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Bluetooth a vingt ans

Un protocole pour supprimer les câbles

À la fin des années 1990, avec l'irruption de la téléphonie mobile dans la vie quotidienne, les constructeurs cherchent une solution pour supprimer des câbles de raccordement entre le téléphone portable et les oreillettes. ...

La photosynthèse artificielle

CC by U.S. Department of Energy / United Joint Center for Artificial Photosynthesis

Une quête bioinspirée

La photosynthèse est le mécanisme grâce auquel les plantes produisent des matières organiques telles les glucides, en utilisant l'énergie ...

Asthme : pistes thérapeutiques

CC BY-SA 4.0 BruceBlaus

Une maladie incurable

En France, l'asthme touche plus de quatre millions de personnes et cause environ 1000 décès chaque année. Généralement de nature allergique (70% des formes d'asthme), l'asthme provoque des difficultés ...

Des métamatériaux aux propriétés étonnantes

(C) Tobias Frenzel

Les métamatériaux constituent un champ de recherche actif, en particulier dans les domaines de l'électromagnétisme et de la mécanique. L'objectif est de conférer à des matériaux des propriétés particulières, en ...

Véhicules autonomes : situation et défis

Les véhicules autonomes font l'objet d'importants efforts de recherche et développement chez les industriels du secteur automobile ou encore chez les géants de la Silicon Valley. Les premiers développements ont commencé dans les années 2000 et aujourd'hui, de nombreuses sociétés ...

Joseph Fourier

Joseph Fourier, l'un des plus grands mathématiciens français, est né il y a 250 ans, en 1768, à Auxerre. C'est l'occasion de revenir sur les découvertes de ce génie des mathématiques et de la physique, qui sont aujourd'hui au cœur des technologies utilisées au quotidien. ...

Les atouts de la voiture électrique

Des impacts à clarifier

Si l'intérêt des véhicules électriques pour la réduction de la pollution de l'air, en particulier dans les villes, est évident, il n'en est pas de même pour ce qui est de sa contribution à la lutte contre le changement climatique ...

fractales et compréhension du monde

Il est coutume, pour décrire un objet fractal, de le rapprocher de la récursivité des poupées russes : tous deux présentent une structure dite hologigogne, c'est-à-dire que leur tout est parfaitement identique à chacune de ses parties. Forgée en 1974 par le mathématicien Benoît Mandelbrot, la notion de fractalisation aura permis la désinence de bien des figures, jusque-là trop irrégulières pour répondre aux normes géométriques traditionnelles. Nombre de phénomènes naturels sont aujourd'hui répertoriés comme fractals compte tenu de leur géométrie autosimilaire : le chou-fleur de variété romanesco par exemple, la fronde d'une fougère, le réseau des rivières, les alvéoles pulmonaires, la structure des invertébrés, des vaisseaux sanguins, des roches, des lignes de côtes, des flocons de neige, etc.  La modélisation par des fractales permet même de mieux comprendre certains phénomènes comme la spongiosité d'un nuage, les turbulences d'un liquide, les éruptions volcaniques, la répartition des exoplanètes jusqu'aux motifs de la queue d'un paon...

Chez l'Homme par exemple, la configuration des bronches, garantit une surface d'échange gazeux particulièrement étendue - la même chose pour les végétaux : la fragmentation régulière des frondes d'une fougère augmente l'efficacité de la photosynthèse ; il a également été démontré qu'entre un chou romanesco et un chou ne présentant aucune fractalisation, l'activité photosynthétique du chou "fractal" était 4 à 5 fois plus élevée.

La radio est un autre domaine d'application : les antennes d'ailes télescopiques rétractables permettent d'occuper un très faible espace tout en maintenant une bonne émission des ondes radioélectriques. Cela étant, le domaine pour lequel la fractalisation est la plus exploitée reste l'imagerie : la fameuse compression d'images informatiques (sous le code JPEG) par exemple, s'articule autour de techniques fractales censées corriger les motifs répétitifs que l'on trouve en photographie.

Les fractales s'appliquent à des domaines tels l'urbanisme, la sociologie, la finance... Les économistes Laurent-Emmanuel Calvet et Adlai Fisher ont ainsi développé des modèles dits "multifractals" à l'intention des entreprises pour évaluer les risques financiers - des sortes d'anticipations de la volatilité des échanges. En effet, il suffirait de regarder les évolutions des cours de bourse, les fameuses courbes « en dents de scie ». Qu'on regarde les courbes sur 10 ans, 5 ans, 6 mois, ou quelques semaines, les propriétés sont bien sûr différentes, mais l'allure générale de la courbe ne varie que très peu. On reconnaît dans ces objets une structure fractale : « ils peuvent être décomposés en fragments dont chacun a la même forme que le tout », comme l'expliquait Mandelbrot lui-même. Par ailleurs, certains n'hésitent pas à invoquer la fractalisation pour expliquer l'étonnante régularité des krachs boursiers - les marchés ayant effectivement tendance à chuter tous les 7 ans.

Mais finalement, c'est bien par leur beauté que ces objets fascinent le plus. Cette science du rugueux, pour reprendre l'expression de Mandelbrot, souvent érigée en symbole de l'élégance des mathématiques, s'est même traduite en courant artistique, baptisé art algorithmique ou simplement art fractal ; cette discipline regroupe des paysages synthétiques formés à partir de l'itération d'une fonction du plan dans le plan ; des animations ; mais aussi des musiques, caractérisées par le fait de répéter les mêmes motifs rythmiques, de façon à ce que chaque élément reproduise le tout.

Publié le 21/02/2018

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Des pistes pour améliorer le sommeil
Particulièrement bénéfique à notre organisme, la phase de sommeil profond offre une piste pour améliorer la qualité du sommeil.

La dégradation de la qualité du sommeil

D'après les chiffres de l'INSEE (Institut National de la Statistique et des Études Économiques), les Français dorment moins qu'avant et une personne sur trois souffre de troubles du sommeil. Vingt millions de Français pensent souffrir d'un sommeil de mauvaise qualité. De plus, 40 % disent s'endormir de manière non intentionnelle en cours de journées. En particulier, les endormissements qui sont à l'origine d'un tiers des accidents de la route.

L'OMS (Organisation Mondiale de la Santé) s'inquiète de nos vies trépidantes, vectrices de stress et de mauvaises habitudes, telles que l'exposition abusive à la lumière bleue des écrans, qui participerait à la dégradation de la qualité de notre sommeil. Les conséquences sont l'aggravation de certaines pathologies comme le vieillissement de la peau, la dépression ou les maladies cardiaques.

Le rôle du sommeil profond

Chaque personne a ses cycles de sommeil, qui durent en moyenne entre une heure trente et deux heures. Notre sommeil est schématiquement divisé en sommeil lent, comprenant le sommeil léger et le sommeil profond, et sommeil paradoxal. Le Centre du Sommeil de Genève estime que le sommeil lent profond occupe 20 % d’une nuit.

Le sommeil profond semble être la phase la plus cruciale du sommeil, puisqu'il bénéficie à la consolidation des souvenirs, la régénération cellulaire, la diminution de la sensation de fatigue et l'augmentation des capacités cognitives. Inversement, un manque de sommeil profond peut entraîner des problèmes de mémoire, un manque de concentration et un manque de jugement.

Les personnes stressées ou ayant des contraintes de productivité, ainsi que les personnes âgées ou victimes de bruits externes, souffrent d’un sommeil profond dégradé.

Des innovations pour améliorer notre sommeil profond

Des travaux effectués par une équipe de neuroscientifiques et de médecins spécialistes du sommeil, s'intéressent à la mise au point d'une technologie permettant de dormir mieux. Un processeur est intégré à un bandeau, placé autour de la tête. Des capteurs électroniques et un traitement des informations par des algorithmes permettent de suivre et d’analyser l’activité cérébrale en temps réel, autrement dit de réaliser un encéphalogramme.

Le bandeau transmet des stimulations sonores synchronisées, transmises par conduction osseuse au cerveau, donc sans émission d'ondes électro-magnétiques. Il s'agit d'ondes lentes appelées « bruit rose ». Comme notre audition perçoit les octaves, autrement dit se repère par rapport au doublement des fréquences, un « bruit blanc » contenant toutes les fréquences à énergie égale nous paraît plus aigü, alors qu'un « bruit rose » dont les octaves hautes sont plus fortes nous paraît moins aigü et du même coup plus plaisant.

Les ondes du « bruit rose» permettent donc de recouvrir des bruits parasites, comme des ronflements qui prennent trop de place dans un environnement par ailleurs silencieux. Surtout, elles entrent en résonance avec les ondes du sommeil profond, elles aussi des ondes lentes, ce qui améliore la qualité de cette importante phase du sommeil.

En savoir plus

Le sommeil et ses troubles, un dossier de l'INSERM

L'organisation des phases du sommeil, par le Centre du sommeil

Le site de l'Institut national du sommeil et de la vigilance

How pink noise helps you sleep

Le site de l'entreprise développant le bandeau connecté

Arthur Jeannot
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