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La lutte contre la drépanocytose

Un enjeu majeur de santé publique

Chaque année, 275 000 nouveaux cas sont dépistés dans le monde, chez les nourissons. La drépanocytose touche particulièrement les populations d'Afrique et d'Inde. La France n'est pas totalement épargnée avec un enfant pour ...

Homo sapiens découvert hors d'Afrique

Une équipe internationale vient de découvrir le plus ancien fossile d'Homo sapiens jamais découvert en dehors du continent africain : un maxillaire vieux de près de 200 000 ans exhumé sur le mont Carmel au nord d'Israël qui contraint les paléanthropologues à réviser leurs copies. ...

Désintégration du neutron et matière noire 

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence ...

Une symbiose à l'épreuve du milieu

CC SA 3.0 ©Prenn

Duo de choc : les recherches récentes montrent qu’une plante hôte et un champignon peuvent s’associer par-delà leur milieu naturel. Aidée de son symbiote, la plante devient plus résistante.

Le raisinier des mers antillais en voyage au Sénégal

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L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

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L'horloge nucléaire

Ce qui caractérise la performance d’une horloge, c'est la faiblesse de sa dérive au cours du temps : de combien diffère chaque jour l'heure qu'elle indique par rapport à sa référence ; autrement dit au bout de quelle durée se décale-t-elle d’une seconde ?

Le génome de la rose décrypté

By LaitcheLink to My Website. - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4023663

Notre amie la rose

De toutes les plantes ornementales, les roses sont parmi les plus cultivées au monde, que ce soit pour l'agrément que les rosiers confèrent aux ...

La biolixiviation

Les impacts environnementaux et sociaux des industries minières et le besoin accru de certains métaux comme les terres rares pour les appareils électroniques modernes rendent urgente l'élaboration de solutions nouvelles pour traiter les minerais ou récupérer dans les déchets des éléments de plus en plus recherchés. C'est ce que pourrait apporter un procédé, la biolixiviation.

Une solution biotechnologique éprouvée

La biolixiviation, c’est-à-dire l’extraction de métaux grâce à des micro-organismes, est une technique déjà utilisée pour produire 5 % de tout l’or mondial et 20 % du cuivre et, de façon plus marginale, pour l’extraction du nickel, du zinc, du cobalt et de certaines terres rares. Son développement industriel a réellement débuté il y a moins de 20 ans.
Le procédé s'applique à des réserves de minerai, c’est-à-dire de roches suffisamment riches en minéraux d’intérêt. Il nécessite de grandes quantités d’eau, que l’on rend généralement acide et des micro-organismes préléablement sélectionnés (bactéries, archées ou champignons) qui vont faire le travail d’extraction des minéraux intéressants. Bien souvent, l’apport d'oxygène est nécessaire et parfois, pour certains micro-organismes, l'apport en sucres.

La biolixiviation peut s’effectuer par deux voies. Une voie statique qui consiste à verser directement la solution sur le minerai stocké dans un vallon, une cuvette que l’on a imperméabilisée et au fond de laquelle on récupère les métaux dissous. Et une voie dynamique qui consiste à broyer et concasser finement le minerai pour le placer dans de grands réservoirs appelés bioréacteurs. Le contenu de la cuve est alors sans cesse agité afin d’améliorer la surface de contact entre bactéries et minerai et de rendre l’oxygène plus facilement disponible. Avec l’expérience, on a appris à optimiser la température, l’acidité, la vitesse de mélange, les apports en oxygène, en dioxyde de carbone ou en sucres pour que les microorganismes gagnent en productivité.

Plusieurs atouts économiques

Comparée aux méthodes traditionnelles de récupération des minéraux que sont la pyrométallurgie (extraction par fusion des roches) ou l’hydrométallurgie (extraction par dissolution chimique de la roche), la biolixiviation, qui peut aussi être appelée bio-hydrométallurgie, utilise peu d’énergie, produit beaucoup moins de sous-produits et surtout beaucoup moins de polluants. En outre, la mise en oeuvre est relativement peu coûteuse et permet d’extraire des minéraux à partir de minerais pauvres ou de résidus miniers dont l’exploitation traditionnelle ne serait pas rentable. Ainsi, au Chili par exemple, où la quasi-totalité des minerais riches en cuivre ont été exploités, la biolixiviation a pris le relais pour les ressources restantes à faible teneur en métal. En Ouganda, cela fait maintenant une dizaine d’années que les stériles des mines de cuivre sont utilisées pour produire du cobalt. Cependant, le procédé est beaucoup plus lent et, mal conduit, il peut aussi mener à des catastrophes environnementales. Ainsi, la mine finlandaise de Talvivaara, qui avait mis en place un procédé de biolixiviation pour récupérer nickel, zinc, cobalt et cuivre depuis un minerai faiblement concentré dans les années 2000 a connu d’importantes fuites et défauts d’imperméabilisation qui ont ravagé les eaux aux alentours, avec notamment une fuite d’uranium qui a mené l’entreprise à la faillite.

Une clé pour les terres rares ?

Les terres rares (qui comprennent les 15 lanthanides plus le scandium et l’yttrium) sont des matériaux très prisés en électronique, dans les industries des énergies renouvelables, ou encore pour des applications en optique, en raison de leurs propriétés paramagnétiques et luminescentes. Malgré leur nom, les terres rares sont plutôt abondantes dans la croûte terrestre, mais elles sont très dispersées et ne font pas de filons ou de minerais très concentrés. Par conséquent, leur extraction est compliquée et très coûteuse. L’approvisionnement mondial est aux mains de la Chine (90%) via l’exploitation des sous-produits d’autres industries minières, notamment du fer et du cuivre. Flambée des prix, risque de rupture d’approvisionnement sont des motivations très fortes pour trouver des méthodes alternatives à leur extraction. Parmi elle, la « biolixiviation urbaine », qui consiste à extraire les métaux intéressants des déchets électroniques via des microorganismes, a donné lieu à des réussites intéressantes pour récupérer des éléments rares présents dans des lampes fluorescentes ou des aimants de disques durs. En tout état de cause, le procédé semble être promis à un bel avenir. D’une part, parce que les études menées sur les micro-organismes extrêmophiles se développent, ce qui permet d’améliorer encore les rendements et les conditions de la biolixiviation. A titre d’exemple, des souches de bactéries qui continuent d’être actives en milieu salé permettent de continuer les activités minières dans des pays où l’eau douce s’est faite rare. D’autre part, parce que c’est aussi une technique que l’on envisage pour l’exploitation des minéraux sur d’autres corps célestes (Lune, Mars, astéroïdes) ; des études menées sur la station internationale ayant montré que certains microorganismes extrêmophiles terrestres étaient capables de résister aux conditions extrêmes de l’espace (températures, vide, radiations). Enfin, parce qu’elle sert aussi depuis longtemps comme base pour des opérations de dépollution des sols, on parle alors de bioremédiation par les bactéries.
Publié le 03/05/2018

En savoir plus 

http://www.brgm.fr/projet/biotechnologies-viennent-secours-valorisation-environnement

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Sept exoplanètes prometteuses
Sept exoplanètes ont été découvertes autour de la naine rouge Trappist-1.

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 Chili, avec la contribution du télescope spatial Spitzer de la NASA. Elles avaient révélé autour de l'étoile Trappist-1 la présence de trois exoplanètes de taille terrestre. Depuis ces premières détections, le système planétaire fait l'objet d'un suivi systématique.

À 39 années-lumière de notre système solaire, l'étoile Trappist-1 est une naine ultra-froide, dite une naine rouge. Douze fois plus petite que le Soleil, elle est très peu brillante (0,05 % de la puissance solaire et 0,0004 % de sa lumière visible). La petite taille de l'étoile a rendu aisé la détection des planètes lui tournant autour en utilisant la méthode du transit. Cette méthode consiste à mesurer les variations de l'étoile lorsque des planètes passent devant.

Les planètes ont aussi l'avantage d’être visibles depuis la Terre "par la tranche". Cela fait que l'on voit passer chacune de ces planètes devant son étoile, ce qui n'est pas le cas du système plus proche de nous Proxima du Centaure.

Trois exoplanètes dans la zone d'habitabilité

Sur les 3 449 exoplanètes déjà découvertes à ce jour, c'est la première fois qu'autant de planètes sont découvertes dans le même système solaire. Sept planètes de taille terrestre (leur rayon est plus ou moins 15% celui de la Terre) et de température modérée gravitent autour de l'étoile en 1,5 à 20 jours. Les premières indications de la masse pour six d'entre elles suggèrent la nature tellurique de ces planètes, c'est-à-dire qu'elles sont solides et composées en partie de roches.

De plus, trois de ces sept planètes se trouvent dans la zone d’habitabilité de l’étoile, c’est-à-dire que leur éloignement par rapport à Trappist-1 est compatible avec la présence d’eau liquide à leur surface. Pour l'heure, on ne sait rien de leur atmosphère potentielle, on ne peut donc pas donner de conclusion plus précise. Vénus, dans notre système solaire, se trouve aussi dans la zone d’habitabilité du Soleil, mais son atmosphère est épaisse et son effet de serre si fort qu’il y règne des températures infernales, empêchant de fait toute présence d’eau liquide.

Les considérables forces de marée exercées par l'étoile imposent aux planètes une rotation dite synchrone, c'est-à-dire que les planètes montrent ainsi toujours la même face à leur étoile. Pour trois d’entre elles, de l’eau liquide peut subsister sur la face exposée et pour trois autres, les trois plus proches de l’étoile, sur la face cachée ou sur les bordures.

Quelles perspectives scientifiques autour de ces exoplanètes ?

Au-delà de la détermination de l'orbite et de la masse de ces exoplanètes, il sera bientôt possible d'étudier la présence éventuelle d'atmosphères grâce au futur télescope James Webb Space Telescope (JWST). Présenté comme le successeur du télescope spatial Hubble, cet instrument américano-européen doit décoller en 2018 depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française.

Le contraste de taille favorable entre les planètes et leur petite étoile permettra de mettre en évidence d'éventuelles atmosphères et de caractériser certaines de leurs propriétés. Avec Proxima b, découverte en août dernier, les planètes de Trappist-1 constituent les cibles les plus prometteuses à ce jour pour la recherche de possibles traces de vie hors du Système solaire.

Le télescope permettra peut-être même de trouver des biomarqueurs, c'est-à-dire des molécules comme l'eau, l'ozone, le gaz carbonique, le méthane, qui pourraient indiquer qu'il y a de la vie sur ces planètes.

En savoir plus

L'étude publiée dans Nature, le 23 février 2017

Un cortège exceptionnel d'exoplanètes, le communiqué de presse du CNRS

Un milliard d'étoiles à l'étude, Sciences en ligne

Une planète autour de Proxima du Centaure, Sciences en ligne

Arthur Jeannot
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