamètre de 51.118 km, Uranus est quatre fois plus grand que la Terre. Sa masse est 14,5 fois supérieure à celle de notre planète. Comme les autres planètes géantes gazeuses, la septième planète du Système solaire est composée à 99 % d’hydrogène et d’hélium. Géante glacée, Uranus possède 13 anneaux et un système de 27 satellites. Sa période de rotation est de 17 heures et 14 minutes. Mais contrairement aux autres planètes, l’axe de rotation d’Uranus se trouve pratiquement dans son plan orbital ; le plan équatorial d’Uranus ainsi que le plan orbital de ses satellites connus sont quasi perpendiculaires au plan de son orbite autour du Soleil. La période de révolution d’Uranus est de 84 ans.
Image infrarouge prise depuis le télescope Keck II équipé d'optique adaptative, et reproduite en fausses couleurs où le bleu, le vert et le rouge représentent 1,26, 1,62 et 2,1 microns de longueur d'onde. Crédit : L. Sromovsky, Univ. Wisconsin, Keck obs.
Découverte d’Uranus par les sondes spatiales
Le 24 janvier 1986, Voyager 2 survolait Uranus. Ce qui, depuis deux cent cinq ans, n’était qu’un petit point de lumière bleuâtre s’est révélé en quelques heures un monde particulièrement riche avec un environnement d’anneaux surprenants et de satellites beaucoup plus actifs que prévu, en particulier l’étonnante Miranda.
L’essentiel des caractéristiques connues du système d’Uranus provient de cette brève rencontre ; il faut cependant faire remarquer la parfaite complémentarité des mesures effectuées depuis la Terre et par Voyager 2. Par exemple, l’étude des anneaux depuis notre planète par l’observation d’occultations stellaires a permis d’obtenir sur leur structure des résultats que n’a pu fournir la sonde. Inversement, les petites particules détectées par la sonde au sein des anneaux sont invisibles depuis la Terre.
Uranus : quelle sera la prochaine mission, 30 ans après Voyager 2 ?
Sept mille images du système uranien, dont deux mille au moment du passage au plus près, des milliers de spectres dans l’infrarouge et dans l’ultraviolet, des millions de mesures radio et magnétiques ont été alors transmis à la Terre.
Uranus photographié par Hubble dans le proche infrarouge le 28 juillet 1997. Des nuages dans l’atmosphère ont été observés et 8 des 27 lunes d’Uranus sont visibles dans le plan de ses anneaux. © Nasa, JPL, STScI
L’atmosphère d’Uranus
Les images ont révélé la présence de nuages, de bandes parallèles à l’équateur et de couches de brume. En particulier, le pôle qui fait actuellement face au Soleil est couvert d’une calotte de brume. Le mouvement des nuages a permis de mesurer la période de rotation de l’atmosphère d’Uranus. L’atmosphère d’Uranus tourne en sens inverse des aiguilles d’une montre et plus rapidement que l’intérieur de la planète ; les vents viennent tous de l’ouest. La haute atmosphère d’Uranus tourne de manière différentielle. Contrairement à ce qui se passe sur Saturne, la rotation est plus rapide vers les pôles que vers l’équateur : la période est de 17 heures vers 25 degrés de latitude et de 16 heures vers 40 degrés de latitude.
À partir des spectres dans l’infrarouge et de l’expérience d’occultation radio par l’atmosphère, on a pu estimer l’abondance de l’hélium à environ 15 %, ce qui correspond à la quantité d’hélium présente dans le Soleil. Il semblerait donc que l’atmosphère, ayant la même composition que le Soleil et que la nébuleuse primitive, soit primordiale et non le fruit d’une évolution ultérieure de la planète.
Hubble observe pour la première fois des aurores sur Uranus
Uranus a une structure interne très différente de celles de Jupiter et de Saturne. En son centre, la température serait de l’ordre de 7000 kelvins, et la pression vaudrait environ vingt millions de fois la pression atmosphérique terrestre. En partant du centre, on trouve probablement successivement un noyau "rocheux" d’un rayon d’environ 7.500 kilomètres, chaud, solide ou liquide, composé pour l’essentiel de silicates et de fer, puis un manteau de plus de 10.000 kilomètres d’épaisseur composé de glaces d’eau, de méthane, d’ammoniac, et enfin une épaisse enveloppe gazeuse d’hydrogène et d’hélium qui forme l’atmosphère observée depuis notre planète. Cette enveloppe est environ quatre fois plus massive que la Terre.
Détail des anneaux d’Uranus en fausse couleur. Photo prise par Voyager 2 le 21 janvier 1986, à 4,1 millions de km de distance. © Nasa, JPL-Caltech
Champ magnétique et magnétosphère d’Uranus
Avant la rencontre avec Voyager 2, on ignorait tout sur le champ magnétique d’Uranus : le rayonnement radio de Jupiter est aisément détecté depuis la Terre ; celui de Saturne avait été observé par les sondes Voyager, à une distance considérable, plus d’un an avant les rencontres ; mais, dans le cas d’Uranus, le voile n’a été levé qu’au dernier moment, quelques heures avant le passage de la sonde au plus près. Une des grandes surprises de la mission Voyager 2 est venue de la découverte que l’axe du champ magnétique n’était pas plus ou moins aligné avec l’axe de rotation de la planète, mais au contraire fortement incliné, d’environ 60 degrés, par rapport à celui-ci. Le champ magnétique est intrinsèquement cinquante fois plus fort que celui de la Terre ; ce qui, compte tenu de la plus grande taille d’Uranus, correspond à une intensité un peu plus faible en "surface". Ce champ magnétique est probablement engendré par effet dynamo au sein de l’épais manteau liquide qui contient de nombreux atomes ionisés. L’existence de ce fort champ magnétique et l’interaction avec le vent solaire entraînent l’existence de zones analogues aux ceintures de Van Allen au voisinage de la Terre.
Avis de tempête sur Uranus
L’atmosphère d’Uranus est à une température d’environ 50 kelvins et l’étude spectroscopique a permis d’y découvrir la présence de méthane et d’hydrogène moléculaire. La sonde Voyager a détecté une atmosphère étendue d’hydrogène moléculaire et une couronne encore plus étendue d’hydrogène atomique.

Uranus

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Gabrielle &Eacute;milie Le Tonnelier de Breteuil na&icirc;t aristocrate, le 17 d&eacute;cembre 1706, &agrave; l'[popupdefinition id=5202]aube[/popupdefinition] d'un si&egrave;cle des [popupdefinition id=326]Lumi&egrave;res[/popupdefinition] dont elle sera l'une des figures de proue. Dou&eacute;e pour tout, fille d'un homme &agrave; l'esprit ouvert qui lui offre une &eacute;ducation exceptionnelle pour une femme de cette &eacute;poque, elle danse, joue du clavecin, apprend le latin, le grec et l'allemand, s'int&eacute;resse aux beaux habits, &agrave; l'op&eacute;ra et &agrave; la philosophie naturelle, c'est-&agrave;-dire aux sciences.Elle &eacute;pouse le marquis Florent Claude du Ch&acirc;telet, semble-t-il &eacute;bloui par son [popupdefinition id=13498]intelligence[/popupdefinition], et tous deux s'engagent dans une relation souple qui laissera la marquise du Ch&acirc;telet libre de fr&eacute;quenter les grands hommes de son &eacute;poque, comme Bernoulli, Euler, Buffon et R&eacute;aumur. Certains deviendront ses amants, notamment Maupertuis et Voltaire, qu'elle accueille quand il est en disgr&acirc;ce.Elle se passionne pour la [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition] et analyse les travaux th&eacute;oriques de Leibniz sur l'[popupdefinition id=9430]&eacute;nergie cin&eacute;tique[/popupdefinition], qu'elle illustre &agrave; l'aide d'exp&eacute;riences. [popupbiographie id=873]&Eacute;milie du Ch&acirc;telet[/popupbiographie] r&eacute;dige un trait&eacute; de physique, publi&eacute; par l'Acad&eacute;mie des sciences, une premi&egrave;re pour une femme. Elle s'int&eacute;resse aux travaux de [popupdefinition id=360]Newton[/popupdefinition] et entame une traduction de ses Principia math&eacute;matica, devenus Principes math&eacute;matiques de la philosophie naturelle. Paru en 1756, cet ouvrage sera la seule traduction en fran&ccedil;ais... et c'est encore vrai aujourd'hui.&Agrave; 43 ans, &Eacute;milie du Ch&acirc;telet meurt quatre jours apr&egrave;s l'[popupdefinition id=13106]accouchement[/popupdefinition] difficile d'une fille qui ne survivra pas.&copy; Domaine public

Émilie du Châtelet

Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil naît aristocrate, le 17 décembre 1706, à l’aube d’un siècle des Lumières dont elle sera l’une des figures de proue. Douée pour tout, fille d’un homme à l’esprit ouvert qui lui offre une éducation exceptionnelle pour une femme de cette époque, elle danse, joue du clavecin, apprend le latin, le grec et l’allemand, s’intéresse aux beaux habits, à l’opéra et à la philosophie naturelle, c’est-à-dire aux sciences.
Elle épouse le marquis Florent Claude du Châtelet, semble-t-il ébloui par son intelligence, et tous deux s’engagent dans une relation souple qui laissera la marquise du Châtelet libre de fréquenter les grands hommes de son époque, comme Bernoulli, Euler, Buffon et Réaumur. Certains deviendront ses amants, notamment Maupertuis et Voltaire, qu’elle accueille quand il est en disgrâce.
Elle se passionne pour la physique et analyse les travaux théoriques de Leibniz sur l’énergie cinétique, qu’elle illustre à l’aide d’expériences. Émilie du Châtelet rédige un traité de physique, publié par l’Académie des sciences, une première pour une femme. Elle s’intéresse aux travaux de Newton et entame une traduction de ses Principia mathématica, devenus Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Paru en 1756, cet ouvrage sera la seule traduction en français… et c’est encore vrai en 2011.
À 43 ans, Émilie du Châtelet meurt quatre jours après l’accouchement difficile d’une fille qui ne survivra pas.

Unité légale de force (symbole : N).
Isaac Newton a observé que la somme des forces agissant sur un objet est proportionnelle à sa masse et à sa vitesse d’accélération. Cet éminent scientifique a donné son nom à l’unité de valeur du système international : 1 N est la force nécessaire pour imprimer à un objet de 1 kg une accélération de 1 m/s².

Newton

L’intelligence désigne communément le potentiel des capacités mentales et cognitives d’un individu, animal ou humain, lui permettant de résoudre un problème ou de s’adapter à son environnement. Elle se résume souvent au cerveau. On peut la subdiviser en différentes composantes : on parle d’intelligence pratique, collective, émotionnelle ou des affaires par exemple. Par extension, elle a été adaptée aux machines : on parle alors d’intelligence artificielle.
Le concept d’intelligence est cependant extrêmement complexe et fait l’objet de débats. Le terme est défini différemment selon le domaine dans lequel on le traite.
L’intelligence en philosophie
Faisant l’objet d’études et de controverses depuis longtemps, l’intelligence en philosophie est souvent associée à la capacité de raisonnement et de réflexion d’une personne. Historiquement, dans sa manifestation, elle s’oppose à l’instinct, qui correspondrait davantage à un réflexe qu’à une pensée élaborée. Sa notion a évolué avec le temps, au gré des découvertes, des époques et des penseurs.
L’intelligence en psychologie
En 1905, le gouvernement français a demandé au psychologue Alfred Binet d’établir un outil de mesure de l’intelligence humaine. Ainsi est née l’échelle métrique de l’intelligence, à l’origine du célèbre test de quotient intellectuel (QI) ou de ses dérivés.
Ces tests, bien que contestables, sont censés permettre des comparaisons entre personnes des performances intellectuelles dans des exercices divers et variés, touchant un maximum de domaines, comme la logique, le raisonnement, la mémoire ou l’émotion. L’individu est jugé par rapport à une moyenne de personnes représentatives.
L’intelligence animale
L’intelligence animale sert à désigner les capacités cognitives d’un animal. Elle fait l’objet d’études afin de mieux analyser les facultés mentales des animaux, mais également afin de mieux comprendre certains fondements de notre propre intelligence. C’est l’un des champs d’études de l’éthologie.
Bien que déconsidérée à l’origine, Descartes décrivant l’animal telle une machine, répondant instinctivement à un stimulus par un comportement, l’analyse approfondie révèle un potentiel intellectuel énorme chez de nombreuses espèces, qui se manifeste de diverses manières. Un certain nombre d’espèces (grands singes, éléphants, cétacés, porcs et corvidés au moins) savent reconnaître leur image dans un miroir, stade que franchissent les enfants humains dans leur deuxième année. La capacité de raisonnement de certains animaux, leur faculté à façonner des outils, leur rapport à la mort (surtout mesuré chez l’éléphant), à présenter des troubles mentaux proches (voire identiques) de ceux que l’on développe, leur langage complexe (caractéristique des dauphins), leur propension à constituer des colonies complexes et organisées ou la faculté à entrer en communication avec l’Homme révèlent l’extraordinaire plasticité intellectuelle dont ils font preuve.
Certains spécialistes parlent même d’intelligence des plantes, certaines d’entre elles étant capable de communication ou de distinguer le soi du non-soi.
L’intelligence artificielle
Depuis l’émergence de la robotique et de l’informatique, les chercheurs essaient d’injecter des notions de l’intelligence humaine dans des machines. Étant conçue et fabriquée par l’Homme, on qualifie cette forme d’intelligence sous l’appellation intelligence artificielle.

Intelligence

L’accouchement correspond à la fin de la grossesse, au moment de la naissance du bébé. Le terme « accouchement » est réservé à l’espèce humaine, tandis que l’on parle plus volontiers de parturition lorsqu’on évoque cet événement pour les autres mammifères vivipares.L’accouchement dans l’espèce humaineLa durée de l'accouchement se situe en moyenne entre 8 et 14 heures. Il est annoncé par des contractions de l’utérus proches et régulières, et parfois par la perte des eaux, lorsqu’il y a rupture de l’amnios et du chorion aboutissant à l’épanchement du liquide amniotique.Sous l’effet des contractions, le col de l’utérus se dilate doucement, permettant peu à peu la descente du bébé. Cette phase de travail est la plus douloureuse et la plus fatigante pour la femme. Elle se prolonge jusqu’à l’expulsion, après des périodes de contractions rapprochées et de poussées intenses, quand le bébé finit par sortir complètement du ventre de sa mère.Après la naissance, l’accouchement n’est pas tout à fait terminé. Plusieurs dizaines de minutes après l’expulsion, l’utérus se contracte brutalement afin de rejeter le placenta. Cette phase, appelée délivrance, est importante et il faut veiller à ce que toute la poche embryonnaire ait bien été retirée.Dans certains cas, l'accouchement peut être réalisé par césarienne : non par les voies naturelles, mais par une opération chirurgicale visant à ouvrir la paroi utérine et à en extraire l'enfant.

Accouchement

L'énergie cinétique est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail nécessaire pour faire passer le dit corps du repos à son mouvement. On peut déduire de cela, dans le cadre de la physique newtonienne, qu’une variation d’énergie cinétique d’un corps pendant une certaine durée est égale au travail des forces externes exercées sur ce corps. C’est le théorème de l’énergie cinétique.Le terme même d’énergie cinétique semble remonter au physicien William Thomson, plus connu sous le nom de Lord Kelvin. Il dérive en fait du mot grec kinesis signifiant mouvement. Toutefois, le concept est plus ancien puisqu’il provient des réflexions sur la mécanique de Gottfried Leibniz et Johann Bernoulli, qui décrivaient l'énergie cinétique comme une vis viva, en latin, c'est-à-dire la force vivante responsable du mouvement des corps. Leibniz se fit l’avocat d’une définition mathématique de la vis viva, qu’il introduisit comme le produit de la masse d’un objet par le carré de sa vitesse (mv2), pendant les années 1676–1689, par opposition à la quantité de mouvement mv de Descartes et Newton censée jouer un rôle similaire. De nos jours, l’énergie cinétique Ek d’une particule est un concept différent de sa quantité de mouvements p mais n’en est pas indépendant. Ainsi, en mécanique newtonienne, on a pour une particule de masse m en translation à la vitesse v : Ek = 1/2 mv2 = p2/2mOn peut définir une énergie cinétique de rotation et de translation. Son unité légale est le joule. Les calculs s'effectuent avec les masses en kg et les vitesses en ms-1. Comme la vitesse, l’énergie cinétique d’un corps est relative et dépend du référentiel.On peut relier l’énergie cinétique moyenne des particules dans un gaz chaud à la température de ce gaz. On parle encore d’énergie cinétique d’un corps en physique quantique et en mécanique relativiste. Toutefois, dans le cadre de la théorie de la relativité, la formule donnant l’énergie cinétique n’est pas la même.

Énergie cinétique

L'aube correspond aux premières lueurs du jour. C'est en fait les tout premiers rayons du Soleil qui commencent à se voir, alors que celui-ci est encore sous l'horizon. L'aube apparaît environ 1H30 avant le lever du Soleil.

Aube

On désigne par le terme de « lumière visible » le spectre du rayonnement électromagnétique perceptible par l’œil humain.
La lumière blanche
Les longueurs d’ondes de la lumière visible s’échelonnent d’environ 380 nm (violet) à 780 nm (rouge). Le spectre visible est obtenu par décomposition de la lumière blanche par un prisme. Les caractéristiques et les propriétés de la lumière sont étudiées dans le cadre de l'optique.
Vitesse de la lumière
La lumière se propage dans le vide ainsi que dans la matière ; sa vitesse de propagation dépendant du milieu dans lequel elle se déplace. Dans le vide, la lumière se propage à la vitesse c de 3.108 m.s-1., c'est-à-dire 300.000.000 mètres par seconde, ou encore 300.000 kilomètres par seconde. La vitesse de la lumière dans le vide est l’une des constantes fondamentales de la physique.
Lumière, longueur d'onde et couleur
Autre caractéristique importante : sa longueur d’onde. Dans un milieu dispersif, celle-ci peut d’ailleurs influer sur la vitesse de propagation de la lumière. La longueur d’onde influe aussi sur la perception sensorielle de l’œil et donne ainsi à la lumière sa couleur.
Ondes électromagnétiques et photons : la dualité onde-corpuscule
D’un point de vue théorique, la lumière peut être représentée soit par des ondes électromagnétiques, soit par des photons. C’est ce que les physiciens appellent la dualité onde-corpuscule. Ainsi, certains phénomènes optiques (rayonnement du corps noir et loi de Planck, etc.) s’expliquent bien à l’aide de la théorie ondulatoire qui suppose que la lumière est une onde électromagnétique. Pour d’autres (effet photoélectrique, effet Compton, etc.), il faut supposer que la lumière est composée de corpuscules d’énergie nommés « photons ».
Physique : optique quantique et photons intriqués
La théorie quantique a formalisé cette surprenante dualité. Les photons possèdent à la fois les propriétés de particules – on peut les compter, par exemple – et celles d’ondes : ils peuvent interférer.
Les physiciens sont capables de manipuler des photons uniques ou des paires de photons dits intriqués. Ils étudient les phénomènes qui en découlent dans le cadre de l’optique quantique. Les applications potentielles sont prometteuses : cryptographie inviolable, calculs basés sur le qubit, etc.

Lumière

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N&eacute;e en Autriche le 7 novembre 1878 dans une famille ais&eacute;e, [popupbiographie id=871]Lise Meitner[/popupbiographie] entre &agrave; l'Universit&eacute; de Vienne en 1901, qui venait juste d'ouvrir ses [popupdefinition id=10855]portes[/popupdefinition] aux femmes. Elle choisit la [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition] et se fait vite remarquer, notamment de Ludwig Boltzmann, puis, &agrave; l'universit&eacute; de Berlin, par [popupbiographie id=1853]Max Planck[/popupbiographie] et par Otto Hahn, lequel restera son ami pour la vie. Elle &eacute;tudie la [popupdefinition id=512]radioactivit&eacute;[/popupdefinition] puis s'int&eacute;resse &agrave; la structure du noyau atomique. Un long moment, Lise Metner travaille sans &ecirc;tre pay&eacute;e. L'universit&eacute; n'est pas ouverte aux femmes mais elle a l'autorisation - exceptionnelle - de Max Planck. Lise Meitner continuera de travailler gratuitement comme assistante d'Otto Hahn &agrave; la Soci&eacute;t&eacute; Kaiser Wilhelm pour l'avancement des sciences (KWG), une soci&eacute;t&eacute; savante ind&eacute;pendante. Elle &eacute;tudie la physique nucl&eacute;aire et travaille &agrave; la mise au point d'un acc&eacute;l&eacute;rateur de particules. Lise Meitner parvint &agrave; expliquer l'instabilit&eacute; des &eacute;l&eacute;ments plus lourds que l'[popupdefinition id=4212]uranium[/popupdefinition]. Elle et Otto Hahn d&eacute;couvrent le [popupdefinition id=15413]protactinium[/popupdefinition] en 1918 (&eacute;l&eacute;ment rep&eacute;r&eacute; en 1913). Entre-temps, Lise Meitner a travaill&eacute; comme infirmi&egrave;re en tant que technicienne en [popupdefinition id=13843]radiologie[/popupdefinition] pour l'arm&eacute;e autrichienne, ce qui n'est pas sans rappeler [popupbiographie id=222]Marie Curie[/popupbiographie]. Lise Meiner s'int&eacute;resse &agrave; la possibilit&eacute; d'agir sur le noyau et participe &agrave; la course visant &agrave; r&eacute;aliser un &eacute;l&eacute;ment plus lourd que l'uranium en faisant absorber des [popupdefinition id=3498]neutrons[/popupdefinition] par son noyau. Ses travaux s'inscrivent dans le [popupdefinition id=316]mouvement[/popupdefinition] qui conduira &agrave; la [popupdefinition id=2462]fission nucl&eacute;aire[/popupdefinition]. Mais Lise Meitner, juive, doit fuir l'Allemagne en 1938 et se r&eacute;fugie en Su&egrave;de, o&ugrave; elle continuera &agrave; correspondre, souvent secr&egrave;tement, avec Otto Hahn. Trois fois pressentie pour le prix Nobel, elle n'obtint jamais cette r&eacute;compense, m&ecirc;me si, en 1944, le prix Nobel de [popupdefinition id=15837]chimie[/popupdefinition] fut attribu&eacute; &agrave; Otto Hahn pour des travaux auxquels elle avait largement contribu&eacute;. Lise Meitner -- r&eacute;compens&eacute;e par ailleurs de nombreuses fois et reconnue par ses pairs -- reste&nbsp;l'un des plus c&eacute;l&egrave;bres rat&eacute;s du comit&eacute; Nobel. &copy; Domaine public

Lise Meitner

On qualifie de mouvement, la variation de la position d'un point, d'un solide ou d'un système, étudié dans un référentiel donné, en fonction du temps. Un mouvement est décrit grâce à une vitesse et à une trajectoire. Cette dernière donne l’ensemble des positions que prend le point au cours du temps. Notez que selon le référentiel choisi, le mouvement n’est pas le même. Un point en mouvement dans un référentiel peut même se retrouver au repos dans un autre. C’est le cas, par exemple d’un avion que l’on ravitaille en vol. Ce dernier est immobile dans le référentiel du ravitailleur, mais en mouvement dans celui du sol.Ainsi le référentiel terrestre – rattaché au sol – permet d’étudier le mouvement d’objets se déplaçant à la surface de la Terre. Le référentiel géocentrique – centré sur la Terre et dirigé selon des étoiles fixes - est utilisé pour décrire des objets en mouvement autour de la Terre. Et le référentiel héliocentrique – centré sur le Soleil et dirigé selon des étoiles fixes – sert à décrire les mouvements d’objets se déplaçant autour du Soleil.Lorsque la trajectoire est courbe sans être circulaire – comme celle d’un ballon qui rebondit -, on parle de mouvement curviligne. © sharpshutter22, FotoliaDifférents types de mouvementsEn fonction de la vitesse et de la trajectoire, il existe plusieurs types de mouvement. On parle par exemple de mouvement rectiligne uniforme accéléré lorsque la trajectoire correspond à une droite et que la vitesse augmente au fil du temps. Le mouvement est circulaire ralenti – ou encore décéléré – lorsque la trajectoire est représentée par un cercle et que la vitesse diminue avec le temps. Le mouvement est par ailleurs qualifié d’uniforme lorsque la vitesse reste constante.On distingue aussi les mouvements de rotation des mouvements rectilignes. En effet, un corps est dit en rotation si la trajectoire de chacun de ses points est un cercle centré sur un axe de rotation. Ainsi un mouvement hélicoïdal correspond-il à la combinaison d’un mouvement rectiligne et d’un mouvement de rotation.Enfin, il existe des mouvements plus aléatoires, comme le mouvement brownien. C’est ainsi que l’on nomme le mouvement adopté par une grosse particule au milieu de petites particules avec lesquelles elle entre en collision dans un fluide.

Mouvement

Le neutron est une particule neutre qui compose le noyau des atomes avec les protons. Pour cette raison, on l’appelle aussi, tout comme le proton, un nucléon. Il a été découvert en 1932 par James Chadwick.
Ce n’est pas une particule élémentaire, pas plus que le proton, car il est composé de trois quarks : deux quarks u et un quark d, dont les charges électriques valent respectivement +2/3 et -1/3. Les quarks sont confinés dans le neutron, comme dans le cas des protons, par le champ de force nucléaire forte décrit par la chromodynamique quantique (encore appelée QCD pour Quantum ChromoDynamics, en anglais).
Les membres de l'institut Laue-Langevin, leader mondial en sciences et techniques neutroniques, situé à Grenoble, expliquent ce qu'est un neutron. © ILL Laue Langevin, YouTube
La masse du neutron
Ce sont les analogues des photons de ce champ de force, appelés gluons, qui expliquent la masse du neutron et non pas le champ de Brout-Englert-Higgs. La masse du neutron vaut à peu près 939,5659 MeV/c2 ou 1,67493×10−27 kg. Celui-ci est ainsi 1,0014 fois plus massif que le proton.
Il s'agit d'un fermion, tout comme l’électron, le proton et les neutrinos. Son spin vaut ½. Les neutrons sont importants en astrophysique et en cosmologie pour comprendre la nucléosynthèse des éléments, la naissance et les propriétés des étoiles à neutrons, celles des pulsars et des magnétars qui en dérivent.
Si le nombre de protons dans un noyau indique à quel élément chimique on a affaire, le nombre de neutrons indique lui quel en est l’isotope. Les neutrons peuvent être instables dans certains noyaux et ils vont donc se désintégrer par radioactivité bêta.
Le prix Nobel de physique James Chadwick a découvert le neutron en 1932. Décédé en 1974, il a ainsi pu assister à la maîtrise de l'énergie nucléaire et à la montée en puissance de la technique de diffusion des neutrons. © Gonville and Caius College
Les neutrons et les réactions nucléaires
Les neutrons interviennent aussi dans plusieurs réactions nucléaires dont celles de la fission et de la fusion. Ils sont à la base du mécanisme de réactions en chaîne utilisé pour faire fonctionner les réacteurs nucléaires et faire exploser les bombes A et H.
Des flux de neutrons lents, produits par des réacteurs nucléaires, sont utilisés pour étudier et caractériser des états de la matière condensée. Ainsi le rayonnement neutronique sert-il fréquemment à réaliser des expériences de diffusion et diffraction afin d'évaluer les propriétés et la structure de matériaux dans les domaines de la cristallographie, la physique de la matière condensée, la biologie, la chimie du solide, la science des matériaux, la géologie et la minéralogie.
On se sert aussi des émissions de neutrons pour détruire les tumeurs cancéreuses ainsi que dans le domaine de l'imagerie des pièces industrielles.

Neutron

La future Marie Curie naît Maria Sklodowska le 7 novembre 1867 dans un vieux quartier de Varsovie. Son père est professeur de mathématiques et de physique et sa mère est institutrice. La découverte de la philosophie d’Auguste Comte, le fondateur du positivisme et de la sociologie, renforcera sa passion pour la physique et les mathématiques. Sa famille étant devenu désargentée, et l’accès aux études scientifiques étant peu commun pour une femme à cette époque, sa décision de poursuivre une carrière scientifique va la confronter à de multiples difficultés. Marie quitte la Pologne pour la France en 1891. Elle étudiera les mathématiques en suivant les cours de deux mathématiciens de renom, Paul Painlevé et Paul Appell, ainsi que des physiciens Léon Brillouin et Gabriel Lippmann. Ce dernier, très impressionné par les qualités de Marie, obtient pour elle la commande d’une étude sur l’aimantation de différents types d’acier. Mais la chercheuse, qui a aussi obtenu une licence de mathématique, manque de connaissances sur le magnétisme de la matière, et cela va la conduire à se renseigner auprès d’un des plus grands spécialistes de l’époque : Pierre Curie.
Elle hésitera à accepter la demande en mariage de Pierre Curie, pensant un temps avoir un poste à l’université en Pologne où elle était retournée. Elle reviendra sur sa décision et le couple se mariera le 26 juillet 1895, à Sceaux. De cette union naîtra en 1897 Irène Curie qui, comme sa mère, décrochera un prix Nobel de chimie. La même année, elle entreprend des recherches sur un nouveau phénomène que venait de mettre en évidence Henri Becquerel, ayant choisi ce sujet pour sa thèse de doctorat. Ce nouveau phénomène sera baptisé par Marie du nom de radioactivité. Rejointe en 1898 par Pierre Curie qui abandonne ses recherches sur la piézo-électricité, ils annonceront la même année qu’ils ont réussi à extraire des tonnes de ce minerai deux nouveaux éléments radioactifs, le radium et le polonium. Cette découverte leur vaudra l’attribution du prix Nobel de 1903 avec Becquerel. Pierre Curie meurt d’un accident de rue en 1906. Marie Curie remplacera Pierre à son poste de professeur à la Sorbonne, une grande première pour l’époque. En 1909, elle est nommée professeur titulaire dans sa chaire de physique générale, puis de physique générale et radioactivité. 
En 1911, elle décrochera le prix Nobel de chimie et sera la seule femme présente au mythique congrès Solvay de cette même année. Là-bas, elle discutera avec Ernst Rutherford et une jeune étoile montante de la physique théorique, Albert Einstein, avec qui elle restera liée. Pendant la première guerre mondiale, Marie Curie va beaucoup s’impliquer pour que la nouvelle technique de la radiographie soit disponible sur le front, afin d’aider les chirurgiens à localiser puis extraire les fragments métalliques dans le corps des blessés. Sa fille Irène, âgée seulement de 18 ans, l’assistera.
Après la guerre, son exemple constituera une aide précieuse dans les différentes luttes pour la cause des femmes, en particulier bien sûr dans le domaine des sciences. Elle deviendra une figure médiatique aux États-Unis, où elle fera campagne pour récolter des fonds pour la recherche scientifique avec du radium. Malheureusement, les longues heures d’expositions à des substances radioactives avant qu’on n’en connaisse vraiment la dangerosité vont conduire à détériorer sa santé. Elle développe une leucémie. 
Elle se rend au sanatorium de Sancellemoz en Haute-Savoie en 1934 où elle décède le 4 juillet.

Marie Curie

Formé par la lente décroissance radioactive de l’uranium, le protactinium est l’un des éléments naturels les plus rares et les plus coûteux sur Terre.
Généralités
Symbole : PaNuméro atomique : 91Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2Masse atomique : 231,03588 uIsotopes les plus stables : 231Pa avec une demi-vie de 32.760 ans (100 %)Série : actinides Groupe, période, bloc : L/A, 7, fDensité : 15,37Point de fusion : 1.572 °CPoint d’ébullition : 4.026,85 °C
Historique du protactinium
La découverte du protactinium a eu lieu en deux temps. L’isotope 234 a été découvert en 1913 par Fajans et Göhring, et l’isotope 231 en 1918 par Hahn et Meitner. L’isolation du métal, elle, date de 1934.
Propriétés du protactinium
Le protactinium se présente sous la forme d’un métal argenté assez dense. Ses propriétés sont pour la plupart intermédiaires entre le thorium et l’uranium, ses voisins sur la septième ligne du tableau périodique. Il réagit facilement avec l’oxygène, la vapeur d’eau et les acides, mais pas avec les métaux alcalins. Ce métal devient supraconducteur en dessous de 1,4 K.
Utilisation du protactinium
Malgré les nombreuses utilisations du thorium et de l’uranium, le protactinium, lui, est dépourvu d’applications industrielles. Sa rareté et sa forte radioactivité n’y encouragent d’ailleurs guère.
Toxicité du protactinium
Parce qu'il émet un rayonnement alpha particulièrement intense, le protactinium 231 est considéré comme encore plus radiotoxique que le plutonium 238 par ingestion (0,71 μSv/Bq pour un adulte) et par inhalation (jusqu’à 140 μSv/Bq pour un adulte).

Protactinium

La radiologie, au sens large, désigne les applications médicales et industrielles recourant aux rayonnements, principalement les rayons X. Cette définition est surtout axée sur la radiologie dans le domaine médical, utilisée dans le diagnostic ou le traitement de maladies.
Grâce aux rayons X émis par un scanner, on peut obtenir des images précises de certaines régions du corps (membre, organe, etc.). Les divers tissus réagissent différemment au passage du rayonnement, ce qui aboutit à une impression différente sur les films radiologiques. Aujourd’hui, les radiologues recourent de plus en plus aux supports numériques pour obtenir des images plus précises. On utilise la radiologie pour déterminer l’emplacement d’une fracture, explorer les vaisseaux sanguins ou étudier des défauts au niveau des seins, entre autres.
La radiologie peut aussi avoir des visées curatives lorsqu’elle consiste à exploiter les propriétés des rayons X dans le but de traiter une maladie, la plus célèbre étant évidemment la radiothérapie contre le cancer.

Radiologie

Carburant le plus répandu dans les centrales nucléaires, l’uranium est l’un des symboles de la radioactivité et de l’énergie nucléaire. L'uranium naturel se compose de trois isotopes radioactifs (238U, 235U et 234U). La plupart des réacteurs fonctionnent à l'uranium enrichi en 235U (1,5 à 3 % environ au lieu de 0,72 % normalement).GénéralitésSymbole : UNuméro atomique : 92Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2Masse atomique : 238,02891 uIsotopes les plus stables : 238U avec une demi-vie de 4,4688 milliards d'années (99,2742 %), 235U avec une demi-vie de 703,8 millions d'années (0,7202 %)Série : actinideGroupe, période, bloc : L/A, 7, fDensité : 19,1Point de fusion : 1.135 °CPoint d’ébullition : 4.131 °CHistorique de l’uraniumL’uranium a été découvert par Klaproth en 1789 alors qu’il menait des expériences sur la pechblende. Le métal a été isolé pour la première fois en 1841. Klaproth baptisa l’élément qu’il venait de découvrir « uranium » en hommage à la planète Uranus, qui avait été découverte quelques années plus tôt. Elle-même tient son nom d’Ouranos, le dieu du ciel chez les Grecs.Propriétés de l’uraniumUne fois purifié, l’uranium est un métal d’aspect blanc argenté, brillant, assez dense. Il est plus dur que la plupart des autres éléments. Malléable, ductile et légèrement paramagnétique, l’uranium est aussi très électropositif. C’est en revanche un mauvais conducteur électrique. L’uranium réagit avec la quasi-totalité des éléments non métalliques, excepté les gaz rares.Il est omniprésent dans la nature et on le trouve en quantités variables mais faibles dans les roches, le sol, l'eau, l'air, les plantes, les animaux et les êtres humains. Il y a en moyenne dans l'organisme humain approximativement 90 μg (microgrammes) d'uranium qui proviennent de l'air, de l'eau et des aliments absorbés. Environ 66 % se trouvent dans le squelette, 16 % dans le foie, 8 % dans les reins et 10 % dans les autres tissus.Utilisation de l’uraniumL’isotope 235 de l’uranium, présent en très faible quantité dans l’uranium naturel, est l’isotope radioactif le plus utilisé dans le secteur de la production d’énergie nucléaire. C’est également l’ingrédient clé de la première bombe atomique utilisée pendant une guerre, Little Boy, larguée sur la ville japonaise d’Hiroshima le 6 août 1945. Les militaires utilisent également l’uranium sous une forme appauvrie en uranium 235 pour son pouvoir pénétrant et incendiaire. Historiquement, l’uranium a servi de pigment en verrerie, pour les faïences ainsi que les céramiques. Certaines réactions chimiques l’emploient comme catalyseur. L’uranium appauvri mélangé à du plutonium donne le Mox, un autre combustible nucléaire.

Uranium

Max Planck était un physicien allemand. Considéré comme le créateur de la théorie de la physique quantique. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1918.
JeunesseMax Planck est né dans la ville de Kiel, un port de la mer Baltique dans le nord de l’Allemagne, le 23 avril 1858. Fils du juriste et professeur d’université Johann Julius Wilhelm Planck, il descend d’une famille allemande traditionnelle dans laquelle on trouve de nombreux juges, scientifiques et théologiens.Lorsque Max a neuf ans, la famille déménage à Munich pour que son père puisse enseigner à l’université. À Munich, Max a fréquenté le Maximilian Gymnasium, une école secondaire où il a étudié avec un professeur de physique compétent. Il a étudié la musique et est devenu un excellent pianiste.
Études et début dans l’enseignementEn 1874, Max Planck entre à l’université de Munich, où il commence ses études de physique. En 1877, il se rend à Berlin, où il étudie avec de grands physiciens tels que Hermann Helmholtz et Gustav Kirchhof.Il obtient son doctorat en 1879 avec une thèse portant sur une expérience sur la diffusion de l’hydrogène à travers le platine chauffé. On dit que c’est la seule expérience qu’il a réalisée. Il était un scientifique mathématique plutôt qu’expérimental.En 1880, Max Planck retourne à l’université de Munich où il est nommé professeur adjoint. En 1885, il retourne dans sa ville natale, où il enseigne la physique à l’université de Kiel.En 1886, il a épousé Marie Merck. En 1889, à l’âge de trente et un an, il est nommé à la chaire de physique de l’université de Berlin. Après deux ans, il est nommé professeur de physique théorique, en remplacement du professeur Gustav Kirchhof.
Théorie thermodynamiquePlanck était un expert de la théorie de la thermodynamique, qui est la branche de la physique qui étudie les relations entre la chaleur, la température, le travail et l’énergie. La lumière et la chaleur sont liées l’une à l’autre, comme on peut le constater en touchant une ampoule électrique allumée. Et il est bien connu que la couleur de la lumière sert de base pour mesurer des températures plus élevées que celles enregistrées dans les thermomètres.Plus la couleur est proche du blanc, plus la température est élevée. À basse température, le rayonnement est constitué de rayons infrarouges, invisibles. À 540 degrés, le rouge devient visible. À environ 1 400, un bleu brillant apparaît. La température du filament d’une ampoule électrique est d’environ 2 800 degrés.Cette façon d’étudier et de comprendre la lumière expliquait de nombreux phénomènes, comme le mode de sa propagation. Cependant, lorsqu’il a essayé de calculer ce qui se passait, à partir des théories connues, il a constaté que même un tout petit peu de chaleur devait produire une lumière vive.Cependant, dans le cas d’objets qui se trouvent à des températures extrêmement élevées, ils ne reflètent pas une partie de la lumière qui tombe sur eux. Comme tout renferme un peu de chaleur, quelque chose doit clocher, car le calcul a montré que le corps humain, à une température de 37°C, devrait briller dans le noir.
La théorie quantique de PlanckMax Planck a tenté de trouver une explication aux caractéristiques particulières de la lumière émise par des corps chauffés (ou ce que les physiciens appellent le rayonnement du corps noir). L’explication est venue en 1900, lorsque Planck a déclaré que l’énergie n’était pas continue, comme on le pensait.Sa théorie stipulait que le rayonnement est absorbé ou émis par un corps chauffé non pas sous forme d’ondes, mais au moyen de « petits paquets » d’énergie. À ces paquets d’énergie, Max Planck a donné le nom de « quantum », passant l’idée d’une unité minimale, indivisible, puisqu’il s’agirait d’une unité définie d’énergie proportionnelle à la fréquence du rayonnement.Max Planck a présenté cette idée de « quantum » à l’Académie allemande des sciences, mais les scientifiques n’y étaient pas préparés, car la théorie des ondes fonctionnait dans la plupart des cas connus. Lentement, le monde scientifique a commencé à découvrir l’idée de particules d’énergie, c’est-à-dire la théorie quantique de Planck.En 1913, Einstein, qui avait beaucoup contribué à faire avancer la théorie de Planck, se rend à Berlin et ils partagent un intérêt pour les mathématiques. En 1918, Planck a reçu la reconnaissance du monde entier en remportant le prix Nobel de physique.
Planck et le nazismePendant le régime nazi en Allemagne, ses amis Einstein et Schroedinger ont été contraints de quitter l’Allemagne. Planck a refusé à deux reprises de signer un serment d’allégeance au parti nazi. En 1944, en pleine guerre mondiale, son fils est accusé de conspirer contre Hitler et est finalement exécuté. Sa maison et sa bibliothèque ont été détruites par les bombardiers de guerre.Max Planck est mort à Gottingen, en Allemagne, le 4 octobre 1947. En son honneur, l’Académie des sciences Kaiser Wilhelm a été baptisée du nom de Max Planck. La plus haute distinction scientifique allemande est désormais la « médaille Planck ».

Max Planck

Née en Autriche le 7 novembre 1878 dans une famille aisée, Lise Meitner entre à l’Université de Vienne en 1901, qui venait juste d’ouvrir ses portes aux femmes. Elle choisit la physique et se fait vite remarquer, notamment de Ludwig Boltzmann, puis, à l’université de Berlin, par Max Planck et par Otto Hahn, lequel restera son ami pour la vie. Elle étudie la radioactivité puis s’intéresse à la structure du noyau atomique. Un long moment, Lise Metner travaille sans être payée. L’université n’est pas ouverte aux femmes mais elle a l’autorisation – exceptionnelle – de Max Planck. Lise Meitner continuera de travailler gratuitement comme assistante de Otto Hahn à la Société Kaiser Wilhelm pour l'avancement des sciences (KWG), une société savante indépendante. Elle étudie la physique nucléaire et travaille à la mise au point d’un accélérateur de particules. Lise Meitner parvint à expliquer l’instabilité des éléments plus lourds que l’uranium. Elle et Otto Hahn découvrent le protactinium en 1918 (élément repéré en 1913). Entre-temps, Lise Meitner a travaillé comme infirmière en tant que technicienne en radiologie pour l’armée autrichienne, ce qui n’est pas sans rappeler Marie Curie.
Lise Meiner s’intéresse à la possibilité d’agir sur le noyau et participe à la course visant à réaliser un élément plus lourd que l’uranium en faisant absorber des neutrons par son noyau. Ses travaux s’inscrivent dans le mouvement qui conduira à la fission nucléaire. Mais Lise Meitner, juive, doit fuir l’Allemagne en 1938 et se réfugie en Suède, où elle continuera à correspondre, souvent secrètement, avec Otto Hahn. Trois fois pressentie pour le prix Nobel, elle n’obtint jamais cette récompense, même si, en 1944, le prix Nobel de chimie fut attribué à Otto Hahn pour des travaux auxquels elle avait largement contribué. Lise Meitner (récompensée par ailleurs de nombreuses fois et reconnue par ses pairs) restent l’un des plus célèbres ratés du comité Nobel.

Lise  Meitner

La radioactivité est avant tout un phénomène naturel.
Radioactivité naturelle
En effet, certains atomes sont instables : on les appelle les « radionucléides ». Ils présentent la propriété de se désintégrer de manière spontanée, pour donner un autre élément, en émettant des particules (électrons, neutrons, etc.) ou des rayonnements électromagnétiques. On dit alors qu’ils sont « radioactifs ».
Notez que la radioactivité modifie la composition du noyau atomique et, par conséquent, la nature de l’atome.
Radioactivité artificielle
La radioactivité peut également avoir une origine artificielle (examen médical, thérapie, rejets d’installations nucléaires, etc.) lorsque le même effet est obtenu par bombardement des noyaux des atomes.
Désintégrations alpha, bêta et gamma
Il existe trois grands types de désintégrations :
La désintégration alpha (α) entraîne l’émission d’un rayonnement α. L’atome perd des protons et des neutrons. Il y a émission d’un noyau d’hélium. Les périodes des désintégrations α sont souvent longues.La désintégration bêta (β) entraîne l’émission d’un rayonnement β. Un neutron se transforme en proton ou vice versa. Il y a, le plus souvent, émission d’un électron et d’un antineutrino ou, parfois, émission d’un positron et d’un neutrino. Les périodes radioactives des désintégrations β sont plus courtes, parfois même très courtes.Le rayonnement gamma (γ) correspond à l’émission de photons énergétiques.
Radioactivité et santé
Pour la population française, la dose de radiations artificielles (hors applications médicales) maximale est fixée à 1 millisievert par an (mSv/an) ; la dose naturelle moyenne est de l’ordre de 4,5 mSv/an. Les rayonnements ionisants émis au cours des désintégrations radioactives peuvent avoir des effets sur la santé. Ils dépendent :
de la dose d’irradiation ;de la nature du rayonnement :le pouvoir de pénétration d’un rayonnement α est faible. Il peut être arrêté par une feuille de papier ;Lorsqu’un atome émet un électron (rayonnement β), celui-ci peut être arrêté par quelques millimètres d’aluminium.Lorsqu’un atome émet un positron (rayonnement β), celui-ci annihile un électron, ce qui produit des rayons γ.Une désintégration α ou β est généralement suivie d’une émission γ. Il faut environ un mètre de plomb ou de béton pour l’arrêter.des modalités d’exposition :on parle d’irradiation lorsque l’exposition est externe ;on parle de contamination lorsque l'exposition est interne (ingestion d’aliments contaminés, par exemple).de l'organe ou du tissu exposé.

Radioactivité

Une porte est une ouverture pratiquée dans un mur, une clôture quelconque, permettant d'entrer dans un lieu fermé ou d'en sortir. Elle peut aussi servir à circuler dans les pièces, c'est pourquoi on parle de portes intérieures et de portes extérieures. Autrefois, le nom de porte était donné à l'ouverture aménagée dans l'enceinte d'une ville pour en permettre le passage. On parle parfois de porte bâtarde quand elle est d'une taille intermédiaire. Une porte permet l'accès à un lieu fermé. Ici une porte ancienne en bois. © Sven Dirks, Wikipedia Commons, CC BY-SA 3.0Les différents types de portes d'une maisonIl existe des portes de toutes tailles, s'adaptant en général à la façade dans laquelle la porte est intégrée. On peut trouver une porte coulissante, une porte battante ou encore une porte pliante, en fonction de l'élément d'huisserie qui lui est associé. Il existe également la porte extensible, elle est fabriquée selon le principe de l'accordéon, on peut donc en ajuster l'ouverture. Une porte peut être pleine ou non, vitrée ou en bois, en PVC, en fibre de verre, en acier ou encore en aluminium.Porte pleine ou porte vitrée ?Que ce soit pour la porte d’entrée ou pour séparer cuisine et salon par exemple, la porte peut être pleine ou vitrée. Il est possible de choisir une porte d’entrée avec une partie vitrée, le plus souvent opaque pour préserver l’intimité tout en profitant de la lumière du jour. Côté sécurité, le vitrage est aujourd’hui renforcé pour résister aux impacts et la porte d'entrée pleine ou vitrée est le plus souvent blindée avec serrure multipoint pour résister aux effractions. Certaines portes d'entrée d'une maison peuvent aussi être ornementées d’un vitrage en partie haute qui s’ouvre, une option pour offrir un puits de lumière et favoriser la circulation de l’air de votre intérieur.

Porte

La fission nucléaire est l'éclatement d'un noyau instable en deux noyaux plus légers et quelques particules élémentaires. Cet éclatement s'accompagne d'un dégagement de chaleur, c'est à dire d'énergie.
Le principe de la réaction en chaîne avec la fission d'un noyau d'uranium 235 absorbant un neutron. Le noyau fissionne en deux noyaux plus légers en donnant de deux à trois neutrons selon la nature des noyaux légers produits. © Université du Maine 
La fission spontanée existe mais elle est très rare. Le seul élément naturellement fissile est l'uranium 235. Sous l'impact d'un neutron, le noyau se trouve déséquilibré et se transforme en deux noyaux plus légers mais toujours instables appelés produits de fission. Au moment du choc avec le neutron, ces produits de fission sont éjectés à grande vitesse. Les noyaux issus de fission sont dans la plupart des cas radioactifs mais leur période est assez courte. 
La fission dégage une énergie gigantesque. 1 gramme d'uranium 235 libère ainsi autant d'énergie que la combustion de plusieurs tonnes de charbon. Les neutrons libérés par la fission ont une très grande énergie. Si on parvient à les ralentir convenablement, ils peuvent induire de nouvelles fissions et la réaction continue et s'accélère. Dans les réacteurs nucléaires, la réaction s'auto-entretient. Mais, si on laisse augmenter le nombre de neutrons présents, la réaction peut devenir explosive, c'est le cas de la bombe atomique (bombe A).

Fission nucléaire

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Fille d'un po&egrave;te britannique (lord Byron) et d'une amatrice de math&eacute;matiques (Anne Isabella Milbanke), Augusta Ada King na&icirc;t le 10 d&eacute;cembre 1815 &agrave; Londres,&nbsp;t&eacute;moigne, comme sa m&egrave;re, d'un grand int&eacute;r&ecirc;t pour les math&eacute;matiques. Devenue l'&eacute;pouse du comte de Lovelace, elle rencontre Charles Babbage, inventeur de la &laquo;&nbsp;machine &agrave; diff&eacute;rences&nbsp;&raquo;, une <a href="/maison/comparatifs/meilleure-calculatrice-comparatif/" title="Comparatif calculatrice" class="link-type-comparo">calculatrice</a> m&eacute;canique. Le [popupmetier id=293]math&eacute;maticien[/popupmetier] travaille alors sur la &laquo;&nbsp;machine analytique&nbsp;&raquo;, syst&egrave;me m&eacute;canique capable de r&eacute;aliser une s&eacute;rie de calculs &eacute;tablis &agrave; l'avance et inscrits sur des cartes perfor&eacute;es, consid&eacute;r&eacute;es comme le pr&eacute;curseur des [popupdefinition id=586]ordinateurs[/popupdefinition]. La machine ne fut jamais construite enti&egrave;rement, mais elle &eacute;tait fonctionnelle, comme l'a d&eacute;montr&eacute; une r&eacute;alisation effectu&eacute;e en 1991.La collaboration de Lady Ada Lovelace n'est pas connue pr&eacute;cis&eacute;ment, mais on consid&egrave;re qu'elle a r&eacute;alis&eacute; les premi&egrave;res &eacute;bauches d'une &eacute;criture formelle des instructions &agrave; employer avec cette machine analytique afin de r&eacute;aliser des calculs donn&eacute;s. En clair, elle a travaill&eacute; sur ce que l'on appelle aujourd'hui un langage informatique. En 1978, le nom Ada fut donn&eacute;, en son hommage, &agrave; l'un de ces langages informatiques &eacute;labor&eacute;s aux &Eacute;tats-Unis entre 1977 et 1983 chez CII-Honeywell Bull, sous la direction de Jean Ichbiah.&copy; Jurvetson, Flickr, CC 2.0 Generic.

Lady Ada Lovelace

C’est IBM France qui introduit le mot ordinateur dans la langue française en 1955 afin d’éviter de traduire littéralement l’anglais computer jusque-là destiné aux machines scientifiques. Le cas français est assez rare parce que quantité de langues ont préféré transcrire directement l’anglais : Компью́тер en russe, computer en italien, en allemand, computador en portugais. L’espagnol utilise à la fois computadora et ordenador qu’il tire du français. Dans les années 1950, le vocabulaire manque en effet pour décrire une fabuleuse machine issue des travaux du mathématicien britannique Alan Turing.La miniaturisation et la baisse du coût des ordinateurs Apparu dès 1939, l’ordinateur a suivi un cycle de vie comparable à celui des inventions de la révolution industrielle comme l’automobile. Son coût a d’abord été très élevé et destiné à une clientèle restreinte. Seuls les États-Unis ont les moyens de fabriquer des ordinateurs au sortir de la Seconde Guerre mondiale, comme l’ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Peu à peu, son usage se répand :l’apparition du circuit intégré permet à des entreprises moyennes de s’en doter à partir de la seconde moitié des années 1950 ;la bureautique se développe à partir des années 1970 ;dans la seconde moitié des années 1990, il se répand dans les foyers et profite de l’essor du Web ;il existe aujourd’hui sous forme de tablettes, de smartphones, d’ordinateurs portables.Aujourd'hui, l'ordinateur se décline sous forme de tablette et d'ordinateur portable. Son usage est très répandu dans les entreprises et les foyers. © Bullrun, Adobe StockUn système de traitement de l’information programmable Conformément à la théorie d’Alan Turing un ordinateur est un système de traitement de l’information organisé en programmes. Une lecture séquentielle conduit l’appareil à exécuter sur un mode binaire des opérations arithmétiques et logiques dès sa mise sous tension.Comment un ordinateur fonctionne ? Un ordinateur combine le logiciel ou software qui donne des instructions et du matériel que l’on appelle le hardware. L’informatique est conçue sur le modèle du corps humain composé du cerveau, des organes et des entrées et sorties qui équivalent à la perception. Le logiciel ou software, cerveau de l’ordinateur Le logiciel est composé d'une série de séquences d’instructions, que l’on appelle programmes, et de données, qu’analyse et traite l’appareil. Le système d’exploitation est la partie la plus importante du logiciel parce qu’il gère les ressources d’un ordinateur. La qualité d’un logiciel doit notamment tenir compte de : des fonctionnalités complètes ;la fiabilité ;la performance ;la précision des résultats ;la simplicité.Le hardware ou matériel informatique Le hardware n’est autre que le matériel informatique. Il reçoit et applique les ordres du logiciel. Il comporte notamment :le processeur qui traite les données ;la carte-mère, responsable du support des composants ;la RAM ou mémoire vive ;la carte vidéo et le moniteur ;le clavier.Comment nettoyer un ordinateur ? Il existe plusieurs façons de nettoyer un ordinateur. On peut naturellement le faire physiquement en mettant au propre les ventilateurs ou en changeant les pièces. Il est également possible de faire appel à des fonctions de votre appareil ou à des logiciels spécialement dédiés.Nettoyer physiquement l’appareilUne bombe à air destinée à cet usage devrait nettoyer les ventilateurs.Changer les composants de l’appareil. Faire appel à des logiciels gratuitsVous pouvez télécharger CCleaner, CCEnhancer ou encore AdwCleaner gratuitement pour nettoyer votre ordinateur.Il est aussi fortement recommandé de consulter un spécialiste de l’informatique.

Ordinateur

Le mathématicien est chargé de résoudre des problèmes abstraits ou concrets en utilisant différentes théories et principes. Il peut exercer dans des secteurs bien différents avec des missions très variées. En voici quelques exemples : S'il exerce dans l’enseignement et la recherche, le mathématicien sera alors enseignant-chercheur ou bien professeur de mathématiques en collège ou lycée. En tant que chercheur, le mathématicien va chercher à trouver de nouveaux concepts ou de nouveaux outils pour aider à la résolution de problèmes dans des domaines divers tels que la santé, l’environnement, l’énergie, la climatologie, le développement durable… Il cherche ainsi à développer de nouvelles théories, de nouvelles méthodes pour mieux comprendre certaines problématiques. Il va diriger des travaux pratiques, rédiger des rapports et publier ses résultats de recherches dans des revues spécialisées internationales.Dans le secteur de la banque et de la finance, les mathématiciens vont travailler en collaboration avec le service informatique afin de développer des modèles mathématiques permettant de mettre en oeuvre des outils d’aide à la décision pour les traders, établir des statistiques en matière d’assurance ou de prévoyance santé, analyser les risques boursiers, constituer des modèles prévisionnels économiques et financiers…Dans le secteur informatique, le mathématicien va établir des modèles mathématiques pour pouvoir créer et développer des applications, des logiciels ou des bases de données informatiques en rapport avec le secteur d’activité dans lequel il évolue. La cryptologie et la cybersécurité sont deux secteurs porteurs pour les mathématiciens.Dans l’industrie, le travail du mathématicien va être multiple. Il va pouvoir aider à développer des systèmes de codage dans le secteur des télécoms et des réseaux, développer des applications informatiques concrètes pour le secteur aéronautique ou automobile, prévoir le comportement ou l'usure d'une pièce…Les principales compétences et qualités à avoirLe métier de mathématiciens demande de multiples compétences et qualités : être persévérant et patient ;aimer résoudre des problème ;avoir de grandes capacités d’analyse et de synthèse ;être force de proposition ;maîtriser l’anglais ;mener une veille scientifique ;faire preuve de rigueur et de méthode ;avoir une grande capacité de raisonnement ;savoir se remettre en question ;avoir des facultés de vulgarisation ;aimer le travail en équipe.Les mathématiques sont partout et les mathématiciens peuvent exercer dans tous les secteurs d'activité. Informatique, pharmacie, banque, assurance, industrie, partout les mathématiques permettent d'innover et de créer de nouveaux outils ou théories. © Who is Danny, Adobe Stock.Les conditions de travailLa grande majorité des mathématiciens évoluent dans l’enseignement ou la recherche. Cependant, de plus en plus d’entreprises font appel aux mathématiciens pour les aider à développer des applications précises que ce soit en informatique, en finance, en biostatistiques, en industrie de pointe… Le marché du travail est plutôt favorable aux mathématiciens, surtout s’ils possèdent une double compétence. Le mathématicien se déplace également régulièrement pour assister à des colloques ou séminaires avec ses collègues nationaux et internationaux.Comment devenir mathématicien ?Le métier de mathématicien s’exerce à partir d’un bac +5 minimum : master mathématiques et applications ;master mathématiques appliquées, statistique ;master métiers de l’enseignement, de l’éducation et de la formation, parcours maths ;master sciences, technologies, santé, mention mathématiques ;master mathématiques fondamentales et appliquées ;master mathématiques, informatique de la cryptologie et sécurité ;master arithmétique, codage et cryptologie ;doctorat en mathématiques.Le salaire d’un mathématicienUn mathématicien débutant gagne de 2500 à 2900 euros bruts mensuel. En fonction de son secteur d’activité et de son expérience, son salaire peut fortement évoluer, notamment dans le secteur privé.Les perspectives d’évolution d’un mathématicienEn fonction de son secteur d’activité, le mathématicien peut évoluer vers des postes de chef de projet informatique, d’actuaire, d’enseignant-chercheur…Entreprises qui emploient des mathématiciensBanque ;Assurance ;Secteur industriel ;Université ou grande école ;Institut de recherche.

Mathématicien

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Philosophe et math&eacute;maticienne grecque, Hypatie na&icirc;t vers 370 apr&egrave;s J&eacute;sus-Christ &agrave; Alexandrie, sous domination romaine. Son p&egrave;re, Th&eacute;on d'Alexandrie, est le dernier directeur de la Grande Biblioth&egrave;que. Elle &eacute;tudie les sciences, en particulier l'astronomie et les math&eacute;matiques. On conna&icirc;t peu de choses de sa vie et de son &oelig;uvre, si ce n'est quelques lettres et des &eacute;crits ult&eacute;rieurs. Hypatie aurait enseign&eacute; la philosophie dans la lign&eacute;e de l'&eacute;cole platonicienne et aurait comment&eacute; des ouvrages de math&eacute;matiques.Sa notori&eacute;t&eacute; semblait importante et peut-&ecirc;tre cette renomm&eacute;e a-t-elle &eacute;t&eacute; mal vue par les autorit&eacute;s chr&eacute;tiennes de l'&eacute;poque. D'apr&egrave;s des r&eacute;cits, notamment de Socrate le Scolastique ([popupmetier id=237]historien[/popupmetier] du christianisme, &agrave; cheval entre les IVe et Ve&nbsp;si&egrave;cles apr&egrave;s J&eacute;sus-Christ), elle fut massacr&eacute;e par une foule de chr&eacute;tiens en mars de l'ann&eacute;e 415.De nombreux ouvrages lui ont &eacute;t&eacute; consacr&eacute;s et un film, Agora, a racont&eacute; son histoire, en 2009.&copy; Alejandro Amenabar, DP

Hypatie d'Alexandrie : des travaux en philosophie et mathématiques

Spécialiste d’une période historique précise ou d’une science (numismatique, héraldique, généalogie…), l’historien effectue des travaux de recherche d’information sur un domaine précis. Il tente d’analyser le passé en s’appuyant sur des faits historiques mais aussi sur le contexte économique, social, politique de l’époque. Pour cela, il réalise de nombreuses recherches, lit de nombreux livres, consulte les archives, se déplace chez des particuliers pour recueillir des témoignages, prend connaissance de photographies ou de documents… Il s’assure de la véracité des informations récoltées et effectue un travail d’analyse et de synthèse pour rendre compte de ses recherches dans un livre, une revue spécialisée, un rapport, un documentaire, une conférence, dans le but de comprendre la situation actuelle. Ses travaux de recherches peuvent être destinés aussi bien à ses pairs qu’à un public moins érudit, pour lequel il réalisera alors un travail supplémentaire de vulgarisation. Les principales compétences et qualités à avoirLe métier d’historien nécessite bien évidemment d’être compétent dans sa spécialité mais il fait appel également à diverses qualités humaines :avoir une grande culture générale et bien connaître l’Histoire de manière globale, en plus de sa spécialité ;être passionné de lecture et de recherches ;savoir analyser, synthétiser et écrire ;être à l’aise à l’oral ;faire preuve de méthode et de rigueur ;être patient et persévérant ;savoir vulgariser et être pédagogue ;faire preuve d’intégrité.L’historien mène des investigations dans les événements du passé pour comprendre l’évolution de la société et la période contemporaine. © glebchik, Adobe Stock. Les conditions de travailL’historien est généralement rattaché à une université ou un centre de recherche. Il passe de nombreuses heures à son bureau pour préparer ses cours magistraux et réaliser ses travaux de recherches. Il peut participer à des débats et des conférences nationales ou internationales, et peut être amené à se déplacer également pour authentifier un objet ancien, ou réaliser un inventaire dans un monument historique. Les débouchés sont assez limités en France. Beaucoup d’historiens sont avant tout maître de conférence mais les places sont rares. Comment devenir historien ?Le métier d’historien nécessite des études longues, de niveau bac + 5 à bac + 8 :licence histoire ;master histoire ou sciences sociales ;master de recherche ;doctorat ;école nationale supérieure (ENS) ;école nationale des Chartes.En fonction de la période ou de la spécialité qu’il souhaite étudier, l’étudiant choisira le parcours le plus approprié.Le salaire d’un historienUn historien débutant gagne entre 1500 et 1700 euros brut par mois. Son salaire progressera avec les années d’expérience mais aussi grâce aux publications qu’il rédigera. Articles et livres peuvent en effet lui apporter une belle source de rémunération supplémentaire tout comme la participation à des conférences en fonction de sa renommée et de sa spécialité.Les perspectives d’évolution d’un historienUn historien maître de conférence peut évoluer vers un poste de professeur des universités après le passage d’un concours spécifique. Il pourra par la suite évoluer après plusieurs années d’expérience vers un poste de président d’université, de directeur d’UFR ou réaliser des missions d’expertise.Entreprises qui emploient des historiensenseignement secondaire ;enseignement supérieur ;centre de recherches ;musée.

Historien

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Sophie Germain est une math&eacute;maticienne fran&ccedil;aise n&eacute;e le 1er avril 1776 &agrave; Paris. Elle se passionne d&egrave;s l'enfance pour les math&eacute;matiques, au point d'y consacrer sa vie dans une soci&eacute;t&eacute; o&ugrave; ce genre d'activit&eacute; est, dans le domaine professionnel, r&eacute;serv&eacute; aux hommes. Elle est si d&eacute;termin&eacute;e qu'elle prend un nom d'homme, Antoine Auguste Le Blanc, pour demander par &eacute;crit les cours de l'&eacute;cole Polytechnique, qu'elle obtient et qu'elle d&eacute;vore.Toujours sous son nom d'emprunt, [popupbiographie id=865]Sophie Germain[/popupbiographie] communique ses remarques au grand [popupmetier id=293]math&eacute;maticien[/popupmetier] et [popupmetier id=7]astronome[/popupmetier] [popupbiographie id=679]Joseph-Louis Lagrange[/popupbiographie], qui finit par rencontrer ce brillant &laquo; monsieur Le Blanc &raquo;. Il la soutiendra dans ses travaux.Sophie Germain s'attaque au Grand (ou Dernier) [popupdefinition id=383]th&eacute;or&egrave;me[/popupdefinition] de Fermat, selon lequel, avec x, y, z et n entiers, l'&eacute;galit&eacute; x^n + y^n = z^n ne peut &ecirc;tre v&eacute;rifi&eacute;e, quels que soient x, y et z, que pour n = 2. Ce th&eacute;or&egrave;me ne sera d&eacute;montr&eacute; que par Andrew Wiles en 1995. Elle correspond avec Carl Friedrich Gauss, encore une fois sous le nom de monsieur Le Blanc. Elle se trahit cependant en demandant &agrave; un g&eacute;n&eacute;ral de Napol&eacute;on de prot&eacute;ger ce grand math&eacute;maticien prussien dont le pays va &ecirc;tre envahi par les troupes fran&ccedil;aises.Elle d&eacute;crit une classe particuli&egrave;re de nombres, devenus les [popupdefinition id=4717]nombres premiers[/popupdefinition] de Sophie Germain. Un nombre est de ce type si son double plus 1 est premier aussi. Elle parvient ainsi &agrave; un th&eacute;or&egrave;me, connu sous le nom de th&eacute;or&egrave;me de Sophie Germain, stipulant que, pour que l'&eacute;galit&eacute; du Grand th&eacute;or&egrave;me de Fermat soit v&eacute;rifi&eacute;e, il faut que x, y ou z soit divisible par le carr&eacute; de n. La math&eacute;maticienne a donn&eacute; son nom &agrave; d'autres th&eacute;or&egrave;mes et s'est pench&eacute;e ensuite sur les surfaces courbes, ce qui l'a amen&eacute;e &agrave; proposer une th&eacute;orie de la [popupdefinition id=16296]vibration[/popupdefinition] en opposition totale avec l'explication de [popupdefinition id=10415]Poisson[/popupdefinition], autre math&eacute;maticien contemporain.&copy; Jamesweb, Flickr, CC by&nbsp;2.0

Sophie Germain, son théorème et les nombres premiers

Mathématicienne française née le 1er avril 1776 à Paris. Marie-Sophie Germain se passionne dès l’enfance pour les mathématiques, au point d’y consacrer sa vie dans une société où ce genre d’activité est, dans le domaine professionnel, réservé aux hommes. Elle est si déterminée qu’elle prend un nom d’homme, Antoine Auguste Le Blanc, pour demander par écrit les cours de l’école Polytechnique, qu’elle obtient et qu’elle dévore.
Toujours sous son nom d’emprunt, Sophie Germain communique ses remarques au grand mathématicien et astronome Joseph-Louis Lagrange, qui finit par rencontrer ce brillant « monsieur Le Blanc ». Il la soutiendra dans ses travaux. Sophie Germain s’attaque au Grand (ou Dernier) théorème de Fermat, selon lequel, avec x, y, z et n entiers, l’égalité x^n + y^n = z^n ne peut être vérifiée, quels que soient x, y et z, que pour n = 2. Ce théorème ne sera démontré que par Andrew Wiles en 1995. Elle correspond avec Carl Friedrich Gauss, encore une fois sous le nom de monsieur Le Blanc. Elle se trahit cependant en demandant à un général de Napoléon de protéger ce grand mathématicien prussien dont le pays va être envahi par les troupes françaises.
Elle décrit une classe particulière de nombres, devenus les nombres premiers de Sophie Germain. Un nombre est de ce type si son double plus 1 est premier aussi. Elle parvient ainsi à un théorème, connu sous le nom de théorème de Sophie Germain, stipulant que, pour que l’égalité du Grand théorème de Fermat soit vérifiée, il faut que x, y ou z soit divisible par le carré de n. La mathématicienne a donné son nom à d’autres théorèmes et s’est penchée ensuite sur les surfaces courbes, ce qui l’a amenée à proposer une théorie de la vibration en opposition totale avec l’explication de Poisson, autre mathématicien contemporain.

Sophie Germain

Les poissons sont des animaux qui ont colonisé la quasi-totalité des écosystèmes aquatiques : océans jusqu'à des profondeurs extrêmes (des soles ont été aperçues dans la fosse des Mariannes, à plus de 10.000 m de profondeur), lacs et rivières parfois à des altitudes très élevées et dans des zones où les températures sont très différentes.
Les poissons sont pourvus de branchies, qui permettent la respiration aquatique et de nageoires dont le nombre et la forme diffèrent selon les groupes.
Phylogénie des poissons
Les poissons forment un groupe polyphylétique (donc, non monophylétique). À ce titre, le terme « poissons » n'est en théorie pas correct en phylogénie.
Cependant, il est très largement utilisé, et il représente tout de même des notions bien précises. 
 Les poissons comportent : 
les agnathes (lamproies et myxines) qui est un groupe paraphylétique ;les chondrichtyens (requins et raies) ;les actinistiens (coelacanthes) ;les dipneustes ;les actinoptérygiens (plus de 95 % des poissons).
Ce qui veut dire que :
tous les poissons sont des crâniates ;tous les poissons ne sont pas des vertébrés (les myxines n'ont pas de vertèbres).
On compte, en tout, un peu plus de 24.000 espèces de poissons.

Poisson

En physique, le terme « vibration » désigne le mouvement d’un système qui reste voisin de son état de repos, de son état d’équilibre.
Types de vibrations et exemples : musique…
Ainsi, une masse accrochée à un ressort, un circuit électrique RLC, un haut-parleur ou une molécule diatomique représentent quelques exemples de systèmes qui sont les sièges de vibrations.
On distingue plusieurs types de vibrations :
Les vibrations forcées, ou entretenues, découlent d’une excitation. Elles durent aussi longtemps que se maintient l’excitation.Les vibrations libres résultent d’une action imposée à un instant donné. Elles apparaissent ainsi lorsque le système est placé en dehors de sa position de repos ou lorsqu’on lui transmet une impulsion initiale. Du fait de l’amortissement que subissent en général les systèmes physiques, les vibrations libres ont tendance à décroître avec le temps. On dit que les vibrations sont « amorties ».Les vibrations propres apparaissent dans un système non amorti. Elles sont périodiques dans le temps.
Les vibrations peuvent représenter un risque pour la santé des salariés. La législation française définit des valeurs limites d’exposition. © c_badeja, Pixabay, DP
Des vibrations omniprésentes
La plupart des êtres vivants ressentent les vibrations de leur environnement. Ainsi, l’être humain, par le biais de son oreille, perçoit les vibrations de l’air provoquées par les ondes sonores. De son côté, le cobra qui danse devant le charmeur de serpent réagit aux vibrations du sol.
Dans l’industrie, on étudie les vibrations pour deux grandes raisons :
elles sont susceptibles de mener à des ruptures — dans le cas d’une excitation des modes propres conduisant au déclenchement d’un phénomène de résonance — ou à des nuisances ;elles peuvent trahir un système mal équilibré, mal conçu.
Vibration et onde : quelle différence ?
Les notions d’onde et de vibration — même si elles semblent s’entremêler — sont à distinguer. En effet, la notion d’onde renvoie à une grandeur qui varie et se propage, dans le temps et dans l’espace (son, lumière, etc.). La notion de vibration, quant à elle, renvoie à l’oscillation d’un milieu (corde, ressort, etc.). Ces oscillations peuvent toutefois être mathématiquement représentées par une superposition d’ondes.

Vibration

On dit d'un nombre entier qu'il est premier lorsque ses seuls diviseurs sont l'unité et lui-même. En termes plus imagés, un nombre premier est « insécable », au sens où il n'admet pas de factorisation non triviale.
La suite des nombres premiers débutent par 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19... Pour des raisons techniques (unicité de la factorisation), 1 est exclu de la liste.
A contrario, 6 = 3 x 2, ou encore 15 = 3 x 5 ne sont pas des nombres premiers.

Nombre premier

Joseph-Louis Lagrange

Proposition démontrée à l'intérieur d'un système mathématique. Un théorème découle des axiomes et postulats qu'on a posé auparavant.

Théorème

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La future [popupbiographie id=222]Marie Curie[/popupbiographie] na&icirc;t Maria Sklodowska le 7 novembre 1867 dans un vieux quartier de Varsovie. Son p&egrave;re est professeur de math&eacute;matiques et de [popupdefinition id=15839]physique[/popupdefinition] et sa m&egrave;re institutrice. La d&eacute;couverte de la philosophie d'[popupbiographie id=329]Auguste Comte[/popupbiographie], le fondateur du positivisme et de la sociologie, renforcera sa passion pour la physique et les math&eacute;matiques. Sa famille &eacute;tant devenue d&eacute;sargent&eacute;e, et l'acc&egrave;s aux &eacute;tudes scientifiques &eacute;tant peu commun pour une femme &agrave; cette &eacute;poque, sa d&eacute;cision de poursuivre une carri&egrave;re scientifique va la confronter &agrave; de multiples difficult&eacute;s. Marie quitte la Pologne pour la France en 1891 o&ugrave; elle &eacute;tudiera les math&eacute;matiques en suivant les cours de deux [popupmetier id=293]math&eacute;maticiens[/popupmetier] de renom, Paul Painlev&eacute; et Paul Appell, ainsi que des [popupmetier id=42]physiciens[/popupmetier] L&eacute;on Brillouin et Gabriel Lippmann. Ce dernier, tr&egrave;s impressionn&eacute; par les qualit&eacute;s de Marie, obtient pour elle la commande d'une &eacute;tude sur l'[popupdefinition id=3882]aimantation[/popupdefinition] de diff&eacute;rents types d'[popupdefinition id=16510]acier[/popupdefinition]. Mais la chercheuse, qui a aussi obtenu une licence de math&eacute;matique, manque de connaissances sur le [popupdefinition id=14883]magn&eacute;tisme[/popupdefinition] de la [popupdefinition id=15841]mati&egrave;re[/popupdefinition] et cela va la conduire &agrave; se renseigner aupr&egrave;s d'un&nbsp;des plus grands sp&eacute;cialistes de l'&eacute;poque : [popupbiographie id=212]Pierre Curie[/popupbiographie]. Elle h&eacute;sitera &agrave; accepter la demande en mariage de Pierre Curie, pensant un temps avoir un poste &agrave; l'Universit&eacute; en Pologne o&ugrave; elle &eacute;tait retourn&eacute;e. Elle reviendra sur sa d&eacute;cision et le couple se mariera le 26 juillet 1895, &agrave; Sceaux. De cette union na&icirc;tra en 1897 Ir&egrave;ne Curie qui, tout comme sa m&egrave;re, d&eacute;crochera un prix Nobel de [popupdefinition id=15837]chimie[/popupdefinition]. La m&ecirc;me ann&eacute;e, elle entreprend des recherches sur un nouveau ph&eacute;nom&egrave;ne que venait de mettre en &eacute;vidence [popupbiographie id=1374]Henri Becquerel[/popupbiographie], ayant choisi ce sujet pour sa th&egrave;se de doctorat. Ce nouveau ph&eacute;nom&egrave;ne sera baptis&eacute; par Marie du nom de [popupdefinition id=512]radioactivit&eacute;[/popupdefinition]. Rejointe&nbsp;en 1898 par Pierre Curie qui abandonne ses recherches sur la pi&eacute;zo-&eacute;lectricit&eacute;, ils annonceront la m&ecirc;me ann&eacute;e qu'ils ont r&eacute;ussi &agrave; extraire des tonnes de ce [popupdefinition id=1553]minerai[/popupdefinition] deux nouveaux &eacute;l&eacute;ments radioactifs, le [popupdefinition id=15407]radium[/popupdefinition] et le [popupdefinition id=15378]polonium[/popupdefinition]. Cette d&eacute;couverte leur vaudra l'attribution du prix Nobel de 1903 avec Becquerel. Pierre Curie meurt d'un [popupdefinition id=17265]accident[/popupdefinition] de rue en 1906. Marie Curie remplacera Pierre &agrave; son poste de professeur &agrave; la Sorbonne, une grande premi&egrave;re pour l'&eacute;poque. En 1909, elle est nomm&eacute;e professeur titulaire dans sa chaire de physique g&eacute;n&eacute;rale, puis de physique g&eacute;n&eacute;rale et radioactivit&eacute;. En 1911, elle d&eacute;crochera le prix Nobel de chimie et sera la seule femme pr&eacute;sente au mythique [popupdefinition id=4772]congr&egrave;s Solvay[/popupdefinition] de cette m&ecirc;me ann&eacute;e. L&agrave;-bas, elle discutera avec Ernst Rutherford et une jeune [popupdefinition id=3730]&eacute;toile[/popupdefinition] montante de la physique th&eacute;orique, Albert [popupbiographie id=205]Einstein[/popupbiographie], avec qui elle restera li&eacute;e. Pendant la Premi&egrave;re Guerre mondiale, Marie Curie va beaucoup s'impliquer pour que la nouvelle technique de la [popupdefinition id=8791]radiographie[/popupdefinition] soit disponible sur le front, afin d'aider les chirurgiens &agrave; localiser, puis extraire les fragments m&eacute;talliques dans le corps des bless&eacute;s. Sa fille, Ir&egrave;ne, &acirc;g&eacute;e seulement de 18 ans, l'assistera. Apr&egrave;s la guerre, son exemple constituera une aide pr&eacute;cieuse dans les diff&eacute;rentes luttes pour la cause des femmes, en particulier bien s&ucirc;r dans le domaine des sciences. Elle deviendra une figure m&eacute;diatique aux &Eacute;tats-Unis, o&ugrave; elle fera campagne pour r&eacute;colter des fonds pour la recherche scientifique autour du radium. Malheureusement, les longues heures d'expositions &agrave; des substances radioactives avant qu'on n'en connaisse vraiment la dangerosit&eacute; vont conduire &agrave; d&eacute;t&eacute;riorer sa sant&eacute;. Elle d&eacute;veloppe une [popupdefinition id=2748]leuc&eacute;mie[/popupdefinition]. Elle se rend au sanatorium de Sancellemoz en Haute-Savoie en 1934 o&ugrave; elle d&eacute;c&egrave;de le 4 juillet. &copy; Jurii, licence CC&nbsp;3.0

Pierre Curie

Les congrès Solvay sont des conférences scientifiques en physique et en chimie qui se sont tenues depuis 1911. Ils sont organisés depuis la seconde guerre mondiale selon un cycle de trois ans: conseil de physique la première année, aucune conférence la deuxième et conseil de chimie la troisième. 
Ernest Solvay était un chimiste et industriel belge, passionné par la science. Il décida donc d'organiser à ses frais des rencontres au plus haut niveau entre les meilleurs scientifiques en physique et en chimie.
Le congrès Solvay de 1927 est particulièrement célèbre car il est considéré comme l'évenement fondateur de la mécanique quantique. A cette date, les différents travaux de chercheurs comme Heisenberg, Bohr, Schrödinger etc...étaient suffisamment complets et avancés pour permettre la construction d'une nouvelle mécanique. 
Le désaccord entre Bohr et Einstein, quant à l'interprétation physique définitive à donner à la nouvelle théorie, a marqué les esprits.

Congrès Solvay

La radiographie est une technique d'imagerie polyvalente utilisée en radiologie pour produire en 2 dimensions des images détaillées de l'intérieur du corps à l'aide de rayons X. Elle sert à diagnostiquer diverses affections médicales et est réalisée par un radiologue en hôpital ou « en ville » ; la radiographie utilise les rayons X. Par extension, le terme « radiographie » désigne également le cliché radiographique.Bien que d'autres techniques d'imagerie plus avancées soient de plus en plus utilisées dans la pratique médicale, la radiographie conserve son rôle crucial en raison de sa simplicité, de sa rapidité et de son coût relativement bas, ce qui en fait une méthode précieuse dans de nombreuses situations cliniques.Découverte de la radiographieLa radiographie a été découverte en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Conrad Röntgen. Il a remarqué que lorsque des rayons X traversaient un objet, ils créaient une image sur une plaque photographique. Cette découverte a révolutionné la médecine en permettant aux médecins de voir à l'intérieur du corps humain sans avoir à pratiquer une intervention chirurgicale.Un dispositif pour la radiographie au début du XXe siècle (cliché datant d'environ 1900). © René Hourdry, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0Les applications de la radiographieLes applications de la radiographie sont nombreuses et variées. Elle est utilisée dans les domaines de la médecine, de l'industrie, de la sécurité et de la recherche scientifique.Dans le domaine médical, la radiographie est utilisée pour diagnostiquer diverses affections médicales, notamment les fractures osseuses, les infections pulmonaires, les maladies dentaires et les anomalies du système digestif. Grâce à la radiographie, il est possible de visualiser un organe ou une partie du corps sur une pellicule photosensible : radiologie osseuse, articulaire ou rachidienne, radiologie pulmonaire, urinaire ou encore digestive, ASP (pour Abdomen sans préparation)…, ses champs d’application sont multiples. Elle est également utile pour guider les interventions chirurgicales.La radiographie permet de suivre l'évolution des maladies et d'évaluer la progression des traitements. En cas d’exploration spécifique (du tube digestif ou d’un organe richement vascularisé par exemple), le médecin peut décider l’injection préalable d’un produit de contraste. Celui-ci permet d’améliorer la lisibilité des clichés.Dans le domaine de l'industrie, la radiographie est utilisée pour inspecter les soudures et les pièces mécaniques afin de détecter d'éventuels défauts ou anomalies. Les rayons X peuvent traverser les matériaux et créer des images détaillées de l'intérieur des pièces, permettant ainsi de détecter les défauts de soudure, les fissures, les inclusions et les porosités. Cette technique est souvent utilisée dans les industries de l'aérospatiale, de l'automobile, de la construction navale et de la fabrication de pipelines. La radiographie est une technique d'imagerie polyvalente qui peut être utilisée dans de nombreux domaines, notamment dans la sécurité pour inspecter les bagages dans les aéroports. © Chalabala, Adobe StockDans le domaine de la sécurité, la radiographie est utilisée pour inspecter les bagages et les colis suspects afin de détecter la présence d'objets dangereux ou illicites. Les rayons X peuvent traverser les matériaux et créer des images détaillées de l'intérieur des bagages et des colis, permettant ainsi de détecter les armes à feu, les explosifs, les drogues et autres objets interdits. Cette technique est souvent utilisée dans les aéroports, les gares et les bâtiments gouvernementaux.Principe et fonctionnement de la radiographieLe principe de la radiographie repose sur l'utilisation de rayons X pour créer des images détaillées de l'intérieur du corps. Les rayons X sont des ondes électromagnétiques à haute énergie qui peuvent traverser les tissus mous du corps, mais sont absorbés par les tissus plus denses tels que les os et les dents. Les rayons X sont produits en accélérant des électrons à haute vitesse à travers un tube à rayons X.Les rayons X sont utilisés en radiographie parce qu'ils ont la capacité de traverser la matière, et donc de visualiser les structures internes du corps humain. Les rayons X ont une longueur d'onde plus courte que la lumière visible, ce qui leur donne suffisamment d'énergie pour pénétrer les tissus mous du corps humain, mais pas assez pour traverser les os ou les dents.Lorsqu'un faisceau de rayons X traverse le corps humain, il est absorbé à des degrés divers par les différents tissus. Les tissus plus denses, tels que les os, absorbent plus de rayons X que les tissus mous, tels que les muscles et les organes internes. Les rayons X qui traversent le corps sont ensuite captés par une plaque photographique ou un détecteur numérique, créant ainsi une image détaillée de l'intérieur du corps.

Radiographie

La leucémie est une maladie maligne des globules blancs, généralement d’origine inconnue. Sa principale caractéristique est l’accumulation de cellules malades dans la moelle osseuse, qui viennent remplacer les cellules sanguines normales.La moelle osseuse est le site de fabrication des cellules sanguines. Elle occupe la cavité osseuse et est communément appelée moelle. Elle contient les cellules qui donnent naissance aux globules blancs, aux globules rouges et aux plaquettes.En cas de leucémie, une cellule sanguine qui n’a pas encore atteint sa maturité subit une mutation génétique qui la transforme en cellule cancéreuse. Cette cellule ne fonctionne alors pas correctement, elle se multiplie plus rapidement et meurt moins vite que les cellules normales. Ainsi, les cellules sanguines saines de la moelle osseuse sont remplacées par des cellules cancéreuses anormales.Quels sont les symptômes d’une leucémie ?Les principaux symptômes découlent de l’accumulation de cellules de moelle osseuse défectueuses, qui entravent ou empêchent la production de cellules sanguines saines. La baisse des globules rouges provoque une anémie, dont les symptômes sont : la fatigue, l’essoufflement, les palpitations et les maux de tête. La réduction des globules blancs entraîne une baisse de l’immunité, ce qui rend l’organisme plus vulnérable aux infections souvent graves ou récurrentes. La diminution des plaquettes engendre des saignements, les plus fréquents étant ceux des gencives et du nez et des taches violettes (ecchymoses) sur la peau.Le patient peut présenter un gonflement des ganglions lymphatiques, en particulier dans la région du cou et des aisselles, mais également de la fièvre ou des sueurs nocturnes, une perte de poids sans raison apparente, une gêne abdominale (causée par un gonflement de la rate ou du foie) ou encore des douleurs dans les os et les articulations. Une fois que la maladie est établie, elle progresse rapidement, ce qui nécessite de commencer le traitement peu après le diagnostic de la leucémie.Quels sont les traitements d'une leucémie ?Il est possible de guérir d'une leucémie puisqu'il existe plusieurs traitements employés et administrés pour prévenir et lutter contre la propagation d'une leucémie. Le traitement de la leucémie peut être effectué par une équipe de professionnels de la santé, notamment un oncologue, un hématologue ou encore un spécialiste de la radiothérapie.Les traitements couramment utilisés pour lutter contre la leucémie comprennent :Chimiothérapie : C'est un traitement médicamenteux qui tue les cellules cancéreuses en perturbant leur cycle de vie. La chimiothérapie peut être administrée par voie intraveineuse, orale ou intrathécale (dans le liquide céphalo-rachidien) ;Radiothérapie : C'est un traitement qui utilise des radiations pour tuer les cellules cancéreuses. Elle peut être administrée de manière externe ou interne ;Thérapie ciblée : C'est un traitement qui utilise des médicaments pour cibler des anomalies spécifiques dans les cellules cancéreuses, telles que des mutations génétiques. Les médicaments de thérapie ciblée peuvent être administrés par voie orale ou intraveineuse ;Immunothérapie : C'est un traitement qui stimule le système immunitaire à reconnaître et à tuer les cellules cancéreuses. L'immunothérapie peut être administrée par voie intraveineuse ;Thérapie combinée : Parfois, plusieurs traitements sont utilisés en combinaison pour augmenter leur efficacité ;Greffe de cellules souches : C'est un traitement qui implique la transplantation de cellules souches saines pour remplacer les cellules souches défectueuses ou détruites par le traitement de la leucémie.Il est important de noter que le traitement de la leucémie peut être difficile et entraîner des effets secondaires tels que la perte de cheveux, la fatigue, la nausée et la diarrhée. Il est important que les patients discutent avec leur équipe de soins de santé des effets secondaires potentiels du traitement et de la façon de les gérer. Les patients peuvent également bénéficier de soutien émotionnel et psychologique pendant leur traitement, ainsi que d'une alimentation équilibrée et d'un mode de vie sain pour aider à maintenir leur santé globale.

Leucémie

Élément hautement radioactif, le polonium, nommé en l’honneur du pays d’origine de Marie Curie (la Pologne), est aussi 100 fois plus toxique que le cyanure de potassium à masse égale...Généralités
Symbole : Po
Numéro atomique : 84
Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 32, 18, 6
Masse atomique : 209 u
Isotopes les plus stables : 210Po avec une demi-vie de 138,376 jours (100 %)
Série : métaux pauvres
Groupe, période, bloc : 16 (VIA), 6, p
Densité : 9,20
Point de fusion : 254 °C
Point d’ébullition : 962 °C
Historique du poloniumLe polonium a été découvert en 1898 par Pierre et Marie Curie au cours de leur étude de la radioactivité de la pechblende.Propriétés du poloniumMétal argenté, le polonium est un élément très radioactif qui émet du rayonnement alpha. Il est très volatil. Il peut perdre la moitié de sa masse en moins de deux jours quand il est porté à 50 °C et se sublimer en totalité y compris à température ambiante. La chaleur qu’il dégage est telle qu’une capsule d’un demi-gramme de polonium 210 peut afficher 500 °C sans chauffage externe.Utilisation du poloniumOn emploie le polonium comme source alpha et comme source de neutrons quand il est mélangé à du béryllium. Il est aussi utilisé comme source de chaleur et dans les applications antistatiques. Enfin, du fait de sa très haute radioactivité, c’est également un poison redoutable.Effets du poloniumLe polonium est un élément chimique radioactif qui peut avoir des effets graves sur la santé humaine en cas d'exposition. Les effets du polonium sur le corps dépendent de la dose absorbée et de la durée de l'exposition. À fortes doses, le polonium peut causer des dommages aux tissus et aux organes, entraînant des symptômes tels que des nausées, des vomissements, des diarrhées, des douleurs abdominales et des saignements internes.Une exposition prolongée peut également augmenter le risque de cancer, en particulier le cancer du poumon, de la vessie et du foie. En raison de sa nature hautement toxique, le polonium est principalement considéré comme un danger pour la santé lorsqu'il est inhalé, ingéré ou absorbé par la peau. Les principales sources d'exposition au polonium sont les produits du tabac, certains environnements de travail et les contaminations accidentelles.Le polonium, un poisonLe polonium 210 est suspecté d’avoir servi de poison à l’encontre de Yasser Arafat et Alexandre Litvinenko. Ce dernier en est mort en l’espace de seulement trois semaines, probablement à cause de quantités très élevées de cet élément.

Polonium

Élément dont le nom a été décidé au même moment que celui de « radioactivité », le radium est un élément radioactif qui fournit du radon, un gaz rare, comme produit de désintégration.
Généralités
Symbole : RaNuméro atomique : 88Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2Masse atomique : 226,0254 uIsotopes les plus stables : 226Ra avec une demi-vie de 1.602 années (100 %)Série : métaux alcalinoterreuxGroupe, période, bloc : 2 (IIA), 7, sDensité : 5Point de fusion : 696 °CPoint d’ébullition : 1.736,85 °C
Historique du radium : Pierre et Marie Curie
La découverte du radium est l’œuvre de Pierre et Marie Curie, qui l’ont extrait de la pechblende en 1898.
Propriétés du radium
Le radium pur, intensément radioactif, se présente sous la forme d’un métal blanc brillant, mais il noircit progressivement s’il est exposé à l’air. Ses propriétés sont assez proches de celles des autres alcalinoterreux.
Utilisation du radium
Les applications du radium sont essentiellement liées à sa nature radioactive. En médecine, on l’employait comme producteur de radon dans le traitement de certains cancers. Le radium 223 a été approuvé dans le traitement des métastases osseuses. On a aussi utilisé le radium pour rendre les aiguilles de montre luminescentes.
Radium et effet de mode
Dans les années 1930, de nombreux produits et objets du quotidien ont incorporé du radium comme argument marketing à la suite de la découverte de ses applications médicales : fontaines à eau radioactive, pommades, sels de bain, talc, etc. Il sera interdit en 1937 pour toutes les applications non médicales.

Radium

Une étoile est une boule massive et lumineuse de plasma liée par sa propre gravité dont le diamètre et la densité sont tels que la région centrale, le cœur, atteint la température nécessaire à l'amorçage de réactions de fusion nucléaire, c'est-à-dire de l’ordre de plusieurs millions de degrés. Ces réactions thermonucléaires libèrent de l’énergie lumineuse qui s’oppose à la contraction de l’étoile sous sa propre gravité. Pendant une grande partie de sa vie, avant que ses ressources d'énergie ne s'épuisent, une étoile est en équilibre hydrostatique sous l'action de ces deux forces et se trouve sur la séquence principale de ce qu’on appelle le diagramme de Hertzsprung-Russell.L’étoile la plus proche de la Terre est le Soleil, qui fait partie des naines jaunes. Le Soleil est une étoile assez ordinaire, dont la masse est de l'ordre de 1030 kg. Son diamètre est d’environ un million et demi de kilomètres, modeste par rapport à certaines étoiles, comme Antarès ou Bételgeuse, qui ont un diamètre des centaines de fois supérieur. Comme une étoile évolue dans le temps, en particulier lorsqu’elle quitte la séquence principale pour devenir une géante rouge, son diamètre n’est pas constant dans le temps. Il peut aussi varier régulièrement pour les étoiles variables périodiques, comme RR Lyrae et les Céphéides.Sur la gauche, on voit la structure interne du Soleil avec son cœur (core en anglais) où l'hydrogène brûle pour donner de l'hélium. L'essentiel du Soleil est dominé par la zone radiative (jaune), celle où le transfert de chaleur se fait par rayonnement. En surface, on voit la zone convective, où c'est la convection dans un fluide (comme dans l'eau d'une casserole qui bout) qui assure ce transfert. Sur la partie droite de ce schéma, on voit une géante rouge beaucoup plus grande que le Soleil (échelle en bas à droite), dominée par la convection. Elle brûle son hydrogène autour de son cœur en hélium. © ESOQuel est le rôle des étoiles ?Le rôle d'une étoile dans l'univers est crucial. Les étoiles sont des objets célestes qui produisent de l'énergie par des réactions de fusion nucléaire, principalement la fusion de l'hydrogène en hélium. Cette énergie est libérée sous forme de lumière et de chaleur, ce qui permet à l'étoile d'émettre de la lumière visible et d'irradier son environnement. Les étoiles jouent un rôle essentiel dans la formation et l'évolution des galaxies, car elles sont les principaux moteurs de la dynamique galactique. Leur gravité influence la structure et la composition des galaxies, tandis que leur lumière éclaire et réchauffe les espaces interstellaires.Les étoiles sont responsables de la synthèse des éléments chimiques lourds tels que le carbone, l'oxygène et le fer, qui sont essentiels à la formation de planètes et de systèmes planétaires. Par conséquent, les étoiles jouent un rôle fondamental dans la création des conditions propices à la vie telle que nous la connaissons. Comprendre le rôle des étoiles est essentiel pour approfondir notre connaissance de l'univers et de son évolution.Évolution chimique des étoiles : de l'hydrogène à la métallicitéAu début de sa vie, une étoile est majoritairement composée d’hydrogène et d’hélium, mais les réactions de fusion font évoluer sa composition chimique, et en particulier sa métallicité. Il s’agit de la quantité Z des éléments plus lourds que l’hélium présents dans l’étoile, ou plus exactement celle déterminée à sa surface. Le Soleil possède une métallicité de 0,02, soit 2 % de la masse du Soleil. Ces « métaux » sont principalement du carbone, de l’oxygène, de l’azote et du fer.Lorsque le cœur de l'étoile atteint une température de l'ordre de 7 à 8 millions de degrés, la température est assez élevée pour que les noyaux d'hydrogène fusionnent pour donner essentiellement de l'hélium 4He, mais aussi du deutérium 2H, suivant une réaction de fusion dite du cycle proton-proton. Si la température dépasse 18 millions de degrés, une autre chaîne de réactions devient prédominante : le cycle CNO (carbone-azote-oxygène). Dans le Soleil, 2,5 % de l'énergie est générée par ce cycle découvert par Hans Bethe et Carl Friedrich von Weizsäcker.Les Pléiades sont un amas ouvert d'étoiles se situant dans la constellation du Taureau. Ces étoiles partagent un mouvement commun à travers l'espace dans la Voie lactée. © CnesDes systèmes solaires multiples, complexes et binairesIl existe ce qu’on appelle des systèmes binaires et même multiples, formés de deux ou plusieurs étoiles gravitationnellement liées et qui se déplacent généralement l’une autour de l'autre sur des orbites stables. Quand deux de ces étoiles ont une orbite relativement proche, leur interaction gravitationnelle peut avoir un impact significatif sur leur évolution. Les étoiles peuvent faire partie d'une structure gravitationnellement liée beaucoup plus large, comme les amas ouverts, les amas globulaires et bien sûr les galaxies. Notre Voie lactée contiendrait environ 200 à 300 milliards d’étoiles selon les estimations des astronomes.La plupart des étoiles ont un âge compris entre un et dix milliards d'années. L’une des plus anciennes étoiles découvertes est l’étoile de Caffau, dont l’âge serait supérieur à 13 milliards d’années. Plus une étoile est massive, plus elles brûlent rapidement son carburant nucléaire. Les étoiles les plus massives vivent quelques millions d'années, tandis que des étoiles comme les naines rouges brûlent leur carburant très lentement et durent des dizaines, voire des centaines de milliards d'années.L'une des étoiles les plus massives connues est Eta Carinae, dont la masse est estimée entre 100 et 150 fois celle du Soleil. Une étude de l'amas ouvert des Arches suggère que la valeur de 150 masses solaires constitue la limite supérieure pour les étoiles dans l'ère actuelle de l'univers. La raison de cette limite proviendrait en partie de la limite d’Eddington, qui définit la luminosité maximale au-delà de laquelle une étoile est soufflée dans l’espace à cause de son propre rayonnement. Toutefois, les premières étoiles qui se sont formées après le Big Bang étaient probablement plus massives, jusqu'à 300 masses solaires ou plus, en raison de l'absence totale d’éléments plus lourds que le lithium dans leur composition.La naissance des étoiles et ses mystèresGrâce à une multiplateforme francophone sur la cosmologie contemporaine, Jean-Pierre Luminet et Hubert Reeves répondent à vos questions sur le site du projet Du Big Bang au vivant. © Dubigbangauvivant, ECP Productions, YouTubeLes grandes lignes de la formation des étoiles sont connues, mais lorsqu’on cherche à entrer dans les détails, les mystères s’accumulent. On sait que pour que s’amorce la formation d’une étoile, il faut qu'apparaissent des fluctuations de densité de matière qui possèdent certaines caractéristiques. Ainsi, un nuage de poussières et de molécules doit avoir, pour s’effondrer, une masse supérieure à ce que l’on appelle la masse de Jeans. Celle-ci dépend de la densité et de la température du nuage. S'il est trop chaud ou trop peu dense, la contraction gravitationnelle aboutissant à une étoile n’est pas possible. Bien souvent, lorsqu’un nuage se condense, il se fragmente en zones plus denses et plus chaudes, et c’est ainsi que des centaines d’étoiles peuvent se former presque simultanément à partir d’un seul nuage moléculaire.Ces nuages sont très froids, avec des températures de l’ordre de 10 K. Ils peuvent contenir jusqu’à un million de masses solaires et atteindre une taille de l’ordre de 150 années-lumière environ. Ils rayonnent peu, et surtout sont opaques à la lumière visible… mais pas à la lumière infrarouge.La vie et la mort des étoilesExtrait du documentaire Du Big Bang au vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet aborde notamment l'évolution des étoiles de type solaire et leur transformation en géantes rouges puis en naines blanches. © Jean-Pierre Luminet, ECP Production, YouTubeLes étoiles dont la masse est environ huit à dix fois inférieure à celle du Soleil finiront leur vie sous forme de naine blanche, et finalement de naine noire lorsqu’elles n’émettront plus de lumière (l’univers est encore trop jeune pour cela). Une naine blanche est un astre incroyablement dense ne dépassant pas 1,44 fois la masse du Soleil. Elle est le résidu d'une étoile modeste qui a épuisé son carburant nucléaire et éjecté ses couches supérieures sous forme de nébuleuse planétaire. Une naine blanche de la masse du Soleil possède un rayon de 7.000 km, et un centimètre cube de sa matière (dite dégénérée et dominée par des effets quantiques et relativistes) pèse alors une tonne !Se refroidissant très lentement, cet astre est plutôt inerte, mais lorsqu’il fait partie d’un système binaire, vient un moment où il arrache du gaz à l’étoile voisine. Un disque d’accrétion se forme alors. Du gaz tombe sur la naine blanche et fait augmenter sa masse jusqu'à ce qu'elle atteigne la limite de Chandrasekhar. Une explosion se produit alors, soufflant la naine blanche. C'est l'origine d'au moins une partie des supernovae que l'on appelle des SN Ia. Ces supernovae sont utilisées pour étudier l'expansion accélérée de l'univers et l'énergie noire.Extrait du documentaire Du Big Bang au vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet évoque l'évolution des étoiles massives qui finiront leur vie en explosant sous forme de supernova et donneront des cadavres stellaires, comme les étoiles à neutrons ou même un trou noir. © Jean-Pierre Luminet, ECP Productions, YouTubeLes étoiles plus massives, dépassant les dix masses solaires, exploseront en donnant des supernovae SN II, laissant comme cadavres stellaires des étoiles à neutrons et parfois des trous noirs. Avant cela, elles auront le temps de synthétiser des éléments plus lourds que le carbone en allant jusqu’au fer avec des réactions thermonucléaires de plus en plus complexes. Il faut pour cela qu’une de ces étoiles dépasse en son cœur la température de trois milliards de kelvins à un moment de sa vie. La « combustion » du carbone en néon, sodium et magnésium, puis celle du néon en oxygène et enfin celle de l'oxygène en silicium, sont alors possibles. Les « cendres » de chacune de ces réactions s'accumulent au centre de l'étoile pour servir de carburant à la combustion suivante, de sorte que l'étoile finit par avoir une structure en pelure d'oignon avec un cœur de fer et une enveloppe d'hydrogène. 

Étoile

Au début du XXe siècle, Henri Becquerel, Pierre et Marie Curie sont entrés ensemble dans la légende de la radioactivité, et donc dans l’histoire de l’atome. Quels sont les mérites de Becquerel dans cette marche de la science ?
Becquerel, découvreur des « rayons uraniques » (1852-1908)
En cette fin du XIXe siècle, les recherches sur l’histoire de la matière vont faire un bond fulgurant. La spectroscopie introduit un véritable bouleversement dans l’astronomie, la photographie permet en sciences des travaux de détection. L’électricité, avec le tube de Crookes et les rayons cathodiques, va amener à une découverte qui stupéfiera tout le monde, celle des rayons X.
En 1895, Röntgen, physicien allemand, obtient par hasard ce rayonnement surprenant, incompréhensible, qui permet de visualiser l’intérieur du corps humain. En plus de leur succès médiatique, ces rayons vont provoquer de multiples recherches des physiciens.
Une famille qui a le culte de la science
C’est à cette époque de foisonnement intellectuel que commence la carrière de Becquerel. Fils et petit-fils de physiciens et d’Académiciens des sciences, Becquerel est un enfant du sérail. Après des études d’ingénieur, il s’oriente vers la recherche, dans le domaine de l’optique, puis plus précisément vers la polarisation. Ensuite, il étudie les spectres optiques de vapeurs métalliques, enfin l’absorption de la lumière par les cristaux, et soutient sa thèse en 1888. L’année suivante, il est élu à l’Académie des sciences.
En 1891, il commence des cours à l’École polytechnique (dont il est un ancien élève, dans le corps des Ponts et Chaussées). Les deux éditions des cours d'Henri Becquerel ont une dimension humaine incomparable, car il veut transmettre à ses élèves son émerveillement pour la physique, les observations expérimentales et les réalisations techniques.
L’expérience. C’est la découverte du phénomène extraordinaire et inexpliqué que sont les rayons X de Röntgen qui va le mener à la célébrité. En effet, Becquerel se demande si des sels d’uranium, dont il a étudié la fluorescence, pourraient devenir des émetteurs de rayons X. Il imagine qu’une longue exposition de ce minerai au rayonnement solaire va peut-être les faire apparaître. Or, l’expérience n’ayant pu se réaliser durant trois jours de temps pluvieux, quelle n’est pas sa surprise, en développant la plaque photographique support de son sel d’uranium, maintenu trois jours dans un tiroir et recouvert d'un tissu noir, de voir qu'elle est voilée ! 
L’interprétation. Ces rayons, qui ne peuvent être issus que du sel d’uranium, sont-ils une découverte ? Becquerel peut seulement affirmer que l’uranium émet spontanément ce qu’il nomme le « rayonnement uranique ». Il appela ce phénomène « hyperphosphorescence », et sa découverte, annoncée le 2 mars 1896 à l’Académie des sciences, passe inaperçue.
Néanmoins, il rédige soigneusement une note sur ses observations, notant que des phénomènes d’ionisation de l’air ambiant apparaissent. Il reviendra à Marie Curie, qui choisit cette curieuse communication pour sujet initial de sa thèse de doctorat, de montrer, avec son époux Pierre Curie, inventeur de l’électromètre à quartz piézoélectrique, qu’il s’agissait d’un phénomène plus général qu’elle baptisa radioactivité.
La récompense par un prix Nobel
En 1903, Henri Becquerel, Marie Curie et Pierre Curie sont récompensés tous trois pour cette découverte magistrale qui mène à notre physique moderne.

La Traque des particules élémentaires, de Jacqueline Desselle-Marinacce
Ce livre accompagne, par un hasard heureux, la communication mémorable faite au Cern en juillet 2012, vous mettant ainsi au cœur des évènements qui passionnent nos physiciens des particules à la recherche du boson de Higgs traqué durant plus de quarante ans.
Cliquez pour acheter le livre
Braquant un projecteur sur quelques êtres exceptionnels, cet ouvrage évoque cet inlassable jeu de cache-cache auquel s'amusent depuis près de trois millénaires les Hommes et les particules atomiques. Il débute durant l'Antiquité grecque et se termine par l'interview d'un physicien des particules du Cern.
À la lecture de ce livre, vous vous joindrez ainsi à la cohorte de tous ceux qui se passionnent pour ce monde dans lequel nous sommes immergés, visible ou invisible, des lointaines nébuleuses jusqu'aux quarks du noyau de l'atome...

Henri Becquerel

Le terme de magnétisme désigne l’ensemble des phénomènes qui ont lieu au cœur et autour de matériaux aimantés, que cette aimantation soit naturelle ou qu’elle soit le résultat d’un champ d’induction (électrique ou magnétique). Les applications du magnétisme sont nombreuses, de l’informatique à la médecine en passant par la physique des particules.
Découverte du magnétisme
Les premières observations remontent à l’Antiquité mais le phénomène n’a été étudié avec attention qu’à partir du XVIIIe siècle. Charles Augustin de Coulomb établit alors que les forces qui s’exercent entre deux charges magnétiques sont inversement proportionnelles au carré de la distance qui les sépare.
Le magnétisme, un phénomène quantique
Aujourd’hui, il est admis que le magnétisme est un phénomène quantique dont les effets s’observent à l’échelle macroscopique. Au niveau de l’atome, chaque électron possède un petit moment magnétique. Naturellement, les électrons de moments magnétiques opposés ont tendance à se regrouper par paires. à l’échelle macroscopique, l’aimantation est alors nulle. Mais, si des électrons se retrouvent sans partenaires, leurs moments magnétiques s’additionnent. Ils produisent alors une aimantation globale du matériau. Les métaux de transition (fer, nickel, etc.) et les terres rares, sont les seuls éléments à porter un tel moment magnétique.
Différentes formes de magnétisme
Il existe plusieurs formes de magnétisme qui rendent compte notamment des conséquences statistiques des comportements individuels des systèmes atomiques (contribution des moments magnétiques et du remplissage des sous-couches atomiques) :
le diamagnétisme ;le paramagnétisme ;le ferromagnétisme ;le ferrimagnétisme ;l’antiferromagnétisme.