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L'arrivée de nouveaux entrants dans l'industrie spatiale et la perspective de nombreuses mises en orbite liées aux constellations de satellites stimule l'innovation et la recherche d'une baisse des coûts de lancement. Ces constellations visent à assurer une couverture Internet à toute la planète, en particulier pour les trois milliards de personnes qui n'y sont pas encore raccordées dans les pays émergents. C'est le cas des neuf cents satellites de la société Oneweb, construits par Airbus et prévus pour être lancés en 2018 en orbite basse.

La production en série s'accompagne de la tendance à rapetisser les satellites, notamment avec l'exemple des nanosatellites, qui mesurent autour d'une dizaine de centimètres cubes. Le projet QB50 consiste ainsi à mettre cinquante nanosatellites en orbite après de la station spatiale internationale, à 415 kilomètres d'altitude. Élaborés par des université, ces satellites permettent aux élèves de se former à l'ingénierie spatiale et mettent à l'épreuve de nouvelles technologies pour la communauté scientifique et industrielle.

L'une des pistes de cette recherche d'économies a été initié par SpaceX aux États-Unis, avec le développement de lanceurs réutilisables, c'est-à-dire de fusées dont certains étages pourraient revenir sur Terre une fois leur mission accomplie. Dans le cas de SpaceX, après avoir atterri sur une plate-forme autonome sur le sol ou en mer, les fusées pourront être rechargées et réutilisées pour de nouveaux décollages. Ces sujets intéressent le CNES et l'ONERA pour le successeur d'Ariane 6. Outre ce lanceur lourd, utilisé pour placer en orbite géostationnaire des satellites de plusieurs tonnes, une autre voie est le lancement aéroporté, qui vise des charges utiles de quelques centaines de kilogrammes.

De nouvelles énergies pour les satellites

Une autre tendance du secteur spatial est le passage de la propulsion chimique à la propulsion électrique, avec des recherches en cours pour miniaturiser les propulsions électriques actuelles. Les moteurs électriques ont donc longtemps été cantonnés au maintien à poste des satellites, sur leur orbite, mais ils ont également trouvé leur application pour la mise à poste. Après sa séparation d'avec le lanceur, en effet, un satellite doit passer par une orbite de transfert qui lui permet de rejoindre l'orbite géostationnaire, avec ses propres moyens de propulsion. En utilisant l'énergie produite par les panneaux solaires du satellite, la propulsion électrique aboutit à un gain de poids en faisant l'économie de lourds réservoirs de carburant. L'inconvénient lié à la propulsion électrique réside dans l'allongement de la durée de mise à poste.

C'est pourquoi il restera certainement une place pour la propulsion chimique. Le CNES (Centre national d'études spatiales), se penche ainsi avec l'Office national d'études et de recherches aérospatiale (ONERA) sur le développement d'un monergol vert pour la propulsion satellitaire. La recherche sur ce nouveau composé ouvre une alternative prometteuse à l'ergol utilisé actuellement, l'hydrazine, dont la toxicité lui fait risquer d'être rapidement bannie de l'espace. Le CNRS et l'ONERA, travaillent à synthétiser cette nouvelle molécule, avec l'enjeu de choisir des matériaux qui résisteront aux hautes températures. L'objectif est de développer ensuite un moteur et de montrant que la propulsion fournit une poussée conséquente, ce qui permettra d'envisager un développement de la technologie et de proposer par la suite un démonstrateur.

L'imagerie satellitaire au service de l'environnement

En plus de l'internet satellitaire et de l'étude directe de l'atmosphère, les satellites permettent l'observation de notre planète depuis l'espace, le meilleur point de vue permettant de comprendre les changements complexes qui l'affectent. Par exemple, les satellites de la série Sentinel, du programme Copernicus, fournissent des informations sur le sol, les océans, l'atmosphère, l'environnement, la sécurité et le changement climatique. En plus d'études scientifiques sur le long terme, les satellites participant à Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » peuvent traiter des situations d'urgence comme une éruption volcanique, un feux de forêt ou une catastrophe industrielle, en fournissant rapidement des images et des cartes.

L'imagerie hyper-spectrale peut être utilisée sur des plate-formes terrestres, spatiales ou aéroportées. Elle aide à détecter des objets dans des images grâce à leurs propriétés spectrales, ou à analyser la composition et l'état chimique de matériaux de surface, y compris l'état hydrique des végétaux. C'est le cas du démonstrateur technologique aéroporté Sysiphe de l'ONERA, qui peut acquérir des images d'une résolution de 50 centimètres dans plus de 600 bandes spectrales, allant du visible à l’infrarouge lointain. De telles technologies permettent d'étudier la biodiversité végétale, par exemple pour mettre en place à l'échelle mondiale un véritable bilan de la biodiversité, ou de caractériser les fonds marins en bord de côte.

Croiser les données permet de faire d'autres types de déductions. L'Institut de recherche technologique Saint-Exupéry présente au Salon du Bourget un « Google Earth intelligent ». Les systèmes d'observation développés combinent les bases de données et l'intelligence artificielle, en dotant les satellites d'un système d'apprentissage et d'intelligence collective qui leur permettra d'acquérir jusqu'à 30% d'images supplémentaires et d'améliorer la réactivité aux requêtes humaines, de 1 heure aujourd'hui à 5 minutes. Il s'agit d'anticiper la vague de données qui sera issue de la mise en service, dans les années à venir, de milliers de satellites formant des constellations en orbite basse.

En savoir plus

SpaceX réussit l'atterrissage de son lanceur, sur Sciences en ligne

Les satellites SPOT face aux catastrophes, sur Sciences en ligne

Ariane 6 : la riposte européenne, sur Sciences en ligne

Sentinel-2B, sur Sciences en ligne

L'évolution énergétique des aéronefs, sur Explorathèque

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La piste des thérapies virtuelles
Les phobies sont des peurs incontrôlables, que les thérapies virtuelles peuvent aider à soigner de manière très efficace.

Qu'est-ce qu'une phobie ?

La phobie n'est pas une simple peur, mais une véritable pathologie. Sur le plan médical, il s'agit d'une peur intense et incontrôlable par la volonté et le raisonnement, qui survient de manière systématique dans une situation donnée, peut conduire à des états de panique violents et fait souffrir la personne. Les phobies sont renforcées par l'anticipation de la peur et l'évitement des causes de la peur.

Grâce aux neurosciences, on sait que les émotions prennent forme dans le système limbique, aussi appelé "cerveau émotionnel". Les informations sensorielles amenées par le thalamus sont dirigées dans le cortex et vers les amygdales. Ces amygdales, liées à l'hippocampe et son rôle essentiel dans la mémoire, transmettent ces données à l'hypothalamus, zone contrôlant le système nerveux autonome donc répercutant les effets de l'émotion sur l'organisme. Dans le cas de la peur, les glandes surrénales déchargent l'adrénaline dans le sang, ce qui dilate les pupilles, accélère la respiration et les battements du coeur, irrigue en priorité les muscles des jambes, active le phénomène de transpiration et entraîne la production de sucres par le foie, bref, prépare le corps au combat ou à la fuite.

En cas de peur phobique, les amygdales sont dysfonctionnelles ou hypersensibles. Le chemin neuronal menant aux réactions physiologiques prend alors trop de place par rapport à l'activité réflexive du cortex préfrontal, d'où une réaction disproportionnée face à des stimuli. À la clé, des attaques de panique qui peuvent se révéler très handicapantes.

La réalité virtuelle pour surmonter des phobies

Pour contrer ces mécanismes, les thérapies comportementale et cognitive visent à se désensibiliser de la part phobique de la peur, en analysant l'angoisse et en s’y confrontant progressivement. De tels traitements fonctionnent dans au moins la moitié des cas. Pourtant, outre le fait d'être plus faciles à mettre en place dans le cas d'une arachnophobie ou une acrophobie qu'une aviophobie, peu de patients franchissent le pas de les commencer.

Les thérapies comportementales et cognitives utilisant la réalité virtuelle trouvent alors tout leur intérêt. L'immersion permet de se confronter progressivement à la phobie, tout en gardant un contrôle total sur les paramètres de l’environnement. Typiquement, en cas de crise de panique, le thérapeute fait disparaître aussitôt la source de la phobie. Les thérapies virtuelles fonctionnent dans 90% des cas. L'échec est parfois lié au manque de sérieux des patients, qui ne pratiquent pas les exercices donnés entre chaque séance, parfois parce que le traitement n'est pas adapté aux besoins des patients, qui sont plus en recherche d’une introspection se rattachant à la psychanalyse.

De telles thérapies sont également utilisées pour traiter les stress post-traumatiques et les troubles de l'attention. Une thérapie utilisant les images subliminales est aussi envisageable dans de nombreux cas, même si elle est difficile à mettre en place car le temps d’exposition nécessaire varie pour chaque personne. Des thérapies à base de réalité augmentée sont également développées afin de soigner les douleurs dues aux membres fantômes.

En savoir plus

L'émission de C'est pas sorcier sur les émotions, avec une explication sur les phobies et les thérapies virtuelles, de 9'44 à 16'48

Soigner l'esprit avec la réalité virtuelle, le reportage de FutureMag (ARTE), de 1'22 à 16'04

Phobies, entretien avec le Pr. Antoine Pelissolo, FuturMag

Surmonter ses phobies grâce à la réalité virtuelle, article Santé du Figaro

La réalité virtuelle pour des corps paralysés, sur Sciences en ligne

Arthur Jeannot
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