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Science

Le «matériel semi-vivant»...

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Nous savons que le coronavirus se transmet par contact des mains infectées avec le visage. Mais pendant que le coronavirus est sur les mains, est-il en mesure de se déplacer d’une quelconque façon ? Pourrait-il, par exemple, partir de la paume et se rendre au bout de l’index ?», demande Guy Drouin, de Québec.

Un virus peut «être déplacé» par le frottement de la main sur une surface, par le vent, par de l’eau qui coulerait sur la peau, etc., mais non, il ne peut absolument pas se déplacer par lui-même pour la simple et bonne raison qu’un virus n’est pas vraiment «en vie» — du moins pas à part entière.

Il y a une chose que tous les être vivants ont en commun, de la plus humble bactérie jusqu’à l’espèce humaine : un métabolisme, c’est-à-dire la capacité de se renouveler à partir de ce qu’ils trouvent dans leur environnement. Quand nous mangeons, par exemple, nous digérons les aliments afin de les transformer en source d’énergie et en «partie de nous-mêmes», pour fabriquer les protéines et les autres molécules qui nous composent, pour grandir quand on est enfant, pour guérir une blessure, pour entretenir l’organisme. Les plantes font pareil quand elles transforment de l’eau et du CO2 en sucre lors de la photosynthèse, et elles se servent également des sels minéraux qu’elles tirent du sol en même temps que l’eau comme de «briques» pour se construire. Et la même chose vaut pour les bactéries.

Bref, toutes les cellules vivantes du monde sont de véritables usine de transformation chimique. Le métabolisme, c’est ça.

Or les virus ne sont pas des cellules. Ils viennent en diverses tailles (entre 20 et 300 nanomètres) et formes (l’Ebola, par exemple, est filiforme alors que le virus de la COVID-19 est une sorte de sphère recouverte de «pics» à sa surface). Mais ce ne sont pas des cellules. Un virus, c’est essentiellement un peu de matériel génétique entouré d’une capsule de protéines. Et encore, jamais beaucoup : beaucoup de virus n’ont que quelques protéines différentes, et les plus complexes qu’on connaisse n’en ont qu’entre 100 et 200 alors que le corps humain en contient des dizaines, voire des centaines de milliers (on n’en est pas encore sûr). Certains virus, comme la COVID-19 d’ailleurs, ont également une enveloppe de lipides, alors que d’autres n’en ont pas.

Mais aucun n’a de métabolisme. Un virus, ça ne se nourrit pas, ça ne transforme rien, ça ne dépense pas  d’énergie. De ce point de vue, il n’y a pas vraiment de différence entre un virus et un caillou : les deux sont inertes. Alors il est rigoureusement impossible qu’un virus se déplace par lui-même.

Tout ce qu’un virus peut faire (et même là, ce n’est pas vraiment lui qui le fait mais la cellule qu’il infecte), c’est d’entrer dans une cellule grâce aux protéines à sa surface, qui agissent comme des «clefs», puis de placer son matériel génétique dans le noyau, où la cellule conserve son ADN. À partir de ce moment-là, la machinerie cellulaire sera détournée au profit du virus : la cellule va se mettre à produire des copies virales, qui pourront ensuite infecter d’autres cellules.

De ce point de vue-là, il faut le dire, les virus sont «plus vivants» ou «moins inertes» que les cailloux, qui ne sont pas capables d’infecter des cellules. Le fait de contenir du matériel génétique les rend aussi sujets à la sélection naturelle, ce qui les approche encore un peu du domaine du vivant. Mais dans l’ensemble, ils sont dans une espèce de zone grise, que l’on voit bien dans les expressions plus ou moins torturées que les biologistes emploient pour les décrire, comme «matériel semi-vivant», «organismes à la marge du vivant», «non vivant», etc.

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Pour en finir avec la «covid-19 de laboratoire»

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Que penser de l’information qui circule actuellement voulant que ce sont des chercheurs français et chinois qui auraient créé le virus de la covid-19 il y a quelques années et qui auraient déposé le brevet suivant : http://bit.ly/2Uj2ls5. Pour ma part, je crois qu’il s’agit d’une fake news, mais n’ai pas les arguments nécessaires pour démentir cette information auprès de mes proches», demande Violette Tardif, de Québec.

Il s’agit effectivement d’une fake news de calibre olympique qui circule sous une forme ou sous une autre depuis des semaines, et ce en plusieurs langues et dans bien des pays parce que pour peu qu’on y mette un brin d’imagination, on peut trouver beaucoup de brevets qui «prouveraient» que la covid-19 aurait été créée en laboratoire. Par exemple, une vidéo YouTube fort populaire ces jours-ci prétend que l’«invention» serait l’œuvre de l’Institut Pasteur en France, et elle appuie sa thèse sur un brevet uniquement français. Dans la version que me soumet Mme Tardif, c’est à la fois en France et en Chine que le fameux coronavirus aurait été fabriqué. Et j’ai aussi vu passer une autre version invoquant un brevet uniquement américain, qu’un parano (particulièrement malpoli, d’ailleurs) a mis sur ma page Facebook il y a quelques semaines.

Tous ces brevets ont un point en commun, qui fait s’écrouler les échafaudages intellectuels que sont ces thèses conspirationnistes : ils concernent tous le coronavirus apparu en 2002-03 et responsable du SRAS (syndrome respiratoire aigu sévère), et pas du tout celui qui cause la covid-19.

Quand on les lit attentivement, on se rend aussi compte que ce qui est breveté n’a rien à voir avec la «création» d’un nouveau pathogène. Ainsi, celui que m’envoie Mme Tardif indique : «La présente invention est relative [au SRAS], à des molécules d'acide nucléique issues de son génome, aux protéines et peptides codés par lesdites molécules d'acide nucléique ainsi qu'à leurs applications, notamment en tant que réactifs de diagnostic et/ou comme vaccin» (mes soulignements). Le brevet américain, qui date de 2007, ne fait aucune mention d’un pathogène qui aurait été «mis au point», mais parle plutôt d’«un coronavirus humain nouvellement isolé a été identifié comme la cause du SRAS». Ces documents-là traitent explicitement de la découverte d’un virus, pas d’une fabrication, et leurs auteurs ne font que revendiquer la propriété intellectuelle d’une partie de son génome et des protéines associées.

Oui mais, me répondront sans doute certains conspirationnistes, le SRAS de 2002 est justement un proche parent du coronavirus actuel. Leurs noms officiels sont même «SRAS-cov» (pour le SRAS) et «SRAS-cov2» (pour la covid-19). C’est la pure vérité, certes, mais cela ne veut pas dire que ces brevets concernent les deux à la fois : ils portent explicitement et uniquement sur le SRAS.

Maintenant, pourquoi y a-t-il eu tant de ces brevets (ou demandes de) ? Au début des années 2000, quand le SRAS est apparu, infectant 8000 personnes et fauchant près de 800 d’entre elles, les règles entourant les brevets n’étaient pas les mêmes qu’aujourd’hui et il n’était pas clair si le séquençage d’un gène constituait une «invention» brevetable ou non. Bien qu’il y eut un bon niveau de coopération internationale dans la recherche sur le SRAS, on assista néanmoins à une sorte de «course» pour breveter ses gènes. Cela se faisait aussi à propos d’autres microbes par ailleurs, et un débat faisait déjà rage sur ce qui était brevetable ou non. Être le premier à séquencer un gène confère-t-il la propriété intellectuelle de ce gène ? Est-il dans l’intérêt public que chaque vaccin et test diagnostique fabriqué par la suite à partir de ce gène/protéine doive verser un sorte de «droit d’auteur» à ses découvreurs ? Et de toute manière, s’agit-il vraiment d’une «invention» ou est-ce que la simple découverte de ce qui existait déjà n’est juste pas brevetable ?

Dès le départ, des experts comme le juriste australien Matthew Rimmer ont dénoncé cette situation comme nuisant à l’accès aux soins et à l’avancement de la recherche, qui demande une bonne coopération. En outre, écrivait M. Rimmer en 2004 dans le Melbourne Journal of International Law, l’application et la défense de brevet consomment beaucoup de ressources pour des institutions de recherche. La plupart des pays ont modifié leurs lois sur le brevetage dans les années qui ont suivi.

Pour en revenir à la covid-19 elle-même, mentionnons enfin qu’une étude parue la semaine dernière dans Nature – Medicine a qualifié d’«improbable» l’idée qu’il soit issu de manipulations faites en laboratoire. Ces virus ont des protéines à leur surface qui servent à «s’accrocher» à nos cellules pulmonaires pour les infecter ; or à ce jeu, celles de covid-19 sont «bonnes, mais sans plus», a vulgarisé un des auteurs sur son compte Twitter. On en connaît de bien meilleures, alors des savants voulant fabriquer un virus «efficace» pour nous rendre malades auraient assurément fait un autre choix.

En outre, une conception en labo serait partie d’un «modèle de base», un «virus de départ» qui aurait ensuite été modifié, si bien que diverses parties de son génome seraient identiques au «modèle». Mais l’étude de Nature – Medicine conclut à cet égard que «les données génétiques montrent de manière irréfutable que SRAS-cov2 n’a pas été fabriqué à partir d’aucun modèle viral précédemment utilisé». Les auteurs estiment, comme pratiquement toute la communauté scientifique d’ailleurs, que l’on a affaire à un virus qui était présent dans un réservoir animal (sans doute la chauve-souris) et qui aurait fait le saut vers l’espèce humaine récemment, mais ils disent ignorer si le virus a muté chez l’animal avant de passer à l’humain ou s’il fait le saut d’abord et s’est adapté par la suite.

Dans tous les cas, il faudrait en finir avec ces histoires de fabrication en labo, qui ne collent pas du tout à la réalité.

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Coronavirus: les anticorps des patients guéris peuvent-ils être utiles ?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Comme il y a des gens qui guérissent du coronavirus, on peut dire sans crainte de se tromper qu’ils ont développé les anticorps nécessaires à cette guérison. Alors ne pourrait-on pas, à partir d’une analyse sanguine, identifier ces anticorps afin d’en faire soit un vaccin ou à tout le moins un médicament contre ce virus ?», demande Martin Paradis, de Saint-Martin-de-Beauce.

Les anticorps sont des protéines que le système immunitaire fabrique afin qu’ils «s’accrochent» à un pathogène (virus, bactérie, toxine) et le désactive. Alors techniquement, on ne peut pas fabriquer un vaccin à partir d’anticorps : les vaccins sont plutôt des microbes affaiblis ou morts, voire souvent des «morceaux» de microbe que l’on présente au système immunitaire afin qu’il apprenne à produire ses propres anticorps.

Maintenant, que se passerait-il si on injectait les anticorps de patients guéris du COVID19 à quelqu’un ? Si c’est une personne saine que l’on inocule, il ne se passera pas grand-chose — les anticorps lui conféreront une immunité temporaire qui s’estompera rapidement, à mesure qu’ils seront éliminés par l’organisme. Mais si c’est un malade atteint du coronavirus, alors… eh bien ça peut marcher, ça peut être un traitement efficace. D’ailleurs, pas plus tard que jeudi dernier, le quotidien chinois Global Times annonçait qu’un avion avait décollé de Shanghai à destination de Rome avec, à son bord, du personnel soignant et «31 tonnes de matériel médical, incluant du plasma de patients guéris du coronavirus, afin d’aider l’Italie à combattre la pandémie de COVID19». Le plasma est la partie liquide du sang, ce qu’il reste quand on a retiré du sang toutes les cellules (globules rouges et cellules immunitaires) et les plaquettes. Les anticorps font partie du plasma et combattront la maladie si on les injecte à quelqu’un.

Il n’est pas encore tout à fait acquis, notons-le, que cela donnera de bons résultats contre le coronavirus. Greg Poland, spécialiste américain des maladies infectieuses, notait récemment dans une entrevue au magazine médical StatNews que «nous avons seulement quelques rapports encourageants, mais anecdotiques provenant de Chine. Rien n’a encore été publié [dans la littérature scientifique]. Mais cela vaut certainement le coup d’essayer».

Il faut dire que la technique est loin d’être nouvelle. En fait, le tout premier Prix Nobel de médecine fut accordé en 1901 au chercheur allemand Emil von Behring pour avoir mis au point la «sérothérapie», soit le traitement avec le plasma (ou «sérum») de patients guéris. Dès 1890, il a démontré qu’on pouvait sauver des animaux de laboratoire de la diphtérie et du tétanos en leur inoculant le plasma d’autres animaux qui avaient survécu à ces maladies. Et une première application à l’humain est survenue l’année suivante, quand il traita avec succès un enfant atteint de diphtérie.

Au début du XXe siècle, la sérothérapie était déjà devenue un traitement relativement répandu. Mais la fabrication de sérum à grande échelle fut toujours un problème. Les rats de laboratoire étaient trop petits pour en produire suffisamment pour traiter un seul patient humain, si bien qu’on utilisait plutôt des chevaux. Mais même à ce compte, il était impossible d’obtenir des quantités vraiment importantes.

Par la suite, avec l’arrivée massive des antibiotiques à partir des années 1940, la sérothérapie a été plus ou moins délaissée en médecine. Les antibiotiques fonctionnaient tout aussi bien (et même mieux dans certains cas) et ils étaient, eux, plus disponibles, plus pratiques et moins chers.

Ce n’est que dans les années 1970 que l’on découvrit enfin un procédé industriel pour fabriquer des anticorps dits «monoclonaux» — c’est-à-dire tous identiques, à la différence des anticorps variés que contient le plasma. Mais, encore une fois, cela restait souvent très dispendieux et les quantités produites n’étaient pas si grandes.

En outre, c’étaient habituellement des souris que l’on infectait pour ensuite isoler leurs anticorps et les reproduire. Or, les anticorps des souris diffèrent des nôtres, si bien que le système immunitaire humain les reconnaît comme des corps étrangers et les attaque. À cause de cela, les anticorps de souris ont une «demi-vie» de 2 à 3 jours dans le corps humains — ce qui signifie que leur nombre diminue de moitié à tous les 2-3 jours, et cela réduit pas mal leur effet thérapeutique. Heureusement, on a fini par trouver des moyens de les «humaniser»  — suffisamment pour allonger leur demi-vie à 20-23 jours.

Si la thérapie par anticorps finit par être un outil de lutte contre le COVID-19, c’est probablement plus du côté de la fabrication industrielle d’anticorps monoclonaux que des injections de plasma que l’aide viendra. D’ailleurs, en plus du «candidat-vaccin» que Medicago a annoncé la semaine dernière et qui a beaucoup retenu l’attention des médias, l’entreprise biopharmaceutique a aussi indiqué qu’elle mis au point des anticorps contre le COVID-19.

Medicago utilise des plantes qu’elle parvient à «manipuler» de manière à leur faire produire de grandes quantités de «protéines complexes», comme les anticorps et les protéines virales qui servent de vaccin, explique Nathalie Charland, directrice des affaires scientifiques et médicales de l’entreprise. Les feuilles sont ensuite récoltées et les anticorps sont isolés et purifiés.

Si tout se passe bien dans les essais cliniques à venir (ce qui n’est jamais gagné d’avance, notons-le), ces anticorps pourront éventuellement servir de traitement ou, à tout le moins, de petit «coup de pouce» pour certains patients.

«C’est ce qui avait été fait [avec le plasma de convalescents] pour Ebola : l’idée, c’est que même si on n’est pas capable d’avoir des anticorps efficaces à 100% ou en quantité suffisante pour éliminer complètement le virus chez un patient, si on peut au moins réduire la charge virale [ndlr : la «dose» de virus en circulation dans l’organisme], c’est mieux que rien, ça peut améliorer les chances de guérison», dit Mme Charland.

Une histoire à suivre, donc…

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Vers la «fin de la civilisation»?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «J'ai été fort surpris de lire récemment un article citant Dominic Champagne qui disait :  «Une des sommités climatiques au monde, John Schellnhuber, nous dit que la différence entre 2 °C et 4 °C de réchauffement, savez-vous c’est quoi? Pis c’est pas une joke! C’est la fin de la civilisation humaine !» Ça me semble un peu gros comme affirmation, non ?», demande Daniel Bouchard, de Québec.

Hans Joachim Schellnhuber, de son vrai nom, est effectivement une (très) grosse pointure de la climatologie : spécialiste de la physique atmosphérique, directeur et fondateur du réputé Institut de recherche de Potsdam sur les effets des changements climatiques, coauteur d’une série de rapports de la Banque mondiale de 2012 sur les effets d’un réchauffement de 4 °C, etc.

Je n’ai toutefois trouvé nulle part de citation de lui annonçant la «fin de la civilisation» si le réchauffement atteint les 4 °C. Les rapports de la Banque mondiale pressent ardemment de tout mettre en œuvre pour ne pas dépasser les 2°C, mais n’utilisent pas ce genre de langage apocalyptique. Ce que j’ai trouvé de plus proche est la préface d’un rapport passablement alarmiste de 2018, What Lies Beneath, rédigé par deux militants qui ne sont pas des scientifiques. M. Schellnhuber y écrit que le document amène une «nouvelle perspective» sur la «crise existentielle» que constituent les changements climatiques, et qu’il peut être intéressant de la considérer même si elle se situe «à la marge» de la communauté scientifique. «C’est particulièrement vrai quand ce qui est en jeu est la survie même de notre civilisation, où les méthodes d’analyse conventionnelles peuvent devenir dépassées», avertit-il. Mais il ne mentionne pas le seuil des 4 °C dans ce texte.

[Erratum, 10 mars 2020 : À la suite de la publication de cette chronique, Dominic Champagne m'a signalé que M. Schellnhuber a bel et bien fait le lien entre la fin de la civilisation humaine et l'écart de 2 à 4°C, lors d'une conférence en 2011. Vérification faite, je dois lui donner raison sur ce point puisque des sources fiables, que je n'avais pas trouvées initialement, le mentionnent. Les sources que j'avais consultées pour la rédaction de cette chronique, plus récentes, ne faisaient pas ce lien explicitement, même si elles traçaient un portrait très sombre de l'avenir, comme je l'ai mentionné. J'ai donc retiré de la présente chronique un paragraphe où je disais que M. Champagne devait avoir mal interprété les propos du célèbre climatologue, et je l'ai remplacé par cet erratum. Je maintiens l'essentiel de mon propos, soit qu'un réchauffement de 4°C amènera des conséquences graves sans aller forcément jusqu'à la fin de la civilisation, mais je présente tout de même mes excuses à M. Champagne pour ce passage erroné.]

Cela dit, cependant, rien de tout cela ne signifie qu’un réchauffement de 4 °C serait bénin : entre «pas la fin de la civilisation» et «pas grave», il y a une sacrée marge. Certains balaient parfois ces projections avec des boutades du genre : «au lieu de faire -20 en janvier, il va faire -16°C», mais c’est beaucoup, beaucoup plus que ça. Pour donner une idée de ce que cela représente, il suffit de mentionner que lorsque la Terre sort d’un âge glaciaire, elle se réchauffe généralement de 4 à 7 °C. Imaginez un peu, un écart de 4 degrés à l’échelle planétaire peut faire la différence entre une calotte glaciaire qui descend sur le Québec et le climat tempéré comme nous avons de nos jours. À cette différence près que cette fois-ci, il n’y a pas de glacier qui recouvre le tiers ou la moitié de l’hémisphère nord : nous sommes déjà sortis de la dernière glaciation, alors le 4°C (si on en arrive là) va s’ajouter au reste. C’est énorme.

Les travaux de M. Schellnhuber, entre bien d’autres, le démontrent amplement. Par exemple, à 2 °C, on s’attend à ce que le niveau des océans monte d’environ 20 cm d’ici 2100, mais à 4 °C, ce serait plutôt 50 à 100 cm «avec plusieurs mètres de plus qui s’ajouteront dans les siècles suivants» à cause de la fonte des glaciers du Groendland et de l’Antarctique, lit-on dans un rapport publié en 2012 par la Banque mondiale. Tout cela implique le déplacement de millions, voire de centaines de millions de personnes.

De même, l’Académie nationale des sciences des États-Unis (NAS) prévoyait en 2011 que pour chaque degré de réchauffement mondial, le maïs devrait perdre 11 % de sa productivité chez l’Oncle Sam [http://bit.ly/39sHfhg]. Pour le soya, la productivité resterait à peu près stable à +2°C, mais chuterait de près de 30 % à + 4 °C.

Ces prévisions, il faut le souligner, ne valent pas pour toute la planète, mais seulement pour le «Corn Belt», soit les états du Mid-West, et elles présument que les cultivars utilisés ne changeront pas ou ne seront pas adaptés. En outre, les conséquences du réchauffement ne seront pas uniformément les mêmes partout : certaines régions deviendraient plus arides, d’autres plus humides, d’autres subiraient plus d’ouragans, etc. Ainsi, d’un point de vue agricole, les changements climatiques n’ont pas été que négatifs jusqu’à maintenant dans le sud du Québec, où la «saison de croissance» (température quotidienne moyenne de 5 °C ou plus pendant au moins 6 jours consécutifs) a allongé de quelques jours à deux semaines depuis 1971, et l’on prévoit d’ici 2050 un rallongement supplémentaire de 10 à 30 jours selon l’intensité qu’aura le réchauffement, lit-on dans un rapport du consortium québécois de recherche en climatologie Ouranos (p. 23 sur 115).

Mais rien ne dit qu’on n’atteindra jamais un seuil où les retombées positives de ce type seront annulées par d’autres conséquences, même dans des régions plus nordiques comme les nôtres. Et à l’échelle globale, tant la NAS que la Banque mondiale et nombre d’autres sources s’attendent à ce que les changements climatiques réduisent la productivité agricole dans l’ensemble,à cause de sécheresses et de canicules plus fréquentes, de ravageurs plus abondants, etc. [http://bit.ly/2vKVZth]. Et plus le réchauffement sera intense, plus sévères seront les conséquences.

Rien de tout cela, je le répète, ne signifie que la «fin de la civilisation» arrivera d’ici la fin du siècle. Ça veut juste dire qu’il ne faut pas sous-estimer non plus ce que représente un réchauffement de 4°C : c’est énorme et, si l’on se rend jusque là, il faudra s’attendre à devoir gérer de graves répercussions.

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Faut-il avoir peur du COVID-19 ?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Pourquoi faut-il craindre le coronavirus davantage que la grippe saisonnière ? J’ai lu récemment que notre bonne vieille grippe saisonnière avait déjà tué 10 000 personnes aux États-Unis depuis l’automne, des gens de tous âges. Alors pourquoi cette panique mondiale et tous ces reportages sur le coronavirus chinois ? Si les médias du monde entier et l’OMS nous faisaient des rapports quotidiens sur les ravages de la grippe, ne serions-nous pas totalement paniqués à chaque année ?», demande Flore Fournier, de Saint-Augustin-de-Desmaures.

Grosso modo, il y a deux choses qui font (ou défont) la gravité d’une épidémie : la facilité du pathogène à se transmettre entre humains et la sévérité des symptômes qu’il engendre.

Ces dernières semaines, on a vu circuler un indicateur couramment utilisé en épidémiologie, le poétiquement nommé «R0», qui est le nombre moyen de personne(s) que chaque malade va infecter. Pour la grippe saisonnière, une étude canadienne toute récente a trouvé un R0 de près de 1,5 [http://bit.ly/3ae6mEt], ce qui signifie que chaque personne grippée refile son virus à 1,5 autres personnes en moyenne. À cet égard, le COVID-19 semble un peu plus contagieux que la grippe : l’OMS a publié un R0 entre 1,4 et 2,5 en janvier, et plusieurs équipes de recherche dans le monde sont arrivées à des R0 oscillant généralement entre 2 et 3.

Il y a, remarquez, des virus qui sont beaucoup plus contagieux que ça — la rougeole, par exemple, a un R0 de 12 à 18 ! Mais tout de même : «un peu plus transmissible que la grippe», ça n’est pas banal non plus puisque l’influenza est elle-même «très contagieuse de par son mode de transmission (gouttelettes et aérosols) et sa courte période d’incubation (1-4 jours avec une moyenne de 1-2 jours). Elle peut aussi être transmise 24 h avant le début des symptômes», m’a dit le chercheur du CHUQ Dr Guy Boivin, titulaire de la Chaire sur les virus en émergence, lors d’un échange de courriels.

Voilà donc déjà un motif objectif d’inquiétude. Bien sûr, si ce COVID-19 se comportait comme la plupart des autres coronavirus humains (hormis le SRAS et le MERS, qui sont très graves), c’est-à-dire s’il ne provoquait qu’un rhume très bénin, ce nouveau virus pourrait bien avoir un R0 de 50, il n’y aurait pas de quoi fouetter un chat. Cependant, tout indique pour l’instant qu’il est beaucoup plus virulent que ça.

Certes, en nombre absolu, l’influenza fait chaque année beaucoup plus de victimes que le COVID-19 : juste aux États-Unis, la grippe a tué entre 16 000 et 41 000 personnes cette année, estime la santé publique américaine, ce qui est de l’ordre de 10 fois plus que le coronavirus chinois sur toute la planète (un peu plus de 2800 victimes en date de jeudi). Mais il faut garder à l’esprit que l’influenza circule très, très largement et a infecté bien plus de gens (lire : des centaines de millions dans le monde) que le COVID-19 (moins de 100 000).

Alors c’est plutôt par le taux de mortalité, et non par le nombre absolu de décès, qu’il faut juger de la sévérité d’une maladie. Et de ce point de vue-là aussi, le coronavirus chinois semble plus grave que la grippe saisonnière. Celle-ci tue bon an mal an entre 0,05 et 0,1 % des gens qu’elle infecte, surtout chez les jeunes enfants et les personnes très âgées, indique Dr Boivin. Par comparaison, le taux de décès du COVID-19, contre lequel pratiquement personne n’a d’anticorps puisqu’il vient d’apparaître, est de 3,4 %, selon les dernières données disponibles.

Ce chiffre, notons-le, est sans doute exagéré parce que quand un nouveau pathogène apparaît, les premières statistiques portent souvent surtout sur des hospitalisations et «échappent» de nombreux cas bénins. Ce fut le cas, par exemple, de la grippe porcine de 2009 : les premières statistiques provenant du Mexique (premier pays touché) suggéraient un taux de mortalité effarant de 10 % alors qu’en réalité, il fut éventuellement revu à 0,1 % quand des chiffres plus fiables devinrent disponibles.

C’est vraisemblablement ce qui arrive présentement avec le COVID-19. «Il faudra des bonnes études séroépidémiologiques, avec mesure des anticorps spécifiques, pour régler cette question», dit Dr Boivin. Mais mener de telles études prend du temps, alors il faudra attendre encore avant d’être fixé pour de bon.

Cependant, il y a quand même un aspect très intéressant des chiffres de l’OMS qui n’a pas attiré l’attention qu’il mérite jusqu’à maintenant : le taux global de mortalité est clairement grossi par la province de Hubei, qui est le ground zero de l’épidémie. Dans cette province chinoise, 65 600 personnes ont été officiellement diagnostiquées, dont 2641 sont décédées, ce qui donne un taux de mortalité de 4 %. Dans le reste de la Chine, cependant, on recense 106 décès pour 13 000 malades, donc un taux de seulement 0,8 %. Et hors de la Chine, le virus a fauché 57 personnes sur 3664 cas, ou 1,5 %.

Il est difficile de savoir pourquoi le taux de mortalité est quatre fois plus élevé dans Hubei que partout ailleurs. Peut-être que le réseau de surveillance de la province a été submergé par l’épidémie et que de nombreux cas bénins n’ont pas été comptabilisés. Peut-être que les services de santé ont été débordés et ne soignent pas aussi efficacement qu’à l’habitude. Peut-être est-ce un mélange des deux, ou autre chose complètement. Mais quoi qu’il en soit, «le taux de mortalité (…) dans la province de Hubei est sans doute exagéré», estime Dr Boivin. Le vrai taux, quand on le saura, sera vraisemblablement plus proche du 1 % que l’on observe ailleurs en Chine et dans le monde que du 4 % de Hubei.

Or 1 %, c’est peu et c’est beaucoup à la fois. C’est considérablement moins que les deux derniers coronavirus qui ont fait le saut chez l’humains, soit le SRAS (10 % de mortalité) et le MERS (35 %), ce qui est toujours ça de pris. Mais c’est aussi 10 à 20 fois plus que la grippe — et ce, pour un virus qui se transmet encore mieux que l’influenza. Alors sans être aussi effrayant que d’autres épidémies dans le passé, ce COVID-19 semble bien mériter le «traitement particulier» que les autorités de santé publique lui accorde. Ce qui n’empêche pas, par ailleurs, que certains médias en «beurrent» un peu épais, mais c’est une autre question…

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Pipelines : pourquoi ne pas passer par la baie d’Hudson?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Pourquoi est-ce qu’on ne construirait pas un pipeline entre Fort McMurray et le port de Churchill, dans la baie d’Hudson? Ça ferait autant l’affaire du Québec, qui ne semble pas vouloir d’un pipeline, que de l’Alberta, qui cherche des sorties sur la mer pour son pétrole. Churchill est un port en eau profonde. Et puis, pour ce qui est des glaces, lorsqu’il passera 10 ou 20 pétroliers par semaine aller-retour, le chenal n’aura pas le temps de regeler, quitte à y faire passer une couple de brise-glace en plus. Alors ça vaut la peine d’y penser, non?», demande Ernest Laplante, de Notre-Dame-du-Nord.

L’idée peut a priori sembler un peu saugrenue, puisque elle implique de traverser la baie et le détroit d’Hudson, qui sont couverts de glace un bon six mois par année, voire plus proche des côtes. Mais le fait est qu’avec le réchauffement climatique, la «saison des eaux libres» allonge considérablement. D’après une étude récente parue dans la revue savante Elementa, la baie et le détroit d’Hudson ont été libres de glace pendant respectivement 130 et 132 jours par année en moyenne entre 1981 et 1985 ; de 2010 à 2014, on en était à 155 et 178 jours.

Pas étonnant, donc, que l’idée refasse surface périodiquement dans certains médias du Canada anglais comme le Financial Post [http://bit.ly/2Oyse5e]. D’ailleurs, pas plus tard que mercredi dernier, le premier ministre de la Saskatchewan Scott Moe en a parlé comme d’une possibilité à explorer [http://bit.ly/2UAax9c], c’est tout dire.

Alors qu’est-ce qui «accroche» ? Pourquoi l’industrie des sables bitumineux fait-elle malgré tout des pieds et des mains pour faire passer de longs et controversés pipelines par le sud ? Eh bien pour plusieurs raison, en fait. Le première est que contrairement à l’image «classique» que la plupart des gens ont de la banquise, faite d’un seul bloc solide et inamovible, en réalité seule une petite partie de la glace marine est immobile. Il s’agit d’une bande relativement mince de banquise qui est rattachée physiquement à la côte, mais elle ne s’avance au maximum que sur quelques dizaines de kilomètres dans la mer alors que la baie d’Hudson, elle, fait plus de 900 kilomètres d’est en ouest et à peu près autant du nord au sud. Le reste, lit-on dans l’article d’Elementa, soit «la vaste majorité de la glace, (…) forme une sorte de «banquise mobile» — de la glace flottante qui dérive au gré des courants et des vents».

C’est donc dire que même en supposant qu’une douzaine de pétroliers par semaine fassent l’aller-retour avec des brise-glace, le chenal qu’imagine M. Laplante se refermerait souvent très rapidement, pas parce qu’il «gèlerait» mais parce qu’il serait bouché par les glaces mobiles que le vent et les courants y pousseraient

Et puis, ajoute le chercheur de l’Université du Manitoba et co-auteur de l’étude d’Elementa David Babb, avec qui j’ai pu échanger par courriels, «la glace marine se forme par morceaux qui interagissent un peu comme des plaques tectoniques, si bien que lorsque le vent les presse les unes sur les autres, elles peuvent former de grosses crêtes [difficiles à passer même pour un brise-glace, ndlr]».

Remarquez, rien de tout cela ne signifie qu’il est impossible de naviguer par là en hiver. Pourvu qu’un navire soit dûment équipé (coque renforcée et de la bonne forme, puissance de moteurs pour manœuvrer à travers les glaces, etc.), c’est tout à fait faisable, et il y a même des cargos qui en sont capables. D’ailleurs, mentionne M. Babb, «l’entreprise canadienne FedNav possède trois vraquiers qui transitent en hiver par le Labrador et la baie Déception, dans le détroit d’Hudson, pour transporter du minerai».

Alors oui, des bateaux conçus de manière appropriée peuvent se frayer un chemin à travers les banquises, même épaisses. Mais, autre problème, les meilleures formes de coque pour briser la glace ne sont pas idéales, loin s’en faut, pour naviguer dans les eaux libres, qu’elles fendent moins efficacement, ce qui augmente le temps de transport et les coûts de carburant. Il existe des pétroliers qui sont faits pour allier les deux, ayant une proue pour les eaux libres et une poupe pour les glaces, qu’ils brisent en marche-arrière, mais ils sont rares et couteux. Et comme il arrive même aux brise-glace de rester coincer, il faudrait vraisemblablement «escorter» tous les pétroliers, sans compter que dans tous les cas, naviguer à travers les glaces prend toujours beaucoup plus de temps qu’en eaux libres, ce qui ajoute aux coûts. Au final, estime M. Babb, c’est probablement en grande partie pour des raisons économiques qu’il n’y a pas de pétrole qui passe par la baie d’Hudson.

Enfin, soulignons qu’il y a une autre facette à toute cette histoire, moins technique et plus sociale, mais tout aussi importante que la glace : on aurait tort de penser qu’il n’y a qu’au Québec que la venue d’un pipeline provoque de l’opposition. En 2017, quand des politiciens albertains avaient proposé de racheter le port de Churchill en vue d’y faire transiter du pétrole, bien des habitants de la place avaient regimbé, y compris le président de leur chambre de commerce, parce qu’une partie importante de l’économie locale repose sur l’écotourisme qu’un pipeline et le passage fréquence de pétroliers géants viendraient mettre en péril, craint-on là-bas [http://bit.ly/2vgWWck].

Le port appartient depuis 2018 à une coalition locale comprenant les Premières Nations, qui auraient elles aussi leur mot à dire dans tout cela. Bref, même en présumant que le passage des pétroliers à l’année longue soit techniquement et économiquement faisable, d’un point de vue politique la construction d’un pipeline ne serait pas forcément beaucoup plus facile à réaliser dans le nord du Manitoba qu’elle ne le fut au Québec.

Science

Les hauts et les bas du thermostat

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «J’aimerais comprendre une chose que tout le monde dit vraie, mais que personne n’explique. On nous demande de baisser le thermostat l’hiver pour économiser de l’énergie. Pour ceux qui chauffent à l'électricité, je peux comprendre. Mais moi, je chauffe au mazout. Si je garde la température de la maison à 21°C et la descend à 17°C la nuit ou quand je quitte, je ne vois pas de quelle façon on économise. Quand il fait froid, la maison se refroidit rapidement et aussitôt que la température baisse de 1°C sous le réglage, la fournaise repart — qu’il fasse 20 ou 16°C n’y change rien. Alors où est l’économie dans tout ça?», demande Thérèse Boileau, de Gatineau.

Il est vrai que c’est un clou sur lequel Hydro-Québec tape assez souvent, et le fait est qu’à peu toutes les sources crédibles à cet égard disent la même chose, du ministère américain de l’énergie [http://bit.ly/3b05Fjm] au Centre pour l’énergie durable en Angleterre [http://bit.ly/2OfJig4] en passant par le CAA [http://bit.ly/2OvWpKn]. Alors qu’est-ce qui met tout ce savant monde d’accord ?

Il y a deux clefs à connaître pour le comprendre. La première et sans doute la principale pour répondre directement à la question de Mme Boileau, c’est que «la consommation d’énergie est directement proportionnelle à l’écart de température entre l’intérieur et l’extérieur», dit Étienne St-Cyr, chef de l’équipe d’ingénierie d’Hydro-Québec chargée du dossier de l’efficacité énergétique. Il y a une tonne de facteurs (vents, ensoleillement, etc.) qui entrent en ligne de compte dans la facture de chauffage, nuance-t-il, mais un facteur fondamental est que maintenir sa maison à, disons, 30°C au-dessus de la température extérieure demande deux fois plus d’énergie que de soutenir une différence de 15°C.

Faisons donc un petit calcul rapide. D’après le site de HQ, une maison moyenne consomme annuellement environ 22 000 kiloWatt-heure (l’équivalent d’une ampoule de 100 W qui serait allumée pendant 220 000 heures). De ce total, environ 57 %, ou 12 500 kWh, servent à chauffer la maison. Alors supposons que cette maison maintient sa température à 21°C et que le plus clair de ses besoins de chaleur, autour de 10 000 kWh, sont concentrés sur quatre mois, de décembre à mars inclusivement. Comme il fait en moyenne autour de -8°C à l’extérieur au cours de ces quatre mois, on parle ici de dépenser 10 000 kWh pour maintenir un écart de 29°C entre «le dedans» et «le dehors» pendant 120 jours — ou si l’on préfère, 3,5 kWh pour chaque heure passée à 29°C au-dessus de la température extérieure.

Maintenant, comme l’a dit M. St-Cyr, c’est l’écart avec l’extérieur qui détermine la dépense en énergie, alors si on baisse le chauffage à 17°C, l’écart passe de 29 à 25°C. Et la dépense en énergie diminue proportionnellement pour s’établir à 3,5 kWh x 25/29 = 3 kWh par heure. Pour une nuit de 8 heures, cela représente donc une économie de 0,5 kWh x 8 = 4 kWh et, sur les 120 jours de décembre à mars, cela monte à 480 kWh. Mine de rien, voilà une économie de 4,8 % de la dépense de chauffage pour ces quatre mois — et ajoutons que cela vaut pour l'électricité comme pour le mazout.

Certes, comme le dit Mme Boileau, il est évident que la fournaise va repartir de temps en temps, même quand on règle le thermostat à 17°C. Il ne peut en être autrement puisque c’est plus chaud que l’extérieur et que toute bâtisse, même les mieux isolées, perd de sa chaleur petit à petit. Mais comme l’écart est plus faible (25°C vs 29°C), la fournaise démarrera un peu moins souvent et un peu moins longtemps à chaque fois. On peut aussi aller chercher des économies supplémentaires en faisant la même chose pendant le jour, quand toute la maisonnée est au bureau et/ou à l’école, mais «il y a peut-être moins de gains à faire là parce que la différence de température avec l’extérieur est moindre, il y a l’ensoleillement qui peut chauffer la maison, etc.», note M. St-Cyr.

La deuxième clef pour comprendre tout ceci déborde un peu de la question de Mme Boileau, mais j’ai souvent entendu des gens se demander si les économies réalisées ne seraient pas annulées par le surplus d’énergie qu’il faut dépenser pour réchauffer la température au niveau voulu à la fin de la nuit. Et il est vrai que cela demande un «effort de fournaise» supplémentaire, mais cette dépense-là est très loin d’annuler toutes les économies

D’abord, il ne faut pas oublier que lors de la «descente» de 21 à 17°C, le chauffage ne fonctionne absolument pas : on n’a pas à maintenir la température, on la laisse chuter, ce qui représente une économie additionnelle qui est grosso modo équivalente au surplus à fournir lors de la «remontée», de 17 à 21°C. Cela laisse donc entières les économies faites entre les deux.

Et encore, précise M. St-Cyr, si on compare à l’énergie qu’il faut pour maintenir la maison à 21°C, il y a même une économie (infime, mais quand même) à faire dans ce petit jeu de yo-yo. En d’autres termes, si on laisse la température baisser et que, sitôt atteints les 17°C, on replace immédiatement les réglages à 21, on dépensera un peu moins d’énergie que si on laisse le thermostat à 21°C tout ce temps.

«La différence est vraiment minime, concède M. St-Cyr, et c’est pour ça qu’on recommande de baisser la température pour des périodes de 3 à 5 heures au minimum, mais elle est là.»

Science

Comment gâcher un party d’astronautes

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «La NASA doit résoudre plusieurs problèmes avant de pouvoir envoyer des humains sur la planète Mars, dont l’épineuse question : comment protéger les astronautes des radiations solaires et des rayons cosmiques ? Sur Terre, nous sommes protégés des radiations solaires et des rayons cosmiques par le champ magnétique terrestre. Alors pourquoi ne pas induire un champs magnétique autour du vaisseau spatial équivalent au champs magnétique terrestre ? Est-ce parce que la demande en énergie électrique serait trop grande ?», demande Jacques Blouin, de Québec.

La Terre reçoit un flux continuel de rayonnement provenant en partie du Soleil (le «vent» et les «tempêtes» solaires), et en partie des confins de l’Univers (le rayonnement cosmique). À certains égards, ces radiations ressemblent à de la radioactivité, au sens où ce sont des ondes électromagnétiques ou des particules (électrons, protons, etc.) qui sont tellement énergétiques qu’elles peuvent arracher des électrons à des molécules ou même briser des molécules — voire carrément briser le noyau des atomes.

Quand quelqu’un est exposé à ce «rayonnement ionisant», comme on l’appelle, il peut arriver que la molécule brisée s’adonne à être un brin d’ADN. Nos cellules ont les outils qu’il faut pour «réparer» ces bris, mais ces réparations viennent toujours avec un risque d’erreur qui peut, dans certains cas, transformer la cellule saine en cellule cancéreuse. Sur le plancher des vaches, l’atmosphère et la magnétosphère terrestre bloquent ce rayonnement, mais la première n’a qu’une centaine de kilomètres d’épaisseur et la seconde n’agit que sur quelques dizaines de milliers de kilomètres. Voilà pourquoi on doit protéger les astronautes des radiations.

Mais ce n’est pas une mince tâche. C’est surtout le rayonnement cosmique qui est problématique, parce que les protons qui viennent du Soleil, moins énergétiques, sont dangereux mais plus faciles à arrêter. La manière la plus simple de procéder serait de construire un vaisseau aux parois très épaisses — autour de 1 mètre —, mais le tout serait évidemment beaucoup trop lourd pour un voyage spatial.

C’est en partie à cause de cela qu’il y a maintenant un bon demi-siècle que l’on évoque l’idée de générer un champ magnétique. Historiquement, le principal obstacle était que pour imiter l’effet du champ magnétique terrestre, on devait soit générer des champs magnétiques à des échelles impossibles sur un vaisseau spatial — de l’ordre de 100 km —, soit avoir des champs si intenses qu’ils demandaient trop d’énergie à maintenir, plus que ce qu’on pouvait stocker sur un vaisseau.

Ces problèmes semblent avoir en partie résolus grâce à de nouvelles technologies d’aimant, mais les mots-clefs, ici, sont vraiment «en partie». D’après une revue des différentes alternatives publiée en 2016 dans la revue savante Frontiers in Oncology [http://bit.ly/2TTC2Ko], la technologie la plus efficace avait une masse de… 137 tonnes. Et encore, elle laissait passer des doses de radiation d’environ 100 milliSievert par année (mSv/an, le Sievert étant une unité de rayonnement ajusté pour tenir compte de la dangerosité des différents types de rayonnement et de la sensibilité variables des organes touchés). Il s’agit d’une dose de radiation très élevée, et même inacceptable. Par comparaison, la norme canadienne pour les travailleurs de l’industrie du nucléaire est de 50 mSv/an — et encore seulement pour une année, la dose sur 5 ans ne devant pas dépasser 100 mSv.

Parmi les autres possibilités analysées dans l’article, la technologie la plus légère pesait «seulement» 35 tonnes, mais celle-là laissait passer des doses de radiation de 240 mSv/an. Loin d’être idéal…

Hormis l’ajout de blindage et d’une magnétosphère artificielle, une autre possibilité est d’essayer de réduire le temps de vol, mais augmenter la vitesse demande plus de carburant et donc de masse au lancement.

Pour les enthousiastes des voyages interplanétaires, cela vient d’autant plus gâcher le party que c’est aussi une forme de radiation dont on connaît mal l’impact biologique. Contrairement aux formes de radiation qu’on connaît bien parce qu’on s’en sert en médecine, soit principalement les rayons X et les électrons, ces radiations-là sont surtout faites de protons et de noyaux d’atomes. Ce qui les rend difficile à étudier parce qu’il faut des machines énormes et dispendieuses pour accélérer ces particules à des énergies comparables à ce qu’on voit dans l’espace. De plus, les rats étant plus petits que les humains, les radiations les plus énergétiques leur passent carrément au travers sans trop faire de dommage — donc on ne peut pas s’en servir pour étudier l’effet de ces radiations.

Bref, en un mot comme en cent : la protection des «marsonautes» contre les radiations est encore un point de blocage majeur.

Autres sources :

- s.a., The radiation showstoppe for Mars exploration, Agence spatiale européenne, 2019, http://bit.ly/2RMpphy

- s.a., How NASA Will Protect Astronauts From Space Radiation at the Moon, 2019, https://go.nasa.gov/3aEgMye

Science

L’essence tombera-t-elle du ciel un jour ?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «On parle beaucoup d’urgence climatique mais aucun programme clair n’est proposé, à l’exception d’une augmentation de taxes carbone donnant un permis de polluer pour les plus riches. Cependant, il y a des entreprises comme Carbon Engineering Ltd au Canada et BFS en France qui proposent des technologies pour capter le CO2 directement dans l’air et le transformer en carburant. Alors quelle est l’efficacité réelle de ces technologies ? Est-ce que c’est «pour vrai» ou est-ce que c’est une autre fabulation de l’internet ?», demande Stéphan Raymond, de Québec.

«La question est un peu compliquée parce que la capture directe du CO2 dans l’air est plus récente que d’autres approches. Ça fait une dizaine d’années qu’on en parle, ce qui est relativement court comparé à la séquestration géologique du carbone, par exemple. Et encore, il y a des projets en séquestration, mais toujours rien à des échelles suffisamment grandes pour avoir un effet notable», dit d’emblée Louis-César Pasquier, chercheur au centre Eau, Terre et Environnement de l’INRS qui mène justement des travaux sur le stockage et l’utilisation du CO2.

Les technologies de capture directe du CO2 dans l’air — à ne pas confondre avec les technologies qui prennent le CO2 «à la source», dans des cheminées industrielles — fonctionnent bien dans l’ensemble, leurs principes scientifiques sont prouvés, mais «ces compagnies-là sont rendues à faire la démonstration concrète de leurs technologies, parce qu’elles n’ont pas encore été mises en place à grande échelle», ajoute M. Pasquier.

Mine de rien, c’est une étape qui peut s’avérer plus ardue qu’on s’y attendrait à priori. «C’est toujours plus facile des faire des choses de manière contrôlée dans une éprouvette que dans des équipements industriels beaucoup plus grands», indique-t-il.

Mais il y a quand même des progrès qui se font et des technologies qui sont testées très concrètement, hors des labos. La firme Carbon Engineering dont parle M. Raymond, par exemple, a une usine-pilote en Colombie-Britannique qui fonctionne depuis 2015. Il s’agit essentiellement d’un gros ventilateur qui pousse de l’air au-dessus d’un bassin contenant des composés chimiques qui réagissent avec le CO2, qui est alors «capturé».

Dans un article paru dans la revue savante Joule en 2018 [http://bit.ly/2QZsWKl], la compagnie a détaillé les résultats de ses trois premières années d’activités et, si certains aspects étaient vraiment très encourageants, d’autres forçaient plutôt au réalisme. Ainsi, le projet-pilote a été capable d’extirper du CO2 de l’atmosphère à un coût variant (selon les configurations choisies, les sources d’énergie, etc.) entre 94 et 232 $ la tonne, ce qui est déjà une énorme amélioration sur les quelque 600 $/t que calculait en 2013 l’American Physical Society pour la capture directe.

Et comme Carbon Engineering entend éventuellement convertir à grande échelle ce CO2 en carburant, certains observateurs ont tout de suite annoncé que cela laissait entrevoir un avenir pas si lointain où l’essence serait carboneutre.
Mais d’un autre côté, les quantités d’énergie que cela prend pour extirper ce carbone de l’atmosphère montrent que cela ne peut pas être une solution miracle applicable mur-à-mur — pas à l’heure actuelle, en tout cas. «Le nerf de la guerre, ça va être l’énergie parce que pour faire du carburant, il faut remonter la pente énergétique», dit M. Pasquier, qui fait référence au fait que l’énergie contenue par le carburant doit bien venir de quelque part.

Par exemple, l’article de 2018 montre que dans la «configuration» de l’usine pour transformer le CO2 capturé en carburant, Carbon Engineering a dû dépenser 1535 kiloWatts-heure en gaz naturel et en électricité pour chaque tonne de gaz carbonique capturé. Pour donner une idée de ce que cela représente en vue d’une éventuelle production à très grande échelle, supposons que l’on veuille utiliser cette technologie pour rendre tous les transports routiers du Québec «carboneutres». En 2017, les voitures et camions circulant dans la Belle Province ont émis 27 millions de tonnes de CO2, alors avec l’usine de Carbon Engineering, il faudrait dépenser autour de 41 téraWatts-heure (TWh) pour retirer tout ce de CO2 de l’atmosphère. Pour fin de comparaison (et même si une partie du gaz naturel n’est pas facilement remplaçable par de l’électricité dans ce procédé), c’est une quantité d’énergie supérieure à toutes les exportations d’Hydro-Québec, qui sont d’environ 36 TWh par année, et cela représente une bonne part de ses ventes annuelles totales, qui tournent autour de 210 TWh. C’est considérable.

Et encore, ce n’est même pas toute l’énergie qu’il faudrait dépenser pour produire du carburant — juste celle qu’il faut pour extraire le gaz carbonique de l’air. Selon ce que spécifie l’article de Joule, il faudrait ensuite fournir d’autre énergie pour faire ce que les chimistes appellent l’«électrolyse de l’eau», qui consiste à séparer les atomes d’hydrogène et d’oxygène des molécules d’eau (H2O). On ferait ensuite réagir cet hydrogène avec le carbone du CO2 pour faire des hydrocarbures (du carburant). Il y aura donc encore de grosses dépenses énergétiques à prévoir. Ce n’est pas pour rien, note M. Pasquier, que l’usine de Carbon Engineering est situé à côté d’une rivière : c’est pour avoir accès à une source d’énergie renouvelable.

Et tout cela a un coût. Dans la configuration pour produire du carburant, qui n’est pas la plus onéreuse à 100$ la tonne, juste la capture du CO2 représente une dépense de 23¢ par litre. Sans compter, encore une fois, les étapes suivantes.

Cela ne signifie pas que la capture du gaz carbonique directement dans l’air n’a aucun avenir, remarquez bien. Le fait que des gens comme Bill Gates aient investi de fortes sommes dans ces technologies, sans être une garantie, montre le sérieux de l'affaire. Mais cela implique que, pour l’instant, ces technologies ne sont pas encore «matures». Et que quand elles le seront, il se peut bien qu’elles répondent plus à des besoins de niche — Carbon Engineering vise le marché du carburant d’avion, illustre M. Pasquier — qu’à une demande plus générale.

Science

La «bordélisation» de la lumière

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «J’ai vu des savons à vaisselle verts, des savons en barre oranges, des savons à main roses, et d’autres de toutes les couleurs, et pourtant leur mousse est toujours blanche. Pourquoi le savon mousse-t-il toujours blanc peu importe sa couleur ?», demande Origène D’Amours, de Magog.

Il y a essentiellement deux choses à savoir pour le comprendre, répond d’emblée le chimiste de l’Université Laval Normand Voyer. La première, commence-t-il, c’est que «quand on parle des colorants, les gens pensent souvent qu’il y en a beaucoup parce que la couleur, c’est ce qu’on voit en premier. Mais en réalité, le colorant ne représente que quelque chose comme 0,001% du total. C’est vraiment une infime partie du produit, pas besoin d’en mettre plus. Alors quand bien même que le savon serait fluo, il n’y a presque pas de colorant dedans. Et en plus, ça prend juste un peu de savon pour faire beaucoup de mousse parce que la mousse, c’est principalement de l’air [ce qui «dilue» le colorant encore plus que le 0,001% de départ, ndlr]. Alors c’est un peu normal qu’on ne puisse pas voir une bulle orange ou verte !»

Bref, quand on regarde une bulle (et une seule), on la voit transparente. Mais alors, la question devient : pourquoi la mousse est blanche, elle ? Si les bulles sont toutes transparentes, comment leur «somme» peut-elle être blanche ? La deuxième chose à savoir dont parle M. Voyer est justement là mais, avant d’y arriver, il faut faire un petit détour...

La lumière, ce sont des ondes électromagnétiques, c’est-à-dire de l’énergie électrique et magnétique qui se propage dans l’espace un peu à la manière des vagues sur l’eau — avec des «crêtes» et des «creux» qui sont séparés par une certaine distance nommée longueur d’onde. L’œil humain est capable de percevoir des longueurs d’onde située entre environ 380 et 740 nanomètres (nm). Autour de 700 nm, nous voyons du rouge ; aux environs de 600 nm, c’est plutôt du orange que nous voyons ; si la distance entre les «vagues» diminue encore un peu (entre 550 et 590 nm environ), alors nos yeux perçoivent du jaune; et ainsi de suite jusqu’aux plus courtes longueurs d’onde perceptibles par l’humain, soit le violet (entre 380 et 450 nm).

La lumière que nous recevons du Soleil (et de la plupart des ampoules électriques «normales») est un mélange de toutes ces longueurs d’onde. Or nos yeux perçoivent ces mélanges comme du blanc, et la clef de l’énigme de la mousse blanche, comme on s’en doute, elle est précisément là.

Si l’on regardait la paroi d’une bulle de savon au microscope, on se rendrait compte qu’elle est composée de deux minces couches de savon qui retiennent une fine couche d’eau entre elles. Quand la lumière passe à travers la paroi d’une bulle, une partie est réfléchie, mais une autre (grosse) partie traverse la paroi et s’en trouve déviée et ce, à des angles qui vont varier légèrement selon la longueur d’onde — ce qui va séparer les couleurs.

Maintenant, imaginez un peu ce qui arrive dans une mousse comptant des centaines, voire des milliers de petites bulles. En un mot comme en cent, si l’on me permet un terme pas-très-technique : c’est le bordel.

«La lumière est réfléchie et dispersée dans toutes les directions possibles, dit M. Voyer. Si bien qu’en bout de ligne, si le bleu est réfléchi partout, si la même chose arrive au rouge et à toutes les autres couleurs, cela donne un mélange et ça, ça fait du blanc.»

Fait intéressant, enchaîne-t-il, c’est la même chose qui arrive dans les nuages : la lumière est «éparpillée» dans toutes les directions en traversant les gouttelettes d’eau, toutes les longueurs d’onde s’en trouvent «remélangées», et le résultat est que les nuages sont blancs.

* * * * *

«Pourriez-vous expliquer si la décennie s’est terminée en 2019 ou si elle va vraiment finir en 2020 ? Il me semble qu’une décennie, ce sont les années 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10. Donc, la deuxième décennie du troisième millénaire devrait finir en 2020, et non en 2019. Ce qui serait logique puisque l’an zéro n’existe pas : à un moment donné, on était au jour 1 de l’an 1. Corrigez-moi si je me trompe», demande Marie-Claude Boivin, de Québec.

Il n’y a effectivement jamais eu d’an zéro puisque l’habitude de compter les années à partir de la naissance du Christ remonte au 8e siècle et qu’en ce temps-là, le zéro n’avait tout simplement pas été inventé. Ni la numération romaine, ni son équivalent grec n’avaient de chiffre pour le zéro. À l’époque, d’ailleurs, l’idée d’avoir un symbole pour désigner le vide était vue comme un peu bizarre : les nombres étaient faits pour compter les choses alors s’il n’y avait rien à compter, à quoi bon adopter un signe ? On a bien trouvé certaines «formes» de zéro dans des documents antiques — les uns laissaient un espace vide, d’autres comme les Babyloniens mettaient une sorte de «symbole bouche-trou», voir ici : http://bit.ly/36Ls956 —, mais il faudra attendre que le mathématicien italien Fibonacci introduise les chiffres indo-arabes en Europe (autour de l’an 1200) pour que le zéro tel qu’on le conçoit aujourd’hui apparaisse en Occident.

Les années de l’«ère chrétienne» ont donc commencé par «1» et, de ce point de vue, Mme Boivin a entièrement raison : techniquement, il n’y a pas de décennie qui s’est terminée ou a commencé le 1er janvier dernier, la prochaine décennie ne débutera vraiment qu’en 2021. C’est d’ailleurs la position du Conseil national de la recherche : «le 3e millénaire et le 21e siècle ont commencé au même moment, à 00h00 le 1er janvier 2001», lit-on sur son site [http://bit.ly/2tJC4cO].

Sauf que les temps ont bien changé depuis que le moine Bède le Vénérable (672-735) a popularisé l'habitude de compter les années à partir de la naissance du Christ, qui était l'«an 1». L’usage du zéro est si universel et acquis chez nous que, culturellement, il nous semble beaucoup plus naturel de commencer les décennies avec un «chiffre rond», comme on dit. De ce point de vue, il n’y a pas grand-sens à rester prisonnier d’une erreur mathématique commise au Moyen-Âge, alors il est aussi défendable de considérer que les années 2020 ont commencé le 1er janvier dernier. Je ne crois pas qu’il ait vraiment de bonne ou de mauvaise réponse à cette question-là.

Science

Sur ces fameux «pets» de vaches...

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «On s’inquiète de l’empreinte carbone des animaux, et particulièrement du bœuf. Mais ne devrait-on pas plutôt y voir un cycle? Les plantes captent le carbone dans l’air et les animaux, comme les vaches, mangent les plantes, puis vont retourner une partie du carbone dans leurs déjections et leur respiration, et le cycle va recommencer. Alors pourquoi les vaches seraient un problème? Comment pourraient-elle produire plus de carbone qu’elles n’en consomment?», demande André Rinfret, de Québec.

Si l’industrie bovine pèse plus lourd sur l’environnement que les autres sortes de viandes — qui, elles, pèsent plus lourd que l’alimentation végétale —, c’est en bonne partie parce que comparé aux autres animaux d’élevage, le bœuf convertit moins bien sa nourriture. D’après une étude parue récemment dans les Environmental Research Letters, pour produire 1 kg de viande (et autres parties comestibles), le bœuf doit manger autour de 36 kg de nourriture, alors que ce ratio est beaucoup moindre pour la volaille (4,2 pour 1) et le porc (6 pour 1). Et comme il faut les produire, ces moulées et ces bottes de foin, cela implique qu’à quantité de viande égale, il faut pas mal plus d’«intrants» (plus d’espace, plus d’engrais, plus de carburant pour la machinerie, etc.) pour le bœuf que pour les autres sortes de viande.

En outre, les bovins ont un système digestif particulier qui fermente la nourriture pendant longtemps. À cause de cela, ils n’émettent pas seulement du CO2, mais aussi du méthane (CH4) dans leurs éructations (et non dans leurs flatulences, comme on l’entend souvent), dont l’effet de serre est environ 30 fois plus puissant que le gaz carbonique. Alors les vaches ont beau ne pas rejeter plus de carbone qu’elles n’en consomment, elles en rejettent sous une forme qui est plus dommageable pour le climat.

Tout ça, ça fait une différence et on n’a pas le choix d’en tenir compte. Mais d’un autre côté, M. Rinfret  n’a pas complètement tort de dire que le carbone consommé par les bovins fait partie d’un cycle : éventuellement, le méthane finit par se retransformer en CO2. Cela prend du temps — des années, voir des décennies pour une petite partie — au cours duquel il empire le réchauffement planétaire, mais ce méthane-là faisait déjà partie du cycle du carbone, il ne vient pas s’y ajouter. Or le problème fondamental à la source du réchauffement climatique n’est pas tant le méthane additionnel (même s’il y contribue) que la combustion de pétrole, gaz naturel et charbon. Comme ceux-ci étaient enfouis sous terre depuis des centaines de millions d’années, leur carbone n’était plus en circulation depuis très longtemps, et les brûler vient ajouter du carbone au cycle.

Le cœur de l’affaire, il est surtout là.

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«Est-ce que la sphéricité de la Terre explique au moins en partie pourquoi il fait plus froid aux pôles qu’à l’équateur. À cause de cette sphéricité, les pôles sont un peu plus loin du Soleil, dont les rayons doivent traverser une couche d’atmosphère plus épaisse avant d’arriver au sol, qu’ils frappent d’ailleurs à l’oblique. Ou est-ce surtout à cause d’autres facteurs, comme l’albédo ?», demande Yves Goudreault.

Les pôles sont en moyenne un rayon terrestre (6371 km) plus loin du Soleil que l’équateur. De plus, la Terre est inclinée de 23,5°, ce qui vient ajouter (ou enlever, selon la saison) jusqu’à 2500 km environ, pour un maximum de près de 9000 km. Or la distance Terre-Soleil est «dans une autre ligue», comme on dit : près de 150 millions de km. Alors le rayonnement solaire a beau diminuer avec le carré de la distance, ces quelque 9000 km de plus (en hiver) ne peuvent guère faire plus qu’une différence de l’ordre de 0,01 % — et encore, le Soleil ne se lève même pas aux pôles en hiver, alors en pratique ça ne change absolument rien. De toute évidence, la clef est ailleurs.

L’épaisseur de la colonne d’air traversée par les rayons joue un rôle. Mine de rien, à l’échelle de la planète, un peu plus de la moitié (53 %) du rayonnement solaire n’atteint jamais le sol, étant soit réfléchi, soit absorbé par l’atmosphère — et cette proportion est un peu plus élevée aux pôles.

Mais par-dessus tout, c’est l’angle avec lequel les rayons frappent le sol qui fait la différence. À l’équateur, ces rayons frappent presque parfaitement à la verticale alors qu’ils sont obliques aux pôles. On peut se représenter l’effet que cela a en imaginant une lampe de poche que l’on pointerait sur un mur. Si on pointe directement, la lumière aura une forme assez ronde. Mais si on lui donne un angle, alors la forme s’allonge. Cela implique que la même quantité de lumière doit maintenant éclairer une plus grande superficie — et c’est ce qui arrive avec le rayonnement solaire aux pôles. Si l’on ajoute à cela le fait que le Soleil ne se lève tout simplement pas en hiver aux hautes latitudes, cela signifie que les pôles reçoivent en moyenne (sur une année) moins de la moitié de l’énergie par mètre carré qui arrive l’équateur.

Et ce n’est pas tout : ce qu’il advient de ces rayons solaires une fois qu’ils touchent le sol est aussi important. La surface de la Terre réfléchit en moyenne 30 % du rayonnement, dont l’énergie est alors renvoyée vers l’espace. Mais un couvert de neige ou de glace réfléchit beaucoup mieux la lumière : plus de 80 % ! Voilà pourquoi il fait tellement plus froid aux pôles qu’à l’équateur.

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La «naissance» de la gastro

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Se pourrait-il que la «gastro» soit une maladie d’origine très récente ? À ma souvenance, ni le concept de «gastro» ni la réalité d’une telle maladie contagieuse n’existaient du temps de la Grande Noirceur, c’est-à-dire avant la Révolution tranquille. Personnellement, j’ai 75 ans et je ne l’ai jamais eue. Je n’ai vu personne l’avoir, même si j’ai fréquenté plusieurs collèges résidentiels ici ou là, suivis d’universités, séjours à l’étranger loin des tout-inclus, etc.», demande Léonce Naud, de Deschambault.

En fait, «ce n’est pas récent du tout : la gastroentérite est causée par des virus, des bactéries et des parasites qui existent depuis des centaines de milliers d’années», dit d’emblée Dr Jasmin Villeneuve, de l’Institut de la santé publique du Québec.

Tenez, en 1952, deux médecins d’un hôpital de Manchester, en Angleterre, écrivaient ceci dans la revue médicale Archives of Disease in Childhood :

«La gastroentérite infantile demeure encore une des problèmes les plus épineux de la pédiatrie. En 1945, les décès dus à la diarrhée et à l’entérite représentaient 11 % de la mortalité infantile totale. Les taux de mortalité ont continué de chuter [depuis le début du XXe siècle, ndlr] et, en 1948, 2304 enfants de moins d’un an, ou 2,88 par 1000 naissances vivantes, ont succombé à cette maladie en Angleterre et au Pays-de-Galles.» (Notons que c’est surtout la déshydratation provoquée par la diarrhée et les vomissements qui cause les décès.)

La gastro a été décrite pour la première fois en 1929 — sous le nom «maladie du vomissement hivernal» —, mais on peut mesurer à quel point elle a touché toutes les époques en consultant un article paru dans la revue savante Alimentary and Pharmacology Therapeutics, qui retrace l’histoire des traitements de la gastro. Ainsi l’expression d’origine anglaise «avoir du guts» remonterait au XIXe siècle, quand la diarrhée faisait des ravages parmi les militaires et en empêchait beaucoup, ceux qui n’avaient pas les intestins assez «solides», de monter au front. Un code d’éthique militaire de la Guerre civile américaine (1861-1865) interdisait même «de tirer sur les hommes qui sont en train de répondre à l’appel urgent de la Nature» !

Et pour tout dire, on trouve même des descriptions de la gastroentérite «d’une précision étonnante» dans les écrits le célèbre médecin de la Grèce antique Hippocrates (460-370 av. J-C.), s’émerveillaient récemment deux chercheurs dans une revue médicale.

Alors pourquoi des gens comme M. Naud n’en auraient jamais entendu parlé pendant leur jeunesse ? Il semble clair pour le Dr Villeneuve que les niveaux de sensibilisation de l’époque n’étaient pas ceux d’aujourd’hui, tant chez le personnel médical que dans la population en général. «Dans les années 60, on n’allait consulter le médecin que quand c’était vraiment très grave», dit Dr Villeneuve.

Dans le même ordre d’idée, rappelons qu’à cette époque un peu tout le monde allait se baigner dans le fleuve Saint-Laurent malgré une contamination bactériologique qui interdirait toute baignade de nos jours. Imaginez, à la plage de l’Anse au Foulon, une des plus populaires à Québec dans les années 70, les comptes de bactérie pouvaient atteindre 2000 à 3000 «unités formant des colonies» par 100 ml (ufc/100 ml, c’est la manière «classique» de mesurer la concentration de bactéries dans l’eau) alors que la norme actuelle pour la baignade est de 200 ufc/100 ml au maximum.

À cet égard, dit Dr Villeneuve, «il y a une théorie qui dit que l’exposition fréquente aux agents pathogènes fait qu’on finit par développer une sorte d’immunité. Ça peut varier d’un individu à l’autre, mais si les gens étaient plus exposés dans le temps, peut-être que leurs symptômes étaient moins sévères qu’aujourd’hui. Et comme on oublie plus facilement les maladies bénignes qu’on a eues que les fois où on était cloué au lit pendant des jours, on peut imaginer que des gens [de cette époque] auraient oublié leurs gastros parce que ça ne les rendait pas très malades. Mais la gastro n’en existait pas moins, c’est sûr».

Une autre possibilité, pourrait-on ajouter, est que la gastro est une sorte de «maladie générique» qui en recouvre plusieurs. Comme l’a dit Dr Villeneuve en début d’article, elle être causée par bien des microbes différents, ce qui peut aussi lui faire porter bien des noms différents. Ainsi, l’infection alimentaire fréquente nommée salmonellose, qui doit son nom à la bactérie en cause (salmonelle), est souvent considéré comme une forme de gastroentérite, puisque ses symptômes sont semblables. La dysenterie est elle aussi une un type de gastro, qui est connu depuis longtemps d’ailleurs — l’empereur byzantin Constantin IV, par exemple, en est mort en l’an 685. Et c’est sans compter d’autres noms que la maladie a pu porter dans le passé, comme «grippe d’estomac».

Bref, s’il demeure possible que M. Naud ait un système immunitaire exceptionnel qui l’a protégé de la gastro toute sa vie durant (c’est la grâce qu’on lui souhaite), on peut aussi raisonnablement penser qu’il en a eu quelques unes pendant sa jeunesse, mais qu’elles n’étaient pas appelées de cette manière. Soulignons à cet égard que le microbe le plus souvent derrière les cas de gastro, soit les norovirus, n’ont été identifiés qu’à la suite d’une éclosion particulièrement sévère dans une école primaire de Norwalk, en Ohio… en 1968.

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Pas de consanguins chez les épinettes

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Lorsque qu’on parle de planter 2 milliards d’arbres comme l’a promis Justin Trudeau pendant la dernière campagne fédérale, ou même plus simplement de reboiser un grand territoire comme l’industrie forestière le fait, est-ce que cela soulève des enjeux particuliers de génétique ? Est-ce qu’on peut ou doit s’assurer que ces arbres ne soient pas tous «cousins» ?», demande Joël-Étienne Myre, de Saint-Ambroise.

Vues par des mammifères comme nous, les plantes peuvent sembler un peu (pas mal) bizarres, sinon carrément dévoyées, du point de vue de la reproduction. Imaginez un peu, non seulement elles sont capables de fertiliser de proches parents, mais plusieurs espèces ont la faculté de s’auto-féconder : puisque chaque plante possède à la fois des gamètes mâles et des gamètes femelles, chez certaines espèces les individus n’ont théoriquement pas besoin d’être deux pour se reproduire. Les parties mâles et femelles d’un même spécimen peuvent s’assembler et produire alors, littéralement, des clones.

Cette faculté a ses avantages, disons-le. Dans ce grand jeu de massacre qu’on appelle la sélection naturelle, le but ultime est toujours de transmettre autant de ses gènes que possible aux générations futures. Or ceux qui s’accouplent à deux ont une progéniture qui ne partage que 50 % des gènes de chaque parent, alors que c’est 100 % pour les individus qui s’autofécondent. En outre, cela «libère» ces derniers des pollinisateurs, ce qui peut être utile quand les insectes se font rares. Sur le plan de l’évolution, ce n’est pas rien !

Mais il n’empêche : «se débrouiller tout seul», pour ainsi dire, vient aussi avec des inconvénients, et des gros. À long terme, dans la nature, c’est toujours la diversité qui l’emporte, parce que plus il y a de différences au sein d’une population, plus il y a de traits qui peuvent conférer un avantage, une protection contre une maladie, etc. — et c’est comme ça qu’une espèce finit par s’adapter et se perpétuer.

Pour cette raison, beaucoup de plantes ont fini par produire des gamètes mâles et femelles qui, chez un même individu, sont complètement ou partiellement incompatibles entre elles : les individus qui s’auto-fécondent produisent des graines stériles et/ou des rejetons faiblards ayant peu de chance de survivre et de se reproduire à leur tour. «Pour la consanguinité, c’est le même principe pour les humains et pour les arbres : au bout de deux ou trois générations, on a des problèmes de vigueur», dit le chercheur en génomique forestière de l’Université Laval Jean Bousquet.

Le Service canadien des forêts (SCF) l’a d’ailleurs testé concrètement au début des années 1960, en «forçant» une vingtaine d’épinettes blanches à s’auto-féconder. Résultats : plus de 90 % des graines produites étaient «vides», soit un taux entre 5 et 22 fois plus élevé que pour la pollinisation «croisée» (à deux individus). De plus, les rares graines viables germaient moins bien et celles qui y parvenaient malgré tout avaient des taux de survie moindres que les semis croisés — même si tous avaient été cultivés dans les mêmes conditions. En bout de ligne, le SCF a tout de même obtenu des épinettes blanches matures, mais les effets de l’auto-pollinisation ne sont jamais disparus : au bout de 17 ans, les spécimens avaient en moyenne une taille 45 % plus courte et des troncs d’un diamètre 64 % plus étroit que les individus «normaux», provenant du croisement d’arbres non-apparentés.

Alors oui, souligne M. Bousquet, il y a bel et bien des «enjeux génétiques» dont il faut tenir compte quand on plante de grandes quantités d’arbres. D’une part pour assurer la diversité génétique de la population, mais aussi pour que les semis soient aussi bien adaptés que possible à la région où ils seront plantés. C’est la raison pour laquelle les choix de graines pour le reboisement sont très encadrés.

«Bon an mal an, indique le chercheur, il se plante au-delà de 600 millions d’arbres au Canada, alors c’est déjà pas mal plus que les 2 milliards sur 10 ans qu’a promis Justin Trudeau. (…) Au Québec, on en plante autour de 125 à 130 millions par année. Ça ne remplace pas toutes les coupes, mais quand même une assez bonne partie, et on espère que le reste va repousser tout seul.»

Ces semis proviennent de pépinières industrielles, dit-il, et «il y a un très fort contrôle qui est exercé sur la production pour qu’ils soient exempts de maladie, d’abord, mais aussi pour avoir un bon mélange d’espèces, une bonne diversité génétique et des arbres bien adaptés au climat où ils seront plantés. Il y a même un système de certification pour ça (…) et ils ont même des marqueurs génétiques pour vérifier que la diversité génétique est suffisante. Dans ces semis-là, la consanguinité est à peu près au même niveau que dans les forêts naturelles, donc de l’ordre de 1%».

On trouve de ces pépinières dans à peu près toutes les régions du Québec et elles cultivent des graines d’arbres de leurs environs, ce qui permet de s’assurer que non seulement les espèces sont les mêmes, mais que l’on a affaire à des souches qui sont adaptées au climat local. Le contraste avec la situation qui prévaut en horticulture ornementale montre d’ailleurs très bien pourquoi il est important de ne pas planter n’importe quoi, souligne M. Bousquet.

«En horticulture, il n’y a pas vraiment de certification ni de contrôle sur ce que vous plantez, déplore-t-il. On va vous vendre un cultivar avec un nom souvent évocateur, mais même les gens qui vous le vendent ne peuvent pas vraiment vous dire d’où il vient. Souvent, ces graines et semis-là viennent des États-Unis ou de la région de Niagara et sont mal adaptés à notre climat. On voit beaucoup de ces petites épinettes qui viennent de l’Oregon et qui vont sécher tout d’un coup, parce qu’il a fait trop froid ou parce que l’hiver est arrivé trop tôt. (…) C’est un peu comme du McDo : on plante, ça dure 5-10 ans, puis on replante après.»

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L’acte de naissance de la climatologie

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «On ne parle plus de changements climatiques, mais d’urgence climatique déclarée par le GIEC [Groupe intergouvernemental d’experts sur le climat, ndlr]. Or leurs calculs sont basés sur des mesures remontant au début du XXe siècle et même à 1850, en pleine Révolution industrielle. Et on parle ici de mesures pour la planète entière. Mais depuis quand pouvons-nous mesurer précisément la température de la planète ? Et comment pouvons-nous être sûrs que nos comparaisons avec les époques précédentes sont fiables ?», demande Bertrand Bouchard, de Beauport.

Mesurer le temps qu’il fait à l’échelle de la Terre n’est pas une mince tâche. D’après l’Organisation météorologique mondiale, on peut compter de nos jours sur un «réseau» mondial de pas moins de 10 000 stations météo «de surface» (au sol), 1000 stations dans les airs, autant de bouées dérivantes en mer et une centaine de bouées fixes, sans compter les données recueillies par des centaines de radars météo, quelque 7000 navires et 3000 avions commerciaux, de même que 16 satellites météorologiques et une cinquantaine de satellites de recherche. Mais il n’en a évidemment pas toujours été ainsi.

L’invention du thermomètre remonte autour de l’an 1600, et il n’a pas fallu grand-temps avant qu’on s’en serve pour faire de la météo. La plus ancienne série de mesures de température prises quotidiennement (et même plusieurs fois par jour) que l’on connaisse a débuté en Angleterre en 1659 — et elle est toujours active à ce jour ! On y voit d’ailleurs assez clairement une tendance au réchauffement, mais elle souffre de deux problèmes majeurs. Le premier, c’est que comme toutes les autres mesures météorologiques, elle ne vaut que pour une région particulière, le centre de l’Angleterre dans ce cas-ci. Pas moyen de déduire une température moyenne pour le globe au complet à partir de ça (j’y reviens).

Le second problème, c’est que ces mesures n’ont pas toutes été prises au même endroit et de la même manière, mais sont plutôt une collection de séries maintenues par des amateurs (il n’y avait pas de «pros», à l’époque), indépendamment les uns des autres. Le pionnier britannique de la climatologie Gordon Manley (1902-1980) les a toutes mises ensemble et a tant bien que mal comblé des «trous» là où les séries ne se chevauchaient pas. Et même quand elles se chevauchaient, on les considère comme peu fiables jusque autour de 1770 — avant cela, la norme était de placer les thermomètres non pas dehors, mais à l’intérieur, dans des pièces non chauffées, ce qui les rendait moins sensibles aux changements de la «vraie» température extérieure.

Les problèmes de ce genre étaient d’ailleurs répandus à l’époque. Dans un fascinant article sur les débuts de la météorologie au Québec, la chercheuse de McGill Victoria Slonosky note elle aussi que jusqu’à la fondation du Service météorologique du Canada en 1871, les seules séries de mesures dont on dispose étaient surtout des initiatives individuelles de qualité variable. Leurs séries ne se chevauchent pas toutes (entre les mesures du naturaliste Jean-François Gauthier, au milieu du XVIIIe siècle, et celles du Britannique Alexander Spark, il y a un trou de près de 50 ans !), les mesures ne furent pas toutes prises de la même manière ni aux mêmes heures, etc. En outre, ce n’est pas avant le milieu du XIXe siècle que l’usage d’abris à thermomètre (pour les protéger de l’influence des vents et de l’exposition directe au soleil) ne s’est vraiment généralisé, note Mme Slonosky.

Mais quand même : avec le temps, non seulement les techniques se sont améliorées et standardisées, mais le nombre de stations météorologiques a également explosé, un peu partout dans le monde. Si bien que quelque part entre le milieu et la fin du XIXe siècle, la température a commencé à être mesurée de manière suffisamment fiable et sur une superficie suffisamment grande pour que, aux yeux des climatologues, l’on puisse en tirer une moyenne planétaire satisfaisante.

Certains disent que les incertitudes demeurent trop grandes avant 1880, d’autres «osent» se rendre jusqu’aux années 1850. Dans tous les cas, ce n’est ni parfait, ni aussi précis et complet que les mesures que l’on prend maintenant. Comme le montre la carte ci-dessous, il restait encore de vastes zones d’ombre où l’on n’avait très peu, sinon pas du tout de mesures — notamment les pôles, le bassin versant de l’Amazone et de grands pans d’Afrique. Mais dans l’ensemble, les climatologues considèrent qu’à partir de la fin du XIXe siècle, on a assez de données prises dans assez d’endroits pour donner une idée raisonnablement précise de la température mondiale.

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La baie d’Hudson, cimetière des marées

«SCIENCE AU QUOTIDIEN / «L'année dernière, des collègues qui étaient au Nunavik, sur le bord de la baie d’Hudson, m’ont demandé de leur fournir l’heure de la prochaine marée haute pour planifier leurs travaux. Mais en arrivant sur le site de Pêches et Océans Canada, j’ai été un peu mystifiée. J’ai l’habitude de voir quatre marées par jour, à intervalle assez régulier. Or, dans le graphique des marées, l’oscillation n'était pas régulière et même qu’à certains moments, il semble n’y avoir que deux marées par jour. Le même phénomène semble prévaloir pour tout l’est de la baie d’Hudson. Avez-vous une explication ?», demande Christine Lambert, qui travaille en aménagement de la faune à Rimouski.

Quiconque observera les graphiques ci-contre, qui présentent les marées sur 7 jours à Québec et à Akulivik, se rendra tout de suite compte que la marée n’y fonctionnent pas du tout de la même manière. Dans la Vieille Capitale, le niveau de l’eau monte et descend avec la régularité d’une horloge, littéralement. Mais sur la côte est de la baie d’Hudson, c’est une tout autre histoire : certains jours, la marée semble «coller» à la hausse pour ensuite redescendre brièvement, d’autres jours elle semble carrément chaotique, et d’autres jours encore elle prend un rythme plus normal.

Vraiment, si le village d’Akulivik était une personne et que son graphique des marées étaient un électrocardiogramme, son médecin l’enverrait directement à l’urgence…

Cela peut paraître très étonnant puisque l’on entend souvent que les marées sont dictées par la gravitation de la lune et du soleil. Et c’est tout à fait vrai, dit Denis Lefaivre, chercheur en prévisions océaniques à Pêches et Océans Canada : «L’influence de la lune est à peu près deux fois plus forte que celle du Soleil, c’est pour ça qu’on a deux cycles de marée par jour.» Un cycle quand la lune est de «notre» côté de la Terre et qu’elle attire l’eau, et un autre quand elle est du côté opposé — ce qui, contrairement à ce qu’on penserait intuitivement, donne alors une marée haute parce que la lune attire la Terre et que les océans de l’autre côté de la planète restent à la traîne, un peu comme l’eau qui s’accumule à l’arrière d’un contenant quand on le tire vers soi.

Bref, la gravitation de la lune et du soleil sont le «moteur» qui fait monter et descendre le niveau des océans. À cet égard, d’ailleurs, la marée et les voitures sont assez comparables. Le moteur a, en effet, une grande influence sur l’expérience de conduite, mais celle-ci dépend également d’une foule d’autres facteurs très locaux, comme l’endroit où on va, la météo à cet instant précis, le fait de rouler sur de l’asphalte ou de la gravelle, etc. Et il en va de même avec les marées, qui ne se manifestent pas partout de la même façon parce qu’au-delà de leur «moteur», plusieurs facteurs locaux vont agir dessus, comme la forme des côtes, la profondeur de l’eau, la bathymétrie (soit le «relief» des fonds marins), etc.

Or dans le cas de la baie d’Hudson et en particulier de la côte du Nunavik, ces facteurs-là sont particulièrement nombreux, influents et complexes. Les marées, comme on l’a déjà vu dans cette rubrique, sont des ondes qu’on peut se représenter comme des sortes de «vagues» pas très hautes (quelques dizaines de centimètres de haut) mais qui s’étendent sur des milliers de kilomètres, et qui se déplacent d’est en ouest. Comme toutes les vagues, l’onde de marée peut être bloquée, déviée ou déformée par les obstacles qu’elle rencontre. Et quand elle arrive dans l’Arctique canadien, la marée se heurte justement à deux obstacles importants : la côte du Labrador et l’île de Baffin.

Le seul endroit où cette «vague» peut passer est le détroit d’Hudson, à la pointe nord du Québec — et encore ce passage de 70 km à 100 km n’est pas très large à l’échelle d’une marée. Cela a pour effet de «concentrer» l’onde, ce qui amplifie beaucoup les marées dans ce secteur (de même que dans la baie d’Ungava). Par exemple dans le village inuit de Kangiqsujuaq, du côté québécois du détroit d’Hudson, la différence entre la marée basse et la marée haute est considérable : pas moins de 6 à 7 mètres ces jours-ci [http://bit.ly/336qogc]. Cela provoque aussi des «courants de marée» particulièrement forts dans le détroit, pouvant atteindre de 10 à 15 km/h. L’explorateur anglais John Davis, qui est passé par là en 1587, a d’ailleurs noté dans son journal de bord qu’«à notre grande admiration, nous avons vu l’océan tomber dans [la baie d’Hudson] comme un grand déversoir, rugissant et créant des tourbillons comme le courant d’une rivière qui force son chemin entre les piliers d’un pont» [http://bit.ly/2qBK2n6].

Ce qui se passe ensuite est encore plus singulier. La marée ne monte pas partout dans la baie en même temps, mais monte d’abord dans le nord-ouest, sur les côtes du Nunavut, pour ensuite descendre vers le sud (la côte manitobaine) et éventuellement revenir vers l’est et, finalement, le nord. Bref, l’onde ne peut pas poursuivre sa route vers l’est et est redirigée par les berges.

Chemin faisant, note M. Lefaivre, elle perd beaucoup de son énergie par friction. «Comparé au Golfe du Saint-Laurent, dit-il, la baie d’Hudson est trois fois plus grande mais elle est moins profonde.» L’onde s’amenuise donc au fond et sur les berges, si bien qu’il n’en reste plus grand-chose une fois rendu à Akulivik — où son amplitude varie d’ailleurs de seulement 10 à 30 cm, selon le moment du mois. «Et je peux même vous dire qu’en hiver, quand la glace fige et que le couvert est complet, il n’y a presque plus de marée là parce que la friction se fait alors non seulement par le fond, mais par la surface aussi», ajoute M. Lefaivre.

Ce qui se passe concrètement dans chacun des villages du Nunavik hudsonien peut varier selon les conditions locales — il y a une grande île en face d’Akulivik, Puvirnituq est au fond d’une baie, Inukjuak est au fond d’une baie plus petite et «protégée» par un chapelet d’îles, etc. —, ce qui rend la chose difficile à expliquer concrètement ici. Mais comme l’explique M. Lefaivre, nous sommes devant un système où «les résonances [ndlr : des facteurs qui, selon le moment du mois, vont se conjuguent ou s’annuler] sont fortes» et complexes, ce qui donne des marées en apparence capricieuse, ou du moins très changeantes.

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Non, la pilule contraceptive ne cause pas l’autisme

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «J’aimerais savoir si des études sérieuses ont déjà été faites concernant la pilule contraceptive et le grand nombre d’enfants autistes que nous observons depuis plusieurs années. La comparaison avec les décennies antérieures est inquiétante. Alors est-ce que le fait d’avoir déréglé le cycle des femmes depuis les 50 dernières années est en partie responsable de ce phénomène ?», demande Bernard Boucher, de La Tuque.

En 2000-01, l’Institut de santé publique du Québec comptait environ 0,7 autiste pour chaque tranche de 1000 enfants de 1 à 17 ans. En 2014-15, le même INSPQ en comptait près de 5 par 1000. Aux États-Unis, les niveaux sont plus élevés parce que la méthodologie diffère, mais la tendance est la même : l’Oncle Sam est passé de 7 autistes par 1000 enfants en 2000 à presque 17 par 1000 en 2014.

Il est absolument indéniable qu’il y a beaucoup plus de diagnostics d’autisme qu’avant, tout le monde s’entend là-dessus. Mais si l’on me permet un euphémisme de calibre olympique, disons que l’idée de mettre la faute de la pilule contraceptive, elle, ne rallie pas autant de gens…

En fait, il semble n’y avoir eu qu’un seul chercheur qui ait lancé cette hypothèse à deux reprises dans la revue Medical Hypotheses, en 2014 et en 2015, constatent les spécialistes de l’autisme Isabelle Soulières, de l’UQAM, et Baudouin Forgeot d’Arc, de l’UdeM. Il s’agit, précise ce dernier, d’une revue «qui accueille volontiers des idées très spéculatives», et l’auteure en question admet elle-même qu’il n’existe pas d’étude à ce sujet.

Hormis ces deux articles, «je ne crois pas avoir jamais vu d’étude là-dessus ni entendu qui que ce soit parler de ça dans des congrès», ajoute Mme Soulières.

Et ce silence n’est pas très étonnant, quand on y pense. D’abord, au fondement même de ce lien contraception-autisme, il y a quelque chose qui ne fonctionne tout simplement pas : les dates. Les premières observations que des fortes doses de progestérone empêchaient l’ovulation remontent aux années 30 chez des animaux de laboratoire. Le contexte légal de l’époque, qui interdisait la contraception et la recherche à son sujet, a repoussé le premier essai clinique de pilule contraceptive jusqu’en 1954 — et encore, il fut réalisé à Porto Rico. L’usage de «la pilule» commença a se répandre vers 1960, mais d’abord sous couvert de «régulariser» les menstruations car le contrôle des naissances ne fut vraiment légalisé qu’à la fin des années 60 au Canada et aux États-Unis. La démocratisation de la pilule prit véritablement et définitivement son envol à partir des années 70, d’après un texte paru dans Canadian Family Physician en 2012 — et dont la lecture est absolument fascinante, je dois dire.

Si vraiment la contraception orale était une cause un tant soit peu importante d’autisme, alors la hausse des cas devrait remonter aux années 70, ou au plus tard aux années 80. Or comme on l’a vu plus haut, l’explosion des diagnostics a plutôt débuté autour de l’an 2000. Et l’incohérence est d’autant plus forte, ajoute Mme Soulières, que les doses d’hormones étaient beaucoup plus élevées dans le passé qu’elles ne le sont de nos jours. La première pilule contraceptive mise sur le marché, la poétiquement nommée Enovid 10, contenait 9,85 milligrammes (mg) de progestérone synthétique et 150 microgrammes (µg) d’œstrogène, mais il est rapidement apparu que de telles doses produisaient trop d’effets secondaires. Par comparaison, les doses d’aujourd’hui tournent plus autour 0,1 à 3 mg de progestérone et entre 20 et 50 µg d’œstrogène. Alors si la pilule était une cause d’autisme, la tendance à la hausse aurait dû être compensée au moins en bonne partie, sinon carrément inversée, par la réduction du dosage.

Et c’est sans compter le fait que pratiquement toutes les études sur les causes de l’autisme indiquent qu’il s’agit d’un phénomène très principalement génétique. Une revue des études de jumeaux, qui visent à mesurer la part que jouent les gènes et l’environnement, a constaté en 2016 qu’entre 64% et 91% de l’autisme était «hérité» des parents. D’autres études récentes sur la même question ont elles aussi conclu que l’autisme est génétique à environ 80 %. Alors il est impossible que des facteurs environnementaux n’expliquant que 20 % du phénomène multiplient par 7 la fréquence de l’autisme, comme on l’a vu au Québec depuis 2000 — et c’est encore plus invraisemblable si l’on parle d’un seul de ces facteurs environnementaux, car la contraception n'en serait qu'un parmi d'autres.

Alors, si ce n’est pas l’environnement et que les gènes de grandes populations dans plusieurs pays ne peuvent pas changer tous en même temps en seulement quelques années, comment expliquer la hausse fulgurante de l’autisme depuis 20 ans ? La recherche n’a pas trouvé toutes les réponses encore, mais les preuves s’accumulent autour de l’idée qu’il s’agit de simples changements dans les diagnostics et le dépistage. Au fil du temps, la définition de ce qu’est l’autisme a été élargie et inclut désormais beaucoup plus de gens que dans les années 80 et 90. En outre, ajoute Mme Soulières, «il y a 20 ans, les milieux de l’éducation ne savaient pas c’était quoi, l’autisme, et n’alertaient pas la famille, alors que maintenant, les éducatrices, les profs, les psychoéducatrices et même le personnel des CLSC sont beaucoup plus à l’affût. Ces gens-là pensent plus facilement à l’autisme qu’avant quand le parent arrive et dit : mon enfant ne parle pas encore, mon enfant fait des crises, etc.»

D’ailleurs, pas plus tard qu’en août dernier, une équipe internationale dont Mme Soulières faisait partie a publié un article dans le Journal of the American Medical Association – Psychiatry qui a recensé les études sur l’autisme parues entre 1966 et 2019, afin d’examiner plus particulièrement les différences (capacité à reconnaître les émotions, taille du cerveau, etc.) entre ceux que les chercheurs considéraient autistes et ceux qui étaient rangés du côté des «normaux» ou «neurotypiques». Et les résultats ont montré que plus le temps avançait, plus la différence entre «autistes» et «non-autistes» s’amenuisait — ce qui suggère fortement que les diagnostics d’autisme incluent désormais beaucoup plus de gens qu’avant.

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Comment remplir ses épaulières

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Depuis plusieurs années, on entend parler de jeunes hockeyeurs professionnels de 18, 19 ou 20 ans qui augmentent leurs poids en l’espace d’un été, en prenant uniquement des produits légaux. J’ai toujours été surpris de les entendre affirmer qu’ils doivent prendre du poids pour ainsi être prêt au camp d’entrainement de septembre, puis annoncer fièrement qu’ils ont augmenté leur masse musculaire d’une dizaine de livres pendant l’été. L’entrainement physique et les suppléments alimentaires légaux suffisent-ils vraiment pour obtenir de tels résultats?», demande Bernard Plourde, de Québec.

De manière générale, non, prendre 5 à 8 kilogrammes (10-15 livres) en l’espèce de deux ou trois mois n’est pas possible, répondent Jonathan Tremblay, spécialiste de l’encadrement des athlètes de haut niveau de l’Université de Montréal, et Anthony Karelis, qui mène des recherches sur l’exercice physique et le métabolisme à l’UQAM. Tous deux s’entendent pour dire qu’un athlète sérieux, qui s’entraîne plusieurs fois par semaine et se nourrit adéquatement (lire : bien et beaucoup), peut prendre autour de 0,5 à 1 kilo par mois (1 à 2 livres), sans plus.

«Si on parle de 10 ou 15 livres en deux mois, alors là je soupçonnerais qu’il peut y avoir eu des substances interdites qui ont été prises», dit M. Tremblay. Mais attention avant de sauter aux conclusions, avertit-il, car la période sur laquelle la prise de poids d’un athlète professionnel s’étale n’est pas toujours bien connue du public, ce qui peut faire partir le «moulin à rumeurs» inutilement. Le cas du joueur de centre des Canadiens de Montréal Jesperi Kotkaniemi a été évoqué récemment parce que le jeune homme, âgé de 19 ans, s’est présenté cet automne au camp d’entraînement avec une dizaine de livres de plus que l’année précédente. De là, plusieurs internautes et commentateurs ont conclu qu’il avait dû se muscler la charpente au cours de l’été, alors que c’est plutôt sur un an qu’il a pris ce poids — et M. Tremblay en sait quelque chose puisqu’il travaille avec l’équipe.

La règle générale en cette matière, dit pour sa part M. Karelis, c’est que «c’est très difficile d’ajouter de la masse musculaire. Si on parle de quelqu’un qui s’entraîne quatre ou cinq fois par semaine, alors oui, ça devient réaliste de penser gagner une ou deux livres par mois peut être réaliste».

Et encore, ajoute son collègue de l’UdeM, «il faut que la nutrition soit adéquate, sinon l’athlète ne prend pas de poids. (…) C’est important que l’alimentation soit riche en protéines, que les repas soient pris aux bons moment, généralement autour des entraînements avec une portion avant le sommeil (souvent double), etc.» Bref, pour atteindre le rythme de 1 kg par mois, non seulement il faut s’entraîner dur, mais l’alimentation devient pratiquement un travail à elle seule. «Il faut le planifier, il faut manger tout ça, ça prend du temps», dit M. Tremblay.

Pour M. et Mme Tout-le-Monde qui n’ont pas le temps de manger ni de s’entraîner autant que des athlètes professionnels, les gains en masse musculaire tournent souvent plus autour de 1 kg par six mois, dit M. Karelis — mais il peut y avoir de grands écarts individuels, dûs notamment aux gènes et au profil hormonal de chacun.

Alors pourquoi est-ce à ce point difficile de gagner de la «masse maigre», comme disent les nutritionnistes (parce qu’on s’entend que pour la «masse grasse», c’est pas mal moins compliqué) ? On n’a pas encore de réponse complète et définitive, dit M. Karelis. Mais une hypothèse probable est que certains mécanismes d’«économie d’énergie» hérités de lointains ancêtres pourraient être à l’œuvre. «Si on regarde la chose à l’inverse, il ne semble pas y avoir de saturation pour les gras, explique-t-il. Le corps en veut, il «aime» consommer de la nourriture et les tissus adipeux peuvent stocker des graisses presque sans limite. Le muscle, lui, fait le contraire : il n’emmagasine pas d’énergie, il en dépense. Même quand on est au repos, les muscles dépensent de l’énergie, alors plus ta masse musculaire est grosse, et plus ton métabolisme de base (ndlr : la quantité d’énergie que le corps dépense lorsqu’il est au repos complet, juste pour respirer, faire battre le cœurs, faire fonctionner les organes, envoyer des signaux nerveux, etc.) va augmenter. Alors s’il est à ce point difficile de gagner de la masse musculaire, c’est peut-être une question de survie : le corps veut consommer et stocker, pas dépenser.»

Enfin, M. Tremblay indique que ce n’est habituellement pas uniquement du muscle que les athlètes prennent dans un premier temps. «Habituellement, ça va leur prendre une diète riche en calories et ça, ça fait gagner d’un peu de tout : du muscle, bien sûr, mais aussi de l’eau et des graisses. (…) Souvent, on va d’abord chercher à juste leur faire gagner du poids en premier, et ensuite on va travailler à convertir ça en muscles», dit-il.

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Dix milliards de générations avant nous

SCIENCE AU QUOTIDIEN / Dans le livre de David Suzuki L'Équilibre sacré, il est mentionné : «toutes les formes de vie présentes aujourd’hui sur la planète descendent d’une même cellule, née dans les océans voilà peut-être 3,8 milliards d’années». Je trouve cette information vraiment extraordinaire. J’aimerais savoir si elle est acceptée par tous les scientifiques du domaine. Pourriez-m’en dire un peu plus ?», demande Daniel Mercier.

Si l’on remonte dans le temps, on finira par arriver à l’époque où les premiers Homo sapiens modernes sont apparus, il y a environ 150 000 ans. Tous les humains actuels, absolument tous, descendent de cette petite population qui vivait en Afrique — c’est ce que l’on nomme notre «dernier ancêtre commun», ou DAC pour faire court. Si l’on remonte encore plus loin, on tombe éventuellement sur un ancêtre commun non seulement à toute l’humanité mais aussi au chimpanzé, soit un primate qui vivait il y a 6 à 7 millions d’années. Encore un peu plus loin, à environ 8 millions d’années (Ma) avant nos jours, et on arrive à un ancêtre commun à l’humanité, au chimpanzé et au gorille [https://go.nature.com/34hhmxR].

Et ainsi de suite : plus on remonte dans le passé, plus la «famille» s’agrandit. À 100 millions d’années avant aujourd’hui, par exemple, vivait un petit animal semblable aux rongeurs actuels duquel descendent tous les mammifères [https://go.nature.com/2WsAkyO]. Plus loin encore dans le passé, on finit par obtenir un «arbre généalogique» qui inclut tous les animaux, poissons et invertébrés inclus. Et pour tout dire, nous avons aussi un DAC (il y a 1,5 à 2 milliards d’années) avec toutes les plantes et les champignons puisque nos cellules partagent plusieurs caractéristiques avec les leurs — noyau cellulaire où est conservé l’ADN, un cytosquelette qui sert de «charpente» à la cellule, ainsi que différentes structures spécialisées qui remplissent des tâches semblables tant chez les plantes que chez les animaux. Ensemble, ces êtres forment une immense famille appelée eukaryotes, du grec «vrai noyau».

On connaît seulement deux autres «grandes familles» de la sorte sur Terre : les bactéries et les archées (des unicellulaires qu’on a longtemps rangés avec les bactéries mais qui sont en réalité très, très différents). Toutes les formes de vie connues appartiennent à l’un ou l’autre de ces trois ensembles. Et oui, les scientifiques pensent que malgré leurs énormes différences, toutes ces formes de vie partagent bel et bien un ancêtre commun.

Une des preuves les plus fortes que nous descendons tous de la même cellule (ou de la même colonie de cellules) est le «code génétique». Les gènes, comme on l’a déjà vu dans cette rubrique, sont essentiellement des «recettes de protéine». Et une protéine, c’est une chaîne de molécules nommées acides aminés, dont il existe une vingtaine de sortes différentes. Pour que la protéine remplisse son rôle, la chaîne d’acides aminés (qui peut avoir plusieurs centaines de «maillons» de long !) doit être assemblée dans un ordre exact, faute de quoi elle n’aura pas les bonnes caractéristiques physico-chimiques.

C’est cette information (l’ordre d’assemblage des acides aminés) que les gènes conservent. Et c’est pour cette raison que l’ADN est lui aussi une molécule faite comme une chaîne.

Or que vous soyez un primate, un insecte, un arbre ou une bactérie, cette information est stockée de la même manière. La chaîne de l’ADN est toujours composée des quatre mêmes sortes de maillon, que les généticiens désignent par les premières lettres du nom chimique — soit A, C, G et T pour adénine, cytosine, guanine et thymine. D’un bout à l’autre de la vie terrestre, la cellule «lit» la chaîne de la même façon, soit trois maillons à la fois (on appelle ça des codons). De la plus humble bactérie jusqu’aux cellules humaines, les mêmes combinaisons de trois «maillons» correspondent aux mêmes acides aminés, et les mêmes combinaisons indiquent l’endroit du génome où la «recette de protéine» commence et celui où elle se termine.

Il peut y avoir plus d’une combinaison qui désigne la même chose puisque ce système permet 64 trios différents alors qu’il y a seulement 20 acides aminés (plus les codons «début» et «stop»), mais le code est essentiellement le même pour tous les êtres vivants. Par exemple, les combinaisons AAG et AAA correspondent à un acide aminé nommé lysine pour toutes les cellules — les nôtres, celles des plantes, les bactéries et archées, toutes. De même, les codons TAG, TAA et TGA signalent toujours la fin de la «recette» chez toutes les formes de vie connues.

En outre, les mécanismes par lesquels cette information est utilisée sont les mêmes dans toutes les cellules. Les organismes génétiquement modifiés (OGM) en sont d’ailleurs de belles illustrations. Par exemple, les fameuses semences de maïs «RoundUp Ready» sont conçues pour résister à un puissant herbicide, le glyphosate, qui détruit pratiquement toutes les plantes. Mais on a introduit dans le maïs OGM un gène de bactérie qui code pour une protéine qui contrecarre l’action du glyphosate — le gène en question a été découvert dans les années 1980, chez des bactéries qui vivaient dans un fossé situé à côté d’une usine de glyphosate et qui prospéraient malgré la pollution. Or même si les bactéries et les plantes sont des organismes extrêmement différents, la machinerie cellulaire du maïs est capable de lire le gène bactérien et d’en tirer une protéine.

Notons aussi qu’on a découvert une trentaine de gènes qui sont communs (dans des variantes différentes, mais quand même) à tous les organismes vivants [http://bit.ly/2q774BH], ce qui suggère aussi fortement une origine commune.

Les scientifiques ne s’entendent pas tous sur la forme que pouvait avoir ce fameux DAC universel. Était-ce vraiment une seule cellule ou une petite colonie ? Vivait-il dans des conditions extrêmes, comme proche d’une source thermale au fond des océans, ou dans des milieux plus cléments ? Ce sont des questions encore ouvertes. Mais l’existence de ce DAC universel, elle, n’est pas remise en question.

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Le matheux qui sommeille en chacun de nous

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «La plupart des gens ont de la misère à effectuer des calculs mentaux rapidement. Mais c’est un peu bizarre quand on y pense parce que dans bien des situations, comme quand on effectue un dépassement en auto au milieu du trafic, le cerveau est capable de résoudre des calculs complexes sans grande difficulté. Comment est-ce possible ?», demande André-Nicholas Desroses, de Gatineau.

Il y a en effet une foule de tâches que l’on présume simples parce que nous les effectuons rapidement et machinalement, sans trop y penser, mais qui impliquent en réalité des mathématiques beaucoup plus élaborées qu’on le croit. Quand un joueur de hockey tente une passe vers un coéquipier en mouvement, par exemple, il doit estimer le point x où «son» joueur se trouvera au temps t, et à partir de là à quelle vitesse et avec quel angle il doit envoyer la rondelle pour qu’elle arrive au point x exactement au bon moment. Pendant un match, tout ceci se passe en une fraction de seconde mais, d’un point de vue mathématique, il faut faire ce que l’on appelle du «calcul différentiel» pour y parvenir. Cela ne demande pas un génie exceptionnel, loin de là, mais ce ne sont pas des maths simples non plus. Au Québec, les étudiants ne l’apprennent qu’au cégep (pour ceux qui ont des cours de maths rendus là), certains y échouent, et dans tous les cas ce n’est pas le genre de calcul que l’on fait «dans sa tête» : il faut s’y atteler avec papier, crayon et calculette.

Le même principe vaut aussi pour un joueur de baseball qui court pour attraper une balle au vol, pour certains dépassements en voiture, et ainsi de suite. Dans l’instant, nous effectuons ces manœuvres assez aisément, un peu comme s’il y avait un mathématicien qui se cachait en chacun de nous... Enfin, oui certes, il peut nous sembler parfois que ce matheux-là est tapi très, très profondément au fond de notre inconscient, c’est vrai, mais bon, il est là quand même. Alors comment se fait-il que ce qui est (relativement) facile avec une rondelle ou une balle soit si ardu sur papier ?

C’est simplement parce que ce ne sont pas les mêmes «zones» du cerveau ou «réseaux de neurones» qui sont sollicitées, explique Shirley Fecteau, chercheuse au centre CERVO de l’Université Laval et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en neuroplasticité cognitive. «Dans un cas, c’est une tâche qui demande de jongler avec des concepts très abstraits alors que dans l’autre, c’est une tâche motrice», dit-elle.

Or ce sont surtout les lobes frontaux, à l’avant de la tête, qui sont chargés de l’abstraction. C’est principalement là, ainsi que dans la «jonction temporo-pariétale» (sur le côté de la tête, un peu vers l’arrière), que se font les calculs mentaux. La motricité, elle, est surtout prise en charge par le cervelet (complètement à l’arrière, vers le bas) et par le cortex moteur, situé sur le dessus de la tête, explique Mme Fecteau.

Attention, insiste-t-elle, ce serait une sur-simplification que de penser que chaque type de tâche est effectué uniquement «en silo» dans une ou deux zones très spécialisées. «On a longtemps parlé de l’hémisphère gauche qui s’occupe de ceci et de l’hémisphère droit qui fait cela, et de régions cérébrales spécialisées dans ceci ou dans cela, mais on sait maintenant que ce n’est pas aussi tranché que ça. De nos jours, on parle plus de réseaux parce que si, par exemple, vous voulez faire un arrêt au hockey ou un calcul mental, il y a toujours le frontal et le moteur qui vont communiquer ensemble, et qui vont communiquer aussi avec le cervelet. Alors c’est toute une cascade d’événements qui se passe. Vous avez des gens qui font un AVC et qui ont des dommages au cerveau, avec perte de certaines fonctions, mais par la suite il y a toujours des régions autour de la lésion et dans l’autre hémisphère qui vont essayer de prendre la relève, alors ça fonctionne vraiment plus en réseaux que comme une série de zones spécialisées qui ne se parlent pas», explique Mme Fecteau.

Mais il demeure quand même que le calcul mental implique davantage les lobes frontaux que le reste du cerveau, et que la motricité se passe plus dans le cortex moteur et le cervelet. Et comme chaque personne a des forces et des faiblesses, il est entièrement possible et naturel d’exceller dans l’un et d’être assez médiocre dans l’autre.

Cela dit, la moyenne des ours a généralement plus de difficulté avec le calcul mental qu’avec le moteur, et il peut y avoir des raisons pour cela. D’abord, dit Mme Fecteau, «les régions frontales sont parmi les dernières parties du cerveau qui se développent, en moyenne vers l’âge de 21 ans. Alors les habiletés qui viennent avec s’apprennent sur le tard, comparé aux habiletés motrices que l’on peut pratiquer dès l’enfance».

Autre différence majeure : quand on fait une passe ou qu’on attrape une balle, on ne fait pas le calcul différentiel à proprement parler. C’est plutôt qu’à force de pratique, le cerveau finit par trouver la bonne solution par essais et erreurs, et il peut ensuite reproduire la solution (en l’ajustant) pendant les matches. «C’est un peu comme quand on doit ouvrir un cadenas dont on n’a pas fait la combine depuis longtemps, ou quand il faut se rappeler d’un vieux numéro de téléphone, illustre Mme Fecteau. On serait incapable de dire les chiffres à voix haute, mais finalement les doigts vont se faire aller et c’est comme ça qu’on va s’en rappeler. C’est un peu la même chose qui se passe quand on fait des passes ou des arrêts : même si ce sont des tâches difficiles, il y en a une partie qui va s’automatiser avec le temps, alors que quand il s’agit de calcul mental, il faut le faire pour vrai parce que ce n’est pas une chose qui va s’automatiser pour M. et Mme Tout-le-Monde.»

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Ce sondage est-il fiable?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «La campagne électorale fédérale approche à grands pas et nous serons bientôt submergés de résultats de sondages. Pour m’attarder souvent aux détails de leur méthodologie, j’ai remarqué que si certains les expliquent clairement (méthode, marge d’erreur, etc.), d’autres se contentent de nous informer que l’échantillonnage était «non probabiliste». Alors comment faire pour savoir si un sondage est vraiment fiable?», demande Serge Rivard, de Québec.

De manière générale, oui, les sondages sont fiables. La revue savante Nature – Human Behaviour a publié récemment une étude basée sur quelque 30 000 sondages électoraux dans 45 pays entre 1942 et  2017. Elle a trouvé une erreur moyenne de 2 points de pourcentage pour les sondages réalisés à une semaine ou moins du scrutin, et conclu que «de temps à autre les sondeurs se trompent, ce qui les place sous les projecteurs [...mais en bout de ligne] nous n’avons trouvé aucun signe supportant l’idée d’une crise de fiabilité des sondages».

Cela dit, il en va de ces coups de sonde comme du reste des réalisations humaines : ils sont imparfaits. Un sondage, d’abord, consiste à interviewer un groupe relativement peu nombreux de gens (généralement autour de 1000) afin d’estimer l’opinion de toute une société (des millions, voire des dizaines ou des centaines de millions). En soi, c’est toujours un brin périlleux, puisque les chances pour que ces quelque 1000 personnes représentent de manière parfaitement exacte la société entière sont minces. Mais d’un autre côté, on sait aussi qu’il y a peu de chances pour qu’elles s’en écartent beaucoup. D’où l’idée de la «marge d’erreur», rendue par la célèbre formule «précis à plus ou moins 3 % 19 fois sur 20». Cela signifie que si le parti X obtient 38 % des intentions de vote dans l’échantillon, alors il y a 19 chances sur 20 pour que ses «vrais» appuis dans la population tombent dans une fourchette de ± 3 %, soit quelque part entre 35 et 41 %.

Cela implique, évidemment, qu’il reste toujours 1 chance sur 20 pour que le sondage s’écarte de la «vérité» par plus de 3 %. Ce peut être 4 %, ou 6 %, ou même en principe plus de 10 %, même si c’est extrêmement improbable. Mais cela nous donne déjà un premier indice de fiabilité : est-ce que les résultats sont en ligne avec ce que d’autres sondages récents ont montré ? Si oui, c’est bon signe. Mais si les chiffres sont très différents, cela peut vouloir dire de deux choses l’une. Ou bien l’opinion publique vient de subir un changement rapide (c’est rare, mais ça arrive). Ou bien on a affaire à «la 20fois sur 20», pour ainsi dire. Il vaut mieux alors attendre que d’autres sondages viennent confirmer (ou infirmer) la nouvelle tendance.

Ce qui nous mène un autre indice de fiabilité : les dates d’échantillonnage. Un sondage, c’est comme une photo, ça montre ce qui était là à un moment donné, puis ça ne bouge plus. Alors plus l’échantillonnage remonte à loin dans le passé, plus fort est le risque que l’opinion publique ait changé et que ses résultats ne soient plus valides.

Il y a par ailleurs moyen de réduire la marge d’erreur, remarquez : par la taille de l’échantillon (qui est un troisième indice de fiabilité). Plus il est grand, et plus la marge d’erreur diminue — mais cela finit par coûter cher. Autour de 1000 personnes, elle est d’environ 3 % ; pour l’abaisser à 2 %, il faut interviewer près de 2500 personnes; et pour atteindre 1 %, l’échantillon doit dépasser les 9500. Inversement, à 500 personnes, elle est d’environ 4,4% et de 7% à 200. C’est pourquoi il faut toujours se méfier des «sous-échantillons» — comme les intentions de vote au Québec dans un sondage pan-canadien.

Maintenant, plusieurs firmes ont commencé à faire leurs sondages au moyens de «panels web». Elles se constituent des groupes de quelques dizaines (voire centaines) de milliers de gens afin d’avoir un bassin de répondants plus faciles et économiques à joindre et interviewer que les sondages «classiques». Ces sondeurs s’arrangent pour que leurs panels ressemblent autant que possible à la population en général (même distribution des sexes, des groupes d’âge, des revenus, etc.), mais il reste que procéder de cette manière ne donne pas un échantillon aléatoire (ou «probabiliste») au sens strict parce que les répondants ne sont pas «pigés» parmi la population en général comme dans un sondage téléphonique. Ils viennent d’un sous-groupe relativement restreint.

Or les équations qui servent à calculer les marges d’erreur présument que l’échantillon est probabiliste — elles ne s’appliquent pas autrement. C’est la raison pour laquelle certains sondages sont publiés sans marge d’erreur. D’un point de vue purement mathématique, c’est la bonne chose à faire, mais je crois que cela prive le public d’un élément d’information important : il y a forcément une marge dans les résultats des panels web. Si un de ces panels accorde, disons, 37 % des intentions de vote au parti X, cela ne signifie pas que celui-ci a exactement 37 % d’appuis dans la population en général, mais bien autour de 37 %.

À cet égard, j’aime bien la formule employée par Léger Marketing, qui calcule une marge malgré tout : «un échantillon de cette taille aurait eu une marge d’erreur de x si l'échantillon avait été probabiliste». Des statisticiens à qui j’en ai parlé dans le passé voient ça comme un pis aller, puisque l’idéal serait de travailler avec des échantillons véritablement aléatoires, mais bon, ça reste quand même «moins pire», plus informatif que de ne rien dire.

Maintenant, tant qu’à être dedans, disons un mot sur les méthodes d’échantillonnage. Hormis les panels web et le bon vieux téléphone, les sondeurs procèdent aussi souvent par appels automatisés (l’entrevue se fait au téléphone mais le questionnaire est administré par un robot). Il n’est pas clair que l’une ou l’autre de ces méthodes est vraiment meilleure que les autres — après tout, il y a bien des façons de faire un mauvais sondage, comme des questions biaisées, une mauvaise pondération, une répartition erronée des indécis, etc. À cet égard, il est assez parlant de voir que le célèbre site d’agrégation de sondage et de prédictions électorales FiveThirtyEight, du statisticien américain Nate Silver, a donné la même note de F et cessés d’utiliser les sondages des maisons TCJ Research, qui ne fait que des appels robotisés, et Strategic Vision LLC, qui ne procède que par appels avec téléphonistes.

Mais quand même, comme il n’y a rien de parfait, toute méthode peut introduire des biais. Lors de la présidentielle de 2016, les appels automatisés ont un peu mieux fait que les autres méthodes, se trompant en moyenne par 2,8 points contre 3,2 à 3,9 pour les autres, a montré un «post-mortem» rédigé par des experts (p. 15 / 39). Cependant, FiveThirtyEight a trouvé qu’à plus long terme, les appels «en personne» semblent faire légèrement mieux que les autres, dans la mesure où ils incluent des numéros de cellulaires. Mais la différence est mince et dans ses modèles, M. Silver ne leur accorde qu’un «bonus modeste».

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Génétique : le grand casse-tête

SCIENCE AU QUOTIDIEN / Les Américains ont lancé le Human Genome Project en 1990 afin de décrypter l’ADN humain. Ils y sont parvenus en 2003, ce qui a permis quelques percées du côté des maladies reliées à un seul gène. On nous a alors dit que pour les maladies plus complexes, comme le cancer ou la schizophrénie, cela prendrait «plus de temps». Or cela fait 16 ans maintenant et le coût du décryptage a fortement diminué, alors pourquoi est-il toujours si difficile d’isoler le ou les gènes responsables de ces «maladies complexes» ?», demande Pierre Sénécal, de Québec.

«Ça a quand même aidé, dans plusieurs cas, à découvrir de nouveaux médicaments parce que ça nous a permis de cibler des mécanismes. (…) La génomique est et restera utile, mais pour différentes raisons, comme les niveaux de complexité sur le phénotype [le «produit final» des gènes et de l’environnement, ndlr], c’est certain que les promesses de la génomique d’il y a 35 ou 40 ans n’ont pas encore été transférées à ces maladies complexes là, qui sont les plus coûteuses et les plus prévalentes», dit Dr Michel Maziade, psychiatre et chercheur au centre CERVO de l’Université Laval.

La première de ces raisons est la complexité du génome humain lui-même. Les estimés «classiques» parlaient jusqu’à récemment de 20 000 à 25 000 gènes, mais des travaux les plus récents ont réduit cette fourchette à 19-22 000 [https://go.nature.com/2yuU75L]. Le simple fait que l’on ne s’entende toujours pas sur le nombre exact de gènes que possède l’être humain donne déjà une idée de la complexité de la chose. En outre, chacun de ces quelque 20 000 gènes peut remplir un ou plusieurs rôles différents, et ils peuvent s’influencer les uns les autres. «Ces gènes sont ensuite traduits en protéines [ndlr : l’ADN ne sert à rien d’autre qu’à conserver de l’information pour assembler des protéines] et ça aussi, c’est d’une grande complexité aussi (…), la même mutation dans un gène peut donner 2, 3 ou même 15 protéines différentes», dit Dr Maziade.

Et encore, les gènes à proprement parler ne représentent qu’environ 1 % de notre génome. Les 99% restants, l’«ADN non codant», remplissent des fonctions dans la régulation des gènes et leur transcription en protéines, mais leurs rôles ne sont pas encore bien compris. Bref, s’il est vrai qu’il y a plus de 15 ans qu’on «lit» le génome humain, cela ne signifie pas qu’on devrait tout comprendre aujourd’hui. Cela veut simplement dire qu’on a ouvert un champ de recherche d’une complexité inouïe et qu’il faut encore se donner du temps — beaucoup de temps.

De plus, dans le cas d’afflictions comme les cancers, la schizophrénie, etc., la complexité de la maladie elle-même vient d’ajouter par-dessus. Elles sont en effet causées par des longues listes de facteurs possibles (nombreux gènes impliqués, facteurs environnementaux, habitudes de vie, etc.) pouvant varier d’un individu à l’autre, même si les symptômes sont les mêmes. Alors dans ces cas-là, par définition, même si on connaissait la génétique parfaitement (ce qui n’est pas le cas), celle-ci ne pourrait pas constituer plus qu’un morceau du casse-tête.

Prenons le cas de la schizophrénie, par exemple. «Il y a quelques centaines de gènes connus pour avoir une influence, dit Dr Maziade. Si on prend un score combiné pour ces quelque 200 mutations, c’est nettement associé à la maladie [mais cela ne fait pas une différence énorme]. Le risque de la maladie est de 1% dans la population en général, et de 1,5% chez les enfants porteurs. Donc ce n’est même pas assez puissant pour servir d’outil diagnostic». Et encore, ajoute-t-il, ce score de risque chevauche en grande partie celui de la dépression, des troubles anxieux grave et du trouble bipolaire, si bien qu’il n’est pas très spécifique.

Il faut dire qu’en ce qui concerne la maladie mentale, il y a encore une autre couche de difficulté qui vient s’ajouter aux autres : la «boîte noire» impénétrable qu’a longtemps constituée le cerveau vivant. La psychiatrie a historiquement dû se contenter d’étudier le comportement des patients (donc les «symptômes») et le cerveau de gens décédés. Cela a permis d’identifier la fonction de plusieurs zones du cerveau, mais il bien des troubles mentaux (dont possiblement la schizophrénie) ne sont pas causés par le mauvais développement de telle ou telle partie du cerveau, mais par la mauvaise communication entre ces zones. Cela demande donc d’étudier le cerveau vivant, en pleine action, ce qui était autrefois impossible — et même en 2019, ce n’est toujours pas facile.

Encore de nos jours dans le DSM-5 (manuel diagnostic le plus utilisé en psychiatrie), la définition des maladies mentales est basée sur les symptômes, et non sur ses causes. C’est un peu comme si, en santé physique, on appelait une maladie «la toux» sans égard au fait qu’elle soit causée par une bactérie, un virus, un irritant comme la cigarette, un cancer, etc. Ce n’est pas de la faute de la génétique si cet aspect de la psychiatrie n’est pas encore bien connu.

Enfin, mentionnons que pour ces maladies complexes, mentales comme physiques, les facteurs environnementaux forment eux aussi un enchevêtrement qu’il n’est pas nécessairement plus facile à démêler que le rôle des gènes. «On sait par nos études familiales et de jumeaux que les gènes doivent être là pour que la maladie apparaisse, mais qu’ils ne sont pas suffisants, explique Dr Maziade. Il faut qu’il y ait des facteurs d’adversité environnementale, qu’ils soient infectieux ou psychosociaux, dont on ignore les timings dans la trajectoire [ndlr : un même stresseur peut avoir des résultats complètement différent selon qu’il survient in utero, à 2 ans, 15 ans, etc.], mais qui viennent déclencher la vulnérabilité due aux gènes.»

C’est d’ailleurs justement ce qui donne espoir à Dr Maziade : la recherche psychiatrique a jusqu’à présent surtout étudié des patients chez qui la maladie est déjà déclarée, et qui ont derrière eux des années, sinon des décennies de médication. On n’a encore peu fait de grandes études longitudinales où l’on suivrait les enfants provenant de familles où il y a des cas de schizophrénie, et qui sont donc plus à risque. Il y a peut-être là des clefs importantes pour comprendre le développement de la maladie — et pour la prévenir, espère-t-il.

Mais, encore une fois, ce problème-là ne fait qu’illustrer de nouveau que la génétique n’est qu’un «morceau de puzzle». Certains savants (et médias) ont fait miroiter d’énormes espoirs dans les années 2000, et il y a certainement des raisons d’espérer que des percées en génétique vont nous aider à comprendre et traiter ces maladies complexes. Mais il ne faut juste pas espérer qu’un seul ou quelques «morceaux» vont résoudre le casse-tête au complet.

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Un peu de chimie dans... le spa

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Comme plusieurs autres, j’ai acheté l’année dernière un spa au brome avec le système In-Clear. Or j’apprends cette année que le gouvernement interdit maintenant le brome car il serait potentiellement cancérigène. Pourriez-vous m’expliquer en quoi c’est cancérigène et est-ce que je dois me départir de mon spa ? Autrement, est-ce que je peux m’en servir d’une façon sécuritaire et comment ?», demande Pierre Douville, de Cap-Rouge.

Le brome fait partie de la «famille» d’éléments chimiques des halogènes, avec le chlore, le fluor, l’iode et l’astate. Il ne réagit pas aussi agressivement que le fluor et le chlore, mais il figure quand même parmi les éléments les plus réactifs du tableau périodique. Tellement, en fait, que le brome ne se trouve jamais sous une forme «pure» (Br2) dans la nature : on le voit uniquement dans des composés, avec d’autres atomes. On peut toutefois en produire du brome «pur» de plusieurs manières, dont l’électrolyse, qui consiste à exposer une molécule contenant du brome à un léger courant électrique. La molécule s’en trouve «brisée» et le brome, libéré.

C’est ce qui est fait dans les systèmes d’assainissement des eaux de piscine et de spa comme celui de M. Douville, qui fait l’électrolyse du bromure de sodium (NaBr). Comme le brome est un «javellisant» au même titre que le chlore, il est lui aussi efficace pour tuer les germes. Et de la même manière, il peut également être un irritant pour les yeux et pour la peau.

Comme l’indique M. Douville, Santé Canada a effectivement rendu une décision au sujet du bromure de sodium l’automne dernier [http://bit.ly/312xTUX]. Le ministère est tenu par la loi de réévaluer à tous les 15 ans ses autorisations pour tous les «produits antiparasitaires», et cette échéance était arrivée pour le NaBr. La littérature scientifique pertinente des 15 dernières années est alors passée en revue pour voir si de nouvelles études n’auraient pas identifié des dangers que l’on ignorait quand le feu vert a été donné. «C’est ce qu’on a fait pour le NaBr, et c’est ce qui nous a fait conclure qu’il pouvait y avoir des problèmes», dit  Frédéric Bissonnette, de Santé Canada.

Il n’est pas tout à fait juste de dire que «le gouvernement interdit maintenant le brome», car la plupart de ses applications passées ont été maintenues. Ce ne sont que certains usages du NaBr qui ont été bannis — mais, oui, l’électrolyse dans les spas et piscines en fait partie.

La raison, explique M. Bissonnette, est que quand on fait l’électrolyse du bromure de sodium, les réactions voulues ne se produisent pas toujours parfaitement comme prévu et il y en a toujours une partie qui ne se transforme pas en brome, mais en «ions bromates» (BrO3-). Or les bromates sont considérés comme des «cancérigènes possibles» par le Comité international de recherche sur le cancer, un organisme relié à l’Organisation mondiale de la santé [http://bit.ly/2LLCebe].

«Je ne suis pas sûr qu’il y avait des études précisément sur les appareils dans les piscines ou les spas, les données venaient surtout d’études sur l’eau potable. (...) Certaines sources d’eau potable contiennent du bromure de manière naturelle, il y a des normes pour ça. Et dans certains cas, il y a de l’ozonation [ndlr : pour désinfecter] ou de l’exposition à des ultraviolets, et ça peut créer des bromates. (...) On a fait des extrapolations à partir de ça pour connaître les concentrations dans les spas, et ces concentrations-là étaient problématiques», explique M. Bissonnette.

C’est pour cette raison qu’en plus de retirer du marché les électrolyseurs qui produisent du brome, Santé Canada oblige maintenant les fabricants à «indiquer sur l’étiquette de tous les autres produits contenant du bromure de sodium pour piscines et spas qu’ils ne doivent pas être utilisés en association avec l’électrolyse, l’ozonation ou le rayonnement ultraviolet», lit-on dans la réévaluation.

Enfin, une autre nouvelle restriction est d’interdire l’utilisation du NaBr avec une autre substance nommée monopersulfate de potassium. «Le problème principal avec le monopersulfate, c’est que quand on s’en sert, ça prend des concentrations plus élevées de bromure de sodium dans l’eau pour que ça fonctionne bien. Et c’est au point que les concentrations de brome deviennent suffisamment élevées pour que ça crée des problèmes pour la glande thyroïde», explique M. Bissonnette.

Cette glande, comme on le sait, a une grande affinité pour l’iode, qu’elle absorbe bien et dont elle a besoin pour fonctionner correctement. Or comme le brome fait partie de la même «famille chimique» que l’iode et partagent avec lui plusieurs caractéristiques, il peut entrer (quand il est assez concentré) en compétition avec l’iode et prendre sa place dans la glande thyroïde. Quand il est utilisé avec le monopersulfate de potassium, le NaBr peut atteindre de telles concentrations, et c’est ce qui a motivé cette interdiction supplémentaire.

«Maintenant, ajoute M. Bissonnette, à la question de savoir si la personne doit se débarrasser de son spa, il faut dire qu’il y a d’autres produits qui peuvent être utilisés (...et) il y a d’autres produits à base de brome qui sont toujours permis.» Il revient au propriétaire de voir avec son détaillant ou avec le fabricant quel produit peut bien faire avec le modèle qu’il possède.

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Vous vous posez des questions sur le monde qui vous entoure ? Qu’elles concernent la physique, la biologie ou toute autre discipline, notre journaliste se fera un plaisir d’y répondre. À nos yeux, il n’existe aucune «question idiote», aucune question «trop petite» pour être intéressante ! Alors écrivez-nous à : jfcliche@lesoleil.com.

Science

On chauffe pas le dehors (mais des fois oui)

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Lors des périodes de canicule de cette année, des scientifiques ont prétendu que l’utilisation de climatiseurs résidentiels aggrave la situation en rejetant l’air chaud à l’extérieur. D’après eux, cela aurait pour conséquence d’empirer le problème des îlots de chaleur. Mais quand on songe au volume d’air qu’il y a à l’extérieur, il me semble que cette conclusion est exagérée, non ?», demande Jean-Pierre le Bel, de Rimouski.

À partir d’une certaine taille, pratiquement toutes les villes ont des secteurs où il n’y a pas d’arbres pour faire de l’ombre. Le béton, l’asphalte et d’autres matériaux du genre (souvent foncés) y dominent, et comme ils captent et emmagasinent plus de rayonnement solaire que ne le feraient des surfaces végétales, cela augmente la température aux environs. Sans compter le fait que les végétaux peuvent rejeter des quantités étonnantes de vapeur d’eau dans les airs, vapeur qui emmène beaucoup d’énergie (lire : «de chaleur») avec elle. L’effet est très local, mais il peut être considérable : s’il tourne généralement autour de quelques degrés, l’agence américaine de protection de l’environnement parle de différences pouvant aller jusqu’à 12°C. Dans des cas extrêmes, des écarts de près de 15°C sur à peine 500 mètres de distance ont déjà été documentés à Montréal (pdf, p. 104/144).

Maintenant, les climatiseurs fonctionnent essentiellement comme des réfrigérateurs : ils ne détruisent pas de chaleur ni ne créent de fraîcheur (deux choses physiquement impossibles de toute manière), mais ils absorbent de la chaleur à l’intérieur et la libèrent dehors. Cela demande bien sûr de l'énergie, et la consommation d'électricité que cela implique produit une certaine quantité de chaleur. Alors d’un point de vue strictement mathématique, il est certain que cela ne peut qu'augmenter la température ambiante, ne serait-ce que de manière infinitésimale. La question est : est-ce suffisant pour être ressenti, ou à tout le moins mesuré ?

Et il semble que la réponse soit quelque chose comme «plutôt oui». Il existe plusieurs études à ce sujet, qui sont surtout des modélisations puisqu’on ne peut pas, dans la «vraie vie», reproduire deux fois la même météo dans une ville donnée, avec et sans air climatisé. Mais leurs résultats se recoupent à plusieurs égards.

D’abord, elles trouvent toutes que le «réchauffement» causé par les systèmes d’air climatisés survient surtout la nuit. Pendant le jour, la météo est dominée par le rayonnement solaire. D’après cet article d’une équipe française qui a examiné le cas de Paris, cela s’explique par le fait que la «couche limite» de l’atmosphère (celle qui est directement influencée par le sol) est beaucoup plus haute pendant le jour que pendant la nuit (2300 mètres contre 250 mètres d’altitude dans l’article) et qu’il y a plus de brassage atmosphérique durant le jour. La nuit, le volume d’air influencé par ce qui se passe au sol est donc réduit et il est plus calme. Cela signifie que la chaleur relâchée par les climatiseurs a plus tendance à rester au même endroit, ce qui amplifie son effet.

Ensuite, ces travaux concluent tous à un effet de la même amplitude, ou presque. L’étude parisienne indique que les climatiseurs font une différence de 0,5 à 1°C sur la température ressentie dans la rue (la nuit). Cette autre étude, qui portait sur la région de Phoenix, arrive elle aussi à un écart de 0,5 à 1°C dans ses simulations les plus réalistes. Cette dernière cite également plusieurs autres recherches qui arrivent à des résultats comparables.

Maintenant, est-ce beaucoup ? Est-ce peu ? Le mathématicien Francisco Salamanca, auteur principal de l’étude sur Phoenix, parle d’«un rôle important qui exacerbe les îlots de chaleur urbains nocturnes». Cependant, son article indique aussi que les différences de températures entre les zones urbaines et rurales de la région de Phoenix atteignent jusqu’à 5 à 7 °C — si bien que les 0,5 à 1°C de chaleur rejetée par les climatiseurs n’en représentent pas une grosse partie. Ce qui n’est pas très étonnant, puisque la liste des principales causes des îlots de chaleur (surfaces asphaltées/bétonnées, absence de végétaux, etc.) est essentiellement la même chez toutes les sources scientifiques et gouvernementales, et elle ne mentionne presque jamais la chaleur déplacée par les systèmes de climatisation. Celle-ci serait donc un facteur, mais pas parmi les plus déterminants.

Du point de vue du réchauffement, c’est plus l’électricité que la climatisation demande qui inquiète. Dans un rapport paru l’an dernier, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) avertit que 20 % de l’énergie consommée par les bâtiments de la planète est consacrée à les rafraîchir, et que cette consommation est appelée à tripler d’ici 2050 ; elle égalerait alors la demande totale en électricité de la Chine d’aujourd’hui !

Comme beaucoup de pays produisent une grande partie de leur électricité en brûlant du gaz naturel ou du charbon, c’est appelé à devenir un fort contributeur au réchauffement planétaire, ce qui fait dire à l’AIE que «la climatisation représente un mur dans lequel le monde se dirige» (cooling crunch). Notons cependant que cette règle générale ne s’applique pas bien au Québec, qui tire presque toute son électricité de source hydraulique.

Science

Les «aimants» à moustiques

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Il y a longtemps que je me pose cette question : pourquoi certaines personnes se font piquer sans cesse par des maringouins et d'autres pas du tout, ou presque ? Il suffit que je sorte quelques minutes dans mon jardin et, déjà, j’ai quelques piqûres, alors que mon conjoint, lui, les maringouins lui tournent autour mais ne le piquent jamais. Nous avons fait une petite recherche sur le sujet mais n’avons pas trouvé grand-chose de concret», demande Sophie Lemarier, de Gatineau.

Contrairement à ce qu’on pourrait penser, les moustiques ne se nourrissent pas de sang, en général. Leur appareil buccal est plutôt fait pour aspirer la sève des plantes et le nectar des fleurs. Oui oui, comme les jolis papillons, les sympathiques abeilles, les pucerons mignons et tant d’autres espèces dont les noms ne sont jamais maudits avec autant de régularité et de hargne.

La différence, c’est que chez le maringouin, la femelle a besoin d’une diète riche en protéines pour fabriquer ses œufs, et c’est dans ce but qu’elle suce le sang des autres animaux. Ce ne sont pas tous les moustiques qui «s’intéressent» aux humains, remarquez bien, mais sur les 52 espèces présentes au Québec, une trentaine nous piquent, selon le site de la Société d’entomologie du Québec [http://bit.ly/2JINXUy]. Alors on peut dire qu’on fait «notre grosse part», mettons…

C’est par une série d’indices que les moustiques femelles trouvent leur chemin jusqu’à nous, d’après la SEQ et un (excellent) résumé paru récemment sur le site de l’Office for Science and Society (OSS) de l’Université McGill [http://bit.ly/2xKZPA0]. Les mouvements et la forme du corps en feraient partie, de même que la traînée de gaz carbonique (CO2) que nous laissons derrière nous en respirant. La peau et la sueur contiennent également des composés, notamment des acides lactiques, qui attirent les moustiques — lesquels sont aussi sensibles à la chaleur de notre corps. C’est par les antennes que la femelle perçoit ces odeurs.

(Précisons ici que les antennes des moustiques mâles ne sont pas équipées pour détecter nos odeurs, mais plutôt pour entendre les battements d’ailes des femelles et capter leurs phéromones, en vue de l’accouplement.)

Mais cela ne répond pas vraiment à la question de Mme Lemarier : tout le monde exhale du CO2, tout le monde sue (encore que pas tous également, mais bon), tout le monde émet de la chaleur. Alors pourquoi certaines personnes seraient plus «tentantes» pour les maringouins ?

Ça n’est pas encore compris de manière précise et complète. Il faut dire que la «recette» de l’odeur humaine est faite de plus de 300 composés différents, ce qui ne simplifie rien. Mais la génétique semble être impliquée. Dans une étude récente [http://bit.ly/2XHwJfi], des chercheurs ont conçu une cage à moustiques menant à un tunnel en «Y». Au bout de chacune des deux branches du «Y» se trouvait un endroit où un humain pouvait glisser la main (protégée par un moustiquaire), et une quarantaine de paires de jumeaux ont accepté de se prêter au jeu. Pendant qu’un jumeau se plaçait la main dans une branche du «Y», l’autre faisait pareil dans l’autre branche, afin de voir si les moustiques allaient préférer l’un ou l’autre.

Résultats : les jumeaux identiques (qui ont exactement les mêmes gènes) attiraient les piqueurs de manière assez égale alors que pour les jumeaux fraternels (qui ne sont pas plus «pareils» que des frères et sœurs), les moustiques montraient souvent une préférence claire et constante pour un des deux. L’étude a conclu qu’environ 67 % de la différence était génétique.

L’article ne dit pas quels gènes sont impliqués, cependant, ni par quels mécanismes ils peuvent attirer les moustiques, à part en influençant notre odeur corporelle. Mais dans un commentaire à son sujet [http://bit.ly/2xJvEcr], le chercheur britannique Tim Spector, qui n’avait pas participé à cette étude, propose deux mécanismes possibles. D’abord, il confirme que des recherches (dont les siennes) ont montré que la génétique a un effet sur nos odeurs — en tout cas, celle de nos aisselles. Il est donc bien possible que certaines personnes possèdent des variantes de gènes qui rendent leurs senteurs plus ou moins attirantes pour les maringouins.

Et ensuite, d’autres gènes ont une influence sur la flore bactérienne qui vit sur notre peau et qui «sont aussi responsables d’une bonne partie de nos odeurs. Même en se lavant les mains, nous ne sommes pas capables de nous en débarrasser», écrit M. Spector. Ce qui fait donc une deuxième manière dont les gènes peuvent nous transformer en aimants à moustiques (ou en repoussoirs, pour les chanceux).

Mentionnons une dernière chose, pour finir : non seulement y a-t-il plusieurs facteurs humains qui sont impliqués, mais ce que nous appelons «moustiques» recouvre en fait des dizaines d’espèces différentes (juste au Québec, parce qu’il y en a 3000 dans le monde) qui ne sont pas toutes attirées exactement par les mêmes choses, même si certaines se recoupent. Certaines ignorent complètement les humains, et parmi la trentaine qui nous piquent, toutes n’ont pas les mêmes comportements et préférences. Comme l’écrit Ada McVean, de l’OSS, certaines espèces de moustiques sont plus actives le soir, d’autres pendant le jour, d’autres en début de saison, d’autres quelques semaines plus tard, etc. Et, ajoute M. Spector, il y en a qui sont plus attirées par l’odeur de nos mains et de nos pieds, et il y en a qui préfèrent d’autres parties de notre corps.

Bref, cela ajoute une couche de complexité supplémentaire à l’histoire : selon le moment de la journée ou de l’été, et selon les espèces de moustiques présentes, les «aimants» ne seront pas forcément toujours les mêmes.

Science

Quand vieillesse rime avec fatigue...

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Pourquoi le corps finit-il par avoir moins d’énergie quand on vieillit? Pourtant, nous mangeons pratiquement autant qu’avant et nous dépensons moins puisque nous avons moins d’activités, mais nous nous sentons quand même plus fatigués!», demande Denis Tremblay, de Chicoutimi.

En 1990, des chercheurs israéliens ont commencé à suivre environ 1000 personnes âgées nées en 1920-21, puis les ont rencontrées de nouveau après 6-8 ans et 12-15 ans. Au départ, à 70 ans, 29% d’entre elles rapportaient de la fatigue; à 78 ans, cette proportion était passée à 53 %; et autour de 85 ans, c’était plus des deux tiers, à 68 % [http://bit.ly/328LxHo].

Bien entendu, cela n'a rien de très étonnant, dit Pierrette Gaudreau, chercheuse au département de médecine de l’Université de Montréal et co-directrice du Réseau québécois de recherche sur le vieillissement. «Il y a plusieurs raisons à ça, dit-elle. Le vieillissement, on pourrait résumer ça par l'usure graduelle des cellules, des tissus et des organes. Dans un monde idéal, on voudrait que tout vieillisse à la même vitesse de manière à ce qu’on reste très bien pendant longtemps et qu’on n’ait pas plusieurs années d’incapacité avant de décéder. Mais ce n'est pas ce qui se passe dans la réalité.»

Parmi les facteurs — autres que la maladie ou un âge vraiment très avancé, s’entend — qui peuvent causer de la fatigue chez des personnes âgées par ailleurs en assez bonne santé, il y a une réduction de la «puissance hormonale», illustre Mme Gaudreau. «À partir de 30 ou 35 ans, on perd environ la moitié de cette puissance à chaque décennie, si bien que les “pics“ de sécrétion hormonale à 80 ans sont tout petits par rapport à quand on a 30 ans».

C’est le cas, notamment, pour la production de l’«hormone de croissance», dont le corps a évidemment besoin pour se développer pendant l’enfance, mais que nous continuons à sécréter pendant tout le reste de la vie parce que l’organisme s’en sert pour «l’entretien», si l’on veut (remplacer les vieilles cellules et les vieux tissus, maintenir le corps en bon état de marche, etc.). Il s’agit d’une hormone dite «anabolisante», qui favorise la prolifération et la différenciation des cellules ainsi que la fabrication de muscles, et qui réduit l’adiposité. Avec l’âge, on en fabrique de moins en moins, ce qui explique en partie pourquoi on perd des muscles et gagne des graisses en vieillissant, et «c’est sûr que ça va avoir un effet sur la force et sur la fatigue, même si ça n’explique pas tout», dit Mme Gaudreau.

Une autre cause possible de la fatigue qui vient avec l’âge est la réduction de la production des hormones thyroïdiennes. «Ce sont des hormones très importantes qui régulent le métabolisme de base [ndlr : grosso modo, la puissance à laquelle le corps «carbure»]. Chez certaines personnes qui en sécrètent trop, c’est comme si elles étaient en phase manie, elles sont très actives. À l’inverse, quand on n’en sécrète pas assez, ce sont d’autres symptômes qui vont apparaître, comme la fatigue, la perte d’appétit, etc. Des fois, dans le bureau du gériatre ou du médecin de famille, ces symptômes-là peuvent être confondus avec la déprime», explique Mme Gaudreau.

Dans tous les cas, tient-elle à souligner, «on parle ici de gens qui seraient autour de 60 ou 65 ans. Parce que c’est sûr que si on parle de quelqu’un qui a 90 ans, on n’est pas du tout dans le même genre de clientèle. À ce moment-là, c’est vraiment l’usure générale de l’organisme qui fait qu’on a moins de capacité, moins d’endurance».

Et il y a d’autres facteurs, bien sûr, que les hormones — et même d’autres facteurs que la vieillesse elle-même — qui peuvent causer de la fatigue. Par exemple, tant l’étude israélienne qu’une autre étude du même type, menée aux États-Unis et publiée en 2008 dans le Journal of Gerontology [http://bit.ly/2RWOK88], ont trouvé que la solitude est associée à la fatigue chez les personnes âgées, que les femmes rapportent plus de fatigue que les hommes, que ceux qui font plus d’activité physique se disent moins fatigués, etc.

Les deux études, notons-le, ont également trouvé que la fatigue vient aussi avec un risque de mortalité plus élevé. Dans l’article américain, par exemple, la mortalité était de 31 % après six ans chez les «fatigués», contre 22 % chez les autres.

Cela peut paraître un peu décourageant, évidemment, mais Mme Gaudreau souligne qu’il y a aussi un bon côté à tout ceci : cette fatigue n’est pas entièrement une fatalité, on peut la réduire ou la retarder pour la peine avec un bon programme d’exercice physique.

«Si on fait un exercice régulier et systématique, dit-elle, on peut revenir à état un peu plus jeune, d’un point de vue hormonal. Ça ne fait pas de miracle et il faut s’y mettre sérieusement pour y parvenir, mais des études ont montré qu’avec un programme d’exercice bien contrôlé, disons trois sessions entraînement d’une heure par semaine, on avait des bonnes réponses.

«Par exemple, illustre-t-elle, dans des recherches récentes que j’ai faites avec une collègue de l’UQAM, Dre Mylène Aubertin-Leheudre, on a soumis des personnes âgées avec embonpoint ou obésité à un régime d’exercice physique de haute intensité, mais de courte durée — parce que pour des gens qui ne sont pas habitués à faire de l’exercice, c’est plus motivant d’en faire pour de courtes périodes à la fois. Alors on a regardé les marqueurs de la fonction somatotrope [ndlr : la production d’hormone de croissance, grosso modo], et on a mesuré une augmentation pour un bon nombre de participants.»

Ces régimes d’entraînement ne sont pas nécessairement indiqués pour toutes les personnes âgées — cela dépend de l'état de santé de chacune. Il vaut mieux en parler à son médecin avant de s’y mettre.

Science

Les œufs de poules «urbaines» sont-ils sains ?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Avec le nombre grandissant d’élevages de poules en milieu urbain, on trouve à peu près toujours quelqu’un dans son entourage ou au travail qui vend des œufs. Mais sont-ils aussi salubres que les œufs qui passent le processus «officiel» d’inspection ? Y a-t-il un danger pour la santé à consommer des œufs de poules élevées par Monsieur et Madame Tout-le-Monde ?», demande Denis Corriveau, de Nicolet.

L’idée souvent énoncée que «le risque zéro n’existe pas» est, je pense, une des rares vérités à peu près universelles en ce bas monde. En principe, il y a toujours un risque à consommer des œufs, quelle que soit leur origine, comme il y en un a à ingérer n’importe quel autre type de nourriture, d’ailleurs. C’est juste que si on arrête complètement de manger, disons que ce qui suit n’est pas un risque, mais une fatalité…

Dans le cas des œufs, ce sont surtout des bactéries de la «famille» des salmonelles qui peuvent causer problème. Car si le jaune d’œuf est nourrissant pour un embryon, il peut l’être aussi pour des colonies bactériennes, qui peuvent atteindre des concentrations dangereuses. En général, une salmonellose s’apparente à une bonne gastroentérite, mais pour les gens plus vulnérables comme les jeunes enfants et les personnes âgées, cela peut entraîner des complications allant (rarement, mais quand même) jusqu’à la mort.

Il n’est pas facile, notons-le, pour un microbe de passer à travers la coquille d’un œuf. Pas facile du tout, même. La coquille est d’abord recouverte d’une membrane qui empêche la contamination. La coquille elle-même est une barrière supplémentaire, bien qu’elle soit toujours un peu poreuse. L’intérieur de ladite coquille est également tapissée d’une seconde membrane protectrice. Le blanc d’œuf, ensuite, est un milieu alcalin qui n’est pas propice à la croissance bactérienne, en plus d’avoir une consistance qui freine la progression d’éventuelles bactéries, même mobiles. Et le jaune d’œuf (le meilleur endroit pour les bactéries) est entouré d’une troisième membrane protectrice. (Voir ici pour plus de détails : http://bit.ly/2KY18Dw)

Bref, les œufs sont équipés pour se défendre contre les microbes. Autrement, il y a longtemps qu’il n’y aurait plus de poules, car l’omniprésence des bactéries est une autre de ces rares vérités universelles en ce bas-monde.

Mais il arrive quand même que des pathogènes parviennent à se frayer un chemin jusqu’à ce «jack-pot» qu’est le jaune. Par exemple, la pondeuse peut elle-même être infectée et la bactérie peut alors arriver dans l’œuf pendant sa formation, avant que toutes les barrières ne soient formées. Même après qu’il soit pondu, l’œuf (comme n’importe quel autre corps) va changer de volume avec la température, et s’il se contracte, cela va créer une aspiration qui peut permettre à des microbes de passer à travers les pores de la coquille et d’éventuels défauts dans les membranes. Ça arrive, et il semble qu’un sous-type de salmonelle — la Salmonella enteritis — soit meilleur que les autres pathogènes pour se rendre jusqu’au jaune [http://bit.ly/2Fp3Jma].

Maintenant, est-ce que cela survient plus souvent avec des «cocos de cour arrière» qu’avec des œufs industriels, qui sont passés à travers une foule de mesure pour les aseptiser ? Ce n’est pas très clair. On a, d’une part, certaines données qui suggèrent que le risque pourrait être plus grand dans les poulaillers tenus par des «éleveurs du dimanche». Par exemple, une étude de l’université Penn State présentée en 2016 dans un congrès de médecine vétérinaire a trouvé que les œufs vendus à la ferme dans les «petits» poulaillers (moins de 3000 pondeuses, pas soumis aux mêmes normes antimicrobiennes que les autres aux États-Unis) étaient plus souvent porteurs de salmonelle que ceux des gros producteurs. Mais ça ne représentait que 2 % des points de vente [http://bit.ly/2J0MjgC] et la comparaison était loin d’être idéale pour les cours arrières où vivent seulement quelques pondeuses, et pas 3000.

De même, la Santé publique américaine (CDC) a observé une augmentation des éclosions de salmonellose liées à des poulaillers urbains depuis 2000 [http://bit.ly/31PgAaQ]. Cependant, les œufs ne sont qu’une des manières de contracter la maladie, et le fait est qu’une grande partie des conseils du CDC ne concerne pas les œufs eux-mêmes, mais la cohabitation avec la volaille — ne pas garder les oiseaux dans la maison, ne pas les serrer contre soi ou jouer avec, ne pas les bécoter, etc.

En fait, l’étude que j’ai trouvée qui répond le plus directement à la question de M. Corriveau, publiée cette année dans Zoonoses and Public Health, n’a rien trouvé d’alarmant. Elle a porté sur une cinquantaine de poulaillers «amateurs» de Boston et n’a décelé la présence de salmonelle que dans un seul d’entre eux, donc 2 % du total, ce que les auteurs décrivent comme une «prévalence faible». Et encore, il ne s’agissait pas d’une souche de salmonelle particulièrement dangereuse. Mais il faut aussi dire que cette étude-là ne portait pas sur la présence de bactéries dans les œufs, mais bien dans les poulaillers en général (excréments de poule et poussières).

Bref, il n’est pas clair que le risque d’infection à la salmonelle est plus élevé pour qui mange des «œufs urbains». Il n’est pas déraisonnable de le penser, remarquez, puisque des études ont montré que les propriétaires de poules en ville ne sont pas tous au courant des bonnes habitudes à prendre pour minimiser les risques de contamination [http://bit.ly/2XyphaA]. Mais dans tous les cas, et c’est sans doute le plus important, ici, ces risques semblent faibles.

Reste tout de même que chaque propriétaire de poulailler doit prendre une série de mesures d’hygiène (nettoyage quotidien, ramassage des œufs chaque jour, dépistage des maladies, etc.) pour s’assurer que ses œufs et ses animaux sont sains. On peut trouver une liste de ces responsabilités sur le site du ministre de l’Agriculture [http://bit.ly/2Fr3ebg], notamment.

Et pour ceux qui achètent de ces «œufs urbains», ajoutons qu’il n’y a certainement rien de criminel à poser quelques questions sur l’entretien du poulailler, sur l’expérience des «éleveurs», etc.

Science

Avez-vous vu mes moineaux?

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Ma femme et moi habitons la Pointe-de-Sainte-Foy depuis 35 ans. Chaque printemps, nous nous faisons réveiller le matin par des douzaines de corneilles qui nichent dans les grands pins. Mais cette année, silence total le matin. On voit une corneille par ci, par là, mais c’est tout. Nous avons aussi vu beaucoup moins de petits oiseaux migrateurs comme les juncos. Où sont passés tous ces oiseaux ?», demande Pierre Fréchette.

En ce qui concerne les corneilles, c’est difficile à dire. Ce peut être simplement un hasard si elles sont allées croasser ailleurs cette année, car cette espèce n’est pas en déclin, dit l’ornithologue d’Environnement Canada Michel Robert. Celui-ci est bien placé pour le savoir car il a dirigé le dernier Atlas des oiseaux nicheurs du Québec, paru ce printemps, qui repose sur plus de 100 000 heures d’observation sur le terrain réalisées par quelque 1800 bénévoles entre 2010 et 2014. Comme le même genre d’exercice avait été fait à la fin des années 80 et que les chercheurs sont retournés exactement aux mêmes endroits, on peut faire des comparaisons et dégager des tendances sur 25 ans.

Or, m’a écrit M. Robert lors d’un échange de courriels, «je n’ai pas noté qu’il semblait y avoir moins de corneilles ce printemps ; de plus, les données de l’Atlas n’indiquent rien qui va dans le sens d’un déclin des populations nicheuses de cette espèce pour la période 1990-2014». Il ne semble donc rien s’être passé de particulier avec les corneilles, à part le fait qu’elles s’adonnent cette année à avoir choisi d’autres branches que celles du voisinage de M. Fréchette. Ça arrive.

En ce qui concerne les oiseaux migrateurs, cependant, il y a clairement «quelque chose là», comme on dit. Parmi les facteurs qui poussent les oiseaux à migrer, on trouve la température et la disponibilité des ressources. Or avec le printemps de (comment le dire poliment ?) schnoutte que nous avons connu, beaucoup d’espèces d’oiseaux qui nichent ou qui passent par ici ont retardé leur arrivée/passage. Certaines ne tolèrent pas le froid et n’auraient pas pu survivre, d’autres sont capables d’endurer un peu de froid quand elles ont de la nourriture, mais ledit froid a justement empêché les insectes et les fleurs de sortir aussi tôt que d’habitude, etc.

Bref, ces espèces n’avaient alors aucune raison de venir dans le sud du Québec, et la plupart sont «arrivées/passées à Québec plus tard qu’à l’accoutumée, écrit M. Robert. Encore ce matin [le 4 juin, ndlr] au Domaine Maizerets, il y avait de nombreuses espèces de parulines en migration alors qu'à ce temps-ci de l’année, normalement, la plupart des oiseaux migrateurs sont déjà [passés]».

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«Depuis plusieurs années, on ne voit plus d’hirondelles dans notre paysage, alors où sont-elles allées ? Même les moineaux, qui jadis étaient nombreux dans nos villes et campagnes, semblent les avoir désertés. Est-ce une une réalité ou une fausse impression ?», demande Yvon D’Argy, de Québec.

C’est malheureusement une réalité indéniable, tant pour les hirondelles que pour les moineaux. D’après le Relevé des oiseaux nicheurs du Québec, les populations d’hirondelles rustiques et d’hirondelles de rivage se sont complètement écrasées, ayant fondu de pas moins de 98 % et 92 % respectivement depuis 1970 — au point où le fédéral les a placées sur sa liste d’espèces protégées en novembre 2017. Dans le cas du moineau domestique, on parle d’une baisse d’environ 70 % depuis 1990.

Alors, qu’est-il arrivé ? Grosso modo, ces espèces sont des victimes collatérales et involontaires des changements qui ont «intensifié» notre agriculture au cours des dernières décennies. Par exemple, les marges autrefois laissées en friche autour des champs, et qui constituaient des habitats pour certains oiseaux et insectes, sont maintenant cultivées par les fermiers. On compte environ 80 % moins de pâturages (autre habitat favorable) aujourd’hui qu’au milieu du siècle dernier, lit-on dans un rapport du Regroupement Québec Oiseaux publié en 2014 au sujet de la disparition des oiseaux champêtres. Il y a moins d’élevage qu’avant et le bétail est désormais gardé à l’intérieur presque tout le temps, ce qui prive plusieurs espèces de sources de nourriture — que ce soit les grains qui tombaient des mangeoires ou les insectes que les animaux attiraient.

Beaucoup de terres ont été converties à la production de maïs et de soya, qui n’offrent pas de bons habitats et qui laissent le sol à découvert au printemps, quand les migrateurs arrivent. L’usage grandissant des pesticides est également en cause, tant parce qu’ils éliminent une partie du garde-manger des insectivores et que ceux-ci se trouvent à manger des proies contaminées. Bref, les campagnes ne sont plus aussi hospitalières qu’avant pour ces espèces.

«D’ailleurs, note l’Atlas des oiseaux nicheurs au sujet du moineau domestique, le moineau ne semble pas avoir subi de pertes notables [...] en Abitibi-Témiscamingue, région où les pratiques agricoles ont peu changé.» En milieu urbain, poursuit l’ouvrage, le moineau domestique doit composer avec des prédateurs plus nombreux qu’avant et avec la compétition accrue du roselin familier, une espèce originaire du sud-ouest américain mais qui a beaucoup étendu son aire de répartition récemment.

Dans le cas de l’hirondelle rustique, il faut ajouter qu’elle est aussi «victime» des matériaux modernes avec lesquels on construit les résidences et les granges de nos jours : elle fait son nid avec de la boue qui, si elle adhère solidement au bois, ne prend pas bien du tout sur du PVC ou du métal.

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Vous vous posez des questions sur le monde qui vous entoure ? Qu’elles concernent la physique, la biologie ou toute autre discipline, notre journaliste se fera un plaisir d’y répondre. À nos yeux, il n’existe aucune «question idiote», aucune question «trop petite» pour être intéressante ! Alors écrivez-nous à : jfcliche@lesoleil.com.

Science

Un café 2 laits 2 velcros svp!

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Pourquoi tout ce qui est sucré est collant? Le miel l’est, le sirop l’est, alors pourquoi?» demande Michel Lévesque.

Il y a deux grandes manières de faire coller deux choses ensemble. On peut procéder par réaction chimique, comme avec les colles. Par exemple, les «super-colles» (dont la célèbre Krazy Glue) sont des molécules nommées cyanoacrylate, qui sont des liquides à température de la pièce. Cependant, en présence ne serait-ce que d’un tout petit peu d’eau — même l’humidité de l’air suffit —, elles réagissent entre elles pour former de longues chaînes. Et une fois sous la forme d’un paquet de chaînes enchevêtrées, pour ainsi dire «prises en pain», les cyanoacrylates deviennent des solides : c’est ce qui fait durcir la colle.

L’autre façon de coller deux choses ensemble passe par des interactions moléculaires, qui sont pas des liens aussi solides et permanents que les réactions chimiques, mais qui peuvent quand même être relativement forts. Et c’est un type d’interaction en particulier, que les chimistes appellent ponts hydrogène, qui rend collantes les substances sucrées.

Quand on dit que deux atomes «réagissent» ensemble, cela signifie qu’ils «partagent» des électrons. Chacun y met un électron, et la paire qu’ils ont désormais en commun les tient ensemble. Or il y a des atomes qui attirent les électrons plus fortement que d’autres. Dans une molécule d’eau (H2O), par exemple, l’atome d’oxygène attire les électrons beaucoup plus fortement que les deux hydrogènes. Et comme les électrons ont une charge électrique négative, l’oxygène prend lui-même une (légère) charge négative; les hydrogènes sont au départ neutres, mais le fait de se faire plus ou moins «voler» un électron chacun les rend légèrement positifs. Cela nous fait donc une molécule qui est, dans l’ensemble, neutre, mais qui a des «bouts» qui sont magnétiques.

Alors que va-t-il se passer quand deux molécules d’eau vont se rencontrer ? Eh bien en magnétisme, les contraire s’attirent, alors les bouts positifs de l’une vont avoir tendance à s’aligner sur le bout négatif de  l’autre. Encore une fois, ça n’a pas la force d’un lien chimique en bonne et due forme, si bien que nos deux molécules d’eau ne resteront pas «attachées» longtemps et passeront rapidement leur chemin. Mais ces «ponts hydrogène», de leur petit nom, ont quand même des effets tangibles — par exemple, l’eau s’évaporerait à bien moins que 100°C si ce n’était de ces attractions.

Maintenant, explique le chercheur en chimie de l’Université Laval Normand Voyer, ces ponts hydrogène agissent un peu à la manière du velcro : «S’il y a seulement un ou deux crochets qui se prennent, ça ne tiendra pas bien. Mais s’il y en a beaucoup plus, alors là, ce sera plus solide.»

Or c’est en plein ce qui se passe avec les molécules de sucre. Si l’eau est une bien petite molécule (H2O), le sucre est dans une autre catégorie : 6 molécules de carbone, 12 d’hydrogène et 6 d’oxygène (C6H12O6). Alors cela fait beaucoup plus de «bouts» chargés positivement (les hydrogènes) et négativement (les oxygènes) que dans une molécule d’eau, donc beaucoup plus de ces «crochets de velcro», souligne M. Voyer. Et c’est pour cette raison que le sirop et le miel sont collants.

Maintenant, pourquoi le sucre blanc en granules ne colle-t-il pas ? «C’est parce que quand le sucre est sec, il est très dense. Alors c’est comme si le velcro était tout pris ensemble», explique M. Voyer. Quand on y ajoute un peu d’eau, cela dissout le sucre (au moins une partie), ce qui vient défaire la «boule» dont il parle. «Et ça, ça va libérer des centaines de milliards de petits crochets de velcro qui vont aller s’accrocher à n’importe quelle surface.»

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«Nous avons eu un questionnement en famille récemment : quel sel utiliser pour faire cuire les homards ? Le sel de table, le gros sel, le sel de mer ? Mon beau-frère dit que cela ne change rien puisque ça reste du chlorure de sodium, mais qu’en est-il ?», demande Chantale Boivin, de Cap-Rouge.

Il est vrai que tous ces sels sont constitués très, très principalement de chlorure de sodium (NaCl). La part varie selon le type de sel, le fabricant et le site web consulté, mais pour le sel de table, elle tourne autour de 95 à 99 %, le reste étant constitué de traces d’autres minéraux et d’additifs comme l’iode (ajouté pour prévenir des carences qui causeraient des problèmes de développement) et des agents qui empêchent les grains de sel de s’agglomérer. [http://bit.ly/2w88ICE]

Et le sel de mer? Sur le site de Marisol [http://bit.ly/2Vz6ve2], un fabricant portugais de fleur de sel (soit les cristaux qui finissent par flotter sur de l’eau de mer que l’on fait évaporer), on apprend que la fleur de sel contient environ 97% de NaCl, le reste étant composés de minéraux divers, comme le magnésium. J’ai aussi trouvé d’autres analyses de sels de mer [http://bit.ly/2WPZWoO] dans lesquelles la part de chlorure de sodium varie entre 87 et 93 %, ce qui laisse plus de place pour les autres minéraux, mais elles comprennent une quantité (non-divulguée) d’eau, si bien que la part du NaCl y est sous-estimée.

Cela n’empêche pas qu’il y ait des différences avec le sel de table, remarquez. Les sels de mer peuvent receler des restants d’algues ou des traces d’argiles, par exemple, qui vont les colorer et leur donner une saveur particulière. Donc oui, c’est presque juste du NaCl (c’est pour cette raison, d’ailleurs, que les autorités médicales disent toutes qu’aucun type de sel n’est vraiment moins pire que les autres), mais il reste des différences.

Maintenant, lequel choisir pour le homard ? C’est une question de goût qui sort du cadre de cette chronique, mais quelque chose me dit que le homard est toujours bon de toute manière…

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Science

Comment respirer dans l'espace (pendant 20 ans)

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Lorsque j’ai vu les images du sas qui s’ouvrait pour laisser sortir David Saint-Jacques dans l’espace, le 8 avril dernier, je me suis demandé comment on arrivait à maintenir la «pression atmosphérique» à l’intérieur du laboratoire spatial ? Est-ce qu’on arrive à récupérer l’air présent dans le sas ? Et s’il y a des pertes d’air, est-ce qu’ils ont des bonbonnes de réserve ? Enfin, la pression est-elle la même que celle que nous avons au niveau du sol ?», demande Raymond Martel, de Québec.

De manière générale, dit Mathieu Caron, ingénieur principal des opérations à l’Agence spatiale canadienne, «la Station spatiale (SSI) est très étanche. C’est sûr que conceptuellement, il y a toujours des pertes, mais c’est infinitésimal». La principale source de perte d’air, précise-t-il, ce sont justement les «marches spatiales» comme celle dont M. Martel parle.

«Quand ils font des sorties dans l’espace, les astronautes vont dans le sas, ils ferment porte, mettent leur scaphandre, et après on commence à retirer l’air du sas, explique M. Caron. Ils descendent ça jusqu’à une fraction de la pression de départ : sur la SSI, la pression est à 101,3 kilopascal (ndlr : c’est la pression moyenne sur Terre, au niveau de la mer), et dans le sas ils descendent à peu près au tiers de ça. Mais il reste encore de l’air, et cet air-là est perdu dans l’espace quand les astronautes sortent.»

Et c’est sans compter qu’à ces pertes s’ajoute le fait que les astronautes et les animaux de laboratoire qui servent à des expériences à bord consomment eux-mêmes de l’oxygène, et rejettent du gaz carbonique. La Station a toutefois des réserves à bord : «Il y a quatre réservoirs à haute pression qui sont situés près du sas, dit M. Caron. Deux qui contiennent de l’oxygène et deux qui contiennent de l’azote. Ça sert surtout pour approvisionner les combinaisons des astronautes, quand ils font des sorties, mais ça peut aussi servir pour la station elle-même.» Ces réserves peuvent être utiles notamment en cas d’accident — c’est arrivé l’an dernier, d’ailleurs, quand un petit trou dans une capsule Soyouz a laissé s’échapper de l’air avant d’être colmaté.

La SSI peut aussi être réapprovisionnée en oxygène et en azote (qui compose 78% de l’air, ne l’oublions pas !) par les capsules russes inhabitées Progress, dit l’ingénieur de l’ASC.

En outre, poursuit-il, la station elle-même est équipée de plusieurs «systèmes» qui permettent de garder l’air respirable à bord. C’est d’ailleurs particulièrement important dans le cas de la SSI, qui est une installation permanente — contrairement aux fusées et aux navettes de jadis, qui ne restaient pas longtemps dans l’espace et pour lesquelles dépendre entièrement de leurs réserves n’étaient pas bien grave.

«Il y a d’abord un système qui prend les eaux usées et les recyclent, dit M. Caron, et une partie de cette eau-là subit ce qu’on appelle de l’électrolyse : on brise les molécules d’eau (H2O) avec un courant électrique, ce qui donne de l’oxygène (O2) et de l’hydrogène (H2). L’oxygène peut être remis dans l’atmosphère de la Station. Et ce qu’on fait avec l’hydrogène, c’est qu’on le combine avec du gaz carbonique (CO2) exhalé par les occupants de la SSI et récupéré par un autre «système», et là ça fait de l’eau et du méthane (CH4). L’eau, on la conserve, mais le méthane est renvoyé dans l’espace.»

Voilà donc comment on maintient une atmosphère vivable sur la station spatiale depuis des années.

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«J’aimerais savoir si les astronautes de la SSI voient les constellations ou les phases de la lune comme nous les voyons depuis la Terre ? Je prends pour exemple la forme caractéristique de la Grande Ourse. De même, certaines constellations sont plus visibles en été alors que d’autres le sont davantage en hiver. Comme il n’y a pas de saisons dans l’espace, les astronautes voient-ils l’ensemble du ciel comme nous ?», demande Richard Marcoux.

La SSI file à près de 7,7 kilomètres par seconde (bien lire: par seconde), ce qui lui fait faire le tour de la planète de 15 à 16 fois par jour, alors les saisons ne comptent pas là-haut. Mais hormis ce «détail», oui, les astronautes voient la lune et les constellations comme nous, et même mieux que nous puisque la lumière des astres n’a pas à passer à travers l’atmosphère pour se rendre jusqu’à eux. La Station orbite à environ 400 km d’altitude, alors que la Lune est située à plus de 380 000 km de la Terre, donc les astronautes à bord ne la voient pas différemment de nous, et c’est encore plus vrai pour les étoiles, dont la distance se compte en années-lumière.

On peut avoir l’impression que les astronautes ne voient pas les étoiles parce que bien des photos prises dans l’espace n’en montrent aucune — c’est d’ailleurs une question qui m’a été envoyée à quelques reprises. Mais c’est simplement une question de contexte et de sensibilité des appareils. Les étoiles ne sont pas de grosses sources de lumière, si bien qu’elles peuvent être «enterrées», pour ainsi, par des sources lumineuses plus fortes, comme le Soleil ou la lumière que la Terre réfléchit. L’œil humain est souvent capable de retrouver un signal faible à travers un «bruit de fond», mais les appareils photo n’ont pas tous cette capacité. D’où les ciels entièrement noirs que l’on voit sur des image des missions lunaires, par exemple.

Les photos ci-bas l’illustrent bien, d’ailleurs. Toutes deux ont été prises sur la SSI, mais sur celle du haut, on ne voit aucune étoile parce que la Terre est une source de lumière trop forte. Sur celle du bas, cependant, on aperçoit très cllairement la Voie lactée. On peut aussi trouver, ici et sur le web, de très belles vidéos d’étoile prises de la Station.

Science

Les «étoiles dégénérées»

SCIENCE AU QUOTIDIEN / «Dans l’actualité scientifique récente, on a parlé abondamment des trous noirs et j’aimerais comprendre l’origine de ce nom qui me semble un peu étrange, considérant que l’objet en question est super massif alors que par définition, un trou est vide. Et s’il retient toute la lumière et est, de ce fait, invisible, alors pourquoi dit-on qu’il est noir ?», demande Pierre Laforce, de Québec.

Les trous noirs se forment quand des étoiles suffisamment grosses finissent de «brûler» l’hydrogène dont elles sont constituées, explique le physicien retraité de l’Université Laval Serge Pineault, qui a étudié ces drôles d’objets pendant sa carrière de chercheur. Lorsque les réactions de fusion nucléaire qui produisent l’énergie des étoiles comme notre Soleil cessent, alors elles se mettent à refroidir. Or les étoiles sont comme les autres objets de ce point de vue : plus elles sont chaudes, plus elles prennent de l’expansion, et inversement plus leur température diminue, plus elles se contractent. Et la contraction des étoiles en fin de vie a des conséquences, ma foi, spectaculaires en physique. Examinons-les, cela nous permettra de répondre à la question de M. Laforce.

À cause de la gravité, chaque particule d’une étoile exerce une force d’attraction sur toutes les autres — c’est ce qui les tient en un seul morceau pendant des milliards d’années. Et comme les étoiles ont des masses titanesques, cela implique que la pression en leur cœur est extrêmement intense : au centre du Soleil, par exemple, elle équivaut à environ 250 millions de fois celle qui prévaut dans les abysses marines, à 10 000 mètres sous la mer !

Maintenant, quand une étoile en fin de vie commence à refroidir et à se contracter, la distance entre chacune de ses parties diminue. Or justement, l’attraction gravitationnelle augmente rapidement à mesure que deux objets se rapprochent, à raison de «l’inverse du carré de la distance», comme disent les physiciens. Cela signifie que si la distance entre deux parties d’une étoile est réduite de moitié, alors elles s’attirent 2(2) = 4 fois plus fort ; si la distance est coupée en trois, alors l’attraction devient 3(2) = 9 fois plus grande ; et ainsi de suite. Alors forcément, la pression déjà inouïe à l’intérieur de l’étoile va s’accroître encore.

La matière au cœur d’une étoile se comporte à la manière d’un gaz et obéit aux mêmes lois de la physique, explique M. Pineault : si la température du gaz augmente, par exemple, alors sa pression augmente aussi ; si l’on augmente le volume du gaz, alors sa pression et sa température chutent; etc. Mais quand une étoile meurt et se contracte, alors la pression interne atteint des niveaux tels que la matière fini par avoir des comportements, disons, «inhabituels».

«Dans une étoile relativement petite comme le Soleil, dit-il, les électrons vont devenir tellement tassés qu’ils vont former ce qu’on appelle un gaz dégénéré, qui ne se comporte plus comme un gaz normal.» Grosso modo, la pression va forcer les électrons à «accepter» de s’entasser à plusieurs dans des volumes beaucoup plus petits que ce qui serait normalement possible — un peu comme si on parvenait à contraindre deux boules de billard à occuper un même espace en même temps au lieu de rebondir l’une sur l’autre. Cela peut sembler bizarre, du point de vue de l’expérience quotidienne que nous avons de la matière, mais c’est ce qui se passe, et cela donne une idée des pressions absurdes dont on parle ici. Les étoiles de la taille du Soleil finissent en «naines blanches», des objets de seulement quelques milliers de kilomètres de rayon et dont la densité avoisine 1 tonne par centimètre cube !

Chez les étoiles qui ont une masse 10 à 30 fois supérieures à celle du Soleil, c’est encore pire, poursuit M. Pineault : la pression est si intense qu’elle force les électrons et les protons à se «fusionner», pour ainsi dire, et devenir ainsi des neutrons. Ces objets, imaginez un peu, condensent la matière de 2 à 3 de soleils (ils perdent beaucoup de matière en se formant) dans une sphère de seulement 10 à 20 km de diamètre, ce qui donne des densités de l’ordre du million de tonnes par cm³.

Certaines de ces étoiles massives, cependant, conservent plus que 3 masses solaires lorsqu'elles «meurent», et dans leur cas il se passe… eh bien on ne comprend pas trop ce qui se passe là-dedans, indique M. Pineault, mais on sait qu’elles finissent en trous noirs. «La meilleure façon de se représenter les choses, dit-il, c’est de s’imaginer qu’on est sur étoile et qu’on a une pomme qu’on veut lancer à l’infini. À quelle vitesse doit-on lancer la pomme pour qu’elle s’arrache à la gravité de l’étoile ? À la surface du Soleil, cette «vitesse d’échappée» est de 600 km par seconde. Mais à mesure qu’une étoile se contracte, il faut lancer de plus en plus fort, jusqu’au point où il faudrait lancer pomme à la vitesse de lumière. Passé ce point-là, il n’y a plus de vitesse d’échappée possible parce que rien ne peut pas aller plus vite que la vitesse de la lumière.»

Cela implique aussi que l’espace-temps autour du trou noir est tellement tordu par la gravité que même la lumière est «capturée» si elle passe à une certaine distance de cette matière ultracondensée — distance que l’on nomme horizon des événements.

À l’origine. l’expression «trou noir» aurait désigné une cellule de prison particulièrement sordide à Calcutta, dans l’Inde coloniale, d’après le livre sur l’histoire de l’astronomie Mapping the Heavens [http://bit.ly/2IXF5fT]. Elle aurait fini par signifier plus généralement une «expérience horrible», et fut utilisée pour désigner les célèbres objets astronomiques à partir des années 60, pour des raisons qui ne semblent pas complètement claires. Mais le fait est que l’expression décrit fort bien ce qu’elle désigne. La gravité des trous noirs est telle que tout ce qui s’en approche y tombe irrémédiablement, comme dans un trou. Et si aucune lumière ne parvient à s’en échapper, alors l’horizon des événements apparaîtrait comme un cercle noir pour un œil humain qui l’observerait directement.

La toute première image d’un trou noir qui a été dévoilée récemment n’était pas uniformément noire parce qu’elle montrait aussi d’autres choses, comme un disque d’accrétion, soit de la matière qui tourne autour du trou noir lui-même, dit M. Pineault.