Prêt pour un plongeons dans l’infini ? Vous avez l’impression d’avoir des hallucinations, des vertiges ? Essayez quand même de deviner de quoi il s’agit ? Non, ce n’est pas en un clip psychédélique des années 70 ! Ces images reconstituées sont le produit de calculs mathématiques, dans un domaine que les chercheurs appellent «fractales». Maintenant regardez mieux et vous comprendrez l’étonnante particularité de ces structures : si on zoome sur n’importe quelle partie de l’image, on retrouve les motifs de l’image de départ. Et si l’on zoome encore plus, ça continue ! C’est dingue non ? Ces motifs ont été inventés en 1973 par le mathématicien français d’origine polonaise Benoît Mandelbrot. Et je suis certains que vous en avez déjà vu ailleurs ! NON ? Fouillez dans votre mémoire et surtout dans vos assiettes… Eh oui, le chou romanesco ou encore le chou rouge ont des structures fractales partielle. Et dans la nature, elles sont partout ! C’est le cas des fougères, des flocons de neige…. Alors c’est très beau les fractales, mais à quoi ça sert ? Eh bien cette science de l’infini permet d’expliquer beaucoup de phénomènes : la forme des nuages, la répartition et la forme des dunes dans le désert… Les calculs fractals permettent également de comprendre les mystérieuses oscillations des cours de la bourse ! Une application à laquelle ne s’attendait certainement pas Benoît Mandelbrot.

Que voyez-vous sur cette image ? … Les détails d’un marbre très rare venu des entrailles de la terre, des volutes de fumée d’un volcan extraterrestre ou alors une vue d’artiste d’un monde parallèle… Plus vous vous projetez loin de la Terre et plus vous y êtes ! Il s’agit bien d’un petit coin de notre univers photographié grâce au télescope spatial Hubble. Les astronomes appellent cette région du ciel les « Colonnes de la Création ». Et vous allez comprendre pourquoi. Située à 6 500 années lumières de la Terre dans la Nébuleuse de l’Aigle, c’est une véritable pouponnière d’étoiles. Partout elles naissent, éclosent à tour de bras… Il y en a plusieurs centaines de milliers ! Sur cette image là toujours avec le même télescope, on observe la meme région dans une autre longueur d’onde, en infra-rouge... Spectacle tout aussi magnifique... En plus d’être envoûtantes, ces images nous racontent notre propre histoire, plus exactement elles permettent de comprendre comment notre propre étoile, le Soleil, est né il y a 5 milliards d’années... C’est un peu comme une fenêtre ouverte sur nos origines...

Que voyez-vous sur cette image? Une tranche de coppa ? Un tronc en coupe ? Une rondelle de tomate peut-être ? Eh bien non… C’est une goutte de sang séchée. Des craquelures sont apparues, petites sur les bord, larges vers le centre… En voici une autre, qui a séché elle aussi laboratoire dans les mêmes conditions que la première. Ici, plus aucune grosse craquelure, juste un fendillement régulier sur les bords. Alors pourquoi ces différences ? Parce que les gouttes proviennent de deux personnes différentes, l’une en bonne santé et l’autre dont le sang manque de globules rouges. Vous commencez à voir l’intérêt de l’opération ? Alors on continue ! Troisième goutte ! Troisième patient, souffrant cette fois-ci d’un excès de graisse dans le sang : des petits points clairs constellent le centre de la goutte. Grâce à ces images, Les chercheurs du CNRS tentent d’établir un lien entre les motifs qui apparaissent sur une goutte de sang séchée et les maladies qui affectent la composition sanguine. Leur but : trouver une nouvelle méthode de diagnostic, moins coûteuse et plus sûre que celles employées actuellement. Pas mal non ?

Petite devinette... A quoi vous fait penser cette image ? Ou celle-ci ? Un nouveau cliché du soleil réalisé avec un télescope dernier cri ? Un nouveau type de méduse découvert au fond des mers ? Bien sûr que ce n’est pas ça. C’est bien plus petit encore, puisqu’il s’agit d’assemblage de protéine d’actine. LA substance qui constitue le squelette de nos cellules, appelé aussi le cytosquelette. Ces photos nous viennent de chercheurs du CEA qui ont mis au point une toute nouvelle technique d’imagerie électronique; plus l’image est claire et orangé, plus il y a d’actine. Ces clichés permettent de mieux comprendre la façon dont se comporte l’actine au moment de la division cellulaire. Et, donc de mieux comprendre ce qui cloche dans des cellules défectueuses, cancéreuses par exemple. Mais la science a parfois des retombées surprenantes… Les chercheurs se sont amusés à extraire cette substance pour voir comment elle se comporte. Et là surprise. Ces petits bâtonnets d’actine sont capables de « s'auto assembler » et de construire en 3 D des formes en fonction de l’endroit où on pose les premiers ! Et comme ils conduisent l’électricité, voilà les premiers pas franchis vers la nano-ectronique biologique du futur ! Etonnant non

Regardez ce bien ce paysage que je vous ai trouvé... Serions nous en train de nous promener sur la tête d’un poulpe luminescent ? Ou sur les pétales de plantes chatoyantes d’un autre monde ? Vous savez bien que je dis ça pour vou berner, mais petit indice tout de même...Vous êtes vous-même l’hôte de cette féérie? Toujours pas ? Allez cela se passe dans votre cerveau. En fait, lorsque vous tenter de comprendre ces images, vous faites turbiner des cellules bien connues qu’on appelle des neurones ; et pour qu’ils fonctionnent il faut leur apporter de l’énergie ! Et qui leur apporte ? D’autres types de cellules qu’on appelle « les cellules gliales » : et oui les cellules « glue », car on a longtemps cru qu’elles servaient seulement à maintenir les neurones en place ! Aujourd’hui, on sait que ces cellules gliales sont de plusieurs types ; celle-ci par exemple, est une cellule qui se développe en étoile autour de son noyau, ici en violet. Et grâce à son réseau de connexion, elles puisent les nutriments dans les vaisseaux sanguins de notre cerveau et les apportent aux neurones. Grâce à ce type de recherche que les biologistes de l’inserm tentent de mieux comprendre ce qui se passe dans certaines pathologies du cerveau comme l’épilepsie par exemple. Dans tous les cas, vous venez de booster vos neurones ET vos cellules gliales en regardant ces images !

Cette image-là vous l’avez peut-être déjà vue. Il ne s’agit bien sûr pas du tout de l’échographie d’un alien ? Ou du regard bizarre d’une chouette ?NON ! Nous sommes en train de regarder loin, très loin dans l’espace. Je vous présente le quintet de Stephan… ce n’est pas une formation de jazz à la mode, mais un groupe de cinq galaxies situées dans la constellation de Pégase. Quatre d’entre elles sont si proches les unes des autres que, sous l’effet des forces de gravité, elles s’étirent, se déforment mutuellement et se mélange. Admirez ces filaments d’étoiles et de gaz ! Ces deux galaxies-là ont presque fusionné ! La cinquième, elle, ne fait pas vraiment partie du groupe : elle se situe beaucoup plus près de nous, à 35 millions d’années-lumière de la Terre, contre 200 pour les autres. Mais comme elle se trouve dans la même ligne de visée, on a l’impression qu’elle fait partie du groupe. C’est en observant des galaxie lointaine comme celles-là que nous pouvons imaginer à quoi ressemble la nôtre ! À l’image de celle-ci notre galaxie est une galaxie spirale. Mais puisque nous vivons à l’intérieur, nous ne pouvons pas, de là où nous sommes, en voir la forme. Nous n’en voyons que la tranche : c’est le long nuage laiteux qui traverse le ciel les nuits d’été. La fameuse Voie Lactée.

Alors que vous voyez ici ? Non ce n’est pas moi qui l’ai dessiné... ni mon petit frère. Ce ne sont pas non plus les cheveux hirsutes et chamarrés d’un punk. (pour que ça colle il faut inverser les deux premiere image par rapport au montage pour Arte) Alors ça se situe bien au niveau du crâne, mais ce n’est ni une une coiffure ni même une perruque : puisque nous ne sommes pas sur, mais dans la tête ! Vous connaissez certainement CE genre d’image du cerveau : obtenue en mesurant la consommation en sucre des différentes parties, pour en déduire l’activité en fonction des zones. Mais quelles sont les connexions entre ces zones ? ça impossible de le savoir avec cette technique. Pour les connaîtres, une équipe du CEA au NeuroSpin, utilise l’Imagerie par Résonance Magnétique qui permet de suivre le déplacement des molécules d’eau à l’intérieur des fibres nerveuses. Et le résultat donne cette carte des autoroutes de l’information dans notre cerveau, où une couleur a été attribuée à chaque direction principales. Et il se trouve que des maladies comme la schizophrénie ou des troubles comme la dyslexie seraient dûs à des problèmes de connexions entre certaines zones du cerveau. Cette carte routière intéresse donc grandement les scientifiques.

Regardez ces petits cristaux, qui prennent de magnifiques couleurs lorsqu’ils sont éclairés avec une lumière spéciale ? De quoi sont-ils faits ? De sel de cuisine ? Non, trop facile. De carbone, comme les diamants ? Non, plus. Ces cristaux sont en fait minuscules ; et ils sont faits à partird’oeuf. Plus exactement une protéine contenue dans le blanc de l’oeuf. Et voici un autre cristal fait avec des protéines de bœuf. Pour l’obtenir, les biologistes ont isolé des protéines contenues dans un pancréas de ruminants, ils les ont placées dans un bain, puis soumises à un champ électrique. Les protéines se sont alors regroupées de façon très régulière, en cristal. Tout aussi jolis, ces cristaux de protéines humaines, et oui ! Alors, pourquoi les chercheurs aiment-ils tant les cristaux ? Ce n’est pas seulement pour leur beauté mais parce qu’il sont bien rangés. En les éclairant avec des rayons X, ils sont capables de déduire la structure en trois dimensions des protéines qui les compose, une étape indispensable pour bien comprendre son fonctionnement et, par exemple, concevoir de nouveaux médicaments

Animal, végétal ou minéral ? Eh bien non, cérébral ! Vous avez devant vous une cellule grise. Un neurone, quoi. Un neurone de souris pour être précis. « Mais il n’est pas gris ! » remarquerez-vous. Normal, les chercheurs de l’INSERM l’ont marqué avec des colorants, pour mieux l’observer. Alors commençons la visite guidée : là, c’est le corps de la cellule. Tout autour, ces petits tentacules - les dendrites - recueillent les signaux émis par les neurones voisins. Et là, ce long tentacule ramifié, c’est l’axone : il envoie les signaux vers les autres neurones. Normalement, un neurone se développe un peu n’importe comment. Mais les chercheurs de l’INSERM sont taquins : en jouant notamment sur la rugosité de la surface sur laquelle pousse le neurone, ils ont obtenu des neurones tout en droites et en courbes. Maîtriser leur croissance n’est pas seulement un jeu pour scientifique : c’est aussi une condition indispensable au développement des interfaces homme-machine. Car la pose d’implants cérébraux nécessitera en effet de bien contrôler l’alignement et la géométrie des neurones. L’homme bionique aura besoin de neurones qui filent droit !

Si si regardez ! Certains sont plutôt flippants. D’autres plus réalistes. Celui-ci il l’est tellement qu’il a été surnommé « l’œil de Dieu ». Et celui-là, avec sa pupille allongée, « l’œil de chat ». Tous ces astres se trouvent dans notre galaxie, à plusieurs millions de milliards de kilomètres de nous. Photographiés par le télescope spatial Hubble, ils font partie de la famille des nébuleuses planétaires. À l’origine, il y avait là une étoile de la taille de notre Soleil. Lorsque toute son énergie a été consommée, elle s’est éteinte : son cœur s’est effondré en une naine blanche pendant que les couches externes de gaz ont été expulsées, formant un nuage en expansion. Les astronomes regardent les nébuleuses planétaires d’un œil très intéressé, car c’est le sort qui attend notre propre soleil, lorsqu’il sera en fin de vie. Ressemblera-il alors à un œil, à une tête d’esquimaux ou à un papillon ? Réponse dans cinq milliards d’années !

Regardez ces quelques clichés que je vous ai dégotés ! Non, Ceci n’est pas une poignée de diamants bruts. Ceci n’est pas une étoile en train d’exploser… Et ceci n’est pas un éléphant volant vu de dos. Bienvenue dans le monde merveilleux du plancton ! Qu’ils soient végétales, comme cette diatomée constituée d’une seule cellule, ou qu’ils soient animales, comme ce ptéropode de 5 mm de large, les planctons sont de minuscules êtres vivants qui se laissent porter dans l’eau : en grec, plânktosh signifie « qui erre ». De 2009 à 2012, les scientifiques de la goélette Tara ont sillonné les océans et prélever des échantillons jusqu’à 800 mètres de profondeur. Leur but n’était pas de faire de drôles de rencontres, mais d’étudier la répartition du plancton en fonction de la température, de sa salinité, ou de son niveau de polution. Car le plancton est essentiel à la survie de notre planète : non seulement il est le premier maillon d’une longue chaîne alimentaire (sans lui, plus de poisson !), mais il produit également la moitié de l’oxygène de notre atmosphère. Il est donc essentiel à la survie de notre planète et donc à celle de toutes les espèces.

Quel mystère je vous ai dégoté aujourd’hui ? Voyez-plutôt et devinez ? Un modèle de couverture en patchwork ? ou une nouvelle oeuvre d’un artiste peintre ? Zoomons par ici. On découvre une route et une petite ville. Cette image est une photo satellite d’un petit bout du Kansas. Et ces disques. Tout simplement des champs irrigués par un système d’arrosage rotatif. S’ils sont rouges, ce n’est pas à cause de coquelicots, mais c’est grâce au satellite qui a fait ces images et qui dispose d’une caméra sensible aux infrarouges. La couleur a été ajoutée artificiellement pour visualiser les zones les plus arrosées. L’intérêt est de voir rapidement les parties les plus humides, où la végétation est la plus dense. Voici maintenant les images de la même région près de 40 ans en arrière… Depuis, à cause de l’arrosage intensif, le rouge vif a envahi la zone, la végétation y est donc très dense. Tant mieux pour les agriculteurs, mais dangereux pour l’écologie puisque l’eau est puisée dans une nappe phréatique, qui date de la dernière ère glacière et qui est quasiment à sec aujourd’hui. Cette image, c’est donc un peu un carton rouge que nous délivre la Terre.

Chaud dedans voici notre cliché ! Un volcan ?. Des arches de matière qui gicle un peu partout, vous l’avez compris ce n’est pas une exo-planète, c’est même une étoile, notre étoile ! Depuis tout petit, on vous dit de ne jamais regarder le Soleil en face, eh bien iprofitez en ici et remplissez vous les yeux c’est sans danger ! Car voici le Soleil, tel que le voit le satellite americain du Solar Dynamics Observatory. Et action ! Cette prise de vue a duré en réalité quatre jours. Vous voyez ces arches ? Elles mesurent plusieurs dizaines de fois la taille de la Terre ! Ce sont des éruptions solaires. Il est très important de les observer car les particules et les rayonnements projetés dans l’espace en direction de la Terre, risquent d’endommager l’électronique les satellites et les infrastructures humaines. Cette matière met près de 4j à nous atteindre. Et en 1989, un orage magnétique a privé d’électricité six millions de Canadiens. Heureusement, les éruptions solaire restent rare et nous avons un bouclier naturel qui protège la Terre : son champ magnétique dévie le vent solaire vers les pôles, ce qui produit ce type de spectacle. Qui sème le vent solaire récolte l’aurore polaire.

Quelle discipline a bien pu nous fournir ce cliché ? Quelques points de lumière, d’étranges volumes, une ambiance un peu angoissante. Sommes-nous encore dans un laboratoire de biologie ? À l’intérieur d’un accélérateur de particules ? eh bien non, ce n’est ni le bon lieu, ni même la bonne époque. Jeter un œil par ici et projetez-vous 2 400 ans en arrière : des colonnes grecques, vous y êtes ! Nous sommes à Delphes, devant la Tholos. En 2013, des chercheurs français ont numérisé la célèbre rotonde grâce à ce scanner portatif. Le laser de l’appareil a balayé l’horizon sur 360° et mesuré à 2 millimètres près la position des pierres. L’idée était d’obtenir un nuage de points suffisant pour créer une image, l’opération a été renouvelée à partir de onze positions différentes du site. Un ordinateur a ensuite compilé toutes les données et élaboré une maquette numérique en 3D de la tholos. Vous la reconnaissez maintenant ? Les onze tâches noires correspondent aux onze endroits où a été posé le scanner. Le but de ce travail est la préservation du patrimoine, en facilitant l’archivage des informations et leur diffusion auprès des institutions intéressées. Bienvenue à Delphes, version 2.0 !