Choses à Savoir SCIENCES

Pourquoi les éoliennes produisent-elles plus d’électricité quand il fait froid ? La réponse tient à la fois à la physique de l’air et au fonctionnement même des turbines.La densité de l’air : un facteur cléL’électricité produite par une éolienne dépend principalement de la vitesse du vent et de la densité de l’air. La formule de base est la suivante :Puissance = ½ × ρ × S × v³ × Cpoù ρ est la densité de l’air, S la surface balayée par les pales, v la vitesse du vent et Cp le rendement aérodynamique.Or, la densité de l’air varie avec la température. À 0 °C, l’air est environ 10 % plus dense qu’à 30 °C. Concrètement, 1 m³ d’air pèse environ 1,29 kg à 0 °C contre 1,16 kg à 30 °C. Cette différence, qui peut sembler faible, a un effet direct sur la puissance récupérée : plus l’air est lourd, plus il contient d’énergie cinétique pour une même vitesse de vent.Exemple chiffréPrenons une éolienne terrestre de 2 MW, avec un vent de 12 m/s. À 30 °C, elle produira environ 1,7 MW. À 0 °C, dans les mêmes conditions de vent, elle peut monter à 1,9 MW. Le gain est donc de plus de 10 % simplement dû au froid.Les régimes de vent en hiverÀ cela s’ajoute un autre facteur : en hiver, dans beaucoup de régions tempérées, les vents sont plus soutenus et plus réguliers. En Europe par exemple, les parcs éoliens atteignent souvent des facteurs de charge (le rapport entre production réelle et production théorique maximale) de 35 à 40 % en hiver, contre seulement 20 à 25 % en été. Cela signifie que non seulement chaque tour de pale produit davantage d’énergie, mais qu’en plus, les éoliennes tournent plus longtemps à des vitesses optimales.Attention aux extrêmesIl existe toutefois une limite. Les éoliennes sont conçues pour fonctionner entre environ -20 °C et +40 °C. En dessous, la glace peut se former sur les pales, modifiant leur aérodynamique et diminuant la production. C’est pourquoi certaines machines sont équipées de systèmes de dégivrage.En résuméLes éoliennes produisent plus d’électricité par temps froid, d’abord parce que l’air est plus dense et contient donc plus d’énergie, ensuite parce que les régimes de vent hivernaux sont plus favorables. C’est ce double effet qui explique que, dans des pays comme la France, l’Allemagne ou le Danemark, les records de production éolienne se situent presque toujours en hiver. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

Lorsque l’on observe un singe sautant de branche en branche ou un chien remuant joyeusement l’arrière-train, une question s’impose : pourquoi nous, humains, avons-nous perdu la queue, alors qu’elle reste si utile chez beaucoup d’animaux ? La réponse n’est pas seulement une curiosité anatomique : elle raconte une partie de notre histoire évolutive.Une relique dans notre corpsChez l’embryon humain, une petite queue apparaît bel et bien. Vers la quatrième semaine de développement, un bourgeon caudal se forme, constitué de plusieurs vertèbres. Mais très vite, ce prolongement régresse et disparaît presque complètement. À la naissance, il ne reste qu’un vestige : le coccyx, situé tout en bas de la colonne vertébrale. Comme le souligne Jean-François Bodart, professeur de biologie cellulaire et du développement à l’université de Lille, « le coccyx est un témoin discret mais indiscutable de notre passé : il atteste que nous descendons bien d’ancêtres pourvus d’une queue ».Une question d’évolutionLa queue a longtemps joué un rôle majeur dans l’équilibre et la locomotion de nos ancêtres. Mais à partir du moment où les hominidés ont adopté une posture bipède, il y a environ 20 millions d’années, son utilité a progressivement disparu. En marchant debout, les humains ont trouvé un nouvel équilibre centré sur le bassin. « La sélection naturelle n’a pas conservé la queue chez nos ancêtres car elle ne représentait plus un avantage fonctionnel », explique Jean-François Bodart.Quand la génétique s’en mêleRécemment, les chercheurs ont identifié des mutations génétiques qui auraient contribué à cette perte. Un gène appelé TBXT (ou T-box transcription factor T) est particulièrement suspecté. Présent chez de nombreux vertébrés, il joue un rôle clé dans la formation de la colonne et du bourgeon caudal. Des variations dans son expression auraient pu conduire, chez les primates supérieurs, à une régression de la queue. Pour Bodart, « il ne s’agit pas d’un événement unique, mais d’un processus progressif au cours duquel plusieurs modifications génétiques se sont accumulées ».Une fonction remplacéeSans queue, avons-nous perdu quelque chose ? Pas vraiment. Le coccyx, loin d’être inutile, sert de point d’ancrage à plusieurs muscles et ligaments essentiels pour la posture assise et la continence. En un sens, il s’agit d’une transformation plutôt qu’une disparition. « L’évolution recycle en permanence ce qui existe déjà, rappelle Bodart. Le coccyx est devenu une pièce de charpente interne adaptée à notre mode de vie bipède. »Une histoire d’adaptationEn définitive, si nous n’avons plus de queue, c’est parce que nous n’en avions plus besoin. Notre évolution a privilégié la station debout et la libération des mains, au détriment d’un appendice devenu superflu. Ce petit vestige osseux que nous sentons parfois en tombant sur les fesses est la preuve silencieuse de millions d’années d’adaptations. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

On imagine souvent les arbres des villes comme fragiles, souffrant de la pollution, du manque d’espace ou de l’asphalte qui les entoure. Pourtant, une découverte récente menée par un chercheur québécois vient bousculer cette idée reçue. En étudiant la résistance des érables à Montréal, il a constaté que ceux plantés le long des rues semblaient… mieux résister à la sécheresse que leurs congénères installés dans les parcs et espaces verts. Une conclusion pour le moins surprenante, mais qui s’explique par des mécanismes biologiques subtils.L’expérience montréalaiseL’objectif de l’étude était clair : comprendre comment les arbres réagissent aux épisodes de sécheresse, qui se multiplient avec le réchauffement climatique. Pour cela, le chercheur a comparé les érables qui bordent les rues de Montréal avec ceux des grands espaces verts de la ville. En mesurant différents paramètres physiologiques, comme l’ouverture des stomates (ces minuscules pores qui régulent l’entrée et la sortie de l’air et de l’eau), il a observé une différence notable entre les deux groupes.Le paradoxe des arbres de rueLes résultats ont montré que les arbres urbains, pourtant soumis à un environnement a priori plus hostile — chaleur accrue, sols compactés, pollution —, développaient une meilleure tolérance à la sécheresse. Comment est-ce possible ? L’explication réside dans un phénomène d’adaptation : exposés en permanence à des conditions difficiles, ces arbres finissent par “entraîner” leur physiologie pour mieux gérer le stress hydrique.Une gestion plus stricte de l’eauConcrètement, les érables de rue ont appris à fermer plus rapidement leurs stomates pour éviter la perte d’eau, et à optimiser leur système racinaire pour puiser l’humidité disponible. Cette stratégie leur permet de survivre plus facilement aux périodes de manque d’eau. À l’inverse, les arbres des parcs, qui bénéficient d’un sol plus favorable et d’une relative abondance en eau, ne développent pas les mêmes mécanismes de défense. Lorsque survient une sécheresse, ils y sont paradoxalement plus vulnérables.Des leçons pour l’avenirCette découverte n’est pas qu’une curiosité scientifique : elle apporte des enseignements précieux pour l’aménagement urbain. Elle montre que les arbres ne sont pas seulement des victimes passives de la ville, mais qu’ils peuvent s’y adapter de manière surprenante. À l’heure où les épisodes de chaleur et de sécheresse s’intensifient, comprendre ces mécanismes d’adaptation pourrait aider les urbanistes à mieux choisir les espèces à planter, ou à développer des techniques favorisant la résilience des espaces verts.Une vision renouvelée des arbres urbainsAu final, cette étude québécoise rappelle que les arbres des villes ne sont pas que des décorations de trottoir : ce sont de véritables athlètes de la survie, capables de transformer les contraintes en avantages adaptatifs. Loin d’être condamnés, ils pourraient bien devenir nos alliés les plus résistants face aux défis climatiques à venir. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

Entre 50 et 160 kilomètres au-dessus de nos têtes s’étend une région méconnue de l’atmosphère. Les scientifiques l’appellent l’ignorosphère, un surnom qui traduit bien l’état actuel de nos connaissances : presque rien. Cette zone, située entre la stratosphère et l’espace, reste l’un des grands angles morts de la recherche atmosphérique.Trop haute pour les avions, trop basse pour les satellitesPourquoi l’ignorosphère est-elle si mal connue ? Parce qu’elle occupe un territoire inaccessible. Les avions commerciaux plafonnent autour de 12 kilomètres d’altitude, les avions de chasse peuvent monter un peu plus haut, mais aucun ne peut atteindre durablement les 80 ou 100 kilomètres où commence cette zone. Quant aux satellites, ils évoluent beaucoup plus haut, à plusieurs centaines de kilomètres. Résultat : cette tranche de l’atmosphère est coincée entre deux mondes, trop éloignée pour nos moyens classiques d’exploration.Un rôle pourtant crucialCe n’est pas parce qu’elle est ignorée que cette zone est sans importance. L’ignorosphère influence directement les phénomènes météorologiques et climatiques à la surface de la Terre. C’est là que se forment certaines ondes atmosphériques qui transportent de l’énergie sur de longues distances. C’est aussi une région clef pour comprendre les interactions entre le rayonnement solaire et notre planète. Autrement dit, percer ses secrets pourrait améliorer nos modèles climatiques, affiner les prévisions météorologiques et mieux anticiper l’impact du Soleil sur nos systèmes de communication.Une découverte qui change la donneRécemment, des chercheurs de l’université Harvard ont proposé une idée révolutionnaire pour explorer l’ignorosphère. Ils ont mis au point des membranes ultra-légères capables de s’élever dans les airs grâce à une seule source d’énergie : la lumière du Soleil. Ces structures, parfois comparées à des voiles solaires miniatures, exploitent le flux lumineux pour générer une portance suffisante et atteindre des altitudes inaccessibles jusqu’ici.Vers une exploration inéditeSi cette technologie tient ses promesses, elle ouvrirait une voie totalement nouvelle. Ces membranes pourraient emporter des instruments de mesure, cartographier l’ignorosphère et enregistrer ses variations en temps réel. Contrairement aux fusées-sondes, qui offrent seulement des fenêtres d’observation de quelques minutes, elles permettraient un suivi continu. Ce serait une avancée majeure pour percer les mystères de cette zone restée dans l’ombre.Le chaînon manquant entre ciel et espaceEn somme, l’ignorosphère n’est pas seulement un vide entre deux altitudes : c’est un territoire scientifique encore vierge, mais essentiel. La possibilité de l’explorer grâce à la simple énergie solaire ouvre un champ d’investigation inédit. Peut-être découvrirons-nous que cette région recèle des dynamiques encore insoupçonnées, capables d’influencer le climat terrestre ou même nos technologies de communication.Longtemps inaccessible, l’ignorosphère pourrait bien devenir, grâce à la lumière du Soleil, le prochain grand terrain d’exploration de l’humanité. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

À première vue, le langage humain semble foisonnant, foisonnant au point d’être chaotique. Chaque langue possède ses milliers de mots, ses tournures, ses exceptions et ses bizarreries. Pourtant, derrière cette apparente complexité, se cachent des règles d’une rigueur étonnamment… mathématique. L’une des plus fascinantes a été mise en lumière dans les années 1930 par le linguiste américain George Zipf : la loi d’abréviation.Une loi simple mais puissanteFormulée par Zipf, cette règle décrit une tendance universelle : plus un mot est fréquemment utilisé, plus il tend à être court. Prenons un exemple en français : “et”, “de”, “à” ou “je”. Ces mots ultra-fréquents ne comptent qu’une ou deux lettres. À l’inverse, les termes plus rares – “chlorophylle”, “hétérozygote” ou “incommensurable” – sont plus longs. En d’autres termes, notre cerveau, en quête permanente d’efficacité, réserve la brièveté aux mots du quotidien et accepte la longueur pour les mots occasionnels.L’efficacité comme moteurCette loi n’a rien d’un hasard : elle illustre ce que Zipf appelait le principe du moindre effort. Quand nous communiquons, nous cherchons naturellement à transmettre un maximum d’informations avec un minimum d’effort. Les mots courts, faciles à prononcer et rapides à écrire, remplissent ce rôle pour les idées que nous utilisons le plus souvent. Cette logique contribue à rendre les échanges plus fluides et à limiter la fatigue cognitive, aussi bien pour celui qui parle que pour celui qui écoute.Une règle universelle ?Ce qui intrigue les chercheurs, c’est que cette loi ne semble pas se limiter aux langues humaines. Des travaux récents en bioacoustique ont montré que certains oiseaux suivent exactement la même tendance. Les sons les plus fréquents qu’ils utilisent – pour marquer un territoire, avertir d’un danger ou attirer un partenaire – sont plus courts que leurs vocalisations plus rares. Autrement dit, les oiseaux appliquent eux aussi, sans le savoir, la loi d’abréviation de Zipf.Quand l’évolution rejoint les mathématiquesPourquoi cette convergence entre humains et oiseaux ? Les scientifiques avancent que cette règle pourrait refléter un principe fondamental de toute communication efficace. Que l’on manipule des mots ou des chants, l’économie d’énergie et de temps favorise la survie. Les individus capables de transmettre rapidement l’essentiel de l’information disposent d’un avantage, qu’il s’agisse de fuir un prédateur ou de collaborer en groupe.Un langage moins chaotique qu’il n’y paraîtAu fond, ce que révèle Zipf, c’est que nos langues, si diverses soient-elles, obéissent à des forces universelles. Elles ne sont pas des constructions aléatoires, mais des systèmes façonnés par la recherche d’efficacité. Et lorsque nous découvrons que les oiseaux – et peut-être d’autres espèces encore – obéissent à la même loi, cela suggère que les mathématiques ne se contentent pas de décrire le monde physique : elles gouvernent aussi la manière dont nous échangeons des idées et des émotions.Ainsi, derrière nos conversations quotidiennes, se cache une règle mathématique discrète mais incontournable, qui relie l’homme… aux oiseaux. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

Et si l’avenir de la dentisterie se trouvait dans un simple brin de laine de mouton ? Cela peut sembler absurde, presque digne d’un conte, et pourtant c’est le résultat très sérieux de recherches menées au King’s College de Londres. Des scientifiques y ont fait une découverte surprenante : la laine, une matière que l’on associe d’ordinaire aux pulls ou aux couvertures, pourrait bientôt servir à réparer nos dents.Un problème mondial : l’émail qui ne repousse pasPour comprendre l’importance de cette découverte, il faut rappeler que nos dents sont recouvertes d’un bouclier naturel, l’émail. C’est la substance la plus dure du corps humain, mais elle a un défaut majeur : une fois abîmée, elle ne se régénère pas. L’acidité des aliments, les bactéries de la plaque dentaire et une hygiène insuffisante peuvent le fragiliser. Résultat : la carie, un problème de santé publique colossal. On estime qu’elle touche près de 2 milliards de personnes dans le monde, ce qui en fait l’une des affections les plus répandues.De la laine à l’émailC’est là que la laine de mouton entre en scène. Elle contient une protéine bien connue : la kératine. En laboratoire, les chercheurs ont réussi à transformer cette kératine en peptides, c’est-à-dire en petites chaînes de protéines. Ces peptides possèdent une propriété fascinante : ils sont capables d’imiter le processus biologique naturel qui construit l’émail. En pratique, lorsqu’on applique ce matériau sur une dent endommagée, il attire les minéraux environnants et déclenche la reconstruction d’une couche protectrice très proche de l’émail d’origine.Une alternative aux résines plastiquesAujourd’hui, pour réparer une dent, les dentistes utilisent des amalgames ou des résines plastiques. Si elles remplissent leur rôle, elles ont néanmoins des limites : certaines peuvent contenir des substances controversées, et leur rendu esthétique reste imparfait, car elles ne reproduisent ni la transparence ni la dureté de l’émail naturel. Le biomatériau issu de la laine, lui, se distingue par son innocuité et son aspect visuel. Les chercheurs affirment qu’une dent réparée ainsi ressemblerait beaucoup plus à une dent “neuve”.Une arrivée imminenteLa bonne nouvelle, c’est que cette technologie n’appartient pas à un futur lointain. Selon l’équipe du King’s College, elle pourrait être disponible dans les cabinets dentaires d’ici deux à trois ans. Si les essais cliniques confirment les résultats observés au laboratoire, les dentistes disposeront d’un outil inédit : non plus combler, mais véritablement régénérer.Un espoir pour l’avenirIl serait exagéré de dire que la carie va disparaître. L’hygiène bucco-dentaire restera indispensable, avec le brossage et le fil dentaire. Mais ce traitement pourrait réduire considérablement le recours aux résines plastiques, prolonger la durée de vie de nos dents et améliorer le confort des patients.Ainsi, une ressource aussi humble que la laine de mouton pourrait bien inaugurer une nouvelle ère en dentisterie : celle où l’on ne répare plus seulement nos dents, mais où on les reconstruit. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

Le deuil est souvent décrit comme une douleur psychologique, mais il s’agit en réalité aussi d’un bouleversement biologique. La Dre Lisa M. Shulman, neurologue à la faculté de médecine de l’Université du Maryland, l’explique clairement : notre cerveau perçoit une perte traumatique – comme celle d’un être cher – non pas comme une simple émotion, mais comme une véritable menace pour notre survie... Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

Imaginer que l’espace-temps — ce tissu invisible qui structure l’univers — puisse onduler comme une mer agitée, c’est déjà vertigineux. Mais tenter de « voir » ces ondulations à des milliards de kilomètres, c’est l’objectif extraordinaire de la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna), un projet spatial ambitieux de l’Agence spatiale européenne (ESA), en collaboration avec la NASA, prévu pour un lancement vers 2035.Mais que cherche-t-on à observer exactement ? Et pourquoi parle-t-on d’un pari scientifique presque insensé ?Pour le comprendre, il faut revenir à Albert Einstein. En 1916, dans sa théorie de la relativité générale, il prédit que des événements cosmiques extrêmement violents — comme la fusion de trous noirs ou l’explosion d’étoiles massives — provoquent des ondes gravitationnelles. Ces ondes sont des déformations de l’espace-temps, voyageant à la vitesse de la lumière, un peu comme des rides sur l’eau.Ces ondes ont été détectées pour la première fois en 2015 par les détecteurs LIGO et Virgo, installés sur Terre. Mais leur sensibilité reste limitée. Elles captent surtout des signaux « courts » et très puissants. Pour aller plus loin, pour capter les ondes gravitationnelles les plus basses fréquences, les plus longues et les plus anciennes — celles qui pourraient révéler la formation des galaxies ou les premiers instants de l’univers — il faut sortir de la Terre. D’où LISA.La mission LISA sera composée de trois satellites positionnés en triangle, séparés de 2,5 millions de kilomètres, qui flotteront dans l’espace en suivant l’orbite terrestre autour du Soleil. Ces satellites seront reliés par des faisceaux laser ultra-précis, capables de mesurer des variations de distance de l’ordre du milliardième de millimètre. Si une onde gravitationnelle traverse ce triangle, elle déformera très légèrement l’espace entre les satellites. Cette infime variation sera détectée grâce aux interférences des lasers.C’est là que le pari devient vertigineux : LISA ne « voit » rien au sens classique, elle mesure des distorsions minuscules dans un vide spatial, provoquées par des événements cosmiques survenus parfois il y a des milliards d’années. Un exploit technologique et scientifique, qui demande une stabilité extrême, une précision au-delà de tout ce que l’humanité a construit jusque-là dans l’espace.LISA, c’est donc bien plus qu’un télescope : c’est une oreille cosmique, tendue dans le silence spatial pour écouter les battements les plus profonds de l’univers. Et si elle réussit, elle nous offrira une nouvelle façon de faire de l’astronomie, non plus en observant la lumière, mais en sentant les vibrations de l’espace-temps lui-même. Une révolution silencieuse… mais bouleversante. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.

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Avant que la tectonique des plaques ne s’impose comme le modèle dominant de la dynamique terrestre, une autre hypothèse, aujourd’hui presque tombée dans l’oubli, a passionné des générations de géologues : celle de l’expansion terrestre. Selon cette théorie, notre planète ne conserverait pas une taille constante, mais gonflerait lentement, comme un ballon, au fil des millions d’années.L’idée peut sembler farfelue à première vue, mais elle a pourtant été sérieusement débattue jusqu’au milieu du XXe siècle. Tout part d’un constat troublant : les continents semblent s’emboîter comme les pièces d’un puzzle. L’Afrique et l’Amérique du Sud, par exemple, présentent des côtes étonnamment complémentaires. Avant que la dérive des continents ne soit expliquée par les mouvements des plaques tectoniques, certains scientifiques ont proposé une autre solution : et si les continents s’étaient éloignés parce que la Terre elle-même avait grossi ?L’un des défenseurs les plus emblématiques de cette hypothèse fut l’Australien Samuel Warren Carey. Dans les années 1950, il propose que la surface terrestre se soit formée à partir d’un supercontinent unique qui aurait éclaté, non pas parce que les plaques glissaient, mais parce que le rayon de la Terre augmentait, entraînant une fissuration progressive de la croûte. Les océans ne seraient donc pas apparus par subduction ou collision, mais comme des zones de dilatation entre des continents poussés vers l’extérieur par la croissance de la planète.Mais qu’est-ce qui ferait gonfler la Terre ? Les partisans de cette théorie évoquaient divers mécanismes : accumulation d’énergie interne, transformation de la matière dans le noyau, voire production de nouvelle matière – autant de processus restés très spéculatifs.Ce modèle a été largement abandonné à partir des années 1960, avec l’avènement de la tectonique des plaques, appuyée par de nouvelles données géophysiques et océanographiques. La découverte des dorsales océaniques, des zones de subduction, et des courants de convection dans le manteau terrestre ont permis de modéliser les mouvements des continents sans faire appel à une variation de la taille de la planète.Cependant, la théorie de l’expansion terrestre n’a jamais complètement disparu. Certains chercheurs indépendants ou amateurs la défendent encore, pointant les incertitudes sur la structure profonde de la Terre et l’origine des continents. Si la majorité de la communauté scientifique rejette aujourd’hui cette hypothèse, elle reste un témoignage fascinant de l’évolution des idées scientifiques, et de la manière dont nos représentations du monde se transforment avec le temps — parfois en gonflant un peu. Hébergé par Acast. Visitez acast.com/privacy pour plus d'informations.