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Bioacoustique et applications

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En 1871, Charles Darwin signalait l’existence de signaux non vocaux chez certains oiseaux, produits par leurs plumes, lors de leurs parades amoureuses. Des chercheurs de l’université nationale d’Australie ...

Du plastique numérique

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Tchouri ou l'âge des comètes

La mission Rosetta de l'ESA a montré que la comète « Tchouri » (67P Churyumov-Gerasimenko), sur laquelle l'atterrisseur de la sonde a fini par s'écraser, est composée à près de 40 % de molécules organiques. D'après les travaux de Jean-Loup Bertaux, du Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales (CNRS/UPMC/Univ. Versailles–Saint-Quentin-en-Yvelines), et Rosine Lallement, du laboratoire Galaxies, étoiles, physique et instrumentation (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot), ces molécules organiques auraient été formées dans le milieu interstellaire, avant la formation du système solaire.

En effet, l’on sait grâce à l’étude de la lumière des étoiles, et notamment des bandes diffuses interstellaires (« Diffuse Interstellar Bands », DIB), que des molécules organiques complexes sont présentes en quantité dans le milieu interstellaire. Dans les nuages interstellaires très denses, et notamment ceux dans lesquels une étoile va se former, les DIB ont tendance à diminuer parce que, d’après l’hypothèse émise par les deux chercheurs, les molécules organiques s’agglutinent et ne peuvent plus absorber autant de lumière. Le processus de formation des comètes, par agglutination non violente de petits grains de matières, aurait permis à ces molécules préexistantes au système solaire d’être préservées et identifiées 4,6 milliards d’années plus tard au sein de Tchouri.

Pour connaître la nature exacte de cette mystérieuse matière interstellaire, il faudra mettre sur pied une mission spatiale de collecte d’échantillons destinés à revenir sur Terre pour être analysés en laboratoire. En tout cas, si la matière organique des comètes provient bien du milieu interstellaire et qu’elle a joué un rôle dans l’apparition de la vie dur terre, rien n’interdit de penser qu’il en est de même ailleurs dans l’univers.

publié le 25 septembre 2017

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Des rayonnements au service de la médecine
La journée mondiale de la radiologie, le 8 novembre, rend hommage à la découverte des rayons X par Wilhelm Conrad Röntgen, en 1895. Le début d'une histoire prometteuse.

Radiographie par Wilhelm Röntgen, (source : by Old Moonraker, [Domaine public], via Wikimedia Commons)

Une découverte due au hasard

C’est le 8 novembre 1895 que Wilhelm Conrad Röntgen découvre les rayons X, totalement par hasard, en s’intéressant à un mystérieux phénomène : le rayonnement cathodique. Ce rayonnement était produit grâce à un dispositif appelé « tube de Crookes » : un tube en verre dans lequel on fait le vide et où passe une décharge électrique émise par deux électrodes. Alors que Röntgen étudiait le rayonnement émis dans le tube, il se rendit compte qu’une lueur était émise par une plaque luminescente posée sur un plan de travail. Cette lueur ne pouvait provenir des rayons cathodiques qui étaient arrêtés par l’air et le verre. Röntgen supposa donc qu’un autre type de rayons était à l’origine de ce phénomène. On raconte qu’il s’enferma pendant trois semaines pour étudier ces rayons qu’il appela rayons X. Cette découverte lui valut le premier prix Nobel de physique en 1901 et fut à l’origine de nombreuses avancées aussi bien en physique (découverte de la radioactivité), en chimie des matériaux (spectrographique) et surtout en médecine (radiographie et radiologie).

La radiologie : des inventions toujours plus ingénieuses pour observer l’intérieur du corps humain

La toute première radiographie fut effectuée par Röntgen lui-même. Il présenta la main de sa femme entre un émetteur de rayons X et une plaque photographique : les rayons sont plus ou moins absorbés par les matériaux qu’ils traversent (fortement par l’or, moyennement par les os, faiblement par les tissus musculaires). Il obtint ainsi une image en négatif des tissus traversés.

Depuis, la radiographie est devenue un outil indispensable pour l’examen médical et l’établissement d’un diagnostic dans un grand nombre de pathologies : fracture, malformation, arthrose, etc. Les plaques photographiques ont été remplacées par des récepteurs très sensibles connectés à un ordinateur qui rend une image numérique de très grande qualité, mais le principe est fondamentalement le même que celui utilisé par Röntgen. Le scanner (aussi appelé scanographie ou tomodensimétrie) qui a valu à ses inventeurs, Godfrey Hounsfield et Allan Cormack, le Prix Nobel de médecine en 1979, est venu compléter la radiographie simple. Il permet d’effectuer des images en coupe du corps dans les trois dimensions en tournant autour du patient pour effectuer l’examen.

Du fait de la très haute dangerosité des rayons X, l’utilisation de la radiographie est strictement encadrée par plusieurs directives de radioprotection. Les dispositifs d’imagerie médicale qui permettent une réduction des rayons ou une alternative à ceux-ci ont été largement salués par le corps médical et le grand public. Georges Charpak, prix Nobel de physique en 1992, est à l'origine du système EOS qui permet l’obtention d’images précises avec une moindre quantité de rayons X grâce à des capteurs ultrasensibles. Raymond Vahan Damadian, l’inventeur de l’IRM (Imagerie par Résonnance Magnétique), n’a jamais reçu le prix Nobel pour son invention, mais a été honoré par la Médaille nationale de la technologie aux Etats-Unis et le Prix des inventeurs Lemelson-M.I.T.

Aujourd’hui, ce sont les physiciens médicaux ou radiophysiciens qui sont chargés d’optimiser les applications des rayons X en thérapie et diagnostic, pour garantir la qualité et la sécurité de leur utilisation. Un métier à haute responsabilité, demandant une formation spécifique, au croisement de la physique, de la chimie et de la médecine.


Pour en savoir plus :

Sur Röntgen

Sur la radiologie

Sur le métier de radiophysicien

Pauline Armary
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