S'inscrire identifiants oubliés ?

von Neumann, un des pères de l'informatique

De Budapest à Princeton

John von Neumann naît en décembre 1903 à Budapest, à l'époque au cœur de l'empire austro-hongrois, dans une famille juive aisée. Ses parents remarquent très tôt son intelligence exceptionnelle : dès l'âge de huit ans, il est ...

Sept exoplanètes prometteuses

Détecter les exoplanètes par la méthode des transits

Fin 2015, des observations photométriques avaient été réalisées par le télescope Trappist (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) de l'ESO au ...

Les énergies marines renouvelables

Des technologies en plein essor

Les énergies renouvelables sont appelées à se développer, en particulier dans le cadre de la transition énergétique promue par les pouvoirs publics. Les différents types d'énergies marines ...

Les satellites SPOT face aux catastrophes

La Charte internationale « Espace et catastrophes majeures »

Créée en 2000 par le CNES et l’ESA, la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » permet de fournir gratuitement et le plus rapidement possible images satellitaires et cartes de dégâts aux autorités ...

Nouvelle mesure de l'expansion de l'Univers

La première mesure de l’expansion de l’Univers

L’Univers est en expansion, ce qui a été théorisé par George Lemaître, puis observé par Edwin Hubble en partant de la constatation que les galaxies s’éloignent ...

Un accélérateur de particules sous le Louvre

Un accélérateur de particules au service des recherches du Louvre

Quand on se demande quels peuvent être les apports des sciences à l'archéologie, chacun a tendance à penser aussitôt à la datation au carbone 14. Mais l'âge n'est pas la seule information que l'on ...

Mesure participative de la qualité de l'air

La nécessité de mesures plus nombreuses

Face à la multiplication des pics de pollution ces derniers mois, la nécessité d'évaluer en temps réel la qualité de l'air, mesurée à partir de la concentration en différents éléments parmi les plus ...

Réparer les vaisseaux grâce aux algues

Des polysaccharides marins pour traiter les maladies cardiovasculaires

Les vaisseaux sanguins assurent la circulation du sang dans l’organisme. Des dépôts accumulés de lipides sur leur paroi interne peuvent former des lésions responsables de maladies cardiovasculaires. C’est l’une des premières causes de mortalité en France et dans le monde. Certes, des médicaments permettent de prévenir ces maladies, mais pas de les guérir. Entre la médecine réparatrice et les recherches en thérapie cellulaire, la médecine régénérative travaille à reconstituer les vaisseaux endommagés.

Les chercheurs s’intéressent à des prothèses hybrides, autrement dit composées de matériaux synthétiques qui vont être colonisés par les cellules du patient. C’est là qu’intervient le biomimétisme, avec les polysaccharides issus des algues. Ces longues chaînes de polymères sont flexibles et malléables, tout en étant compactes et solides. Surtout, elles ne provoquent pas de réactions de rejet, donc peuvent servir de matériaux de substitution pour le corps humain.

La recette d’un bon vaisseau de substitution

Les polymères, que les laboratoires achètent sous forme de poudres, sont d’abord solubilisés et transformés en hydrogel. Après quoi, des moules leur donnent la forme désirée, ce qui permet d’étudier leurs caractéristiques. L’objectif est de produire des vaisseaux biocompatibles, capables de s’étirer en résistant aux variations de pression, qui assurent une bonne circulation du sang, ne fuient pas et se connectent correctement aux vaisseaux existants. Le biomatériau étant poreux, les cellules du patient peuvent alors coloniser la prothèse. Un mois après sa pose, celle-ci se dégrade, ne laissant sur place que le vaisseau régénéré, dont les propriétés se rapprochent au mieux des vaisseaux naturels.

Les techniques utilisées aujourd’hui ne produisent pas de vaisseaux d’un diamètre interne inférieur à six millimètres. Grâce aux polysaccharides issus des algues, les chercheurs sont parvenus à produire des tubes d’un diamètre aussi petit que deux millimètres. Implantées chez le rat, ces prothèses hybrides sont pour le moment compatibles pendant trois mois. Les travaux des physico-chimistes et des biologistes visent à augmenter la longévité de ces vaisseaux afin de pouvoir faire profiter les humains de cette avancée fondamentale sur le plan médical.

En savoir plus :

La nature comme exemple, deux exemples de biomimétisme

Le dossier de l’INSERM sur la réparation des vaisseaux sanguins

Le dossier sur l’athérosclérose de l’INSERM sur les lésions des vaisseaux par les plaques lipidiques

» lire tous les articles 1 2 3 4 5 6 7 8
sciences en ligne
exploratheque
du premier stage au premier emploi


Un accélérateur de particules sous le Louvre
Parmi tous les visiteurs qui arpentent chaque jour les galeries du Louvre, très peu savent que, sous leurs pieds, se cache un accélérateur de particules pas ordinaire. Son objectif : améliorer la connaissance des œuvres confiées au centre qui l'abrite.

Un accélérateur de particules au service des recherches du Louvre

Quand on se demande quels peuvent être les apports des sciences à l'archéologie, chacun a tendance à penser aussitôt à la datation au carbone 14. Mais l'âge n'est pas la seule information que l'on peut déterminer scientifiquement. Grâce à AGLAÉ (pour Accélérateur Grand Louvre d'Analyse Élementaire), un accélérateur de particules situé sous le Louvre, il est possible d'accéder à la composition chimique des oeuvres d'art. Et cela sans les détériorer, même sans les toucher, et avec une excellente précision. À l'origine de ces résultats : les progrès les plus récents en matière de chimie et de physique nucléaire, ainsi que de nombreuses innovations spécifiques au contexte d'utilisation si particulier d' AGLAÉ .

Un principe général commun à différentes applications

Cet accélérateur de particules met en oeuvre différentes méthodes. Leur principe est commun : envoyer un faisceau de particules, plus ou moins énergisé, sur l'objet dont on veut connaître la composition. Ces particules vont interagir avec la matière selon différentes modalités : elles peuvent être déviées ou absorbées. Dans ce dernier cas, on observe l'émission de rayonnements et/ou de nouvelles particules. Ce sont ces derniers que des capteurs vont détecter puis analyser. Les experts pourront comparer les relevés ainsi obtenus avec ceux provenant de l'étude de matériaux connus et déterminer ainsi la composition chimique de l'objet.

La question est maintenant de savoir quelles particules doivent être utilisées pour bombarder l'objet. Selon la nature des matériaux et le niveau de précision attendu, on ne choisira, en effet, pas le même faisceau incident. Pour une étude générale, si on veut connaître les éléments présents soit en majorité, soit à l'état de traces, on utilisera la méthode PIXE (Particle Induced X-Ray Emission), qui permet de doser les éléments présents, du sodium à l'uranium. Pour cette analyse, on envoie sur l'objet un faisceau d'ions ou de protons peu énergétiques qui vont arracher aux atomes traversés un électron proche du noyau. L'atome ainsi touché se trouve alors dans un état instable et excité : le "trou" créé est comblé par un électron venant d'une orbite plus extérieure. En même temps, pour libérer son excès d'énergie, l'atome émet un rayon X. C'est la détermination de l'énergie de ce rayon qui permet de déterminer l'élément chimique. En effectuant cette mesure sur une zone complète de l'objet, on peut retrouver la composition chimique des matériaux utilisés.

D'autres méthodes permettent des analyses soit en profondeur, soit plus précises. La méthode RBS , pour Rutherford Backscattering Spectrometry, permet par exemple de tracer des cartes de composition chimique en profondeur, et la méthode NRA (Nuclear Reaction Analysis) complète les résultats de la technique PIXE : elle donne les mesures des concentrations en éléments les plus légers, de l'hydrogène au sodium.

Des innovations pour s'adapter aux oeuvres à analyser

Initialement, AGLAÉ possédait deux lignes de faisceaux : la première était dotée d'une chambre à vide traditionnelle. La deuxième a été conçue "sur mesure" par l'équipe de physiciens et d'ingénieurs travaillant sur place, pour pouvoir traiter même les objets trop fragiles ou volumineux pour être placés dans la chambre à vide. Il leur a donc fallu imaginer un procédé permettant de réaliser les analyses sans que les résultats ne soient parasités par l'atmosphère. Pour cela, ils ont disposé une fine épaisseur de matière en sortie de l'accélérateur. Elle permet de maintenir le vide en amont tout en laissant passer les particules. Celles-ci interagissent avec l'objet selon les processus décrits ou évoqués ci-dessus et sont détectées, ainsi que les éventuels rayonnements émis, par deux capteurs. L'un d'eux, de grandes dimensions, permet la détection des éléments à l'état de traces. L'autre, plus petit, est intégré dans un dispositif alimenté régulièrement en hélium. On peut de la sorte remplacer l'air par l'hélium, ce qui augmente la sensibilité du capteur et permet d'éliminer le bruit de fond créé par l'argon de l'atmosphère. On appelle l'ensemble de cette ligne "faisceau extrait à l'air" ; elle constitue l'une des nombreuses innovations proposées puis réalisées dans le but d'adapter au mieux AGLAÉ à l'analyse des œuvres d'art.

Un appareil qui a largement fait ses preuves

La performance d'AGLAÉ a été montrée à de très nombreuses reprises depuis le début de son fonctionnement, en 1989. Cet accélérateur unique en son genre a été utile tout d'abord en archéologie et histoire de l'art. C'est grâce à lui qu'on a pu démontrer scientifiquement qu'une tête égyptienne en verre bleu était en fait un faux et qu'on a pu prouver l'origine birmane des yeux en rubis d'une statuette de la déesse mésopotamienne Ishtar, ce qui indique des échanges très anciens entre le Proche et l'Extrême Orient. L'utilisation de l'appareil est aussi utile pour la science de la conservation : il permet de caractériser l'altération des métaux et de comprendre certains mécanismes de corrosion. Grâce à ces données, on pourra définir des normes de conservation et d'exposition adaptées au mieux à chaque objet.

AGLAÉ est aujourd'hui utilisé près de 10 000 fois par an par des chercheurs venant de toute l'Europe. Il reste la seule installation au monde de ce type, située directement au coeur d'un musée. De plus, il ne cesse d'évoluer pour s'adapter aux oeuvres à analyser : actuellement en rénovation, on construit à côté de lui un nouvel appareil qui utilisera d'autres technologies pour compléter aux mieux celles déjà proposées.

En savoir plus

AGLAÉ : son histoire et son fonctionnement

La découverte d'un faux grâce à AGLAÉ

 

Aurore Sallard
Twitter Facebook Google Plus Linkedin email
Entrées associées