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Édition française de Scientific American – Octobre 2026 - n° 588

Pour la Science

Le feuillet retrouvé du palimpseste d’Archimède

Pour la

La science expliquée par ceux qui la font

Une centrale nucléaire sur la Lune ?

L’habitabilité, clé de voûte de la protection de l’environnement

Faut-il réinventer

la particule ?

10.26

Quand l’exploration de l’Univers devient accessible à tous ! En librairie le 1er octobre

224 pages • 9782807371774 • 25,90 €

www.deboecksuperieur.com

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ÉDITO

10.26

François Lassagne rédacteur en chef

Stimulantes simulations Les tétras à nez rouge n’y voient que du feu : ces petits poissons suivent les simulations numériques de leurs congénères, projetées dans leur aquarium, comme s’ils étaient de chair et d’arêtes. En mimant les comportements réels, l’ingénieux dispositif met en lumière la dynamique sociale des bancs de poissons. Mais les simulations numériques offrent bien plus. Sauveront-elles les physiciens des particules de l’impasse où ils se trouvent, et dont le paradigme central (conquérir des énergies toujours plus hautes pour éprouver le modèle standard) s’effrite ? Les énergies des collisions de particules du projet de Futur collisionneur circulaire du Cern (FCC) s’annoncent insuffisantes pour atteindre les échelles envisagées pour la « grande unification ». Que devient une science lorsque ses objets centraux deviennent inaccessibles ? Elle n’a d’autre choix que de faire évoluer ses cadres conceptuels. Comme le souligne l’historien et philosophe des sciences Jean-Philippe Martinez, « la particule apparaît moins comme un objet donné une fois pour toutes que comme le résultat d’un ajustement continu entre calculs, dispositifs et phénomènes ».

L’avenir de la physique des particules relèverait moins désormais de la production de nouvelles particules que de « l’attention portée aux écarts, même infimes, qu’une physique plus profonde pourrait laisser dans les interactions connues ». Or c’est là un autre atout des simulations numériques : produire des aperçus du réel plausibles et malléables pour en extirper de nouveaux cadres conceptuels. En l’occurrence, les succès des récentes simulations numériques conduites pour expliquer l’anomalie du moment magnétique du muon, que détaille le physicien Laurent Lellouch, sont prometteurs. En matière de climat, pas besoin de nouvelles simulations pour montrer l’urgence de préserver de dégradations fatales la fine couche de terre et d’atmosphère qui nous fait vivre. Fictions postapocalyptiques, modèles climatiques et jumeaux numériques exhibent le détail des crises à venir, sans grand effet sur le business as usual. C’est plutôt, directement, la capacité à identifier de nouveaux cadres conceptuels qu’il semble pressant de mobiliser. Celui d’habitabilité, qui affirme qu’il n’y a pas de plus haute valeur à protéger que la possibilité même de vivre durablement sur Terre, a en particulier suscité dans notre rédaction un intérêt… non simulé. n

Remerciements Yosuke Ashida, physicien (université du Tohoku) ; Erwan Morgand, immunologue (Inserm) ; Thomas Mueller, physicien (laboratoire Leprince-Ringuet)

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

SOMMAIRE – Actualités – 06

Hypertension intracrânienne idiopathique : le drainage cérébral en cause

Quand la supraconductivité renaît

Homo naledi : un site funéraire réservé aux femmes ?

La biodiversité insulaire menacée

Des neutrinos venus de loin

HISTOIRE DES SCIENCES

Faire parler le palimpseste d’Archimède

Victor Gysembergh Un feuillet issu d’une copie millénaire d’un traité du mathématicien grec devrait bientôt livrer ses secrets. INGÉNIERIE SPATIALE

Une centrale nucléaire sur la Lune ? Robin George Andrews

Pour alimenter durablement et en quantité suffisante une future base lunaire, l’énergie solaire pourrait ne pas suffire. ENVIRONNEMENT

L’habitabilité est la condition de tous nos droits et libertés

Entretien avec Baptiste Morizot et Laurent Neyret La dignité a nommé ce qu’on ne doit jamais faire à un humain. Le « principe habitabilité » nomme ce qu’on ne doit jamais faire à un monde. Cahier partenaire - pages I à III (après la p. 37) Automatiser la dosimétrie biologique individuelle grâce à l’IA parrainé par

LETTRES D’INFORMATION

Toutes les semaines, l’essentiel de Pour la Science Soyez informé chaque mois des sorties de toutes nos publications

– Points de vue – 62

La vie dans tous ses états Vivre avec des robots Perig Pitrou

Les sciences à la loupe La censure inattendue de Max Planck Yves Gingras

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Redresseur de code Les « transformers » ou l’attention robotisée Thomas Gerbaud

Retour sur image La longue tradition des vues d’artiste Charlotte Bigg

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

10.26

À la une

– Culture – 70

Logique & calcul Géométrie (contre-)intuitive Jean-Paul Delahaye Les petits polygones ont des propriétés géométriques parfois déroutantes, et l’intuition peut suggérer des idées qui se révèlent fausses.

Art & science La plus ancienne guerre de l’eau Loïc Mangin

ÉPISTÉMOLOGIE

14 Quel avenir pour la physique des particules ?

Jean-Philippe Martinez

Les scientifiques de ce domaine de recherche se trouveraient-ils face au « désert » qu’ils redoutent depuis près d’un demi-siècle ?

Les livres du mois

Chroniques de l’évolution Le fossile qui a bousculé l’arbre des chélicérates Hervé Le Guyader

Idées de physique Et j’atténue le son ! Jean-Michel Courty et Édouard Kierlik

Science & gastronomie Chlorophylles : de la luzerne dans votre assiette Hervé This

L’équation La vraie distance entre l’humain et la banane Florian Freistetter

En couverture : © Shutterstock AI Generator

PHYSIQUE DES PARTICULES

La simulation numérique au secours du muon

Ce numéro comporte un courrier de réabonnement, posé sur le magazine, sur une sélection d’abonnés.

Johanna Michaels

Pour élucider les lois de la physique des particules, la simulation démontre désormais tout son intérêt.

ÉTHOLOGIE

avatars virtuels 32 Des pour percer le secret

des bancs de poissons G. Theraulaz, S. Sanchez, C. Sire et R. Escobedo

Quand un vrai poisson nage en compagnie d’avatars numériques, la dynamique collective s’éclaire.

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

68 |5

Actualités Neurosciences

Hypertension intracrânienne idiopathique : le drainage cérébral en cause

aux de tête, acouphènes, troubles visuels, problèmes de sommeil, difficulté à se concentrer… L’hypertension intracrânienne idiopathique (HTICI), un trouble neurologique rare qui touche 1 à 20 personnes sur 100 000, est invalidante par bien des aspects. En cause : une surpression dans le liquide céphalorachidien (LCR), dans lequel baigne le cerveau. Grâce à des expériences chez l’humain

et chez la souris, l’équipe de Stéphanie Lenck et Jean-Léon Thomas, à l’Institut du cerveau, à Paris, a découvert un mécanisme susceptible de l’expliquer. À la base du crâne, les patients présentent un rétrécissement des sinus veineux (de grosses veines qui courent autour du cerveau et collectent le sang avant sa sortie de la tête), qui était soupçonné de jouer un rôle clé. En effet, un traitement efficace consiste à élargir ces sinus grâce à un petit ressort Le cerveau est parcouru de multiples vaisseaux sanguins, le long desquels circule le liquide céphalorachidien. Ce liquide traverse également le tissu cérébral, qu’il nettoie de ses déchets. Ce système de drainage, appelé « système glymphatique », se dérègle dans l’hypertension intracrânienne idiopathique.

inséré à l’intérieur, ce qui fait diminuer la pression et soulage en général rapidement les symptômes. Pourtant, le sang et le LCR ne communiquent qu’en quelques endroits ponctuels. Mais ils courent dans des voies parallèles : le LCR circule au sein d’espaces longeant les artères, puis passe dans le tissu cérébral et en ressort dans d’autres conduits, situés cette fois autour des veines. Ce circuit, qui nettoie le cerveau de ses déchets métaboliques, est qualifié de « système glymphatique ». Pour confirmer le rôle causal du rétrécissement des voies d’évacuation sanguines, les chercheurs ont partiellement obstrué ces voies chez des souris. Ils ont alors observé l’augmentation de la pression intracrânienne caractéristique de la maladie. Les analyses ont en outre révélé une multiplication du canal ionique mécanosensible Piezo1 dans les parois veineuses, soumises à de fortes contraintes en raison de l’obstruction. Sans doute sous l’action de ces capteurs, une série de modifications biochimiques (notamment une inflammation locale) sont survenues dans l’espace qui entoure ces veines, et qui abrite des vaisseaux collectant le LCR après sa traversée du cerveau (les vaisseaux lymphatiques méningés). Ces vaisseaux, par ailleurs comprimés par le gonflement des veines en amont de l’obstruction, ont alors régressé, voire disparu. POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Dans ce trouble neurologique rare, la pression augmente à l’intérieur du crâne, provoquant des maux de tête et divers troubles perceptifs et cognitifs. Une nouvelle étude éclaire les mécanismes en jeu.

10.26 Matériaux À la suite de cette atteinte d’un maillon essentiel du réseau de circulation du LCR, d’autres perturbations se sont produites en amont de l’obstruction. Le réseau de canaux protéiques aquaporine 4, qui assure l’entrée et la sortie du liquide dans le tissu cérébral, est devenu dysfonctionnel. En conséquence, ce liquide s’est accumulé un peu partout dans le cerveau. Des observations chez des patientes ont confirmé l’existence d’un œdème cérébral (un gonflement du cerveau provoqué par l’accumulation de liquide). C’est cette accumulation qui fait monter la pression, puisque la boîte crânienne ne peut quant à elle augmenter de volume. Mais qu’est-ce qui provoque le rétrécissement des sinus veineux à l’origine ? La maladie touche particulièrement les femmes en situation d’obésité ou de prise de poids rapide, ce qui suggère des facteurs hormonaux. S’y ajoutent sans doute une vulnérabilité génétique et le fait que les vaisseaux lymphatiques méningés sont moins développés chez les femmes. Ces résultats indiquent en tout cas que les réseaux du sang et du LCR sont en étroite interaction, et suggèrent que cette complexe plomberie doit être en bon état à tous les niveaux pour assurer un fonctionnement et un nettoyage efficaces du cerveau. n Guillaume Jacquemont

M. R. El Kamouh et al., Nature Neuroscience, 2026.

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

L’usure des pneus comprise à l’échelle moléculaire

Le frottement des pneus sur la route provoque leur usure. Mais le processus à l’échelle moléculaire restait à percer.

u fil des kilomètres, les pneus des voitures s’usent et projettent au passage des microparticules. Chaque année, cela représente plusieurs millions de tonnes de caoutchouc qui s’envolent, si bien que les pneus sont devenus la première source de pollution aux particules émise par les véhicules. Pour diminuer cette pollution, l’équipe de Jean Comtet, physicien de la matière molle à l’ESPCI et au CNRS, a récemment étudié comment les pneus s’usent à l’échelle moléculaire. Jusqu’ici, les scientifiques savaient mesurer à quelle vitesse la gomme s’usait, en la faisant frotter contre une surface rugueuse, mais les mécanismes microscopiques n’étaient pas connus. « User un caoutchouc, cela implique de casser les chaînes de polymères qui le composent, explique Jean Comtet. Nous voulions connaître la quantité de chaînes qui rompent avant qu’on observe un détachement macroscopique, et leur répartition spatiale. Pour cela, nous avons introduit dans le matériau des molécules mécanophores, qui deviennent fluorescentes

lorsqu’elles cassent. » Afin de capter la lumière produite par ces molécules, les chercheurs ont utilisé une gomme transparente, contrairement au caoutchouc des pneus qui contient du noir de carbone en guise de renfort. En menant des expériences de frottement, les chercheurs ont été surpris par la localisation des ruptures moléculaires. Elles ne se produisent pas le long de fissures localisées dans la zone de contact, mais en profondeur et de manière diffuse. Un endommagement qui s’accumule au fil du temps, jusqu’à ce que la couche superficielle du matériau finisse par se détacher en microparticules. Ces résultats sont encore très fondamentaux mais, à terme, ils fourniront peut-être des pistes pour limiter les contraintes sur les molécules et l’usure des pneus. n Edwyn Guérineau O. Taisne et al., Science Advances, 2026.

À la une

Vue d’artiste d’un tronçon de l’accélérateur du futur collisionneur de particules au Cern, le FCC. La configuration n’a pas encore été arrêtée, différents scénarios sont à l’étude. Si le projet est financé, la construction pourrait débuter au cours des années 2030 pour un démarrage vers le milieu des années 2040.

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POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Épistémologie

Quel avenir pour la physique des particules ? Jean-Philippe Martinez

Les scientifiques de ce domaine de recherche se trouveraient-ils face au « désert » qu’ils redoutent depuis près d’un demi-siècle ? L’idée fascine autant qu’elle inquiète : après une série de découvertes culminant avec le boson de Higgs en 2012, il se pourrait que, dans la gamme d’énergie accessible expérimentalement, aucune nouvelle particule ne se manifeste. Ce désert, s’il existe, n’est pas forcément muet. Pour le faire parler, il faudra probablement repenser certaines notions, comme celle de « particule ».

L’essentiel

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

De nombreuses limites à ce modèle suggèrent qu’il cache une théorie plus fondamentale à plus haute énergie.

Or le collisionneur du Cern, le LHC, n’en a décelé aucun indice sous la forme de nouvelles particules.

Il n’est pas certain que la recherche de nouvelle physique doive se résumer à une logique d’accélérateurs toujours plus puissants. Les scientifiques étudient d’autres approches.

Le modèle standard de la physique des particules décrit les interactions élémentaires jusqu’à une échelle d’énergie de l’ordre de la centaine de gigaélectronvolts.

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À la une • Épistémologie

ne vaste étendue stérile entre les éner gies du modèle standard de la physique des parti cules et celles de la grande unification. C’est ainsi que, depuis la fin des années 1970, les physiciens entrevoient le « désert » énergétique susceptible de séparer deux régimes majeurs de la physique des interactions fondamentales. D’un côté, le modèle standard décrit avec une remarquable précision trois des quatre interactions connues – l’interac tion électromagnétique, l’interaction faible et l’in teraction forte – et rend compte de leur unification partielle au sein de la théorie électrofaible, élaborée dans les années 1960 par Sheldon Glashow, Abdus Salam et Steven Weinberg, puis confirmée expéri mentalement. Cette unification montre que l’élec tromagnétisme et l’interaction faible, deux forces apparemment distinctes à basse énergie, ne sont en réalité que deux manifestations d’une même inter action fondamentale audelà d’une énergie caracté ristique de l’ordre de 10² gigaélectronvolts (GeV). D’un autre côté, l’ambition d’une unification plus profonde, intégrant également l’interaction forte, conduit à envisager des échelles d’énergie bien plus élevées. Les premières estimations de cette grande unification – de l’ordre de 1014 GeV, réévaluées depuis autour de 1016 GeV – suggèrent ainsi l’existence d’une vaste plage d’énergies, comprise entre l’échelle élec trofaible et celle de la grande unification, où aucune nouvelle physique ne viendrait nécessairement se manifester. Dans le scénario le plus pessimiste, ce désert pourrait même s’étendre jusqu’à l’échelle de Planck, autour de 1019 GeV, où sont attendus les effets quantiques de la gravitation et l’intégration de cette dernière interaction fondamentale. Mais la nature n’atelle pas horreur du vide ? Longtemps, l’horror vacui aristotélicienne – formulée en opposition à l’atomisme de Démocrite – a dominé

L’AUTEUR

Jean-Philippe Martinez

historien et philosophe de la physique à l’institut Max-Planck de physique gravitationnelle, à Potsdam, en Allemagne

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la pensée physique, au détriment d’une conception discrète de la matière. Or, alors même que l’atomisme a fini par s’imposer, nombre de physiciens peinent aujourd’hui, par un retournement quelque peu iro nique, à accepter l’idée d’un vide énergétique entre l’échelle électrofaible et celle de la grande unification. Dès 1980, Sheldon Glashow appelait ainsi à « faire fleurir le désert » (« Let the desert bloom ! »), une for mule qui ne relève pas d’un simple optimisme poé tique. Elle traduit une inquiétude profonde, liée au problème de la hiérarchie : pourquoi, si les échelles de la grande unification ou de Planck sont si éloignées de celles de l’interaction électrofaible, les paramètres fondamentaux restentils confinés dans une plage aussi étroite, autour de 102 GeV ? La théorie quan tique des champs suggère en effet que les contribu tions venant des hautes énergies devraient entraîner

La masse du boson de Higgs d’environ 125 GeV laisse peu de marge à l’émergence d’une nouvelle physique dans une gamme d’énergies directement accessible aux expériences ces paramètres vers des valeurs plus élevées (voir l’encadré page 21). Le principe de naturalité propose alors une manière d’interpréter ce constat : un tel équilibre, qui suppose une compensation extrême ment fine entre différentes contributions, apparaît difficile à considérer comme « naturel ». Il suggère plutôt l’existence de mécanismes encore invisibles, opérant à des énergies intermédiaires, capables de stabiliser l’échelle électrofaible. Parmi les pistes explorées, la supersymétrie s’est rapidement imposée comme une solution élégante et prometteuse. Elle postule que chaque particule connue possède un « superpartenaire » d’un type différent (à tout « fermion », de spin demientier, comme l’électron, correspond un « boson », de spin entier, et inversement). Ce cadre répond précisément au problème de la naturalité en introduisant de nou velles structures susceptibles de peupler le désert et POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Diagrammes de Feynman, une représentation efficace Pour décrire un processus en physique des particules, les scientifiques utilisent notamment des diagrammes de Feynman. Par exemple, l’annihilation d’un électron et d’un positron en un muon et un antimuon via un photon est représentée par le diagramme suivant :

e–

de limiter la sensibilité aux échelles plus élevées. Elle améliore de plus la convergence des constantes de couplage à très haute énergie, renforçant la cohérence des scénarios de grande unification. Pour autant, la découverte du boson de Higgs au Cern en 2012, avec une masse d’environ 125 GeV, a ébranlé ces espoirs. Si elle a achevé la confirma tion expérimentale du modèle standard, elle a aussi concrétisé ce que certains théoriciens redoutaient comme un scénario cauchemar. Une masse du boson de Higgs comprise entre 120 et 140 GeV laisse en effet peu de marge à l’émergence d’une nouvelle physique dans une gamme d’énergies directement accessible aux expériences. Elle impose en particu lier des contraintes sévères sur les paramètres de la supersymétrie, rendant ses versions les plus simples de moins en moins plausibles. Plus inquiétant encore, depuis plus d’une décennie, les expériences menées au Cern n’ont livré aucun indice de nouvelle physique, excluant progressivement un éventail tou jours plus large de modèles et ravivant le spectre d’un positionnement à l’orée du désert…

photon

μ–

μ+

Les lignes externes représentent les états initiaux et finaux du processus, tandis que les lignes internes correspondent à des particules virtuelles, en d’autres termes les processus intermédiaires. Les fermions, de spin 1/2, comme l’électron et le positron, sont représentés par des traits pleins. Le photon, un boson de spin 1, est matérialisé par une vague. Des bosons scalaires, de spin 0, comme le boson de Higgs sont symbolisés par des lignes en pointillé. Ces diagrammes n’ont pas seulement un rôle représentatif, ils sont avant tout un outil de calcul : chaque ligne et chaque vertex (les points de rencontre entre plusieurs lignes) sont associés à des expressions mathématiques que l’on combine pour obtenir une amplitude, à partir de laquelle on calcule des grandeurs physiques comme la section efficace, c’est-à-dire la probabilité d’occurrence du processus. Pour obtenir le résultat complet, cependant, il ne suffit pas de calculer le diagramme le plus simple, comme ci-dessus : il faut additionner les contributions d’un nombre croissant de diagrammes – appelés « corrections radiatives » – de plus en plus complexes, faisant intervenir davantage de particules virtuelles formant des structures en boucles.

Que reste-t-il à cueillir dans le désert ?

La mise à l’épreuve de la naturalité et l’affai blissement des promesses de la supersymétrie ne signifient évidemment pas que le modèle standard offre, à lui seul, une description pleinement satis faisante de l’Univers. Audelà de sa limite la plus manifeste, l’absence de la gravité, qui motive depuis des décennies la recherche d’une théorie unifiant relativité générale et mécanique quantique, il sub siste un ensemble plus large de tensions théoriques et empiriques : le modèle standard ne rend compte ni de la matière noire ni de l’énergie noire (qui représentent 95 % du contenu de l’Univers) ; il n’explique qu’imparfaitement la domination de la matière sur l’antimatière, et pas davantage l’origine de la masse des neutrinos pourtant établie expé rimentalement ; il n’éclaire pas non plus la valeur du taux d’expansion actuel de l’Univers, dont les mesures divergent selon la méthode employée. Enfin, il repose sur un nombre important de para mètres libres introduits sans justification plus pro fonde : pourquoi ces masses plutôt que d’autres, pourquoi trois générations de particules, pourquoi POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Dans les théories où la constante de couplage est petite, comme dans le cas de l’interaction électromagnétique, les contributions des diagrammes comportant plusieurs boucles sont généralement fortement réduites. Il est alors possible d’avoir une bonne estimation du résultat en ne calculant que les diagrammes les plus simples. En revanche dans le cas de l’interaction forte, lorsque le couplage est grand, les contributions des diagrammes à plusieurs boucles ne peuvent plus être négligées, ce qui nécessite le recours à d’autres techniques de calcul.

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À la une • Physique des particules

L’essentiel Dans le cadre du moment magnétique du muon, mesures expérimentales et calcul théorique obtenaient des valeurs incompatibles.

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Une nouvelle approche, la QCD sur réseau, a montré un accord parfait avec l’expérience, mettant fin à l’idée de trouver un indice d’une nouvelle physique.

La simulation, à l’instar de la QCD sur réseau, offre une façon inédite et complémentaire à l’expérience et à la théorie d’explorer les lois de la nature.

La chromodynamique quantique (QCD), qui décrit l’interaction forte, peut être simulée de façon exacte avec la QCD sur réseau, qui discrétise l’espace-temps.

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La simulation numérique au secours du muon Johanna Michaels

Parfois les observations des expérimentateurs et les calculs des théoriciens ne suffisent pas pour élucider les lois de la physique des particules. Une nouvelle approche a récemment démontré toute sa puissance : la simulation numérique.

n 2021, dans le laboratoire Fermilab, près de Chicago, une annonce a surpris toute la communauté des chercheurs : des mesures de précision préliminaires sur le muon (une version plus lourde de l’électron) indiquaient qu’une de ses propriétés, son moment magnétique, était nettement plus grande que ce que les calculs théoriques avaient prédit. Était-ce un indice révélateur d’une physique inconnue se manifestant au-delà des limites du modèle standard, la meilleure théorie à ce jour décrivant les particules et leurs interactions ? Il était encore un peu tôt pour le conclure, mais ce genre de résultat est typiquement ce que traquent les physiciens pour mettre à l’épreuve la théorie. En passant au peigne fin les mesures toujours plus précises sur les particules, ils espèrent trouver des anomalies les guidant vers une description plus fondamentale du monde (voir l’article page 14). Quatre ans plus tard, grâce à l’accumulation de données supplémentaires, les membres de l’expérience Muon g – 2 ont publié leurs résultats définitifs. Les titres qui en ont fait l’écho ont cependant été bien plus mesurés qu’en 2021. Finis les espoirs de mettre en défaut le modèle standard. Cette fois-ci, c’est la POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

précision extraordinaire avec laquelle les spécialistes ont mesuré le moment magnétique qui a été mise en avant : le résultat est exact jusqu’à la neuvième décimale, une réussite expérimentale incontestable. Comment expliquer ce revirement ? Les nouvelles mesures ne se sont pourtant pas gentiment alignées avec les prédictions théoriques. Au contraire, elles ont confirmé les conclusions des données préliminaires de 2021 ! En revanche, pendant ces quatre années, la prédiction théorique de référence a changé. Et ses conclusions ont rejoint celles de l’expérience. Si l’on peut se féliciter de cette convergence, cela n’a pas été une mince affaire. Afin de comprendre pourquoi, il faut plonger dans les méthodes de calcul du moment magnétique du muon. Pour commencer, il n’existe pas de formule simple permettant un calcul exact de cette grandeur. Pour évaluer ce moment, les physiciens utilisent une approche de la théorie quantique des champs, le calcul perturbatif, qui produit une somme infinie de termes. Plus ils évaluent un grand nombre de ces termes et plus la précision du résultat augmente. Cette technique a fait ses preuves et permet d’obtenir de nombreux résultats | 25

Éthologie

Les tétras à nez rouge (ci-dessous, montage photographique d’un banc et de l’avatar numérique – en gris, en bas – utilisé en laboratoire) font preuve de remarquables capacités de coordination collective. Ils forment spontanément des bancs très cohésifs.

L’essentiel La coordination d’un banc de poissons émerge de règles locales d’attraction, d’alignement et de répulsion, qui varient selon la distance, l’orientation et la position des voisins.

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Un dispositif de réalité virtuelle fait interagir poissons vivants et avatars numériques réalistes.

Il montre qu’un poisson ajuste surtout sa nage à celle d’un seul voisin, dont la vitesse a une influence particulièrement importante.

Ces résultats ouvrent des perspectives nouvelles pour l’étude du comportement animal et la conception d’essaims de drones autonomes.

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Des avatars virtuels pour percer le secret des bancs de poissons Guy Theraulaz, Stéphane Sanchez, Clément Sire et RamÓn Escobedo

La dynamique collective et les mécanismes de synchronisation des bancs de poissons s’éclairent grâce à un dispositif de réalité virtuelle où poissons réels et avatars numériques interagissent dans un aquarium.

bserver un banc de poissons provoque souvent l’impression d’une intelligence collective presque mystérieuse. Les individus tournent simultanément, accélèrent ou se dispersent avec une précision remarquable, comme s’ils partageaient une intention commune. Pourtant, aucun poisson ne dirige les autres et aucune communication explicite ne coordonne leurs décisions. La cohérence du groupe émerge uniquement d’interactions locales d’individus. Depuis plusieurs décennies, les scientifiques cherchent à comprendre les règles comportementales capables de produire cette complexité. Les principaux modèles théoriques de déplacements collectifs reposent sur quelques principes fondamentaux. Les individus s’attirent pour se rassembler et maintenir la cohésion du groupe, se repoussent à très courte distance pour éviter les collisions, et tendent à s’aligner afin de synchroniser leurs déplacements. Dans les simulations, ces règles simples suffisent à reproduire une grande variété de comportements collectifs effectivement observés dans les bancs de poissons.

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Une difficulté majeure demeure toutefois. Le fait de reproduire les statistiques caractérisant un mouvement collectif ou de restituer son apparence ne signifie pas nécessairement que les règles utilisées dans un modèle correspondent aux mécanismes réellement employés par les animaux pour coordonner leurs déplacements. En effet, plusieurs mécanismes différents peuvent produire des dynamiques et des formes de déplacement similaires. Pour lever cette ambiguïté, nous avons cherché un moyen de manipuler directement les interactions sociales tout en conservant le réalisme des comportements naturels. Grâce à un système combinant un suivi tridimensionnel en temps réel du déplacement d’un poisson et la projection anamorphique sur les parois d’un aquarium hémisphérique de poissons virtuels commandés par un modèle comportemental, nous pouvons créer des poissons virtuels réalistes capables d’interagir en temps réel avec un individu vivant. La projection anamorphique consiste à déformer les images des poissons virtuels afin qu’elles soient | 33

Histoire des sciences

L’essentiel Sous une enluminure du XXe siècle et des prières médiévales se cache un texte d’Archimède.

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Le feuillet qui vient de réapparaître à Blois n’a encore jamais été soumis à l’imagerie.

Or, en vingt-cinq ans, les instruments capables de le lire ont beaucoup progressé.

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Faire parler le palimpseste d’Archimède Victor Gysembergh

Un feuillet conservé à Blois s’est révélé appartenir à une copie millénaire d’un traité du mathématicien grec. Il devrait bientôt livrer ses secrets grâce à l’imagerie de dernière génération.

Ce feuillet conservé au musée des Beaux-Arts de Blois est un palimpseste : sur le verso (à gauche), on distingue un texte effacé perpendiculaire aux prières en grec qui le recouvrent ainsi qu’une figure géométrique. Le recto (à droite), ne porte presque plus d’écrits visibles à l’œil nu. Mais il ne fait aucun doute qu’il s’agit bien d’un feuillet disparu d’une copie du Xe siècle du traité d’Archimède intitulé De la sphère et du cylindre.

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

– et les outils dont nous disposons désormais n’ont plus grand-chose à voir avec ceux qui ont servi, il y a un quart de siècle, à lire le reste du manuscrit.

Un feuillet passé inaperçu

C’est un peu par hasard que je suis tombé sur ce curieux feuillet. À la suite d’une conférence à laquelle nous avions assisté à la Bibliothèque nationale de France (BNF), nous discutions avec mes collègues Nicola Zito et Csaba Láda du fait que la bibliothèque royale (qui deviendrait la BNF) avait été un temps conservée au château de Blois, sous le règne de François Ier. Il est bien connu qu’il n’en reste aucun vestige à Blois aujourd’hui, mais de fil en aiguille, je me suis amusé à chercher dans la merveilleuse bibliothèque numérique de manuscrits médiévaux Arca si cette ville recelait actuellement des palimpsestes – sans m’attendre à en trouver. Notre équipe est toujours à l’affût de ces parchemins dont le texte en masque un autre, car une partie de nos travaux consiste à retrouver leurs écrits disparus avec les techniques d’imagerie les plus récentes. Ce feuillet a immédiatement retenu mon attention : on y distinguait du texte effacé – il s’agissait donc bien d’un palimpseste – et des vestiges de diagrammes, signe qu’il s’agissait probablement | 43

Fond : © wirakorn deelert/Shutterstock ; manuscrit : © Blois, Musée des Beaux-Arts, Inv. 73.7.52. Photographie IRHT-CNRS

ur l’une de ses faces, une enluminure : le prophète Daniel entouré de deux lions, peint au XXe siècle à la manière byzantine. Sur l’autre, des prières grecques, copiées sept siècles plus tôt. Entre les deux, invisible ou presque, le texte d’un traité de mathématiques vieux de plus de deux mille ans. Ce feuillet conservé au musée des Beaux-Arts de Blois, installé dans le château royal, provient du palimpseste d’Archimède, l’un des manuscrits les plus précieux pour l’histoire des sciences en Grèce antique. Il y est entré au début des années 1970 par un legs d’André Frank, chef du service des émissions dramatiques de télévision à l’ORTF, sans que personne, alors, soupçonne ce qu’il dissimulait. Je l’ai identifié en 2025, mais cette étape n’était qu’un début. La vraie question est ailleurs : que peut-on aujourd’hui en faire ressortir ? Car ce feuillet n’a jamais été soumis à l’imagerie scientifique

Ingénierie spatiale

L’essentiel L’administration américaine entend installer un réacteur nucléaire sur la Lune afin d’alimenter une base permanente.

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Cette ambition est aussi celle de la Chine. Elle impose de maîtriser les risques du lancement, l’évacuation de la chaleur dans le vide, la protection face aux micrométéorites et les tremblements de Lune.

Ce projet revêt une dimension géopolitique : le déploiement d’une centrale assurerait un contrôle de fait sur des zones stratégiques, notamment celles du pôle Sud, riches en eau.

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Une centrale nucléaire sur la Lune ? Robin George Andrews

Pour alimenter durablement et en quantité suffisante une future base lunaire, l’énergie solaire pourrait ne pas suffire. Les États-Unis misent donc sur un réacteur nucléaire, au risque de transformer ce défi technologique en nouvel enjeu de rivalité avec la Chine.

n 2025, moins d’un mois après avoir été nommé administrateur par intérim de la Nasa, le secrétaire américain aux Transports, Sean Duffy, a annoncé que l’agence spatiale américaine allait installer un réacteur nucléaire sur la Lune. Dans le cadre du renforcement de la sécurité nationale dans l’espace, a-t-il précisé, ce réacteur serait conçu, construit, transporté par vaisseau spatial et installé sur la surface lunaire d’ici à 2030. Pour de nombreux observateurs, cette déclaration a paru farfelue. Pourquoi vouloir installer un réacteur nucléaire sur la Lune ? Le fait est que si les États-Unis (ou n’importe quelle nation spatiale) souhaitent établir une présence permanente sur la Lune – une station habitée capable de fonctionner pendant la longue et glaciale nuit lunaire –, l’énergie solaire ne suffira pas. À travers son programme Artemis, dans le cadre duquel quatre astronautes ont orbité autour de la Lune en avril dernier, la Nasa envisage de transformer le compagnon argenté de notre planète en avant-poste scientifique, en site minier et en rampe de lancement de fusées pointée vers Mars. Or le nucléaire est « la seule façon d’assurer correctement la viabilité d’une base lunaire à long terme », affirme Simon Middleburgh, codirecteur de l’Institut des

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futurs nucléaires de l’université de Bangor, au pays de Galles. Il n’est donc pas étonnant que la Chine et la Russie se soient associées pour installer leur propre réacteur nucléaire sur la Lune d’ici à 2035, afin d’alimenter en électricité ce qu’elles appellent la « Station internationale de recherche lunaire » – leur projet de base prévue au pôle Sud lunaire. Si ces projets réussissent, une base lunaire alimentée par l’énergie nucléaire serait un point d’ancrage pour l’exploration du Système solaire. Mais le défi est de taille. Katy Huff, ingénieure nucléaire à l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign, ancienne secrétaire adjointe chargée de l’énergie nucléaire au sein de l’administration Biden, tient à clarifier un point : l’uranium, qui alimente les centrales nucléaires sur Terre, est certes radioactif et toxique, mais il est relativement facile de s’en protéger. Il devient cependant particulièrement dangereux (et utile) lorsqu’on le bombarde de neutrons au sein d’un réacteur. L’impact provoque la désintégration de ses noyaux atomiques instables, qui émettent alors davantage de neutrons, ce qui entraîne la rupture d’autres noyaux. Tant que la réaction est contrôlée, la chaleur qu’elle produit permet de transformer un fluide (souvent de l’eau) en vapeur. Sur Terre, | 49

Entretien • Environnement

L’habitabilité est la condition de tous nos droits et libertés La dignité a nommé ce qu’on ne doit jamais faire à un humain, le « principe habitabilité » nomme ce qu’on ne doit jamais faire à un monde.

Avec notre questionnement sur l’écocide, nous avons compris qu’il n’y a pas de grand crime sans valeur protégée BAPTISTE MORIZOT

est philosophe, enseignant-chercheur à l’université d’Aix-Marseille.

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55 La protection de l’habitabilité est un enjeu absolu, car la postérité, la prospérité de l’humanité en dépendent LAURENT NEYRET

est professeur de droit à Sciences Po, où il enseigne « Le droit face à l’urgence écologique », après avoir été directeur de cabinet du président du Conseil constitutionnel Laurent Fabius de 2018 à 2025.

Baptiste Morizot : Laurent m’a tout de suite demandé de réfléchir avec lui aux moyens de résoudre ces problèmes de droit, alors que j’étais relativement profane sur ces questions. Se sont ensuivis dix ans de dialogue intense, de tâtonnements, d’impasses… et enfin, il y a un an et demi, la percée théorique a eu lieu. Nous avons eu le sentiment de trouver la réponse à l’énigme qui nous animait ; pourquoi le droit plafonne-t-il dans la protection des conditions de la vie au moment où ces enjeux deviennent existentiels ?

Comment vous, un philosophe, et vous, un juriste, vous êtes-vous rencontrés ? Laurent Neyret : En 2016, nous étions invités à la pré-COP22, à Marrakech, pour préparer la transition avec la COP21, qui s’était tenue en France l’année précédente. En tant que représentants de nos sciences respectives, il s’agissait d’exprimer nos points de vue. Nous ne nous connaissions pas, mais en entendant Baptiste, bien qu’il soit philosophe et que je sois juriste, j’ai senti une communauté d’esprit, une fraternité intellectuelle, sur les enjeux du vivant. À la suite de l’accord de Paris, nous vivions un grand moment d’optimisme, mais en tant que juriste, je percevais un décalage profond entre les besoins de la réalité et le droit existant. La pensée de Baptiste résonnait avec ce sentiment d’injustice et j’ai pressenti qu’elle portait en elle les moyens d’y répondre. POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Quel était justement votre constat ? L. N. : Pour l’illustrer, revenons sur l’histoire du concept d’écocide. À la fin des années 2010, j’ai été l’un des initiateurs en France de la démarche visant à faire reconnaître ce crime dans le droit. Je m’appuyais sur le précédent du préjudice écologique dont j’avais pu accompagner la reconnaissance dans l’affaire du naufrage de l’Erika. Mais si l’écocide a connu un certain succès citoyen et médiatique, il n’a pas reçu la consécration juridique que la puissance du mot laissait espérer. Avec Baptiste, nous avons cherché à comprendre pourquoi… et nous avons buté longtemps. Jusqu’à la solution que vous proposez, une « valeur protégée ». De quoi s’agit-il et comment y êtes-vous parvenus ? B. M. : Avec ce questionnement sur l’écocide – un crime pensé par analogie avec le génocide – nous avons compris qu’il n’y a pas de grand crime sans valeur protégée, une valeur cardinale de très haute importance dans la hiérarchie des normes. | 55

Les sciences à la loupe

La censure inattendue de Max Planck Yves Gingras Ou comment la numérisation des revues scientifiques confère aux éditeurs un pouvoir inédit : effacer des articles du passé au nom de critères anachroniques.

n septembre 2017, le Financial Times nous apprenait qu’un historien américain de la Chine moderne, Glenn Tiffert, avait découvert une vaste opération de censure opérée par les autorités du pays lors de la numérisation de ses archives. En numérisant les anciens numéros de revues chinoises sur l’histoire politique et légale de ce pays, les responsables des nouvelles plateformes numériques avaient fait disparaître des articles publiés dans deux revues durant les années 1950. Ces articles étaient critiques de politiques qui, aujourd’hui, sont promues par le président Xi Jinping. Les versions imprimées de revues anciennes étant souvent rares et difficiles d’accès, Glenn Tiffert en déduisait que les chercheurs ayant tendance à ne visiter que les versions numériques sont plus vulnérables à la manipulation de l’histoire, car il est alors difficile de savoir si le contenu a été totalement numérisé ou non. Surtout, les deux bases de données chinoises contenant ces revues omettent curieusement les 63 mêmes articles publiés entre 1956 et 1959 identifiés par l’historien. « Qui contrôle le passé contrôle le futur et qui contrôle le présent contrôle le passé », disait l’écrivain 64 |

George Orwell dans son célèbre et toujours actuel roman 1984. Comme Glenn Tiffert, Orwell pensait que ce contrôle est nécessairement le fait d’un État non démocratique. Cependant, l’histoire récente des revues scientifiques nous apprend qu’il peut aussi être le fait des groupes éditoriaux privés propriétaires de grandes plateformes de revues numériques, comme Springer Nature, qui détient des milliers de revues.

Deux articles du physicien Max Planck parus en 1940 et 1942 dans la revue « Die Naturwissenschaften » étaient déclarés « rétractés » Au cours des années 2000-2010, ayant compris que la numérisation des anciens numéros permettrait de les monétiser à nouveau (alors même que les versions imprimées dorment dans les bibliothèques depuis des décennies, voire des siècles), les grands éditeurs ont lancé de vastes programmes de numérisation rétroactive. À première vue,

ces numérisations sont précieuses, c’est indiscutable, car elles rendent possibles des recherches impensables autrement. Qui lirait tous les articles parus dans les Transactions et Proceedings de la Société royale de Londres depuis 1665 ? J’ai moi-même largement profité de ces numérisations dès 2008 pour analyser les usages des notions d’« analogie » sur plusieurs siècles et de « conflit d’intérêts » sur plus d’un siècle. Il n’est probablement venu à l’esprit de personne qu’une telle numérisation massive d’articles scientifiques du passé, qui bien sûr contiennent, du point de vue de la science actuelle, quantité de faussetés, d’idées saugrenues et même offensantes aux yeux de certaines personnes modernes (et même postmodernes), ait pu conduire à l’effacement, et donc à la rétractation, de certaines publications. Ce fut donc une grande surprise de découvrir par hasard que le géant des revues savantes de Springer Nature en profitait bel et bien pour en quelque sorte nettoyer le passé scientifique à l’aune de normes morales contemporaines – des normes anachroniques, donc. De temps à autre, je consulte le très informatif site américain POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

POINTS DE VUE

Retraction Watch. Un bref article intitulé « Articles rétractés par des Prix Nobel » a attisé ma curiosité. Alors que je parcourais la liste, quelle ne fut pas ma surprise d’y voir que deux articles du physicien Max Planck parus en 1940 et 1942 dans la revue Die Naturwissenschaften (publiée par Springer depuis sa création en 1913) y étaient déclarés « rétractés ». Immédiatement, cela m’a paru absurde et j’ai aussitôt décidé d’enquêter plus à fond, y voyant un cas exemplaire pour une sociologie historique des sciences. Connaissant l’obsession actuelle des revues scientifiques pour la moralisation de l’activité scientifique,

pour démontrer encore mieux l’absurdité de ces décisions, probablement prises par des algorithmes, les deux fichiers de ces articles sans contenu étaient en vente à 39,95 dollars ! L’enquête terminée, nous avons publié nos résultats sur la plateforme de prépublication en ligne Arxiv le 20 mai dernier sous le titre « The curious case of Max Planck retracted papers. When past scientific practices meet contemporary publishing norms » (« L’étrange cas des papiers rétractés de Max Planck. Quand les pratiques scientifiques du passé se heurtent aux normes contemporaines d’édition »). À notre grande surprise, la revue Science a couvert notre enquête

De nos jours, ce sont les propriétaires des plateformes des revues scientifiques numérisées qui décident de ce qui peut être lu ou non dans les archives de ces revues Si cette curieuse histoire s’est bien terminée pour la postérité de Planck, il est toutefois certain que d’autres articles du passé ont subi le même sort. Mahdi Khelfaoui en a d’ailleurs déjà trouvé datant de 1922 et de 1951, et la recherche continue… J’ignore si Orwell serait surpris d’apprendre que, de nos jours, ce sont les propriétaires des plateformes des revues scientifiques numérisées qui décident de ce qui peut être lu ou non dans les archives de ces revues, mais il est certain que les historiens doivent être vigilants face à ces réécritures de l’histoire. n

j’étais convaincu que ces rétractations ne pouvaient être que le fruit de leur republication sous forme numérique au cours des années 2000-2020. Mon collègue Mahdi Khelfaoui étant plus efficace que moi pour ce genre de recherche numérique, nous avons retracé ensemble leur histoire. Le plus étrange était que contrairement à la pratique habituelle qui consiste à surimposer le mot retracted sur les pages numérisées du texte, qui reste lisible, celles des deux articles de Planck étaient blanches ! Seuls demeuraient le titre et le nom de l’auteur. Et comme POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

le 26 juin, ce qui a déclenché une vague mondiale d’articles scandalisés par ces censures. Cette indignation générale a forcé la plateforme de la revue à réactiver, quelques semaines plus tard, les deux articles en prétextant une erreur humaine. Mais qui peut croire qu’une personne ait relu des milliers d’articles pour décider s’il fallait, pour une raison ou une autre (en l’occurrence une « violation d’article », sans doute liée au fait qu’un des papiers était paru sous diverses formes et que l’autre portait le même titre qu’un article d’un autre savant), les rétracter ?

L’auteur a publié

Les Sciences sous ma loupe (Éditions Matériologiques, 2026).

Yves Gingras

professeur d’histoire et sociologie des sciences à l’université du Québec à Montréal, directeur scientifique de l’Observatoire des sciences et des technologies, au Canada

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Retour sur image

La longue tradition des vues d’artiste Charlotte Bigg

n 1995, Didier Queloz et Michel Mayor découvrent la première exoplanète orbitant autour d’une étoile semblable au Soleil. Depuis, des milliers d’autres ont été détectées, suscitant un foisonnement d’illustrations telles que cette vue (page ci-contre) depuis la surface d’une des sept planètes en orbite autour d’une étoile naine extrêmement froide, découvertes à l’aide du télescope Trappist, à l’observatoire de La Silla, un des sites, tous implantés au Chili, de l’Observatoire Européen Austral (ESO). On voit l’une des planètes internes en transit devant le disque de leur étoile petite et peu lumineuse.

Rendant fidèlement compte des données scientifiques, complétées par l’imagination de ses créateurs, ces vues d’artistes ambitionnent de proposer une représentation plausible de paysages extraterrestres. Elles sont souvent réalisées en étroite collaboration avec des astrophysiciens, ici par Martin Kornmesser, designer graphique travaillant pour l’ESO. Leur style caractéristique doit beaucoup à Chesley Bonestell, pionnier états-unien du space art, qui a marqué l’âge d’or des missions Apollo et de la science-fiction des décennies d’après-guerre. Mais ce type de vue remonte encore plus loin dans l’histoire. Comme Décor de théâtre pour le spectacle de Max Wilhelm Meyer, « De la Terre à la Lune », à l’Urania de Berlin (un lieu consacré à la vulgarisation scientifique), en 1892.

l’historienne de l’art Elsa De Smet l’a montré, on trouve des vues imaginaires de la Terre depuis la Lune dès le milieu du XIXe siècle dans des ouvrages de vulgarisation astronomique. Nommées « vues idéales », elles sont apparentées aux paysages fabriqués par les peintres dans leurs ateliers depuis la Renaissance. Représentés à l’aide des lois de la perspective, les paysages qu’elles montrent sont pourtant destinés à être observés comme si notre œil était présent sur place. Nous sommes transportés dans cette scène imaginaire d’un lieu bien réel, une expérience littéraire qui s’est aussi prêtée à de nombreuses mises en scène théâtrales. Mélange de familier et d’étrange, d’observation et d’imagination, les vues d’artistes font voyager notre regard jusqu’aux confins de l’Univers. n

L’AUTRICE

Charlotte Bigg

directrice de recherche au centre Alexandre-Koyré, autrice notamment de Imaging the Universe. Photography and Astronomy (Reaktion books, 2026).

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© Bibliothèque d’État de Berlin (gravure d’après un dessin de Wilhelm Kranz, parue dans M. W. Meyer, « Illustrirter Leitfaden der Astronomie, Physik und Mikroskopie in Form eines Führers durch die Urania zu Berlin », Hermann Paetel, 1892)

Bien avant que l’humanité dispose d’instruments pour observer des mondes lointains, artistes et scientifiques imaginaient déjà leurs paysages.

>>> 2016 Vue d’artiste de la surface d’une des planètes rocheuses en orbite autour de l’étoile naine Trappist-1 (l’une des planètes apparaît ici en transit).

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69 POINTS DE VUE

culture

Géométrie (contre-)intuitive Jean-Paul Delahaye Les petits polygones ont des propriétés géométriques parfois déroutantes, et l’intuition peut suggérer des idées qui se révèlent fausses. Seul un examen rigoureux permet d’établir des théorèmes solides.

intuition géométrique, nourrie par notre expérience quotidienne, est un outil puissant pour pressentir certains résultats mathématiques pourtant difficiles à démontrer. Cependant, tout mathématicien le sait : il faut se méfier des évidences, car certains énoncés intuitifs se révèlent faux, et cette fausseté n’apparaît qu’au prisme d’une étude rigoureuse. Les questions isopérimétriques, où l’on recherche la figure d’aire maximale pour un périmètre donné, illustrent parfaitement cette périlleuse valse avec l’intuition. En particulier, les petits polygones tendent des pièges, et seul un examen rigoureux de la situation permet d’éviter de s’égarer. Les problèmes autour des petits polygones sont d’ailleurs toujours l’objet de recherches, et l’on semble encore loin d’avoir fait le tour de leurs étonnantes propriétés. On sait que pour un périmètre donné, le cercle est la forme du plan qui possède la plus grande aire, et que c’est la seule à atteindre ce maximum. De même, la sphère est la forme de l’espace de volume maximal pour une surface fixée, et cette forme de volume maximal est unique. Bien que cela semble assez naturel, ce n’est pas facile à démontrer. L’histoire de ces théorèmes isopérimétriques

L’AUTEUR

Jean-Paul Delahaye

professeur émérite à l’université de Lille et chercheur au laboratoire Cristal (Centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille)

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est d’ailleurs celle d’une série de tentatives imparfaites et de démonstrations incomplètes. Le premier vrai résultat de ce type concerne les polygones, et s’appuie uniquement sur la géométrie du triangle. Ce théorème assure que, pour un périmètre donné et un entier n ≥ 3 fixé, le polygone régulier à n côtés (qui possède n côtés égaux et n angles égaux entre côtés liés) est l’unique polygone de surface maximale. Par conséquent, parmi tous les triangles de même périmètre, le triangle équilatéral est celui de plus grande surface et aucun POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

L’

Logique & calcul

autre ne fait aussi bien. De même, parmi les quadrilatères de même périmètre, le carré est celui de plus grande surface, et aucun autre ne fait aussi bien, etc. Pour les polygones, les démonstrations produites au IIe siècle avant notre ère par le mathématicien grec Zénodore sont correctes, et l’on considère qu’il est le premier à avoir démontré ces résultats. En revanche, les preuves qu’il proposa pour les disques et les sphères sont aujourd’hui estimées insuffisantes. Il est en effet difficile de démontrer proprement le résultat indiquant que, parmi toutes les formes du plan ayant pour frontière une courbe régulière de longueur donnée, le disque est la seule de surface maximale, car la théorie mathématique associée à la notion de longueur de courbe est délicate. Après une première avancée due au mathématicien suisse Jakob Steiner (1796-1863), qui montre que si une solution existe, c’est le disque et qu’elle est nécessairement unique, le mathématicien allemand Karl Weierstrass (1815-1897) obtient la première démonstration jugée complète du fait que le disque est la solution unique au problème. Dans l’espace, la première démonstration du théorème indiquant que la sphère est la forme de plus grand volume contenue dans une surface d’aire fixée est

Les problèmes autour des petits polygones sont toujours l’objet de recherches, et l’on semble encore loin d’avoir fait le tour de leurs étonnantes propriétés

due au mathématicien allemand Hermann Schwarz en 1884. Depuis, des généralisations en dimension n ≥ 4 ont été formulées et démontrées – non sans peine.

Petits polygones

En revanche pour les petits polygones, il vaut mieux ne pas trop se fier à ce qui semble aller de soi. Un polygone P est dit « petit » quand son diamètre est fixé, par exemple à une unité. Par définition cela signifie que la distance entre deux points de P ne dépasse jamais une unité et qu’il existe deux sommets distants d’une unité.

1. Les pseudo-carrés Le diamètre d’un ensemble E de points du plan est, par définition, le plus petit nombre réel D, s’il existe, tel que la distance entre deux points de E est toujours inférieure ou égale à D. On se demande quels sont, pour un diamètre D donné, les polygones de plus grande surface. Le cas des quadrilatères réserve une première surprise car, contrairement à ce que souffle l’intuition, le carré n’est pas le seul quadrilatère optimal.

quadrilatères de diamètre 1, ceux dont la surface est maximale. Pour que la distance entre deux points du quadrilatère soit au plus égale à 1, a et b doivent eux-mêmes être au plus égaux à 1. Or le produit ab × sin (A) prend une valeur maximale quand chacun des facteurs prend, parmi les valeurs possibles, la valeur maximale. Ici, c’est le cas lorsque a = 1, b = 1 et sin(A) = 1 (donc A = 90°).

Un tel quadrilatère est dit « équidiagonal » (ses diagonales ont la même longueur), et « orthodiagonal » (elles se croisent à angle droit). Lorsqu’une figure vérifie ces deux propriétés, on dit qu’il s’agit d’un « pseudo-carré ». 2 / 2, dont les Le carré de côté �� diagonales ont pour longueur 1 et dont la surface est 1 / 2, est donc l’une des solutions

cherchées, mais il n’est pas le seul, car une infinité de pseudo-carrés avec les mêmes diagonales sont aussi solutions du problème ! Les quatre pseudo-carrés de diamètre unité représentés ci-dessous possèdent, comme le carré tout à gauche, la surface maximale pour un quadrilatère de diamètre unité.

La surface d’un quadrilatère est donnée par la formule S = 1 / 2 × ab × sin(A), où a et b sont les longueurs des diagonales du quadrilatère et A est l’angle qu’elles forment l’une avec l’autre. On recherche, parmi les

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Art & science

La plus ancienne guerre de l’eau Loïc Mangin Les témoignages archéologiques d’un conflit opposant il y a plus de 4 500 ans deux cités-États mésopotamiennes pour des ressources hydriques sont au cœur d’une exposition au musée du Louvre.

et été 2026, du fait de la sécheresse, le Danube a atteint des niveaux historiquement bas. Pour enrayer ce phénomène, le gouvernement hongrois a décidé de construire un barrage afin de retenir l’eau et pouvoir refroidir les réacteurs de la seule centrale nucléaire du pays. Problème, le Danube arrose une dizaine de pays dont plusieurs, comme la Roumanie et la Serbie, l’utilisent de la même façon. Alors au nom de la souveraineté énergétique, le spectre d’une guerre de l’eau fait-il son apparition en Europe ? De tels conflits, encore nombreux dans le monde, ne datent pas d’hier. Ainsi les archéologues ont-ils retrouvé la trace des plus anciennes guerres de l’eau dans une région qui, a priori, n’en manquait pas, la Mésopotamie, le «pays entre les deux fleuves». Et il y a peut-être des enseignements à en tirer pour gérer les crises actuelles; c’est le pari du musée du Louvre, avec son exposition « L’eau primordiale. Leçons de Mésopotamie». Le parcours révèle comment l’eau a été vénérée ou crainte dans les royaumes qui se sont succédé entre les deux fleuves nourriciers – le Tigre et À VOIR

Loïc Mangin

rédacteur en chef adjoint à Pour la Science

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L’Eau primordiale. Leçons de Mésopotamie, au musée du Louvre, à Paris, jusqu’au 15 mars 2027. www.louvre.fr

l’Euphrate – coutumiers à l’époque de crues soudaines et destructrices. Pendant longtemps, la région était particulièrement humide, la mer s’avançait bien plus au nord qu’aujourd’hui. Ce n’est qu’à partir de la fin du IVe millénaire que le climat devint plus aride et contraignant pour l’agriculture. Cependant, les populations avaient inventé différentes méthodes d’irrigation et l’on vit se développer un dense réseau de canaux, entretenus avec soin. Les premières cités-États ont fait leur apparition dans la seconde moitié du IIIe millénaire, largement organisées autour des accès aux ressources et notamment aux voies d’eau. Certaines, notamment Lagash, à 150 kilomètres au nord-est de l’actuelle Bassorah, étaient même de véritables Venise antiques. Du fait de son importance et de ses caprices, l’eau était au cœur des relations aux dieux, et ce faisant des prérogatives des souverains dont les grands travaux, comme la construction et l’entretien des canaux, garantissaient la prospérité du pays, matérialisaient leur piété et asseyaient leur pouvoir. Pour preuve, dans beaucoup de représentations de divinités, celles-ci portent un vase d’où jaillit de l’eau en deux flots symétriques renvoyant aux deux fleuves tutélaires. Et l’on retrouve cette iconographie, d’ordinaire réservée au registre divin, dans une statue de Gudea, prince (ou ensí) de Lagash vers 2120 avant notre ère (voir page ci-contre, à droite).

Cette cité-État fut longtemps opposée à Umma pour le contrôle de Gu-edina, un territoire frontalier particulièrement fertile. En bordure de cette zone se trouve le site de Tello (l’antique cité de Girsu, appartenant au royaume de Lagash) où l’on a mis au jour les restes du plus ancien pont connu, qui enjambait un canal et fut en usage de 2800 à 2000. C’est au même endroit que fut découverte à la fin du XIXe siècle la stèle dite « des vautours » (voir page ci-contre, à gauche) qui fait état de la victoire vers 2450 avant notre ère du roi de Lagash, Eannatum, sur Enakalli, souverain d’Umma. L’objet comporte deux faces, l’une dite « historique », l’autre « mythologique ». Sur la première, Eannatum marche à la tête de son armée, dont les soldats, dans la partie supérieure, piétinent les vaincus, leurs restes étant emportés par les vautours. Côté mythologique, les dieux sont au premier plan, dont Ninhursag, la déesse des montagnes et épouse d’Enki, dieu des eaux. On distingue aussi Ningirsu, protecteur de Lagash, associé à l’orage et donc aux eaux bienfaitrices pour l’agriculture. L’épisode ici gravé n’est que l’un d’une longue série qui a opposé les deux cités pendant près de 150 ans et durant laquelle chacune des deux rivales gagna plusieurs fois. Espérons que l’on n’en viendra pas à de telles extrémités entre Budapest, Bucarest, Zagreb… n POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

CULTURE

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Les livres du mois

Entretien avec Simon Galas Biologie animale

L’incroyable résistance des tardigrades Qui sont les tardigrades et en quoi sont-ils extraordinaires ? Les tardigrades sont des organismes microscopiques de 0,05 à 1,2 millimètre de long, qui existent depuis plus de 500 millions d’années. Ils ont commencé leur périple dans les fonds marins, puis ont conquis le milieu terrestre il y a 400 millions d’années. Ils se sont alors diversifiés et adaptés, si bien qu’on en compte aujourd’hui près de 1 500 espèces distinctes, qui peuplent tous les continents. En traversant les époques et les changements climatiques – qui ont notamment entraîné une alternance de périodes sèches et humides –, ils ont acquis une résistance exceptionnelle. Ils ont d’ailleurs survécu à toutes les extinctions de masse qui ont secoué la planète. Pourriez-vous décrire plus précisément cette résistance extrême ? Les tardigrades sont capables de survivre sous une forme dormante extrêmement déshydratée, qualifiée de cryptobiose. Dans cet état, ils résistent à des rayonnements mille fois plus puissants que ceux qui tueraient un être humain (y compris ceux qui règnent dans l’espace, où des tardigrades ont survécu sans protection lors d’une expérience). Ils supportent également une pression de 7,5 gigapascals, soit celle qui règne dans le manteau terrestre à une profondeur de 180 kilomètres. Avec mon collègue Fumihisa Ono, de l’université d’Okayama, nous avons reproduit cette pression grâce à des presses spéciales et montré que les tardigrades ne subissent aucune altération de leur structure. Les biophysiciens peinent à l’expliquer : toutes les espèces connues, y compris les bactéries, se désintègrent à une telle pression 78 |

le noyau des cellules, de sorte que le tardigrade l’intègre parfois à ses propres chromosomes lorsqu’il les répare.

Incroyables Tardigrades ! Simon Galas et Myriam Richaud Point Nemo, 2026 160 pages, 16,90 euros

– très supérieure à celle qui est nécessaire pour produire du diamant ! Et pour la résistance à la déshydratation et au rayonnement, a-t-on des explications ? De façon générale, plus la taille d’un organisme est petite, plus il est facile de limiter les dommages liés à la perte d’eau. Mais si cette résistance atteint un tel degré chez le tardigrade, c’est en raison de son génome particulier : ce dernier comporte 40 % de gènes inconnus, selon un séquençage effectué par l’équipe de Takekazu Kunieda, de l’université de Tokyo. Ces gènes viendraient d’espèces qui ont disparu et auraient été acquis par les tardigrades grâce à leur extrême porosité à l’ADN environnemental – issu de bactéries, de plantes, de poils d’animaux emportés par le vent… La déshydratation endommage en effet notablement les chromosomes et quand de l’eau arrive, souvent par une simple goutte de pluie, elle apporte cet ADN avec elle. Celui-ci s’infiltre jusque dans

Comment ces gènes aident-ils les tardigrades à survivre ? L’un d’eux, appelé Dsup (pour Damage suppressor), code une protéine qui se colle à l’ADN et protège les chromosomes du stress oxydant – que ce dernier soit provoqué par la déshydratation ou par un rayonnement nocif. D’autres protéines, nommées CAHS, jouent un rôle important : lorsqu’un tardigrade se déshydrate, ces protéines en forme d’haltères s’accrochent progressivement les unes aux autres et constituent une sorte de grillage, qui préserve la forme de la cellule et maintient toutes les structures cellulaires. L’animal reste ainsi figé, préservé dans son entier, grâce à ce squelette moléculaire. Pour le reste, c’est terra incognita. Les génomes de tardigrade séquencés jusqu’ici comptent de 13 000 à 18 000 gènes (contre 21 000 pour l’être humain), dont nous ignorons presque tout. Leur étude a seulement commencé en 2016 et nous peinons à obtenir des financements, ces animaux étant très petits et inoffensifs pour l’humain. C’est dommage, car ces recherches ont de multiples applications potentielles… Quelles sont ces applications ? Une étude publiée en 2025 par l’équipe de Giovanni Traverso, à l’institut de technologie du Massachusetts (MIT), suggère par exemple que la protéine Dsup pourrait aider à améliorer les radiothérapies, dans le traitement des tumeurs cancéreuses. Le plus souvent, on utilise des rayons X POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

CULTURE

Le choix de la rédaction Simon Galas

généticien, biologiste moléculaire et cellulaire, professeur à l’université de Montpellier

Archéologie

Les Vikings

Lucie Malbos Puf, 2026, 256 pages, 16 euros

pour casser les molécules d’eau des cellules tumorales, mais le problème est que cela abîme aussi les cellules environnantes, provoquant parfois des cancers « radio-induits » dans les dix ou quinze ans qui suivent. Les chercheurs ont alors injecté de l’ARN messager de tardigrade dans ces cellules, afin de déclencher la fabrication de protéines Dsup chez des souris atteintes d’un cancer de la gorge, puis ont irradié la tumeur. Les dommages aux chromosomes des cellules environnantes ont été réduits de 60 %. L’utilisation de ces protéines pourrait donc permettre d’augmenter les doses de rayons X tout en diminuant le risque de cancers radio-induits. Autre application potentielle : la greffe d’organes. Avec mon équipe, nous avons montré qu’insérer le gène Dsup dans le génome de nématodes ralentit le métabolisme et prolonge la durée de vie de ces petits vers. D’autres chercheurs ont obtenu des résultats voisins avec des cellules humaines. Perfuser les organes à transplanter avec ces protéines de tardigrade permettrait alors peut-être de les préserver, par exemple lorsqu’il faut les transférer d’un hôpital à un autre. Plus généralement, ces découvertes pourraient un jour aider à lutter contre le vieillissement. n Propos recueillis par Guillaume Jacquemont

Le mot « Viking » évoque bien souvent l’image d’un guerrier coiffé d’un casque à cornes et buvant dans le crâne de ses ennemis. Hélas, aucun casque de ce type n’a jamais été découvert dans les vestiges de cette civilisation et les récipients forgés dans « le bois courbe des crânes » que décrivent les textes anciens étaient plus probablement… des cornes de bovins ! En convoquant les sources historiques et archéologiques, cet ouvrage donne ainsi à voir, par-delà les fantasmes, la réalité de cette figure omniprésente dans la culture populaire. Neurosciences

Explorer le cerveau grâce à l’IRM

A. Attyé, E. Barbier, C. Delon-Martin, M. Dojat et J. Warnking UGA Éditions, 2026, 200 pages, 25 euros

La physique de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui a valu deux prix Nobel à ses concepteurs, est pour le moins complexe. Cinq spécialistes du sujet l’expliquent ici avec clarté et pédagogie, tout en présentant les déclinaisons, potentialités et limites de cette technologie emblématique. Plutôt destiné aux professionnels, leur ouvrage reste accessible à un public plus large et ravira tous les curieux de sciences. Santé

Le Sommeil de l’enfant et de l’adolescent Pierre Desvergnes Ellipses, 2026, 162 pages, 16 euros

Un tiers des adolescents déclarent très mal dormir, selon les chiffres de Santé publique France. D’où l’importance à la fois d’en comprendre les impacts – et ils sont nombreux, par exemple sur la santé, l’humeur ou les apprentissages – et de les aider à retrouver un meilleur sommeil. Écrit par un médecin spécialiste du sujet et structuré en une centaine de questions très concrètes, ce petit livre donne toutes les clés pour remplir ces deux objectifs.

Médecine

Un cœur, un destin Iradj Gandjbakhch Odile Jacob, 2026, 192 pages, 20,90 euros

POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Et aussi

Biologie végétale

Racines

Philippe Hinsinger et Christophe Jourdan Quæ, 2026, 120 pages, 20 euros

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Chroniques de l’évolution

Le fossile qui a bousculé l’arbre des chélicérates Hervé Le Guyader

raignées, scorpions, acariens… tout le monde connaît des chélicérates terrestres. Mais pour un zoologiste, ce taxon est bien plus diversifié. Aux trois susmentionnés, il faut rajouter dix autres groupes dont les limules – des arthropodes marins en forme de fer à cheval – et les pycnogonides ou araignées d’eau. Ces deux groupes, qui émergent les premiers dans les phylogénies, témoignent de l’origine marine des chélicérates. Au sein de ce taxon, la diversité des plans d’organisation (la disposition relative des organes d’un groupe à un autre) est étonnante. Parmi les quelques caractères anatomiques que tous ces animaux partagent, le plus important est la chélicère, le (souvent) puissant appendice buccal antérieur qui donne des crochets comme celui, venimeux, des araignées et une grande variété de pinces.

Avec les mandibulates (millepattes, crustacés, insectes…), les chélicérates forment les euarthropodes. Intéressant qu’ils soient associés à un autre groupe également caractérisé par un appendice buccal, la mandibule. Et que dire du fait qu’on appelait auparavant « antennates » les mandibulates ? De fait, les chélicérates ne portent pas d’antennes, et l’anatomie comparée a montré que la paire de chélicères est l’homologue de la deuxième paire d’antennes des mandibulates. Ainsi, trouver l’origine de la chélicère, c’est trouver celle des chélicérates. Sur ce point précis, le fossile récemment découvert et étudié par Rudy LeroseyAubril et Javier Ortega-Hernández, de l’université Harvard, aux États-Unis, apporte une contribution majeure. Car jusqu’alors, les fossiles exhumés de présumés chélicérates étaient plutôt déconcertants…

Un casse-tête fossile

L’AUTEUR

Hervé Le Guyader professeur honoraire de biologie évolutive à Sorbonne Université, à Paris

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Dans une revue très soignée parue en 2022, Cédric Aria, alors à l’université du Nord-Ouest, à Xi’an, en Chine, récapitule ce que l’on sait sur l’origine des arthropodes et les débuts de leur évolution. En particulier, il commente

avec précision la situation de fossiles dans divers gisements allant du Cambrien moyen à l’Ordovicien (entre 500 et 440 millions d’années) appelés « mégacheiriens », dont le nom, qui signifie « grand appendice », en désigne la paire la plus antérieure de ces animaux. Or, selon les fossiles, ce grand appendice se présente comme une pince raptrice ou comme une structure allongée rappelant une antenne. Les paléontologues ont proposé deux interprétations. Tout d’abord, la pince a fait penser à une chélicère, si bien qu’on a envisagé les mégacheiriens comme les premiers chélicérates. Mais le fait que certains de ces appendices prennent la forme d’une antenne suggérait aussi que ces animaux existaient avant la divergence entre chélicérates et mandibulates… Pour compliquer encore les choses, un de ces gisements, les schistes de Burgess, dans les Rocheuses canadiennes, en Colombie-Britannique, semble contenir des fossiles de chélicérates cambriens… mais assez curieux. Suivant Cédric Aria, la communauté reconnaît ces fossiles – Mollisonia, Habelia, Sanctacaris – comme des euchélicérates, sous-groupe qui rassemble les chélicérates sans les POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Fossile : © Rudy Lerosey-Aubril ; illustration : reconstruction artistique par Masato Hattori © Université Harvard ; silhouette : © Junnn11/Wikimedia commons (CC BY-SA 4.0)

Un fossile vieux de quelque 500 millions d’années précise l’origine des arthropodes terrestres et aquatiques dotés de chélicères – de puissants appendices à l’avant de la tête comme les crochets venimeux des araignées.

CULTURE

Sur cette contre-empreinte du fossile de Megachelicerax cousteaui récemment décrit, c’est-à-dire la face de la roche qui porte les restes de la partie ventrale du spécimen (à gauche), on distingue notamment en haut les chélicères et, en noir le long de l’animal, des branchies.

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120 000

On estime que le nombre d’espèces décrites de chélicérates s’élève à plus de 120 000. Certaines branches, comme les araignées et les acariens, en comptent plusieurs dizaines de milliers. Les limules, seulement quatre encore vivantes.

500

Le plus ancien chélicérate connu, Megachelicerax cousteaui, vivait il y a environ 500 millions d’années dans un environnement marin.

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La conservation remarquable du fossile mis au jour a permis une reconstitution précise des morphologies dorsale et ventrale de l’arthropode (ci-dessous). Outre les chélicères, cet animal marin arbore cinq autres paires d’appendices céphaliques biramés qui lui servaient à se nourrir et à explorer son environnement.

Megachelicerax cousteaui Longueur : env. 10 cm

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486

On estime que les arachnides (araignées, scorpions, faucheux…), les chélicérates terrestres actuels, ont commencé à coloniser la terre ferme à la limite entre le Cambrien et l’Ordovicien, il y a 486 millions d’années.

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Idées de physique

Et j’atténue le son ! Jean-Michel Courty et Édouard Kierlik

oudain, un éclair déchire le ciel. Le claquement sec et intense d’un coup de tonnerre proche se transforme progressivement en un grondement sourd et presque discret lorsque l’orage s’en va plus loin. Cela n’a pas empêché une fanfare de passer. Et là encore, le son net et cuivré de la formation s’atténue et s’assourdit progressivement avec la distance. Dans les deux cas, et nous l’avons tous constaté, quand une source sonore s’éloigne de nous, l’intensité sonore que nous percevons diminue. Mais avez-vous remarqué que cette atténuation est plus importante pour les aigus que pour les graves ? Pour expliquer ce phénomène, qui n’est pas sans conséquence sur l’écholocalisation des chauves-souris, nous le verrons, plusieurs effets se combinent : la géométrie, la viscosité de l’air, la conduction thermique et

LES AUTEURS

Jean-Michel Courty

professeur de physique à Sorbonne Université, au laboratoire Kastler-Brossel

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Édouard Kierlik

professeur de physique à Sorbonne Université, au LPTMC (CNRS, SU)

d’autres encore. Reste à démêler les contributions de chacun…

Dans toutes les directions

Commençons par la seule géométrie et claquons des mains dans de l’air au repos. En comprimant localement le fluide, nous produisons une perturbation. Lorsque la zone d’air comprimée se détend, elle appuie sur l’air environnant, qui se comprime à son tour, et ainsi de suite. La perturbation se propage dans toutes les directions tandis que chaque petite portion d’air n’effectue qu’un mouvement bref et de faible amplitude avant de revenir pratiquement à sa position initiale. Nous avons créé une onde sonore ! Celle-ci transporte, d’une part, de l’énergie potentielle élastique, car l’air se comprime localement comme un ressort, et, d’autre part, de l’énergie cinétique associée au mouvement local de l’air pendant le passage de l’onde. En l’absence de dissipation, l’énergie totale transportée par l’onde reste constante. Si la source est quasi ponctuelle, cette énergie traverse des sphères de plus en plus grandes à mesure que l’onde s’éloigne : la même énergie doit donc se répartir sur des surfaces de plus en plus grandes. Or la surface d’une sphère est proportionnelle au carré de son rayon.

L’intensité acoustique, c’est-à-dire l’énergie qui traverse une unité de surface par unité de temps, est inversement proportionnelle à la surface de cette sphère et donc inversement proportionnelle au carré de la distance à la source. Lorsque l’on double la distance qui nous sépare d’une source sonore, l’intensité acoustique est divisée par quatre. Cette décroissance géométrique est une conséquence de la conservation de l’énergie dès lors que la source est ponctuelle et émet dans toutes les directions, quels que soient la fréquence et le milieu de propagation. En pratique, plutôt que l’intensité acoustique elle-même, exprimée en watts par mètre carré, on exprime généralement le niveau sonore en décibels (dB). Par convention, 0 dB correspond approximativement au seuil d’audibilité de l’oreille humaine. Cette unité fonctionne selon une échelle logarithmique : une augmentation de 10 dB, correspond à une multiplication de l’intensité par 10, de 20 dB à une multiplication par 100. Typiquement, à une distance de 1 mètre, le niveau sonore d’un lave-vaisselle est d’environ 50 dB, celui d’un sèche-cheveux de 80 dB et celui d’un marteau-piqueur peut atteindre 110 dB. Sur cette échelle, multiplier la distance par 10 fait perdre 20 dB. En prenant POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

Quand un son s’éloigne, son intensité diminue, mais de façon plus prononcée pour les aigus que pour les graves. Plusieurs effets se combinent pour l’expliquer.

CULTURE

110

C’est l’intensité sonore, en décibels, d’un marteau-piqueur situé à 1 mètre de vos oreilles.

Écholocalisation

Ce sens, dont disposent les chauves-souris, consiste à émettre des sons et à en percevoir les échos renvoyés par les éléments de l’environnement pour se repérer ou chasser.

460 Hz

C’est la fréquence de relaxation du diazote de l’air quand celui-ci est à 20 °C et contient 70 % d’humidité relative.

Le bruit du tonnerre ou le son d’une fanfare qui s’éloignent deviennent plus graves, car les aigus s’atténuent plus vite avec la distance. Un phénomène qui influe sur l’écholocalisation des chauves-souris.

comme référence le niveau sonore à 1 mètre, à 10 mètres l’intensité est divisée par 100, soit une perte de 20 dB, à 100 mètres, elle est divisée par 10 000, soit une perte de 40 dB et à 1 000 mètres, la perte atteint 60 dB.

Ça frotte et ça chauffe

Malgré les complications que constituent la réverbération et l’absorption des sons sur les surfaces rencontrées lors de la propagation, cette loi géométrique est plutôt bien vérifiée au quotidien pour les sons ordinaires, POUR LA SCIENCE N° 588 OCTOBRE 2026

mais elle surestime largement la portée réelle des sons. Le bruit d’un marteau-piqueur situé à 10 kilomètres ne nous paraît certainement pas réduit aux quelque 30 dB que prédirait la seule loi géométrique. Pourquoi ? Parce qu’une partie de l’énergie du son est absorbée par l’air. Commençons par deux mécanismes inévitables : la conduction thermique et la viscosité. Les variations de pression de l’air dues à l’onde sonore s’accompagnent de variations de température et mettent l’air en mouvement. Pour

un niveau sonore de 80 dB (un sèchecheveux), la variation de pression est de 0,2 pascal (Pa), celle de température de 0,00 016 °C et l’air acquiert une vitesse de 0,5 millimètre par seconde. L’air n’est plus un milieu uniforme: des zones sont plus chaudes que d’autres et la vitesse varie selon les régions. La conduction thermique tend alors à uniformiser la température dans le milieu par un transfert d’énergie des endroits chauds vers les froids tandis que la viscosité a tendance à égaliser les vitesses. Le résultat combiné de ces | 85

𝐾𝐾 𝐾 𝐾𝐾𝐾 𝐾 𝐾𝐾 𝐾 𝐾𝐾 L’équation

La vraie distance entre l’humain et la banane

Nous partageons une partie de notre patrimoine génétique avec la banane. Quand nos lignées ont-elles divergé ?

’un point de vue génétique, chaque humain est une demibanane. C’est, à peu de chose près, ce que plusieurs médias ou sites internet ont affirmé ces dernières années. De fait, tous les organismes vivants sont apparentés : nous partageons environ 98 % de nos gènes avec les chimpanzés et, donc, un certain nombre avec la banane – même si de récentes analyses suggèrent que ce pourcentage se situe plutôt entre 17 et 25 %. Quand notre chemin s’est-il séparé de celui de notre lointaine cousine végétale (je m’abstiendrai de tout jeu de mots sur ce banana split) ? C’est ce qu’on détermine avec la formule ci-dessus. Cette formule résulte de la théorie dite « neutraliste » de l’évolution moléculaire, formulée dans les années 1960 par le généticien japonais Motoo Kimura. Dans sa version classique élaborée par Charles Darwin, la théorie de l’évolution stipule qu’un organisme vivant subit, à la suite d’une mutation aléatoire, une modification qui lui confère un avantage par rapport aux autres. Il est ainsi mieux adapté aux conditions environnementales en vigueur et se reproduit davantage. Au fil du temps, cette mutation se fixe dans la population. Si le phénomène se répète un certain nombre de fois, une nouvelle espèce finit par apparaître.

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Cette description n’est pas complètement fausse, mais la réalité est plus complexe. Premièrement, toutes les mutations sont loin de conférer un atout : nombre d’entre elles, et c’était là l’hypothèse de Motoo Kimura, pourraient ne jouer aucun rôle. Elles sont neutres, c’est-à-dire qu’elles ne présentent ni avantages ni inconvénients, et ne sont donc pas directement soumises à la sélection naturelle (elles ne le deviendront que si des modifications environnementales les rendent soudain utiles ou délétères).

Une horloge moléculaire

Ces mutations se produisent à un rythme quasi constant, que la formule permet d’estimer pour une population composée de N individus. Si ces derniers sont diploïdes – comme l’humain –, chacun d’entre eux possède deux copies de l’information génétique (une provenant du père et l’autre de la mère) ; u désigne la probabilité qu’une mutation apparaisse sur l’une des copies d’un gène au cours d’une génération [le nombre de mutations qui apparaissent dans la population est alors 2Nu, ndlr]. Et le facteur µ donne la probabilité de fixation, c’est-à-dire la chance que la mutation finisse par se propager à l’ensemble de la population. La formule calcule

alors le nombre moyen de mutations qui se fixent par génération. Au départ, une nouvelle mutation ne concerne qu’une des 2N copies d’un gène, et, selon la théorie neutraliste, chacune de ces dernières a la même probabilité de devenir l’ancêtre de toutes les copies futures. Par conséquent, on peut attribuer la valeur de ½N à µ, ce qui simplifie la formule en K = u. En d’autres termes, le nombre moyen de mutations qui se fixent correspond au taux de mutation et ne dépend pas de la taille de la population [plus celle-ci est grande, plus le nombre total de mutations est élevé, mais moins chacune a de chances de s’imposer, ndlr]. C’est là – dans une version très simplifiée – le fondement mathématique de ce qu’on appelle « l’horloge moléculaire », qui permet de calculer la date de la séparation génétique entre deux espèces. Dans le cas de la banane et de l’humain, cela remonte à environ 1,5 milliard d’années. Pas de mauvaise conscience, donc, si vous avez l’habitude de dévorer ces lointains cousins. n L’AUTEUR

Florian Freistetter

astronome, auteur et membre de la troupe autrichienne Science Busters, qui mêle théâtre et science.

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