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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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Asthme : pistes thérapeutiques
Des découvertes récentes ouvrent des pistes thérapeutiques pour les formes allergiques de l'asthme

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 respiratoires, des essoufflements. Les causes des allergies conduisant à l'asthme sont diverses, par exemple la pollution de l'air (particules fines), les pollens, ou encore les acariens.

Aujourd'hui, de nombreux asthmatiques prennent quotidiennement un « traitement de fond », qui n'apporte pas la guérison, mais permet d'atténuer les symptômes de cette maladie chronique. Il s'agit le plus souvent d’aérosols pris quotidiennement, qui contiennent  un bronchodilatateur et/ou un anti-inflammatoire (par exemple des corticoïdes). Ces traitements permettent de diminuer la fréquence des crises d’asthme et de soulager les patients en cas de crise. 

Les pistes de la recherche médicale

Des chercheurs de l'université Harvard aux Etats-Unis ont récemment mis au jour le rôle du gène GSDMB (gasdermine B), qui s'exprime de manière particulièrement forte dans les cellules épithéliales des bronches de patients asthmatiques. Les protéines qu'il produit seraient responsables de la mort des cellules par un mécanisme appelé pyroptose. Cette forme de mort cellulaire programmée est responsable de la production de cytokines qui ont pour effet d'obstruer les voies aériennes et d'induire les symptômes bien connus de l'asthme. D'autes études ont montré que la surexpression de ce gène induit un remodelage des voies respiratoires et une hyperréactivité bronchique sans induire d’inflammation. Donc, l’inhibition de ce gène pourrait permettre de soulager l’hyperréactivité bronchique et de diminuer le remodelage bronchique, sans toutefois réduire l'inflammation.

Autre piste étudiée par le Dr. Vincent Sauzeau, chercheur à l’Inserm et son équipe de l’institut du thorax à Nantes (Inserm, CNRS, Université de Nantes, CHU de Nantes) : la découverte du rôle majeur de la protéine Rac1 dans le développement de l’hyperréactivité bronchique associée à l’asthme allergique. Cette nouvelle cible thérapeutique permettrait de réduire la bronchoconstriction et l’inflammation pulmonaire chez les asthmatiques. En effet, cette équipe de recherche vient de démontrer que l'inhibition de l'action de la protéine Rac1 diminue la bronchoconstriction, à la fois sur des modèles murins (des "souris asthmatiques") et sur des échantillons bronchiques de patients.
La première étape, en cours, est la vérification du lien entre l’hyperréactivité bronchique et l’activation anormale de Rac1 dans les bronches de patients souffrant d’asthme allergique. Si ce lien est établi, des inhibiteurs adaptés pourront subir la longue épreuve des essais cliniques, qui vérifient l'innocuité et l'efficacité de ces traitements potentiels.
La route est encore longue jusqu'à un éventuel médicament, mais les nouvelles stratégies thérapeutiques issues des travaux des laboratoires de recherche pourraient bien changer la vie de millions de malades.

Publié le 22/03/2018

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