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Super noir !

Un dos pour courir, une pilule électronique dans le tube digestif, l'éruption d'un volcan sous-marin et un oiseau super noir : 4 sujets d'actualité scientifique présentés à la Cité des sciences et de l'industrie par Olivier Boulanger, journaliste à Science Actualités.

Réalisation : Caroline Ando , Delphine Bonnart , Alexis Lardilleux

Production : Universcience

Année de production : 2018

Durée : 8min34

Accessibilité : sous-titres français

Super noir !

Bonne année à tous et bienvenue à la Cité des sciences et de l’industrie. Pour ce tout premier numéro de 2018, nous vous proposons :

  • de reprendre un peu le sport
  • de régler vos problèmes digestifs
  • nous plongerons au cœur d’un volcan sous-marin
  • et enfin, nous découvrirons un oiseau plus noir que noir.

Un dos pour courir

Parmi les bonnes résolutions de Nouvelle Année, vous avez peut-être prévu de vous mettre à la course à pieds. Si c’est le cas, musclez votre dos ! et pas n’importe comment… C’est le conseil donné par une équipe scientifique de l’université de l’Ohio.

Beaucoup de joggeurs se plaignent de maux de dos chroniques. Afin de comprendre pourquoi, des chercheurs américains ont attentivement observé des coureurs en pleine action. Ils se sont particulièrement intéressés aux muscles dits « profonds », qui sont proches des articulations et assurent le maintien du squelette. Ces muscles sont dits « profonds » par opposition aux muscles superficiels, bien visibles sous la peau et qui assurent les fonctions motrices du corps, à l’instar du muscle droit de l’abdomen ou grand droit. Or les coureurs se concentrent souvent sur leurs abdominaux, mais pas assez sur leur dos. 

Grâce à des techniques de détection du mouvement et des plateformes de mesure de la force, les chercheurs ont élaboré les modèles informatiques du corps de huit sujets. En activant ou désactivant certains groupes musculaires, ils ont ensuite observé comment était compensée une faiblesse des muscles profonds suivants : transversaire épineux ou multifide, carré des lombes, psoas et muscles érecteurs du rachis. Et ils ont constaté que les muscles superficiels étant alors sur-sollicités, la charge pesant sur les vertèbres lombaires pouvait augmenter de 20 %, une cause possible de blessures et de douleurs chroniques.

Les mêmes chercheurs soulignent que chez les sportifs, la musculature profonde – moins facilement accessible, moins visible – est souvent affaiblie. Que faire, alors ? Accroître les muscles stabilisateurs grâce à des positions tenues sur des surfaces instables, comme des planches.

Une pilule électronique dans le tube digestif

Nous sommes nombreux – et notamment après les fêtes – à connaitre des problèmes de digestion. Pour lutter contre ces désagréments mais aussi contre les maladies gastro-intestinales, une équipe australienne vient de mettre au point une gélule électronique capable de réaliser des mesures au sein du tube digestif. Un dispositif qui a déjà permis de lever quelques secrets du corps humain.

La capsule conçue à l’université RMIT de Melbourne est à peine plus grosse qu’une gélule de vitamine, mais elle regorge d’électronique. Après avoir été ingérée, elle est capable, durant son trajet dans le tube digestif, de détecter et de mesurer en temps réel les différents gaz présents dans l’estomac ou l’intestin, qu’il s’agisse de l’hydrogène, du dioxyde de carbone ou encore de l’oxygène. Grace à une connexion sans fil, ces données sont immédiatement consultables sur un smartphone.

Sans danger pour le patient, le dispositif constitue ainsi une alternative avantageuse face à d’autres méthodes de diagnostic plus invasives comme la coloscopie.

Testé sur 7 patients, les premiers essais sont plutôt prometteurs puisque la capsule électronique a déjà permis de mettre au jour des mécanismes du corps humains encore jamais observés.

Par exemple, les chercheurs ont pu observer la libération de composés oxydants capables de détruire des corps étrangers restés trop longtemps dans l’estomac. En soit, il pourrait s’agir d’un système immunitaire inédit.

Autre découverte, chez les patients ayant suivi un régime riche en fibre, de l’oxygène a pu être découvert dans le colon. Un résultat en parfaite contradiction avec les connaissances actuelles.

La gélule électronique n’est pour l’instant qu’un prototype. Mais face à ces premiers résultats encourageants, ses concepteurs aimeraient maintenant réaliser un essai clinique de phase II, à savoir sur un nombre plus important de patients. Une étape incontournable pour que les médecins puissent un jour utiliser ce procédé.

Volcan sous-marins

Bien plus nombreux que les volcans terrestres, les volcans sous-marins sont restent cependant mal connus. Pouvoir en étudier un juste après une éruption est une opportunité rare qu’une équipe de chercheurs australiens, néozélandais et japonais n’a pas laissé échapper.

En aout 2012, un avion de patrouille maritime repère un peu par hasard, au large de la Nouvelle-Zélande, un phénomène plutôt étonnant. À perte de vue, sur une surface de 400 km2, l’océan est recouvert de pierres ponces. 

L’origine de ce phénomène étrange est très vite identifiée. Il s’agit des restes d’une éruption, celle d’un volcan sous-marin situé à 650 mètres de profondeur sur l’Arc de Kermadec – le Havre Caldera – et qui s’est déroulé peu de temps auparavant, le 18 juillet. 

Bien que les volcans sous-marins représentent environ 70 % de l’ensemble des volcans, la plupart de leurs éruptions passent inaperçues. Celle du Havre Caldera représente ainsi une opportunité unique d’observer ce phénomène. Les scientifiques décident alors de cartographier de façon très précise les fonds marins bouleversés.

Pour cela ils combinent des échantillonnages et des séquences vidéo prises grâce à des véhicules télécommandés comme le Jason II.

Les résultats montrent que l’impact de ce type d’éruption était jusqu’alors largement sous-estimé. Dans le cas présent, il s’agit de la plus forte éruption sous-marine pour un volcan de ce type jamais enregistrée. Tellement puissante qu’elle a pu être détectée depuis l’espace par les satellites de la NASA.

Pendant le cataclysme, la lave s’est écoulée de 14 évents situés à plus de 1000 mètres (1kilomètres) de profondeur. Des pierres ponces de 9 mètres de diamètre ont été retrouvées. Et les scientifiques ont pu calculer qu’environ 75 % des matériaux expulsés flottaient en surface.

Super noir

On dit parfois d’un noir qu’il est profond. Or, il existe un noir encore plus profond que le noir profond : il s'agit du super noir. Des chercheurs ont réussi il y a quelques années à le synthétiser en laboratoire. Mais ce super noir est aussi présent dans la nature : certains oiseaux de paradis en ont fait l'atout de leur parade nuptiale. Regardez.

En 2012, une entreprise britannique spécialisée dans les nanotechnologies a mis au point le Vantablack. Une matière composée de nanotubes de carbone agencés de telle manière qu'ils absorbent presque 100% de la lumière. Le résultat est un noir tellement opaque que l'œil ne parvient plus à distinguer les reliefs.

Or ce super noir existe dans la nature : certains oiseaux de paradis en ont fait l'atout de leur séduction. Chez ces oiseaux, la compétition sexuelle est si vive que les mâles rivalisent de beauté pour séduire les femelles au cours de parades nuptiales endiablées. 

Parmi la quarantaine d'espèces de paradisiers connus, cinq utilisent le super noir. Un super noir tellement opaque que la silhouette de l'oiseau disparait pour laisser éclater la splendeur des autres couleurs.

Comme vient de le montrer une équipe de biologistes de l'université de Harvard, cette couleur n'est pas un pigment coloré. C'est la forme et la disposition des barbules de la plume qui permettent de piéger la lumière. Les barbules sont de minuscules poils ou filaments qui tapissent les barbes de la plume, comme le feuillage tapissent les branches d'un arbre. Contrairement aux plumes noires classiques que l'on voit ici, les barbules des plumes super noires s'orientent à la verticale et c'est cette inclinaison qui empêche la lumière de s'évader. 

Le pouvoir absorbant de ces barbules est tel que même enduite d'une couche de peinture doré la plume super noire reste noire contrairement à la plume noire classique située à gauche de l'écran.

Le super noir du paradisier n'est pas le seul exemple connu dans la nature. Il existe des serpents et des papillons qui arborent aussi des tâches super noires. Mais vous conviendrez avec moi que l'effet sur l'oiseau de paradis est particulièrement saisissant.

Final

Et voilà, ce journal est terminé. Mais avant de nous quitter, regardez cette image qui, au premier abord, vous paraitra aussi noire que les plumes de l’oiseau de paradis. Il s’agit d’une photo réalisée à 5 millions de km de la Terre par la sonde Osiris-Rex montrant simultanément notre planète et son satellite naturel. La distance qui sépare la Terre de la Lune – environ 385 000 km – prend ici tout son sens.

Voilà, sur cette image venue de l’espace, je vous souhaite une très bonne semaine.

Réalisation : Caroline Ando , Delphine Bonnart , Alexis Lardilleux

Production : Universcience

Année de production : 2018

Durée : 8min34

Accessibilité : sous-titres français