Pollen : Comment la palynologie peut nous aider à comprendre les évolutions du climat ?

C'était le dernier mardi de Doisneau avant le déménagement dans les préfabriqués, et ce jour-là nous avons reçu Nathalie Combarieu-Nebout, directrice de recherche en palynologie qui doit elle-même déménager son laboratoire et passer d'un site à Saclay au laboratoire de paléontologie humaine de Paris dépendant du Muséum d'histoire naturelle. Un total hasard…

Au programme, les pollens… et surtout les informations qu'ils peuvent nous donner sur l'évolution du climat. Mais dans un premier temps quelques précisions s'imposent.

Pour le profane, les pollens, ça fait éternuer, c'est de la poussière jaune sur les sols, les voitures, les balcons et le linge qui sèche : une vraie calamité printanière… Bref, ce n'est pas agréable du tout.

Plus sérieusement, le mot pollen vient du grec "polliné" qui veut dire poudre ou poussière. Les grains de pollen sont les éléments reproducteurs mâles de la plante. Leur taille varie de 5 à 200 microns. Ils fécondent les étamines, qui sont les éléments femelles de la plante.

Suit un exposé d'histoire géologique et naturelle de la Terre. Il n'y a pas toujours eu des plantes sur notre planète. A l'ère primaire, il y avait un monde gris, puis le monde est devenu vert au Carbonifère, avec l'arrivée des fougères arborescentes et des conifères. Et avec eux les pollens. Au Crétacé, apparaissent les plantes à fleurs et le monde devient alors coloré. 

Pour déterminer les pollens et dresser une typologie, on se fie à leur taille, leur forme, leurs apertures (la zone où germe le tube pollinique), les sculptures de leur enveloppe. Ainsi on détermine la famille, le genre et l'espèce.

Les pollens sont transportés par différents véhicules. Ceux qui sont transportés par des insectes pollinisateurs, comme les abeilles, sont dits entomophiles. Ceux qui peuvent être transportés par l'eau ou par le vent sont dits anémophiles. Une partie des pollens déplacés atteint sa cible mais les autres se déposent sur les fonds sous-marins et les lacs. Ils nous permettent de reconstituer la végétation d'une époque donnée et donc en déduire le climat. On peut ainsi connaitre l'évolution des paysages d'une même zone au cours du temps.

Pour faire des prélèvements, on peut utiliser différentes méthodes : effectuer des carottages, piéger les pollens grâce à des filtres, aller les chercher sur les roches qui affleurent ou à l'aide de bateaux océanographiques.

Les échantillons prélevés sont nettoyés à l'acide. L'acide n'élimine que les boues car les pollens sont particulièrement résistants. On peut procéder alors à leur comptage au microscope. On obtient pour chaque strate un spectre pollinique, et en superposant les spectres polliniques, on obtient un diagramme pollinique.

Notre invitée nous propose ensuite une étude de cas en Méditerranée, exemple intéressant car les gradients thermiques et de précipitations sont importants, avec des contrastes très prononcés entre les étés très secs et les intersaisons très pluvieuses. De plus, c'est une zone menacée par des événements climatiques extrêmes dans une région à densité de population importante et aux ressources en eau parfois menacées.
Grâce à cette étude, on sait qu'il y a 2 580 000 ans, le climat était sec et frais. On peut également reconstituer les cycles récents qui sont différents. Connaitre l'évolution des cycles peut éventuellement permettre d'anticiper des problèmes, des migrations de populations ou des changements de culture agricole.

La palynologie peut aussi nous donner des informations sur la manière dont l'Homme impacte l'environnement avec les cultures, et peut permettre de dresser une cartographie utile des émissions de pollens pour la médecine et la prévention des allergies (réseau RNSA). En agriculture, à l'INRA (Institut National de Recherche Agronomique), on travaille sur la prévision des récoltes, et aussi sur la mélissopalynologie, à savoir la composition des miels et le repérage des polluants dans les miels. Il est à noter que la palynologie n'intervient pas seule et que la multianalyse de tous ces phénomènes complexes faisant intervenir différentes spécialités est indispensable.


 Pour aller plus loin :
- Sur le site Universciences, Delphine Barbier-Pain, également palynologue, présente son travail de recherche.
- Le rôle des abeilles est évidemment très important dans la pollinisation. Pour en savoir plus sur le rôle de ces insectes, vous pouvez trouver au CDI : L'abeille, sentinelle de l'environnement rédigé par Henri Clément et Fabienne Chesnais.

Illustrations :
 - Male pines cones par Martin LaBar. Licence Creative Commons cc by-nc 2.0
 - Le grain de pollen : un outil microscopique. Extrait du diaporama de Nathalie Combarieu-Nebout
 - A happy bee in a crocrus flower pokes his (her ?) head up to say hello to spring par morganglines. Licence Creative Commons  cc by-nc-sa 2.0
 - Pollen par dan.kristiansen. Licence Creative Commons cc by-nc-nd 2.0

Épistémologie des sciences : Roland Lehoucq fait des sciences avec Star Wars

Mardi 13 janvier à 14h en salle Isnard, c'était la traditionnelle conférence de physique des classes préparatoires du lycée. 

Roland Lehoucq, astrophysicien au Commissariat à l'énergie atomique sur le plateau de Saclay, nous a exposé plusieurs faits scientifiques à partir de différentes situations de la saga Star Wars, afin de démontrer que l'on peut se poser des problèmes scientifiques et tenter de les résoudre à partir de n'importe quoi, y compris des choses a priori extravagantes. 

Larsen dans le haut-parleur. La conférence n'est pas commencée que Roland Lehoucq interpelle son public sur la réalité scientifique du phénomène qui vient de secouer de façon fort désagréable nos oreilles.

Il faut apprendre à raisonner, se poser des questions, exercer son esprit critique, utiliser ses connaissances scientifiques pour tenter de résoudre des problèmes ouverts : c'est ainsi que la science avance et cela est valable pour tous les publics auxquels Roland Lehoucq expose cette conférence.

Nos problèmes du jour résultent des questions que tout un chacun peut se poser après avoir vu les deux trilogies de Star Wars : qu'est-ce que la Force ? quelle est la puissance du sabre laser ? comment fonctionne "l'Étoile de la mort" ?

La première image que nous montre Roland Lehoucq présente l'Empereur couvert de sa cape envoyant un arc électrique sur Luke Skywalker à l'aide de ses seules mains. Cela ressemble beaucoup à une expérience du Palais de la découverte. L'air est rendu conducteur par la forte différence de potentiel électrique entre le sol et les mains.

La forte différence de potentiel électrique rend l'air conducteur
© Palais de la découverte / C. Rousselin

Après avoir calculé le différentiel de potentiel nécessaire pour que l'empereur terrasse Luke, notre conférencier a cherché à imaginer comment isoler l'Empereur du sol. Pour cela, il faut que les chaussures soient suffisamment isolantes, ce qui dépend à la fois de la matière de la semelle et de sa taille. Après contact avec des fabricants de chaussures, il en a conclu qu'il fallait des semelles d'au moins 40 cm.

Pour essayer de se représenter ce qu'est la Force, on doit partir de sa définition donnée par le maitre Jedi Obi-Wan Kenobi.
« La Force c'est un champ d'énergie créé par tous les êtres vivants. Elle nous entoure et nous pénètre. C'est ce qui lie la galaxie en un tout uni ».

Tenter de démêler ce qui est scientifique dans ce discours nous fait approcher une réalité quotidienne, celle des publicitaires qui, pour nous vendre n'importe quoi, des crèmes de beauté au moindre objet technologique, enveloppent leurs discours d'un sabir pseudo scientifique à visée marketing. La définition donnée par Obi-Wan utilise de nombreux termes scientifiques (champ d'énergie, êtres vivants, galaxie, etc.), mais cela suffit-il à en faire une définition scientifique ?

À bien y réfléchir, cette définition de la Force est analogue à ce que nous connaissons de la force gravitationnelle. Le pouvoir des Jedi peut donc se comprendre comme la possibilité de manipuler la gravitation à distance.

Par exemple, quand Luke s'entraîne sur Dagoba, il apprend à faire léviter son vaisseau spatial, ce qui revient à faire s'exercer une gravité négative en dessous du vaisseau afin de le soulever puis une gravité nulle pour le maintenir en lévitation. Penser de telles modifications de la gravitation nous oblige à réévaluer la notion de haut et de bas. Le bas se définit alors comme la direction vers où nous attire la gravité.

Le sabre laser nous occupe ensuite un bon moment. La notion de sabre est un peu problématique, car le laser c'est de la lumière. D'ailleurs, laser signifie "amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement". On ne voit un laser que lorsqu'il rencontre un obstacle, ce qui n'est pas le cas des sabres laser du film. Le caractère fini du sabre laser pose également problème et, bien évidemment, quand deux faisceaux lumineux se croisent, ils ne s'entrechoquent pas en faisant du bruit... Les sabres laser semblent donc impossibles à réaliser en vrai.
Ensuite, se pose la question de la puissance dudit sabre. Il a fallu enquêter dans les films pour trouver une séquence permettant de la déterminer. Dans l'épisode I, La Menace fantôme, Qui-Gong Jinn fait fondre en trois secondes une porte en acier. Il suffit donc d'estimer le volume d'acier fondu, puis de calculer la température à laquelle il faut porter l'acier pour déterminer cette puissance. Après tous ces calculs, on peut estimer que la puissance du sabre est équivalente à celle d'une centrale nucléaire ! Ça laisse rêveur...

Enfin, la facilité avec laquelle l'Étoile noire pulvérise la planète Alderande nous donne l'occasion de quelques calculs sympathiques pour évaluer la force nécessaire à la destruction de la planète. Dans un premier temps, il faut calculer la force équivalente à la force de liaison de la planète, laquelle dépend de sa masse. Cette recherche nous a permis de comprendre pourquoi, passés une certaine masse, les objets célestes sont sphériques. Plus la masse d'un corps est importante et plus sa force gravitationnelle s'exerce, ce qui aplanit la surface. Une fois ce calcul terminé, reste encore à prendre en compte la puissance et la forme de l'explosion, celle-ci nécessitant un "tir" d'une puissance difficilement imaginable.

Ces leçons de physique avec Star Wars peuvent être reprises avec de nombreux autres films de science-fiction, selon l'imagination du lecteur du blog. Cela ne doit toutefois pas remettre pas en cause l'imaginaire poétique des films...

Pour aller plus loin

• Roland Lehoucq est l'auteur de plusieurs ouvrage de vulgarisation scientifique. Le CDI possède en particulier Mais où est donc le Temple du Soleil ? consacré aux relations entre Tintin et la science.
• Dans le même registre, Marion Montaigne propose régulièrement sur son blog de BD Tu mourras moins bête (mais tu mourras quand même) des articles très drôles de vulgarisation scientifique. Récemment, elle a notamment traité des problèmes psychiques des astronautes et de la descente vertigineuse de Gandalf dans le Seigneur des Anneaux. Le CDI possède d'ailleurs le premier tome de Tu mourras moins bête : La science c'est pas du cinéma.
• Le Palais de la Découverte offre de nombreuses expériences scientifiques parmi laquelle l'expérience de physique électrostatique mentionnée par Roland Lehoucq.

Jeudi 18 Décembre : table ronde sur l'eau, étude de cas et regards de chercheurs

L'association Sciences Essonnes a présenté pour la première fois au lycée une table ronde sur l'eau permettant d'échanger sur des problématiques de développement durable, à partir de cas concrets présentés par deux chercheurs de discipline différentes: Abdoul Ba, maître de conférence en géographie à l'Université d’Évry Val d'Essonnes, et Camille Dupat, chercheuse en hydrodynamique à l'école Polytechnique. L'originalité de la formule, c'est aussi la présence des adhérents de l'association.

Qu'est-ce qu'un enseignant-chercheur ? C'est Abdoul Ba,  géographe, qui répond en premier à cette question afin d'expliquer son métier aux élèves de seconde présents avec leurs professeurs d'histoire-géographie. Un enseignant-chercheur doit d'abord effectuer un certain nombre d'heures d'enseignement auprès de ses étudiants. Le reste du temps, il fait de la recherche sur sa spécialité qui est généralement un sujet qui le passionne. Il voyage pour enquêter sur le terrain et participer à des séminaires. Il écrit des livres, publie des articles...

Abdoul Ba nous présente son sujet d'étude qui porte sur le bassin du fleuve Sénégal, un espace très vaste, drainé par le fleuve et ses affluents sur 330 000 kms², comprenant 4 pays : la Guinée, la Mauritanie, le Sénégal et le Mali. La zone a des conditions climatiques arides, presque désertiques, d'ailleurs le mot arabe "Sahel" signifie rivage.
Avec trois mois de pluie par an, la vie des éleveurs et des cultivateurs est difficile et leur cohabitation compliquée : les éleveurs sont nomades alors que les cultivateurs sont sédentaires. Les éleveurs ont tendance à se déplacer le long du fleuve sans tenir compte des frontières héritées de la colonisation. Il parait absurde de présenter un passeport pour aller s'abreuver. Ces divergences d'intérêt ont même provoqué une guerre entre la Mauritanie et le Sénégal en 1989. La gestion de l'eau est en effet différente selon les pays et la prédominance des éleveurs ou pas dans leur population.

Deux barrages, l'un au Mali, l'autre au Sénégal viennent compliquer la situation. L'un empêche les remontées d'eaux salées dans l'embouchure du fleuve et l'autre sert à produire de l'hydroélectricité. Les écosystèmes sont alors modifiés et les maladies dues à la présence des eaux stagnantes augmentent. Le calendrier des activités humaines est lui aussi modifié car l'eau est toujours présente.
C'est un vrai défi de faire s'entendre quatre pays pour une meilleure gestion de la ressource et régler les différents problèmes nés de la construction des barrages dans l'intérêt de toutes les populations.

Camille Dupat, nous présente d'abord son laboratoire, où l'on vient du monde entier pour étudier l'écoulement des fluides : à l'échelle des océans comme à l'échelle des flux sanguins.

Elle nous propose alors une étude de cas qui évoque une situation très locale, celui du village de Chigungo au Chili, à peu près 200 personnes, dans le désert d'Atacama, une des zones les plus arides de la planète où il ne pleut que tous les 10 ans. Le brouillard, en revanche, est très souvent présent. L'eau potable du village était jusqu'à peu livrée par camion. En 1992, les villageois ont posé 50 filets à brouillard (de 4m de long sur 1m de haut) et ont ainsi pu récupérer, par condensation, des gouttes de brouillard, soit environ 10 000 litres d'eau par jour. C'est d'une mise en œuvre facile, les villageois ayant utilisé des filets de pêcheur ordinaire.
Dans ce contexte, quelle aide peuvent apporter les chercheurs ?
Ils ont étudié le phénomène et proposé des améliorations simples à partir de ce qu'il est possible de trouver sur place. Ils ont donc commencé par chercher comment s'agrègent les gouttes de 2 microns en suspension et comment elles peuvent s'écouler pour être récupérées ensuite dans un bassin et acheminées au village. Une série de films sur l'écoulement des gouttes sur différents supports nous a montré l'intérêt de cette étude. La nature du support importe énormément ainsi que la taille des mailles. Il faut favoriser la "coalescence" et éviter que le vent n'emporte les gouttes trop légères. Il faut également éviter les produits chimiques polluants et coûteux. Les chercheurs essaient aussi de voir si la méthode est transposable dans d'autres sites arides soumis au brouillard.

Dans tous les cas, les chercheurs partent d'une pratique de terrain pour proposer des améliorations de l'accès à l'eau. Ils s'interrogent aussi sur les manières de cultiver, l'usage de plantes plus adaptées à la sécheresse et sur l'éducation à ne pas gaspiller l'eau.
En effet, même si les pays du "Sud" n'en sont pas à des consommations d'eau par habitant aussi importantes que les pays du "Nord", les modes de vie tendent à se rapprocher. Il faut donc éduquer.

L'eau est source de cohésion des communautés. Au Chili, les filets font l'objet d'un travail collectif pour leur entretien. Pour le fleuve Sénégal, c'est un organisme international, l'Organisation pour la Mise en Valeur du fleuve Sénégal (OMVS), regroupant des représentants des quatre pays concernés, qui définit la répartition de consommation et qui régule les usages.

Pour aller plus loin :

voici la bibliographie de M. Ba : 

- Acteurs et territoires du Sahel, ENS, 2007

- Dimension culturelle du développement, L'Harmattan, 2010

- Dynamiques de développement et enjeux de gouvernance territoriale, L’Harmattan, 2013

Le temps : absolu ou relatif ?

 Samy Sisaid, étudiant à l'école Polytechnique, est en stage au lycée. Il participe à l'accompagnement éducatif de nos élèves.

Les mardis 9 et 16 décembre, il a organisé, dans ce cadre, une conférence scientifique sur le thème du temps.

Samy Sisaid a d'abord rappelé que l'on aborde la question du temps par des échelles fixes de durée : heures, jours, années, etc. qui ne dépendent pas de nos perceptions psychologiques. Pour un homme, le temps peut passer parfois beaucoup trop vite, alors qu’à d’autres moments une minute semble durer longtemps. Le rêve brouille d’ailleurs encore plus notre perception du temps, puisque nous pouvons rêver aussi bien du passé que du futur.  Les règles de temporalité semblent alors complètement disparaître. On ressent donc une distinction entre un temps psychologique, par nature relatif, et un temps physique qui nous semble universel et donc absolu.

Isaac Newton a défendu cette idée d’un temps physique absolu qui s’oppose au temps psychologique, mais cette théorie a été remise en cause par Albert Einstein en 1905. Newton a exposé ses principales théories dans les Principia :

• le principe d’inertie : un corps soumis à une force nulle ou à des forces qui se compensent conserve uniformément son mouvement (ou son absence de mouvement) ;
• la vitesse de la lumière ne possède pas de limite ;
• le principe de causalité : un effet ne précède jamais sa cause ;
• la loi de la composition de la vitesse : un homme qui marche dans un train cumule sa vitesse de marche avec celle du train dans un référentiel terrestre.

Paul Dirac a montré au contraire qu’il existait des particules pouvant disparaître avant d’apparaître. C’est pour conserver le principe de causalité, qu’a été développée la théorie de l’antimatière. Le principe de causalité revient à dire qu’il existe une direction au temps, une “flèche”. On peut au final considérer que c’est le principe d’entropie qui définit cette “flèche” en dehors des actions réversibles (= qui ne créent ni ne détruisent de l’ordre), autrement dit,  le temps s’écoule dans le sens d’une augmentation du degré de désordre dans l’univers.

La découverte de la théorie électromagnétique de la lumière a remis en question l’idée d’un temps absolu. En effet, dès lors que l’on admet qu’il existe une vitesse de la lumière valable quelle que soit le référentiel, on ne peut appliquer la loi de composition de la vitesse à la lumière, sauf à admettre que c’est le temps qui évolue. C’est donc parce que la vitesse de la lumière est constante que le temps ne peut être que relatif. Celui-ci s’écoule d’autant moins vite que la vitesse de l’espace concerné est grande. On en arrive alors à l’idée d’un univers non en trois mais en quatre dimensions (c’est ce que l’on appelle l’espace de Minkoski à 4 dimensions). Cette théorie de la relativité restreinte a été découverte par Albert Einstein à l’âge de 26 ans.

On s’est également aperçu que la notion de simultanéité est elle aussi relative. Lorsque l’on actionne deux interrupteurs en même temps sans se déplacer, on peut voir les deux lumières s’allumer au même moment. Mais si l’on se déplace, notre perception change : selon le sens du mouvement une des deux lumières s’allume en premier. De même, si l’on imagine un extraterrestre immobile à plusieurs millions d’années lumières, celui-ci sera synchronisé avec notre présent. En revanche, s’il s’éloigne de la Terre, il sera synchronisé avec notre passé ; s’il se rapproche, il sera synchronisé avec notre futur. On parle alors de la théorie de "l’univers bloc" pour décrire le fait que dans l’espace co-existent notre présent, notre passé et notre futur.

Albert Einstein a ajouté à la théorie de la relativité restreinte celle de la relativité générale : plus une masse importante est proche et plus le temps s’écoule lentement. C’est cette théorie qui est notamment utilisée par le film Interstellar lorsque la navette spatiale s’approche d’un trou noir.

La notion de temps est également un concept important en biologie : son étude est appelée chronobiologie. La vie des êtres vivants est fondée avant tout sur la lumière. Celle-ci engendre des phénomènes à la fois endogènes (dont la cause est interne, ce qui signifie ici qu’elles sont liées à la génétique) et exogènes (dont la cause est externe). Pour l’homme, le rythme de la vie dépend de la lumière : lorsque il fait nuit, l’hypothalamus (qui est une région du cerveau) active les phases de sommeil ; lorsque il fait jour, l’hypothalamus active les phases d’éveil. C’est la mélatonine qui est l’hormone de régulation des rythmes de sommeil.

La chronobiologie s’intéresse également au vieillissement des êtres vivants. Les recherches en génétique ont montré que les parties terminales des chromosomes, que l’on nomme télomères, ne sont pas codantes (autrement dit, elles ne permettent pas la production de protéines). Ces télomères ont en fait pour fonction de préserver du vieillissement, puisque sans eux les chromosomes s’usent. Avec le temps, la télomérase fonctionne de moins en moins bien ce qui explique le vieillissement des individus. Des expériences ont d’ailleurs été menées sur des souris pour montrer qu’en injectant des enzymes de télomérase on pouvait retarder considérablement le vieillissement de ces souris et donc allonger leur espérance de vie.

Myriam Chérif, un des 1000 chercheurs dans les écoles 2014

Ce lundi 1er Décembre, la salle Isnard était pleine d'élèves de premières et de terminales pour ce moment de rencontre avec Myriam, ancienne élève du lycée et doctorante au laboratoire ISTEM. 

Ce laboratoire,  dirigé par Marc Peschanski, est une unité de recherche regroupant une dizaine d'équipes, environ 60 à 80 personnes, qui ont fait des cellules souches, le centre de toute leur attention professionnelle, pour contribuer à trouver des traitements pour différentes maladies, dont certaines, très rares ne concernent qu'une centaine de patients dans le monde.

Myriam commence par situer le cadre de son intervention, l'opération des "1000 chercheurs dans les écoles" pour parler de génétique et de l'action des chercheurs, et aussi pour évoquer le Téléthon, du 5, 6 et 7 décembre prochain,  source indispensable de financement pour faire fonctionner tous les laboratoires du Génopôle. Ces recherches dépassent largement les enjeux des maladies génétiques et concernent finalement beaucoup de pathologies, comme la maladie d'Alzeimer ou l'autisme. Le Téléthon, c'est aussi l'occasion d'entendre parler de génétique et de l'état de la recherche, c'est finalement une façon d'être informé comme citoyen.

La recherche en génétique est très coûteuse, l'un des robots qui réalise des manipulations pour éliminer le côté aléatoire de la manière de faire des humains, qui peut fausser des résultats, coûte 1 million d'euros, un deuxième, lui aussi présenté dans ce petit film, n'est qu'à 600 000 euros.

Myriam développe ensuite un exposé scientifique pour nous expliquer comment apparaissent les maladies génétiques, en nous donnant de nombreux exemples, et en n'oubliant pas de signaler les implications de ces maladies pour les familles des patients.

Le génome ce sont 23000 gènes, ils constituent notre identité, si l'un manque ou s'il y a un petit défaut qui impacte la fabrication des protéines,  nous sommes malades. La carte du génome humain,  puis la localisation de certains gènes est donc une découverte tout à fait fondamentale.

Après avoir appris qu'il y avait deux types de maladies génétiques, on se concentre ensuite sur la manière de fabriquer un médicament, avec le protocole méthodique qui part de l'idée, puis on passe au test sur cellules d'une seule sorte  en "boîte", puis vient la nécessité de tester sur des modèles vivants, souris, chien, pour tester sur des cellules de toute sorte ... avant de passer aux essais cliniques sur l'homme.

Pour soigner, la thérapie génique utilise des vecteurs. Ce sont des virus "apprivoisés" qui vont devenir "livreurs" de gènes de remplacement, afin de  remettre "l'usine de fabrication" de protéines en marche. Il y a déjà des résultats avec les "bébés bulles" et certaines maladies neurologiques mortelles. D'intéressantes perspectives pour d'autres maladies sont en cours d'expérimentation, ou en essais cliniques.

Par contre, il y a des limites,

Pour fabriquer 50 ml de vecteur-médicament, on part d'un bac de 200 litres, qu'on épure en différentes étapes, c'est dire le temps et la rareté. On utilise la moitié pour les patients et l'autre sert aux contrôles qualité très stricts de la production. On peut difficilement traiter toutes les parties d'un corps humain, s'il s'agit d'une maladie musculaire ou de la peau.

Les cellules souches pluripotentes utilisées viennent de deux sources, de FIV ou bien ce sont des cellules humaines reprogrammées. Il n'y a aucune différence entre les deux types de cellules souches.

Myriam termine ensuite son exposé en évoquant les métiers de la recherche et son propre parcours, avec la perspective d'une soutenance de thèse en 2016. Les élèves sont venus nombreux à la fin de cette intervention lui poser des questions sur ses choix.


Michèle Dégardin

De nouvelles dates pour l'agenda de la culture

Mardi 9 Décembre et Mardi 16 décembre 

Samy Sisaid, étudiant à l'école Polytechnique et stagiaire au lycée nous fera une communication scientifique sur le Temps:

"Le temps dans tous ses états" , 12H30 salle Isnard
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Jeudi 11 Décembre: 

En coopération avec la CCI de l'Essonne, une session d'éveil à l'esprit d'entreprendre, 12H30 salle Isnard.
Nous recevons Monsieur Ludovic Le Goff, dirigeant de ADN Aventures, une société qui organise des séjours à l'étranger pour des jeunes située à Ris Orangis , et Mr Philippe Wertel dirigeant de la société Lefeuvre (une pâtisserie industrielle de Grigny)
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Jeudi 18 décembre:

12h30-14h salle Isnard

« Sciences Essonne » nous propose

Table –ronde : « l’eau entre sciences et société »

Animée par Monique Laoudi, rédactrice médiatrice, communication scientifique et technique

Abdoul H Ba, maître de conférence en géographie université d’Evry : « la gestion de l’eau dans les régions sahéliennes : défis et enjeux du futur

Camille Duprat : Laboratoire d’hydrodynamique de l’école polytechnique : récupérer l’eau du brouillard : les mécanismes physiques de collecte de gouttes par un filet

Camille Favier : ingénieur environnement chez ADIONICS : dessaler l’eau de mer

 

 

 

Le mardi de Doisneau de la fête de la science: L'exploitation des gaz de schiste dans le monde

Faut-il avoir peur du gaz de schiste ? C’est en ces termes que Max Mille, docteur en géologie et professeur associé de géologie, pour le groupe pétrolier Total a commencé sa conférence devant des classes de premières,  terminales  et leurs professeurs de SVT. Ce  Mardi de Doisneau a ainsi lancé la fête de la science au lycée sur un sujet éco-citoyen. Le professeur a débuté sa présentation  en annonçant clairement une position pro gaz de schiste.

Les besoins en énergie sont énormes et ne font que croitre. Notre intervenant a défini les données du problème en soumettant une série de graphiques évaluant les types d’énergies utilisées. Les énergies renouvelables, essentiellement le bois et l’hydroélectricité comptent ainsi environ pour 20% du mix énergétique et ce depuis 2009. L’éolien et le solaire, quant à eux, plafonnent à 2% malgré les politiques publiques. À l’horizon 2030, on peut raisonnablement imaginer que la consommation double sans que la proportion des énergies utilisées change.

Tout monde professionnel a son vocabulaire. Ainsi, chez les pétroliers c’est le mot huile (ou « oil ») qui est employé pour le pétrole. De même l’expression « gaz de schiste » est un non-sens puisque le schiste ne contient ni gaz ni pétrole et sert à faire des ardoises pour les toitures des maisons.

L’appellation la plus appropriée serait « gaz d’argile ».

M. Mille s’est ensuite attaqué à la recette du pétrole et du gaz.

Pour faire du pétrole, prenez de la matière organique. Laissez-la se sédimenter et se concentrer au fond de la mer. La température monte, la pression augmente.  7 à 10 millions d’années sont nécessaires afin d’obtenir du pétrole. Attendre encore un peu plus longtemps pour du gaz.

Pour récupérer ce pétrole ou ce gaz, attendre qu’il remonte naturellement. Ensuite, il faut aller le récupérer à la casserole, comme le font certains habitants en Iran, ou avec un léger forage vertical. Le pétrole remonte grâce à la pression naturelle.

Le gaz de schiste, lui, est emprisonné dans une roche imperméable qu’il est nécessaire de fracturer pour le libérer. La fracturation hydraulique consiste donc à forer le sol, y injecter, sous haute pression de l’eau avec du sable et des additifs chimiques que l’on peut trouver dans nos produits ménagers. L’objectif est de créer des fissures de « l’épaisseur d’un cheveu » et longues de quelques mètres à quelques dizaines de mètres. Ces fissures, faites à environ 4 kilomètres de profondeur, laisseront échapper le gaz qui sera récolté à la surface.  Les fissures finissent par se refermer naturellement, malgré les grains de sable…Même si on peut s’interroger sur les ordres de grandeur, notamment sur  la possibilité de faire entrer des grains de sable dans une fissure plus petite que le diamètre du grain en question.

Suivent l’évocation des problèmes relatifs à l’exploitation

Le forage d’un seul puits consomme l’équivalent du volume de 3 piscines olympiques qu’il faut acheminer et stocker sur place. L’exploitation des hydrocarbures non conventionnels consomme 100 fois plus d’eau que les conventionnels. Lorsque l’eau injectée remonte à la surface (soit 60 à 70% du volume total), il faut la traiter pour la réutiliser. Des stations d’épuration mobiles sont donc installées sur les chantiers. En ce qui concerne la pollution éventuelle de l’aquifère (nappe phréatique), Max Mille rappelle que l’extraction de pétrole se fait déjà par forage passant à travers l’aquifère depuis les débuts de l’histoire du pétrole au XIXe siècle.  Des millions de puits existent de par le monde qui ne posent aucun problème.

Dans les zones habitées,  la circulation des camions occasionne une nuisance pour le voisinage, le temps du forage. Le paysage est dégradé de façon temporaire,  mais l’emprise au sol est plus faible pour un « cluster » (regroupement de puits) de gaz de schiste que pour un parc éolien ou une centrale solaire.  Les autorités américaines restent vigilantes quant à la remise en état des terrains à la fin de l’exploitation. Il est faux de croire que les Etats-Unis sont un pays laxiste en matière de réglementation. Les risques pour l’atmosphère (fuites de gaz)  quant à eux, sont relativement minimes et les vibrations occasionnées, sur l’échelle de Richter, sont inférieures à celles du métro parisien.

Mais, s’il y a un vrai problème, estiment les pétroliers, c’est bien celui de la pénurie de sable, et de gomme de Guar, nécessaires à la fracturation.

Question géopolitique : La situation américaine est-elle transposable en Europe ?

L’exploitation du gaz de schiste a changé le rapport des Etats-Unis à l’énergie et au monde. La hausse de la production de gaz a entraîné une baisse de son prix et dopé l’économie. Ce nouveau rapport à l’énergie a également un impact sur les relations internationales et le désengagement des États-Unis du Moyen-Orient.  Toutefois,  les puits ont une durée de vie très courte obligeant à prospecter sans arrêt, rendant fragiles à long terme les perspectives d’autosuffisance énergétique.

Mais l’exemple américain n’est pas transposable en France où  le propriétaire du sol n’est pas propriétaire du sous-sol, forcément intéressé aux bénéfices de l’exploitation. Les normes françaises sont aussi plus contraignantes. La France et la Bulgarie font figure d’exception en Europe. En effet, ces deux pays refusent l’exploitation du gaz de schiste. La France va même plus loin en refusant la recherche, l’évaluation des premiers forages et l’expérimentation. Par voie de conséquence, les grands groupes français concernés (Total, Technip, Vallourec,…) travaillent à l’étranger malgré une réserve française de gaz de schiste théoriquement assez importante.

Pourquoi tant de passion autour de la question du gaz de schiste?

On peut invoquer toute une série de raisons, sans en privilégier aucune. Dans un premier temps, on peut imaginer qu’il y ait une application exagérée des principes informels NIMBY (Not In My Back Yard) et BANANA (Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anything), à chaque fois qu’il est question d’installer une industrie ou un bâtiment quelque part ;  voire même  un excès de principe de précaution, qui fait viser le risque zéro, valeur absolue difficile à atteindre dans les activités humaines.  L’absence de culture scientifique de la classe politique et des  médias  a aussi un impact sur l’image et les décisions selon Max Mille.

Le film documentaire Gasland  de Josh Fox, a probablement « tué le gaz de schiste ». L’image du robinet qui crache des flammes, a fait le tour du monde. Elle est bien réelle, mais a été prise dans une région dépourvue de gaz de schiste où seul le gaz de surface serait en cause.

De nombreuses catastrophes industrielles et crises sanitaires ont cultivé la défiance de la population vis à vis des sciences et des technologies, que la guerre des images entretient. Ceci dit, il apparaît  paradoxal que les besoins croissants en énergie puissent être encore pour longtemps satisfaits par une énergie fossile dont les conséquences sur l’effet de serre et le  réchauffement climatique vont sûrement faire l’objet de débats lors des prochaines conférences sur le climat.

Pour aller plus loin

Films

• Fox, Josh. Gasland. Arte Editions, 2011. DVD, 107 min.
• Gus Van Sant. Promised Land. TF1 Video, 2013. DVD, 102 min.

Sites web

• Le gaz de schiste : menace ou solution ? [en ligne]. France Culture, mai 2013 [consulté le 13 octobre 2014]. URL : http://www.franceculture.fr/emission-planete-terre-le-gaz-de-schiste-menace-ou-solution-2013-05-01
• Gaz de schiste : la controverse d'une ressource. [en ligne]. Arte.tv, octobre 2014 [consulté le 13 octobre 2014]. URL : http://future.arte.tv/fr/sujet/gaz-de-schiste-la-controverse-dune-ressource
• Ahmed, Nafeez Mosaddeq. Gaz de schiste, la grande escroquerie [en ligne]. Le Monde Diplomatique, mars 2013 [consulté le 13 octobre 2014]. URL : http://www.monde-diplomatique.fr/2013/03/AHMED/48823

Livres

• Chevalier, Jean-Marie. L'avenir énergétique : cartes sur table. Gallimard, 2012. Folio actuel. 224 p.
• Jobert, Marine. Gaz de schiste : de la catastrophe écologique au mirage énergétique. Actes Sud,  2013. Babel. 240 p.
• Bodin, Muriel, Ropers, Jean. Gaz de schiste : vraie ou fausse opportunité ?.  Le Muscadier, 2013. 128 p.
• Bauquis, Pierre-René. Parlons gaz de schiste en 30 questions. La Documentation Française, 2014. 96 p.

Revues

Dupin, Ludovic. Energie : la vérité sur le gaz de schiste. Usine Nouvelle, 2011, n° 3228, p. 32-33.