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Transport de l’énergie électrique

La quasi-totalité de l’énergie électrique dans le monde est produite puis transportée vers les villes et les centres industriels sous forme de courant

Atmosphère de la Terre primitive

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En route vers le Soleil

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Un voyage d'enfer

Baptisée en hommage à l'astrophysicien américain Eugene Parker, qui a posé les bases de la théorie du vent solaire, la mission Parker Solar devrait contribuer à percer les mystères ...

Révolution hydrogène

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Le verre se met au vert

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La production du verre est une activité millénaire, d’abord artisanale, puis industrielle. S’il existe différents types de verres qui se distinguent par leurs compositions, leurs ...

Des nano-balances pour peser des virus

Mesurer le nano monde

Un nano-objet a par définition des dimensions de l'ordre du nanomètre soit (10-9 m). À titre de comparaison, le diamètre d'un cheveu mesure entre 50 et 100 micromètres (10-6 m).

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Nouveau succès pour la mission New Horizons

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Lancée le 19 janvier 2006, New Horizons est une mission spatiale dédiée à l'observation de Pluton et de la ceinture de Kuiper, cette région du système solaire en forme d'anneau ...

Des crustacés pour produire du biocarburant?

Crustacés xylophages

Les Limnories lignorum ou Limnories du bois sont de petits invertébrés xylophages capables d'ingérer le bois immergé dans l'eau de mer. Ils jouent ainsi un rôle important dans l'écosystème littoral en participant au recyclage de la cellulose et de la lignine, le composant du bois qui lui donne sa rigidité. Ils causent également des dégâts en s'attaquant aux coques des bateaux, aux pontons et autres constructions en bois.

Jusqu'à présent, la faculté des limnories à décomposer la lignine restait un mystère.
En étudiant l'intestin des limnories, une équipe de scientifiques a découvert que l'hémocyanine, protéine responsable de la couleur bleue du sang de ces invertébrés, joue un rôle primordial dans leur capacité à digérer les sucres du bois.

L'hémocyanine est une protéine connue pour son rôle de transporteur de l'oxygène chez certains invertébrés, de la même manière que l'hémoglobine chez les vertébrés.
Alors que l'hémoglobine lie l'oxygène grâce aux atomes de fer de sa structure, qui donnent au sang sa couleur rouge, l'hémocyanine fait de même avec des atomes de cuivre, à l'origine d'une couleur bleue. Les limnories exploitent les propriétés oxydantes de l'hémocyanine pour attaquer les liaisons au sein de la lignine.
 

Une nouvelle piste pour les énergies renouvelables ?

Le Professeur Simon McQueen-Mason, du département de biologie de l'université de York, qui conduit ces recherches, explique que : « Les limnories sont les seuls animaux pourvus d'un système digestif stérile connus à ce jour. Cela rend leur méthode de digestion du bois plus facile à étudier que celle d'autres créatures xylophages comme les termites, chez lesquelles la digestion est assurée par des milliers de microorganismes intestinaux ». 
Il ajoute : « Nous avons découvert que les limnories déchiquètent le bois en le mâchant en de minuscules morceaux avant de se servir de l'hémocyanine pour s'attaquer à la structure de la lignine. »

Les recherches menées par des équipes des universités de York, Portsmouth, Cambridge et Sao Paulo ont révélé que traiter le bois avec l'hémocyanine permet de doubler la quantité de sucre libérée, sans avoir recours à des traitements thermochimiques coûteux et énergivores.

La troisième génération de biocarburants, dont la recherche se focalise pour l'instant sur les microalgues, pourrait bien accueillir ce candidat innatendu. Cette découverte pourrait permettre, à terme, de réduire l'énergie nécessaire pour transformer le bois en biocarburant.

Publié le 14/12/2018

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Rouge-gorge et physique quantique
Le sens de l'orientation des rouge-gorges et le spin électronique

L'origine de l'exceptionnel sens de l'orientation de certain animaux, notamment les oiseaux migrateurs, fait de longue date l'objet de recherches scientifiques. La sensibilité au champ magnétique dont ils seraient dotés semble jouer un rôle crucial. Une piste d'explication trouvée récemment de cette magnétosensibilité fait appel à la physique quantique.

Physico-chimie de la détection

Le mécanisme repose sur la sensibilité de certaines réactions chimiques au champ magnétique, en particulier celles qui mettent en jeu des « paires de radicaux libres » (atomes, molécules ou ions possédant un électron non apparié à un autre). De manière générale, les radicaux libres cherchent à apparier leur électron célibataire, si bien qu’ils sont très réactifs. Une fois appariés, les deux électrons possèdent des spins en sens opposés, conférant à la molécule - mettons AB - un spin total nul.

Pour comprendre la magnétosensibilité, imaginons la molécule AB dans l’organe spécialisé de l’animal. Sous l’action d’un photon ayant l'énergie adéquate E, AB se scinde en deux, donnant A et B ou A et B (les flèches représentent les spins). En absence de champ magnétique externe, A et B se recombinent aussitôt, libérant un photon d’énergie E. Cependant, en présence d’un champ externe, il se peut que les deux radicaux libres se retrouvent dans l’état A et B ou A et B. Dans ce cas, ils ne pourront pas se recombiner en AB car leurs spins sont dans le même sens. Comme ils sont très réactifs, ils réagiront donc avec d’autres atomes C et D ayant les spins adaptés. Le bilan est, qu’en présence d’un champ magnétique et de photons d’énergie E, la concentration des molécules AB diminue, tandis que celles de AC et BD augmentent. Cela constitue pour l’animal le signal de détection d’un champ magnétique. Cependant, bien que ce mécanisme permette de détecter le champ, il n’en indique pas le sens.

Voir le champ magnétique

Les recherches récentes montrent que chez le rouge-gorge, c’est sous l’action de la composante bleue de la lumière solaire qui pénètre dans les yeux de l’animal que la paire radicalaire est créée. La molécule à l’origine de la paire radicalaire, appelée « cryptochrome », se trouve dans la rétine de l’oiseau. Elle a également été trouvée dans les yeux d’autres espèces connues pour leur magnétosensibilité : cafards américains, drosophiles, papillons Monarque… et même chez l’homme. Il est fort possible que les rouges-gorges traduisent l’intensité du champ magnétique sous forme visuelle, par exemple à travers un paysage perçu plus ou moins clair en fonction du champ. Ils seraient ainsi en mesure de « voir » le champ magnétique. La molécule de cryptochrome est une très grosse protéine. Les réactions en jeu en son sein sont extrêmement complexes et imparfaitement élucidées.
Publié le 30/04/2018

Pour en savoir plus :

Kamil Fadel
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