Choses à Savoir SCIENCES

Les mathématiques ne sont pas seulement une science théorique, qui développe la rigueur du raisonnement. Elles ont aussi un véritable impact sur l'économie française. Et leur influence, dans notre société, tend même à s'accroître.

En effet, en 2015, cette science, par les applications qui en étaient faites, apportaient près de 300 milliards d'euros à l'économie. Ce qui représente environ 15 % du PIB. Et elle avait un impact sur 9 % des emplois. 7 ans plus tard, ces chiffres sont en nette progression.

En effet, on constate notamment qu'en 2022 les mathématiques sont utilisées par environ 3,3 millions de travailleurs, ce qui correspond à environ 13 % des emplois. Soit une hausse d'environ 12 % en 10 ans. Et les mathématiques permettent d'engranger des richesses équivalentes à environ 18 % du PIB.

Et, de fait, de plus en plus d'étudiants se dirigent vers des études de mathématiques. Ainsi, on constate, entre 2012 et 2019, que 6 % de personnes en plus ont suivi une formation supérieure en mathématiques.

Le rôle des mathématiques dans de nouvelles professions

Cette progression des études mathématiques s'explique notamment par le rôle accru que joue cette science dans nombre de professions. On ne s'étonnera pas de la place prépondérante que tiennent toujours les mathématiques dans certains métiers, comme ceux d'informaticien ou d'ingénieur.

Mais, compte tenu de la numérisation croissante des données et du développement d'une médecine plus individualisée, la place des mathématiques s'est accrue dans de nouveaux secteurs, comme ceux de la santé ou des professions juridiques.

Ainsi, les métiers juridiques, associés à ceux de la comptabilité, de l'architecture ou de la gestion, font partie des professions dont l'impact sur l'économie nationale est lié, en partie, à la présence accrue des mathématiques.

Malgré ce succès, il subsiste une ombre au tableau. En effet, de 2012 à 2022, le nombre d'enseignants-chercheurs en mathématiques a baissé d'environ 8 %. Ce qui veut dire que, si la tendance n'est pas inversée, ils ne seront bientôt plus assez nombreux pour former des étudiants dont le nombre, lui, a tendance à augmenter.

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Une entreprise innovante vient de présenter un équipement futuriste, qui pourrait bien intéresser l'agriculture de demain ou fournir aux futurs colons de la Lune ou de Mars une partie de leur alimentation.

Ce "Biopod", c'est le nom qu'on lui a donné, se présente sous la forme d'un module d'environ 7 mètres de haut et 10 mètres de long. La base, qui repose sur des pieds, est composée d'un matériau ressemblant à celui qu'on utilise pour fabriquer la coque de certains bateaux.

La partie supérieure est composée d'une double couche, formée d'une matière plastique spéciale. Par ailleurs, ce module a la particularité d'être gonflable. Une fois déployé, il s'étend sur une superficie de quelque 55 m2.

Une autre forme d'agriculture

Le Biopod est destiné à une nouvelle forme d'agriculture. En effet, les plantations sont disposées en étages. Il s'agit de cultures hors sol. De fait, les racines sont arrosées d'une fine pluie, mêlée d'éléments nutritifs, comme l'azote, nécessaires au développement des plantes.

Le surplus d'eau est récupéré et réutilisé pour l'alimentation des cultures. Il n'y a donc, à cet égard, aucun gaspillage. Tout ce qui est essentiel à la maturation des plantes, comme la température, l'humidité ou le dioxyde de carbone (CO2), est dosé en fonction de ce que l'on désire obtenir.

La structure transparente du Biopod est conçue pour capter les rayons infrarouges dont les plantes ont besoin et arrêter les rayons ultraviolets nocifs. Il s'agit donc d'un équipement pouvant fonctionner en totale autonomie.

Compte tenu de l'importante consommation d'eau douce de l'agriculture traditionnelle et de son impact sur les émissions de gaz à effet de serre, le Biopad pourrait représenter une solution plus écologique et moins dispendieuse pour les ressources de la planète.

Mais de tels équipement pourraient être également utilisés par les futures missions spatiales fondées, notamment, sur une installation plus pérenne de l'homme sur la Lune ou même Mars. Si ces Biopds doivent y être installés un jour, mais d'ici plusieurs années, il faudra les adapter aux conditions particulières qui règnent sur ces planètes.

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Depuis la plus haute Antiquité, des légendes et superstitions sont associées à la Lune. C'est durant les nuits de pleine Lune que se transformeraient les loups-garous. De nos jours, on prétend parfois que les ongles et les cheveux poussent plus vite pendant ces nuits.

De même, nombre de jardiniers suivent de très près les phases de notre satellite. Mais vous avez peut-être entendu une autre affirmation : la Lune, spécialement quand elle est pleine, blanchirait les draps et décolorerait la carrosserie des voitures qui stationnent dehors.

Ne s'agit-il que d'une croyance populaire ou y aurait-il du vrai dans cette affirmation ?

Un processus naturel

Il est vrai que la peinture d'une voiture passant la nuit dans la rue peut perdre de son éclat. Mais la Lune n'y est pas pour grand-chose.

Il s'agit en fait d'un processus naturel, causé en partie par le rayonnement solaire. En effet, durant la journée, les rayons du Soleil interagissent avec l'atmosphère terrestre.

Elle contient notamment de l'ozone, un gaz qui se dissocie sous l'action du rayonnement solaire. Il se transforme alors en oxygène. L'atmosphère contient également de l'hydrogène.

Ses atomes vont alors se mêler aux atomes d'oxygène. Cette association tend à produire ce que les scientifiques appellent des "radicaux libres". Autrement dit des atomes possédant un ou plusieurs électrons non appariés. Ces atomes étant très réactifs, une telle structure s'avère très instable.

À leur tour, ces radicaux libres tendent à former une autre molécule, le peroxyde d'hydrogène. Par ailleurs, durant une nuit bien éclairée par la Lune, avec un ciel dégagé, il se forme de la rosée.

Les molécules de peroxyde d'hydrogène contenus dans l'atmosphère se mêlent à cette rosée. Or, le peroxyde est réputée pour ses propriétés décolorantes. Cet ensemble se dépose donc aussi bien sur les draps que sur le toit ou la carrosserie de la voiture.

Si l'on ajoute à cela l'oxydation, par l'effet du peroxyde d'hydrogène, de certains des métaux composant la carrosserie, on comprend que, le matin, la voiture ne présente pas tout à fait le même aspect que la veille.

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Décidément, la Lune attire de nombreux pays. Après les États-Unis, la Russie ou la Chine, c'est au tour des Émirats Arabes Unis (EAU), État fédéral composé de sept nations, de s'intéresser à notre satellite.

En effet, les EAU vont envoyer un petit rover, nommé "Rashid 1" sur la Lune. Le départ devrait avoir lieu, en novembre prochain, depuis un centre de la NASA, en Floride. Le rover sera transporté par une fusée Falcon 9, mise au point par SpaceX, la société d'Elon Musk.

Le centre spatial installé à Dubaï ne pouvant, pour le moment, construire un atterrisseur, celui-ci sera fourni par une société japonaise, qui devrait aussi travailler pour des sociétés canadiennes.

Le trajet prévu a été calculé pour dépenser le moins d'énergie possible. Aussi sera-t-il assez long, le rover ne devant atterrir sur la Lune qu'en mars 2023.

Un engin de petite taille

Le nouveau rover mis au point par les scientifiques émiratis sera le plus petit jamais lancé dans l'espace. En effet, il ne devrait pas dépasser les 10 kilos. Ce qui ne l'empêche pas d'être une petite merveille de technologie.

De fait, ce petit engin sera équipé de nombreux dispositifs, plus sophistiqués les uns que les autres. On y trouvera en effet des caméras spécifiques, dotés d'une haute résolution.

D'autres appareils devraient fournir des images de grande qualité et étudier, avec une grande précision, les lieux où atterrira le rover. Il devrait s'agir d'un endroit appelé le "Lac des Songes", situé au nord-est de la face visible de la Lune.

C'est une plaine de moyenne altitude, où l'atterrissage devrait se faire assez facilement. Les scientifiques émiratis comptent d'autant plus sur l'efficience et l'efficacité de leur matériel que celui-ci ne devrait pas fonctionner très longtemps.

En effet, "Rashid 1" ne devrait pas marcher plus d'un jour lunaire. Ce qui représente environ 15 jours terrestres. Si tout se passe bien les EAU envisagent de lancer un second rover.

Mais, cette fois-ci, ils le feraient par l'intermédiaire de la mission spatiale chinoise Chang'e-7, dont le lancement est prévu fin 2026.

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Comme bien d'autres insectes, les fourmis ont leur rôle à jouer sur cette Terre. Et il n'est pas mince. Elles représentent un chaînon essentiel dans le cycle de la vie. En effet, elles sont aussi bien des proies que des prédateurs.

Par ailleurs, elles hébergent certains organismes et contribuent à la dispersion des graines de nombreuses plantes. Aussi, pour mieux évaluer leur action, est-il important d'estimer leur nombre.

Un tel calcul a déjà été fait. Mais les précédentes études avaient manifestement sous-évalué le nombre des fourmis sur Terre. C'est pourquoi des chercheurs ont remis l'ouvrage sur le métier. Et en s'appuyant, cette fois, sur des données plus étendues.

En effet, ils ont pris en compte pas moins de 465 études locales, portant sur le décompte des fourmis.

Une énorme masse

Le résultat de cette nouvelle étude donne un peu le vertige. En effet, il y aurait environ 20 millions de milliards de fourmis sur Terre. Et encore ce chiffre est sans doute bien en-deçà de la réalité.

En effet, il y aurait, dans le monde, bien plus d'espèces que les 15.700 recensées à ce jour. D'autre part, les scientifiques disposent de très peu de données dans certaines zones, comme l'Asie ou l'Afrique centrales.

Cette absence d'informations est d'autant plus regrettable que deux des habitats favoris de ces insectes sont les forêts et la savane tropicale.

Par ailleurs, les scientifiques ont également réussi à mesurer la biomasse représentée par les fourmis. Autrement dit leur poids sur la surface du sol. Ce poids sec, comme on appelle aussi la biomasse, représenterait environ 12 millions de tonnes.

Ainsi, les fourmis pèseraient davantage que l'ensemble des oiseaux et des mammifères sauvages. Et ce poids équivaudrait à environ 20 % de celui des hommes. C'est dire qu'il n'est vraiment pas négligeable.

Si les chercheurs se livrent à de tels calculs, c'est aussi pour mesurer l'impact que certains changements, comme le réchauffement climatique, peuvent avoir sur l'habitat naturel des fourmis. Et, par conséquent, sur le rôle de ces insectes dans la nature.

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Depuis des décennies, les militaires américains, et notamment les pilotes de l'US Air Force, sont confrontés à des phénomènes ariens non identifiés. Et, à cet égard, la Marine n'est pas en reste.

Ainsi, entre 2004 et 2021, les pilotes de la Navy auraient observé pas moins de 144 ovnis. En 2020, trois vidéos montrant de tels engins avaient été déclassifiées. Mais, dans l'ensemble, l'armée américaine est assez réticente à dévoiler ces documents.

Et pourtant, la Navy admet posséder d'autres informations sur ces ovnis.

Une menace pour la sécurité nationale

Si, voilà deux ans, la Marine a rendu publiques ces vidéos montrant des engins non identifiés, c'est qu'elle n'a guère eu le choix. En effet, c'est en s'appuyant sur une loi consacrant la liberté de l'information qu'un site spécialisé dans ce type de questions a demandé, et obtenu, la déclassification de ces documents.

La même démarche a été faite à propos des autres rapports détenus par la Navy. Mais, cette fois, la réponse a été négative. Et l'argument avancé est toujours le même.

Pour les militaires, en effet, dévoiler ces informations pourrait compromettre la sécurité nationale. Si leur réponse est différente de ce qu'elle avait été en 2020, c'est que, à ces dates, les vidéos avaient été vues avant qu'elles ne soient rendues publiques.

Dès lors, leur divulgation ne pouvait pas présenter de risques supplémentaires. Il n'en est pas de même cette fois-ci. Les engins aperçus n'étant pas encore identifiés, il pourrait s'agir d'un nouveau type d'avions, conçu par un pays étranger.

Dans ce cas, ils représenteraient une menace potentielle pour la sécurité des États-Unis. D'où la décision de ne pas dévoiler ces images. Pour autant, il semble que les militaires n'excluent pas l'existence éventuelle d'engins venus de l'espace.

C'est pour eux une hypothèse comme les autres. Dans un tel cas, ils seraient considérés, eux aussi, comme une menace potentielle pour le pays. Par conséquent, les vidéos qui les montrent ne doivent pas être divulguées non plus.

En attendant, un organisme spécifique, créé par l'armée, est chargé d'examiner les documents relatifs aux ovnis.

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Dans une récente étude, des chercheurs américains formulent une hypothèse à propos de la formation des anneaux de Saturne, découverts par Galilée dès le début du XVIIe siècle. Ces anneaux semblent constitués d'innombrables fragments de glace.

Saturne s'est formée au début du système solaire, voilà environ 4,5 milliards d'années. Mais d'après cette nouvelle théorie, la formation de ses anneaux serait bien plus récente. Elle remonterait à environ 100 millions d'années.

Une hypothèse qui semble d'ailleurs confirmée par des observations de la sonde Cassini. Ces travaux permettraient aussi de comprendre l'inclinaison de 26,7° de l'axe de rotation de Saturne par rapport à la verticale.

La dislocation d'un satellite

Les auteurs de cette étude suggèrent que les anneaux de Saturne seraient les débris d'un satellite. Évoluant selon une orbite irrégulière, cette lune se serait trop rapprochée de Saturne.

Des forces gravitationnelles opposées entrant alors en jeu, le satellite se serait disloqué, ses morceaux étant captés par l'attraction de Saturne. Compte tenu de la composition de ces anneaux, on peut présumer que le satellite d'où ils proviennent était une sorte de lune glacée. Mais, d'après les scientifiques, elle serait plus petite que le satellite de la Terre.

Mais cette étude apporte également de nouvelles lumières sur un phénomène qui intrigue toujours les scientifiques. En effet, ils ont récemment constaté que Titan, le plus gros des satellites de Saturne, s'en éloignait peu à peu.

Cet éloignement de Titan aurait modifié le mouvement de rotation de la planète autour d'elle-même. Et, voilà environ un milliard d'années, la fréquence de l'axe de rotation de Saturne se serait synchronisée avec celle de l'orbite de Neptune.

Mais, de nos jours, cette synchronisation n'existe plus. Les scientifiques pensent donc que quelque chose est venu la perturber. Pour eux, il pourrait s'agir de la désintégration de cette lune glacée, qu'ils ont baptisée "Chrysalis".

Le nom n'a pas été donné au hasard. Comme de la chrysalide naît un papillon, de ce satellite, venu trop près de Saturne, naîtraient ses fameux anneaux. C'est du moins ce pensent les auteurs de cette étude.

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Le Japon dépend encore beaucoup des énergies fossiles. La place prépondérante occupée par le pétrole et le charbon pose aux autorités un problème d'autant plus préoccupant que, pour l'essentiel, ces deux sources d'énergie sont importées.

Par ailleurs, depuis la catastrophe qui a touché la centrale de Fukushima, en 2011, le nucléaire est moins considéré comme une énergie d'avenir. C'est la raison pour laquelle le Japon a beaucoup investi dans des énergies renouvelables, comme le solaire ou l'éolien.

L'accent vient d'être mis, cependant, sur une nouvelle source d'énergie renouvelable, dont on attend des résultats encore plus probants. Il s'agit d'une turbine électrique sous-marine, qui doit fonctionner grâce au courant marin de Kuroshio, ce qui signifie "courant noir".

Ce courant, le deuxième plus important au monde, transporte des eaux chaudes tropicales vers le Nord. Pour l'instant, le dispositif est à l'essai.

La force du courant marin

Le dispositif repose donc sur une turbine de grande dimension, immergée à une profondeur de 30 à 50 mètres. Malgré son poids de plus de 300 tonnes, cet engin est capable de flotter, et même de se placer là où le courant marin est le plus fort.

Pour entretenir ou réparer la turbine, il est même possible de la ramener à la surface de l'eau. Cette machinerie d'un genre nouveau, équipée de grands ventilateurs, pourra donc profiter de la force d'un des courants les plus puissants du monde.

C'est pourquoi ses concepteurs fondent de grands espoirs dans cette turbine. En effet, Elle pourrait, à terme, produire environ 60 % de la production d'énergie du Japon. Et le pays semble bien placé pour profiter de la force du "courant noir". Ce qui, a priori, fait de ce dispositif une source d'énergie très sûre.

Bien sûr, il faudra compter avec les conditions particulières qui régissent l'installation d'équipements "offshore". En la matière, le Japon a moins d'expérience que certains pays européens, qui exploitent depuis longtemps le pétrole sous-marin.

Si l'essai est concluant, le Japon aura fait un pas de plus vers l'objectif qu'il s'est fixé : atteindre, avec cette énergie verte et propre, le "zéro carbone".

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Les scientifiques se penchent parfois sur de curieux sujets d'étude. Ainsi, des chercheurs ont examiné de près la démarche des enfants japonais. Ils en ont étudié plus de 400, âgés de 6 à 12 ans.

En comparant leur manière de se déplacer avec celle d'enfants d'autres pays, ils se sont aperçus que ces jeunes Japonais avaient tendance à marcher les pieds légèrement tournés vers l'intérieur.

Ils ont aussi remarqué que la démarche de ces enfants se modifiait avec l'âge. Ainsi, les enfants de 11-12 ans avaient, au début du mouvement de la marche, une manière différente de pointer les orteils.

Ils faisaient aussi des pas plus petits mais plus nombreux, dans un laps de temps donné, que les enfants de 6-8 ans. Enfin, le mouvement du genou, par son ampleur, n'était pas tout à fait le même chez ces enfants plus âgés.

Les spécificités d'un mode de vie

Les scientifiques n'expliquent pas avec certitude cette démarche différente des enfants japonais. Ils pensent cependant qu'elle est liée à un mode de vie particulier.

Ainsi, au Japon, les enfants bénéficient, dans l'ensemble d'un régime alimentaire sain et équilibré, composé notamment d'aliments frais. Ce qui expliquerait la faible proportion d'enfants obèses. En effet, moins d'un enfant sur 5 serait en surpoids dans ce pays.

Or l'obésité influence la façon de marcher. La seconde raison tiendrait à la façon de s'asseoir, que les Japonais appellent le "seiza". On le sait, les Japonais s'assoient rarement sur une chaise, mais s'installent à même le sol.

La position correcte consiste à s'agenouiller, les jambes repliées et les fesses posées sur les talons. Le dos doit aussi rester bien droit. Là encore, une telle posture, répétée jour après jour, ne peut qu'avoir des répercussions sur la démarche.

Quant à la différence dans le nombre et la longueur des pas, elle peut s'expliquer par la nécessité, pour les plus jeunes enfants, de ne pas être distancés par les plus âgés, qui les accompagnent généralement à l'école.

Cette étude pourrait avoir des applications pratiques, notamment en termes de traitements orthopédiques.

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En 1978, un navire de la marine américaine, l'USS Stein, essuie de fortes turbulences, qui entraînent notamment une panne du système radar. Le vaisseau regagne alors son port d'attache, où il est mis en cale sèche.

En examinant les dégâts, les membres de l'équipage ne cachent pas leur étonnement. Le dôme abritant le sonar du bateau est en partie détruit. Mais ce qui les surprend surtout, ce sont les traces de dents ou de griffes qu'ils y trouvent.

En effet, ces empreintes sont de très grande taille. Qui a pu faire de telles marques sur la coque du navire ?

L'attaque d'un énorme calmar ?

Appelé à la rescousse, un scientifique confirme que ces traces ont bien été faites par un animal marin. Mais de quel monstre des profondeurs peut-il bien s'agir ?

Le biologiste pense que c'est un calmar colossal qui a laissé l'empreinte de ses griffes sur le bateau. Ce spécimen, le plus massif de son espèce, vit dans les eaux froides de l'Antarctique.

Il ne faut pas le confondre avec le calmar géant, qui, malgré son nom, est moins volumineux. Cependant, cette explication ne s'avère pas pleinement satisfaisante.

En effet, l'examen des dégâts, sur la coque du bateau, laisse supposer que l'animal qui les a commis avait plus de 40 mètres de long. Or, le plus gros spécimen connu de calmar ne mesurait qu'une dizaine de mètres, pour un poids de près d'une demi tonne.

Il s'agirait alors d'un calmar d'une taille exceptionnelle. Ou d'un animal appartenant à une espèce encore inconnue.

Quoi qu'il en soit, il est arrivé que des calmars colossaux, sentant leur fin approcher, s'agrippent à des navires, sans qu'on sache précisément pourquoi. Par ailleurs, cet animal aurait pu confondre l'USS Stein avec un cachalot.

Ce grand cétacé est en effet le seul ennemi du calmar colossal. Mais les combats entre ces deux géants des mers ont plutôt lieu dans les profondeurs marines. Alors le vaisseau américain a-t-il été la proie d'un mystérieux monstre marin ? Pour l'heure, en tous cas, cette attaque reste toujours inexpliquée.

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