Mars 2005

Record mondial de la distance de navigation sous-marine continue d'un AUV, robot sous-marin autonome
CJ (22/03/05)

L'Urashima, un robot sous-marin autonome à pile à combustible (10 mètres de longueur pour quelque 10 tonnes) a réussi une navigation sous-marine continue de 317 kilometres, dépassant ainsi de 55 kilomètres le record mondial détenu depuis 1998 par un institut britannique.
Cet AUV (Autonomous Underwater Vehicle) de la JAMSTEC (Japon Agency for Marine-Earth Science and Technology) est capable de plonger jusqu'à 3500 mètres de profondeur selon un trajet programmé par un ordinateur installé à bord de l'engin et sans approvisionnement en énergie depuis son navire-mère.

Lors d'une navigation expérimentale qui a eu lieu du 26 au 28 février dernier en baie de Suruga (préfecture de Shizuoka), l'Urashima a fait 6 voyages en 56 heures sans interruption par environ 800 mètres de profondeur. Le secret de cette réussite provient de la mise au point d'une pile à combustible avancée capable de produire de l'énergie pendant une longue durée(1).
La JAMSTEC envisage de mettre en oeuvre cet AUV d'ici 5 ans pour l'exploitation des ressources de grandes profondeurs et la topographie maritime.

(1) Avec ce type de pile, l'autonomie du sous-marin est passée de 130 à 300 kilomètres, par rapport à celle disponible avec une batterie au lithium-ion.

Pour en savoir plus :
http://www.jamstec.go.jp/jamstec-e/rov/auv_ex1.html

Ordinateur quantique : Peter Zoller reçoit la médaille Max Planck
CJ (21/03/2005)

Peter Zoller, directeur de l'Institut d'optique et d'information quantique (IQOQI)(1) de l'Académie autrichienne des sciences et membre de l'Institut de physique théorique d'Innsbruck, a reçu le 6 mars dernier la médaille Max Planck, l'un des prix de physique les plus prestigieux après le prix Nobel de physique.
Le chercheur a été récompensé pour ses travaux liés au développement de l'ordinateur quantique, notamment pour ses recherches sur les applications des condensats de Bose-Einstein, le premier condensat de césium ayant d'ailleurs été réalisé à l'université d'Innsbruck en octobre 2002.
Alors que cet état de la matière empêche les atomes d'interagir entre eux [voir encadré ci-dessous], Peter Zoller s'attache à développer des méthodes permettant de rendre leur identité aux atomes. Plutôt que d'augmenter l'interaction entre ces derniers, l'idée est ici de réduire les autres énergies significatives (comme l'énergie cinétique) de façon à ce que l'interaction domine la dynamique. Le chercheur parvient à ce résultat en emprisonnant les particules dans un grillage optique produit par interference de deux lasers superposés. Les ondes constituant ce grillage forment ainsi une sorte de "boîte à oeufs", l'objectif étant de placer chaque particule du condensat dans un "coquetier".
Par cette méthode, Peter Zoller a développé le premier transistor atomique. Emprisonné dans son grillage optique l'atome peut être dans deux états différents : l'un est conçu de telle sorte qu'il bloque le flux
des autres atomes (off) ; l'autre pour qu'il laisse passer le courant atomique (on).
Cette capacité du transistor atomique d'exister simultanément dans ces deux états en fait un bon candidat dans la réalisation future de l'ordinateur quantique.

(1) Cet Institut créé en collaboration avec les université d'Innsbruck et de Vienne, universités qui comptent parmi les plus prestigieuses dans la recherche quantique à travers le monde. Notons par exemple qu'Anton Zeilinger fait partie de cet Institut, et dont les travaux portent sur l'intrication de photons qui permet d'identifier immédiatement l'état quantique d'un photon à partir de la détermination d'un autre photon placé à un autre endroit.
Sur Anton Zeilinger, voir l'encadré à la fin de notre article du 17 juin 2002 ainsi que notre actualité du 6 août 2002.

Promesses et insuffisances des nanotechnologies en Europe
CJ (16/03/05)

Entre août et octobre derniers, Nanoforum - réseau d'excellence européen en nanotechnologies -, en collaboration avec la Commission Européenne, a réalisé une enquête (questionnaire en ligne) afin d'évaluer l’attitude de la communauté à l’égard de tous les aspects du développement des nanosciences et nanotechnologies (N&N), et notamment la position de l'Europe par rapport aux autres régions du monde, le financement et les infrastructures, les craintes de la société, la santé et la sécurité...

720 personnes ont répondu au questionnaire (scientifiques, journalistes, industriels, etc., issus de 32 pays européens) ce qui fait de cette enquête l'une des plus importantes jamais menées en Europe. Parmi les sujets préoccupants, cette enquête souligne notamment la pénurie de spécialistes du domaine à l’horizon de 5 à 10 ans* et la nécessaire prise en compte des préoccupations du public.

Celle-ci a fourni les résultats suivants :

• Les nanotechnologies seraient amenées à exercer une influence forte sur l'industrie européenne (90%) et sur la vie quotidienne des européens (80%) d'ici 10 ans.
• La position de l'Europe est clairement perçue derrière celle des USA aussi bien en nanosciences (76%) qu'en nanotechnologies (77%).
• L'influence des nanotechnologies est particulièrement attendue dans les secteurs de la chimie, des matériaux, des NTIC et de la santé.
• Le soutien à la recherche en nanotechnologies dans le cadre du 7eme PCRD devrait être augmenté de façon significative (79%).
• 64% des répondants soutiennent la création d'organes de coordination au niveau européen (par exemple, dans les domaines de la nanomédecine, des nanomatériaux, etc.) afin de palier à l'absence de véritables infrastructures européennes.
• L'Europe devrait subir un manque de personnel qualifié en nanotechnologies d'ici 5 a 10 ans (90%).
• Les aspects concernant la santé, la sécurité et les risques pour l'environnement devraient être intégrés plus tôt dans les recherches (75%); en particulier, le problème des nanoparticules laissées en liberté devraient faire dès à présent l'objet de recherches.
• L'Europe devrait renforcer le dialogue avec les citoyens sur les nanotechnologies (75%), notamment sur les conséquences sociales de l'introduction des nanotechnologies.
• La coopération avec les pays développés (96%) et moins avancés (76%) devrait être renforcée; un code éthique international concernant les nanotechnologies devrait être élaboré (87%).

Pays perçus comme leaders dans le domaine des nanosciences et de leur transfert dans l'industrie

* Ce qui avait déjà été souligné d'ailleurs lors de la table ronde "Intelligence" qui s'est tenue dans le cadre du colloque "Indépendance de l'Europe et souveraineté technologique" organisé par Paneurope France les 28 et 29 avril 2004 derniers à Paris.

Pour en savoir plus :
Outcome of the Open Consultation on the European Strategy for Nanotechnology - disponible sur http://www.nanoforum.org/dateien/temp/nanosurvey6.pdf?16032005162228

Hitachi présente son premier robot humanoïde roulant et parlant
CJ (15/03/05)

La firme japonaise Hitachi, soucieuse de concurrencer les robots humanoïdes "Asimo" d'Honda et "Qrio" de Sony et de montrer son savoir-faire, a présenté son premier humanoïde autonome "Emiew" (Excellente Mobility and Interactive Existence as Workmate) lors d'une conférence de presse. Les deux premiers spécimens s'appellent Pal et Chum.

Hitatchi se targue d'avoir conçu un robot bien plus rapide que ce qui existe déjà..., celui-ci se déplaçant à quelque 6 km/h. Cela dit, ici point de jambes... Le robot est monté sur deux roues (procédé qui n'est pas sans rappeler appliqué sur le Segway). Pour Toshihiko Horiuchi, chercheur chez Hitatchi, "le robot doit être capable de se déplacer à la même vitesse qu'un humain" . On imagine en effet la frustration de toujours devoir attendre une machine qui vivrait à nos côtés...

D'une hauteur de 1mètre 30 pour 70 kg, le robot est doté d'une reconnaissance vocale et visuelle, parle(1) - à l'homme ou à ses congénère - et entend. Doté de deux bras, il peut transporter des objets(2).
Pal et Chum seront présentés lors de l'exposition Internationale 2005 d'Aïchi qui débute le 25 mars prochain.

(1) Il prononce pour l'instant une centaine de mots.
(2) Selon les concepteurs, le robot doit maintenant subir un entraînement pendant cinq à six ans avant de pouvoir effectuer toute une série de tâches dans le cadre d'un domicile ou d'un atelier

Les 25 ont consacré 2% de leur PIB à la recherche en 2002
CJ 15/03/05

Beaucoup de chemin reste à faire avant d'atteindre l'objectif affiché du Sommet de Lisbonne concernant les 3% du PIB investi en recherche et développement (R&D) d'ici à 2010, dont les deux tiers seraient financés par les entreprises.
Eurostat, l'office statistique de la Communauté européenne vient d'évaluer, derniers chiffres disponibles à l'appui (c'est-à-dire ceux de 2002(1)), l'engagement des 25 pays de l'Union en matière de R&D. Celui-ci s'est établi, pour cette année 2002, à 1,93% du PIB de l'Europe à 25, pour un total de 186 milliards d'euros, et à 1,99% de l'Europe des 15, pour un total de 182,5 milliards d'euros.

Ce sont les pays du Nord, Suède en tête, qui fournissent la part la plus importante de l'effort. Les contributeurs les plus faibles sont la Slovénie (0,57% du PIB) et la Pologne (0,59% du PIB), où les dépenses ont diminué respectivement de 3% et 1% en moyenne par an entre 1998 et 2003, ainsi que Chypre (0,33%) et la Lettonie (0,33%).
Si les dépenses de R&D ont augmenté en moyenne de 4% entre 1999 et 2002 (contre 2,7% aux USA entre 1998 et 2003 ; 2,2% au Japon entre 1998 et 2002), l'étude constate que "L'intensité de la recherche est restée nettement inférieure dans l'Union européenne à 25". Aux USA, les dépenses de R&D représentaient 2,76% du PIB en 2003, soit 268 milliards d'euros(2), et 3,12% au Japon en 2002 (131 milliards d'euros). D'une façon générale, la recherche dans ces deux pays est également beaucoup mieux financées par les entreprises. Celles-ci ont contribué à hauteur de 67% (en 2001) aux USA, de 74% au Japon ( en 2002) et de 55% dans l'Europe à 25 (en 2001).

Parmi les Etats-membres, c'est au Luxembourg que les entreprises ont le plus financé les dépenses de R&D avec 91% en 2000, suivi par la Suède (72% en 2001), la Finlande (70% en 2002), l'Irlande (67% en 2000) et l'Allemagne (66% en 2002).
Notons que la Lettonie a enregistré le pourcentage le plus élevé de financement de R&D provenant de l'étranger (plus de 35%). Celui-ci est également important pour la Grèce, l'Autriche et le Royaume-Uni (plus de 20% chacun)

(1) Dépenses qui surpassent donc de plus de 100 milliards d'euros celles de l'UE.
(2) Pour les novices, rappelons qu'il existe toujours deux bonnes années de retard entre le recueil des chiffres et le traitement effectif des données, qui imposent notamment des comparaisons internationales.

Pour en savoir plus :
http://epp.eurostat.cec.eu.int/cache/...

Trophées Laval Virtual 2005 : clôture des inscriptions le 31 mars 2005

Rendez-vous incontournable de la réalité virtuelle en France, la manifestation Laval Virtual 2005 se tiendra cette année du 20 au 24 avril prochain.
Outre salon professionnel, colloque scientifique, compétitions étudiantes, ce rendez-vous propose comme chaque année de concourir aux Trophées Laval Virtual.
Décernés par un jury international de spécialistes, ces Trophées constituent une compétition unique par son ampleur en ce domaine. Ils labellisent la haute technicité des réalisations primées et leur donnent un formidable écho médiatique.

Chaque réalisation pour concourir dans une ou plusieurs catégories qui pour l'année 2005 sont :

- Architecture, art et culture
- Design industriel et simulation
- Sciences et éducation
- Médecine et santé
- Jeux vidéos et attractions
- Commerce et distribution
- Automobile, aéronautique et transport
- Interfaces et matériels
- Ingénierie, montage et maintenance
- Personnages animés en temps réel

Les inscriptions (qui sont gratuites) doivent être enregistrées avant le jeudi 31 mars 2005 inclus et accompagnées du formulaire d’inscription (téléchargeable sur http://www.laval-virtual.org/inscription.php), d’un film de présentation sur support CD-R ou vidéo et de tous les documents que vous jugerez nécessaires pour orienter le jury dans ses choix. (la liste des formats vidéos acceptés est disponible sur http://www.laval-virtual.org/fr/reglement-trophees.php).

Adresse d'envoi : ISTIA Innovation
M. Simon RICHIR – Trophées Laval Virtual
62, avenue Notre Dame du Lac
49000 ANGERS
France

Pour en savoir plus :
http://www.laval-virtual.org/fr/index.php
Renseignements complémentaires
lv2005@istia.univ-angers.fr

Les résultats très inquiétants de la plus grande simulation du changement climatique menée sur ordinateurs à ce jour
CJ (13/03/05)

Les premiers résultats de l'expérience Climateprediction.net (http://climateprediction.net/), initiative britannique donnant la possibilité à toute personne (étudiants, entreprises, particuliers...) munie d'un ordinateur de télécharger une version du "Met Office's Climate's Model" pour simuler par calcul distribué le changement climatique sur plusieurs décades, ont été publiés dans la revue scientifique britannique Nature(1).
Ce modèle climatique est de loin le plus complet jamais réalisé en utilisant une puissance de calcul sans précédent. Financé par le Natural Environment Research Council, ce projet implique en effet à ce jour 95.000 participants (et donc 95000 ordinateurs, connectés à l'Université d'Oxford) en provenance de 150 pays ; ceci a permis d'aboutir à une puissance équivalente à 8.000 années de calculs informatiques, plaçant cette simulation bien au dessus de celles déjà réalisées à partir de superordinateurs(2).

Les résultats font apparaître que les températures moyennes terrestres pourraient augmenter jusqu'à 11°C ! en ne considérant qu'une augmentation des quantités de dioxyde de carbone (CO₂) de deux fois celle de l'ère préindustrielle. Or de tels niveaux de CO₂ sont attendus au milieu de ce 21e siècle si des efforts considérables ne sont pas mis en place. Avec l'expérience climateprediction.net, la fourchette possible d'augmentation de température du globe à moins de 50 ans se situe désormais dans une fourchette allant de 2 à 11° C, évaluations représentent près du double de celles établies précédemment par l'IPCC (Inter-Governmental Panel on Climate Change) qui prévoyaient une fourchette d'augmentation de 1.4° à 5.8° C(3).

Réchauffement global de notre planète : carte des températures (simulation dans la fourchette la plus haute) obtenue par le calcul distribué de 95000 ordinateurs.
© D.A. Stainforth et al.

David Stainforth (université d'Oxford) et David Frame, respectivement Chef Scientifique et Coordinateur de projet de Climateprediction.net, se sont déclarés inquiets puisque cela voudrait dire que l'impact des gaz a effet de serre sur le climat est plus important que prévu et que nous serions aujourd'hui en présence d'une véritable situation à risques. Dès lors, les scientifiques de l'université d'Oxford enjoignent l'opinion publique à s'investir dans le combat contre le réchauffement planétaire. Dans ce cadre, Bob Spicer, professeur à l'Open University(3), vient notamment de développer une base de données éducative autour de ce projet. Les écoles peuvent ainsi se munir du logiciel et l'incorporer à leur matériel éducatif dans des matières comme la géographie et les mathématiques.

(1) Nature du 27 janvier 2005, volume 433, pages 403 à 407 : "Uncertainty in the predictions of the climate response to rising levels of greenhouse gases" , par D.A. Stainforth & al.
(2) Le réseau distribué de calcultateurs a permis aux scientifiques britanniques de "faire tourner" plus de 50 000 simulations du futur climat global, contre 128 avec l'utilisation d'un superordinateur.
(3) Signalons toutefois que, dans le cas des nouveaux résulats obtenus, le réalisme de chacun des modèles générés à chaque simulation n'est testé que sur un seul critère : les température moyennes annuelles. Les résultats obtenus sont préliminaires et en cours de validation.
(4) L'Open University est l'une des 12 institutions qui participent au projet.

Pour en savoir plus :
http://climateprediction.net
Article publié dans Nature du 27 janvier 2005 (vol 433) et disponible en intégralité sur http://www.climateprediction.net/science/pubs/nature_first_results.pdf

* * *

[NB] D'autres travaux, tels ceux de Gerald Meehl et de son équipe du National Center for Atmospheric Research (NCAR), sont également plus que pessimistes quant à l'évolution du réchauffement global de la planète. Selon leurs recherches publiés dans la revue Science, le réchauffement climatique est inévitable, même en supposant un arrêt net de toute émission de gaz à effet de serre liée à l'activité humaine, .
Pour ces chercheurs, dans le meilleur des cas, la température globale moyenne de l'air à la fin du XXIe siècle gagnera 0,5°C et le niveau de la mer 11 cm.
Ces travaux s'appuient sur la synthèse des résultats de nombreuses simulations de deux types de modèles climatiques - le Parallel Climate Model (PCM) et le Community Climate System Model version 3 (CCSM3) -, menées sur les superordinateurs du NCAR et des laboratoires de l'US Department of Energy et sur le Earth Simulator japonais.
Malgré des différences entre les deux concernant l'intensité du phénomène, la tendance observée reste la même : l'augmentation de la température globale et du niveau de la mer au cours des 100 prochaines années.
Pour les chercheurs, cette inéluctabilité s'expliquerait en grande partie par l'inertie thermique des océans et le long cycle de vie du dioxyde de carbone et des autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Les simulations modèles effectuées (qui ne prennent pas en compte l'impact de la fonte des glaciers et des calottes glaciaires) confirment la nécessité d'agir fortement pour éviter d'aggraver encore la situation
future.

Pour en savoir plus :
Science du 18 March 2005, vol 307, pages 1769-1772 How Much More Global Warming and Sea Level Rise? par Gerald A. Meehl, Warren M. Washington, William D. Collins, Julie M. Arblaster, Aixue Hu, Lawrence E. Buja, Warren G. Strand, and Haiyan Teng.

L'architecture multi-coeurs (multi-core) des nouveaux micro-processeurs
JPB 10/03/05

Les appareils électroniques, qu'ils s'agissent des micro-ordinateurs ou de ceux utilisés dans le multi-média et l'électronique grand public, ont besoin de processeurs (ou puces) rassemblant le plus grand nombre possible de composants dans un volume de plus en plus petit. Leurs possibilités fonctionnelles en dépendent directement : possibilité de supporter des programmes de plus en plus complexes et de traiter des informations de plus en plus riches, rapidité et finalement coût. On sait qu'au terme d'une « Loi » proposée par Gordon Moore, cofondateur de Intel, en 1965, le nombre de transistors intégrés sur un même support allait pouvoir doubler environ tous les ans. La Loi de Moore a été vérifiée jusqu'à ce jour, sauf que le délai de doublement, à l'expérience, s'est révélé de deux ans environ. Le nombre des transistors intégrés dans une puce est passé de 2.000 environ en 1970 à 200 voire 400 millions aujourd'hui. Pour l'avenir, et tant que la dimension des composants ne diminuera pas au point que des effets quantiques se feront sentir entre leurs atomes, la Loi devrait continuer à s'appliquer.

Une difficulté, d'ailleurs connue depuis longtemps, se révèle pourtant de plus en plus difficile à traiter. Il s'agit de la dissipation calorique. Même sur des intervalles entre composants de plus en plus courts et pour des intensités de courant électrique de plus en plus faible, l'échauffement des circuits est tel que le processeur risque de fondre à l'usage. Ceci malgré des techniques de refroidissement de plus en plus efficaces. Il a donc fallu repenser l'architecture de la puce.

La solution étudiée depuis deux ans et annoncée récemment par les grands constructeurs (notamment lors de la dernière International Solid-State Circuits Conference en février 2005) consiste à fabriquer des puces comportant deux ou plusieurs coeurs sur le même support. Ces coeurs se comportent comme des processeurs distincts qui se répartissent les tâches afin de diminuer les contraintes de densité et de vitesse demandées par les applications gourmandes en instruction. De ce fait, accessoirement, la chaleur produite est moins importante et plus facilement dissipée. Les solutions sont complexes et nous ne les présenterons pas ici. Disons seulement que dans l'architecture baptisée Cell par IBM, Sony et Toshiba, le processeur est architecturé autour d'un coeur principal 64 bit Power (le processing Element ou PE) distribuant les tâches à huit unités d'exécution séparées (baptisées synergistic elements ou SPE. Ces puces sont déjà en cours de fabrication, notamment par IBM. L'architecture est similaire à celle d'un ordinateur massivement parallèle.

Les autres fabricants ne peuvent rester en arrière. Intel et AMD viennent d'annoncer des puces double-cœur pour stations de travail et serveurs. Ceci n'est qu'un début. La puce Montecinto multi-coeurs d'Intel est prévue pour la fin 2005. Ce nouveau processeur intègrera 1,7 milliards de transistors soit deux fois plus que dans les dernières versions du produit actuel d'Intel, l'Itanium. Il sera gravé en 90 nanomètres. Mais les cadences, et c'est un des buts de l'opération, n'augmenteront pas. Sun pour sa part prévoit deux produits voisins, Rock et Niagara

Les architectures multi-coeurs ne seront pas dans l'immédiat proposées dans les micro-ordinateurs grand public. Une des raisons en est que la demande des utilisateurs ne le justifie pas. Mais surtout, la nouvelle architecture obligera à réécrire, ou tout au moins à reconstruire les milliers de programmes applicatifs qui tournent actuellement. Les éditeurs de logiciels ne souhaitent pas à y être obligés sans s'être préparés. Ils tiennent en effet à maintenir captifs leurs clients. Néanmoins ils poussent leurs recherches. C'est le cas comme on pouvait le supposer de Microsoft. Les programmes futurs devront être conçus pour tourner en parallèle, ce qui multipliera les difficultés de conception et de contrôle de fiabilité. Il faudra donc développer des méthodes industrielles d'écriture et de contrôle. On évoque des « interfaces graphiques » permettant de générer du code à partir d'un cahier des charges écrit par le concepteur de programme. L'intelligence artificielle sera indispensable pour ce faire. Microsoft annonce des actions en coopération avec des laboratoires de recherche fondamentale.

Ceci reposera en termes nouveaux la question des logiciels libres. Les produits développés par Microsoft en partenariat avec des chercheurs resteront-ils strictement propriétaires?. De l'autre côté, les développeurs du Libre pourront-ils disposer des ressources intellectuelles pour faire face à ces nouvelles exigences d'écriture? A priori, on ne voit pas pourquoi il ne pourrait en être ainsi. Mais il faut y penser dès maintenant. C'est semble-t-il ce que fait le monde Linux, qui a déjà obtenu que sur les puces multi-coeurs un ou plusieurs coeurs soient dédiés à l'hébergement du système d'exploitation Linux. C'est ce qui avait été annoncé à la dernière Linux World Conference tenue à Boston en février 2004.

Ce court article ne saurait se conclure sans un constat, répétitif depuis des décennies quand il s'agit de processeurs. L'Europe semble définitivement hors de course, sinon dans la recherche fondamentale (notamment dans la perspective des nanotechnologies), du moins en terme de produits industriels. STMicroelectronics développe certains produits multicore, mais d'ambition limitée. Au moins faudrait-il que l'Europe n'accroisse pas sa dépendance dans le domaine des logiciels appelés à tourner sur les architectures multi-coeurs

Pour en savoir plus
Article du Journal du Net IBM, Intel et Sun dévoilent leurs puces multi-coeurs
http://solutions.journaldunet.com/0502/050209_multicore_demonstration.shtml
Voir aussi sur le même sujet Le Monde Informatique :
http://www.weblmi.com/sections/rss/technologies/infrastructure/integration/...
ISSCC février 2005 (International Solid-State Circuits Conference) :
http://www.isscc.org/isscc/
Linux World conferences http://www.linuxworldexpo.com/live/12/
STMicroelectronics . Produits et Applications multicores :
http://www.st.com/sitesearch/consult5/index.php?mid=...

The Road to Reality : A Complete Guide to the Laws of the Universe
JPB 09/03/05

Ce titre est celui du dernier et monumental ouvrage du physicien britannique Roger Penrose. Il s'agit d'un ouvrage de près de 1000 pages, empli de mathématiques et donc difficilement compréhensible pour un lecteur ordinaire, fut-il scientifique. Je n'en sais rien d'autre aujourd'hui que ce que dit Mark Anderson, cité ci-dessous. Comme cependant Roger Penrose, né en 1931 et anobli par la Reine, est l'un des physiciens, mathématiciens et penseurs les plus puissants de notre temps, nul ne devrait rester indifférent à ce travail, qui complèterait les vues avancées dans son précédent grand ouvrage de 1989, plus facile à lire The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds and the Laws of Physics.
Dans Road to Reality, Roger Penrose confirme son rejet de la populaire Théorie des Cordes, qu'il considère comme non fondée, que ce soit par l'intuition ou par l'évidence. Il considère de toutes façons que la course à l'hypothétique Théorie de Tout est illusoire. Il a proposé à la place une théorie dite des Twistors, que peu de gens connaissent (voir http://users.ox.ac.uk/~tweb/00004/index.shtml)

Une des nouvelles hypothèses de Penrose porte sur la réduction d'état qui suite à une observation, assigne à une particule quantique une position et un niveau d'énergie déterminés. Mais qu'est-ce qu'une observation? Citons Mark Anderson: "Penrose, however, has proposed that the missing link between macroscopic and submicroscopic is gravity. Aggregations of particles exist in their blurry quantum mechanical states until so many particles are both here and there that space-time itself -- which is warped by the presence of matter and therefore is warped in multiple simultaneous ways by matter that is both here and there -- ultimately can no longer support so much indeterminacy". Autrement dit, en termes imagés, des agrégats de particules peuvent, en grossissant sous l'influence de la gravité, émerger dans l'espace-temps macroscopique et perdre ainsi leur état indéterminé. Penrose propose pour vérifier cette hypothèse une expérience qui est actuellement en cours mais qui demandera plusieurs années de travail avant d'aboutir (voir http://scitation.aip.org/***=yes). On le comprend à la vue de l'article.

Ceci étant, ceux qui pour diverses raisons ne se sentent pas en sympathie avec la théorie des Cordes ne manqueront pas de s'informer des travaux de Roger Penrose et de ses élèves.

Pour en savoir plus
Penrose: The Answer's Not 42 , article de Mark Anderson dans Wired :
http://wired.com/news/print/0,1294,66751,00.html
Bibliographie de Roger Penrose dans Wikipedia :
http://en.wikipedia.org/wiki/Roger_Penrose

Une nouvelle science, la neurobiologie des plantes ?
JPB 09/03/05

Les plantes les plus ordinaires sont-elles capables d'étudier leur environnement, faire des hypothèses, conquérir des territoires, se battre contre leurs ennemis, communiquer entre elles et avec les insectes par des émissions codées de gaz, réaliser des calculs de géométrie euclidienne et finalement prévoir l'avenir. Autrement dit, sont-elles capables de comportements analogues à ceux que nous qualifions d'intelligents? Cette intelligence irait-elle jusqu'à comporter des formes plus ou moins évoluées de conscience de soi. Des chercheurs en sont désormais convaincus. Mais pour le démontrer, ils ne cherchent pas à proposer aux plantes des tests d'intelligence analogues à ceux qui s'adressent aux humains et aux animaux. Ils étudient de préférence les différents plans d'organisation constituant un végétal et l'interpénétration des fonctions permises par l'intégration des différentes aptitudes physiologique du "système plante" en relation avec son environnement.

A côté des systèmes déjà à peu près connus permettant la nutrition, la respiration, la reproduction de la plante, les chercheurs font ainsi apparaître une véritable neurobiologie végétale. Celle-ci disposerait de neurotransmetteurs spécifiques (par exemple l'auxin) ainsi que de synapses permettant la transmission des neurotransmetteurs de cellule à cellule, à l'intérieur de la plante ou vers des organismes extérieurs. Finalement les canaux ainsi formés assureraient le transfert et la computation des informations d'une façon comparable à celle pratiquée par les neurones dans les organismes animaux.

Un premier Symposium Mondial consacré à la neurobiologie des plantes se tiendra du 17 au 20 mai 2005 à Florence. Il est organisé par František Baluška (Université de Bonn) et Stefano Mancuso (Université de Florence). Le site du Colloque est très informatif. En dehors des définitions générales, il permet grâce à la publication des abstracts des conférences, de se faire une bonne idée de la richesse et du caractère véritablement innovant de cette nouvelle discipline. On y trouve également l'historique de celle-ci, qui remonterait à des vues pénétrantes de Charles Darwin.

Il est impossible à celui qui s'est imprégné du sujet de continuer à regarder les plantes avec l'indifférence qui caractérise l'homme moderne (à la différence sans doute de l'attitude de ses lointains prédécesseurs). Nous nous trouvons confrontés à une révolution épistémologique analogue à celle qui marque de plus en plus aujourd'hui le regard jeté sur le monde animal. L'homme croit dominer le monde végétal (lequel monde inclût ne l'oublions pas d'innombrables micro-organismes). Mais si c'était le contraire? Si c'étaient les végétaux qui instrumentalisaient les hommes au mieux de leurs stratégies pour la domination de l'espace? Le jardinier dans son jardin est-il autre chose qu'un esclave obligé de mettre toutes ses ressources au service de plantes de plus en plus sophistiquées et conquérantes? Il y a des gagnants et des perdants, au hasard des batailles, mais ce seront sans doute les plantes qui finiront par l'emporter.

Pour en savoir plus
The first Symposium on Plant Neurobiology :
http://izmb.de/volkmann/plantneuro/

Le Japon à la conquête de la Lune
CJ 05/03/05

La Lune, unique satellite de la Terre, suscite la convoitise des puissances du globe. Aujourd'hui, les Américains ne seraient plus les seuls en course... Un des responsables de l'Agence aérospatiale japonaise, qui a souhaité garder l'anonymat, annonce qu'une station habitée pourrait être établie sur la Lune pour la recherche scientifique d'ici 2005 ! : "Nous allons inclure ce projet spatial parmi l'un des futurs objectifs dans le cadre de notre vision à long terme, que nous proposerons au gouvernement d'ici la fin mars".
Même si cela est dit mezza voce, cette information est à prendre au sérieux. Faisceau convergent, selon le quotidien Mainichi Shimbun, le Japon projette pour arriver en tête de cette course-lunaire de concevoir d'ici 5 ans, un robot pour explorer le territoire du satellite.
Le pays du soleil levant compterait ensuite concevoir son propre vaisseau spatial habité... Prévoyant une base lunaire dans dix ans, il serait ainsi développé des programmes et technologies afin que l'homme puisse séjourner sur la Lune.
A plus long terme, les Japonais projetteraient d'ici 2025 l'installation d'une base d'observation permettant de transmettre des informations pertinentes et rapides à la Terre, sur l'arrivée d'éventuelles catastrophes naturelles.

On notera que la JAXA, Agence japonaise pour l'exploration aérospatiale, a réussi le 26 février 2005 le lancement de la fusée H-IIA (Launch Vehicle No. 7 H-IIA F7) avec le satellite multi-fonction MTSAT-1R. Ce lancement était attendu avec beaucoup d'inquiétude car deux lancements précédents s'étaient conclus par des échecs.

Pour en savoir plus
JAXA : http://www.jaxa.jp/index_e.html

Le rôle des astrocytes dans la communication intra-cérébrale
JPB 03/03/05

Les neurologues s'interrogent depuis longtemps sur le rôle des cellules gliales qui remplissent l'espace interneuronal et constituent une part importante de la masse du cerveau. On a cru jusqu'à ces dernières années qu'elles avaient une utilité, d'ailleurs mal perçue, dans le soutien et l'alimentation des neurones. Mais aujourd'hui, diverses équipes s'intéressent directement à leur rôle dans la neurotransmission des informations. Ceci en ferait des compléments, des substituts voire des rivaux des neurones. Ce sont en particulier certaines de ces cellules gliales, les astrocytes, qui retiennent l'attention.

Les astrocytes (Wikipedia) sont des cellules gliales de forme étoilée que l'on trouve dans le cerveau et le système nerveux central. On distingue deux types d'astrocytes:
• Astrocyte de type I, qui sont en contact avec les capillaires sanguins grâce à leurs pieds astrocytaires. Ils jouent un rôle actif dans le métabolisme et l'alimentation en glucose des neurones.
• Astrocyte de type II, qui entourent le neurone et la fente synaptique. Le taux de couverture peut varier de 1 à 100% suivant le type de neurone.

Ce sont ces derniers qui sont considérés comme les plus intéressants. On suppose qu'ils jouent un rôle dans la propagation du signal nerveux en agissant sur la dispersion des neurotransmetteurs (glutamate ; GABA, acétylcholine, dopamine). Lorsque l'influx nerveux arrive au niveau de la synapse d'un neurone, il libère un de ces neurotransmetteurs qui va se fixer sur des récepteurs spécifiques à la surface d'un deuxième neurone, ce qui re-génère l'influx nerveux au sein de ce deuxième neurone. Or les astrocytes de type II disposent de bras astrocytaires qui entourent la synapse. Leur rôle ne serait pas, comme on l'a cru, d'isoler cette dernière de l'extérieur mais au contraire de réguler, en l'amplifiant et en la bloquant, la quantité des neurotransmetteurs échangés. Ceci influencerait donc directement la communication interneuronale, en la modulant selon des règles dont les fonctionnalités restent à découvrir.

Mais cette activité ne serait pas la seule. La présence de bras astrocytaires entourant les synapses permettrait l'apparition d'une communication extraneuronale qui se produirait d'astrocytes en astrocytes. Ceux-ci constitueraient alors un deuxième réseau de transmission des données cérébrales, en assurant des communications d'une synapse à l'autre par l'intermédiaire de leur propre réseau. Ce réseau fonctionnerait sur le mode chimique, lequel n'est pas détectable par l'électro-encéphalogramme, comme l'est la propagation de l'influx nerveux dans les axones neuronaux. Aujourd'hui, on peut la mettre en évidence par l'utilisation de sondes fluorescentes qui peuvent suivre les déplacements des molécules dans les cellules (en l'espèce, des ions calcium, on parle de « vagues calcium »).

Le rôle de ces réseaux astrocytaires, bien plus lents que ceux utilisant l'activité électrique des neurones, est encore loin d'être élucidé. Il pourrait être différent selon les zones cérébrales concernées. Mais ces réseaux interviennent certainement dans les performances globales de la machine cérébrale, notamment au niveau des tâches cognitives supérieures, dans les différents types de mémorisation, ou dans certaines déficiences. En tous cas, on retiendra une constatation intéressante: le nombre d'astrocytes par neurone varie selon les espèces. Plus celles-ci sont évoluées, plus leur cerveau présente d'astrocytes.

Les observations évoquées ci-dessus n'ont encore été faites que sur des cultures in vitro. Il faudra les reprendre in vivo. Si on suppose que les astrocytes joue un rôle dans la synchronisation de réseaux de neurones éloignés les uns des autres, il faudra mettre en place des systèmes d'observations portant sur l'ensemble de la masse cérébrale. C'est loin d'être faisable aujourd'hui, mais ce le sera demain. Les neurologues (faudra-t-il dire les gliologues ou les astrocytologues) sont donc confrontés à des perspectives très intéressantes. Il semble en tous cas que le vieux modèle de la transmission interneuronale doive dorénavant être abandonné au profit de modèles de communication infiniment plus complexes. Ceux-ci feront sans doute apparaître des fonctions cérébrales cognitives encore inconnues ou mal connues.

Verra-t-on alors les informaticiens, de leur côté, développer non plus de «simples» réseaux de neurones formels, mais des réseaux associant des neurones et des astrocytes virtuels, capables de calculs beaucoup plus nuancés que ceux permis par les neurones formels ?

Pour en savoir plus
Astrocytes. Science & Vie, n° 1045, p. 67
A Theory of Cortical Neuron-Astrocyte Interaction, par Dale Stanley Antanitus, Department of Pediatrics, Harvard Medical School, The Fernald Center, Waltham, Massachusetts http://www.antanitus.com/hypothesis/ (nb: le schéma présenté ci-dessus est tirée de cette page).
The Astrocyte-Synapse Relationship (images) http://synapses.mcg.edu/anatomy/astro3d/3d_essay.stm
Voir d'autres images http://www.bergleslab.com/astrocytes.html

Le satellite européen Envisat
JPB 02/03/05

La revue Science & Vie, dans son numéro 1046 de novembre 2004, a publié une série d'images de la Terre obtenues par le satellite européen Envisat. C'était une excellente initiative. Il est à craindre que beaucoup d'Européens, précisément, ne connaissent même pas l'existence de ce satellite, conçu et mis en place par l'Agence Spatiale Européenne (ESA) et pour lequel ils ont versé la modeste somme de 7 euros par personne. Nous avons vu dans un article précédent que le programme international GEOSS se préparait à rassembler et synthétiser un grand nombre d'informations fournies par différents systèmes satellitaires mondiaux en charge de l'observation de la Terre. Ceci afin de mieux connaître l'évolution des paramètres importants intéressant l'évolution de l'atmosphère, des mers et des continents. Envisat représente dans ce but un argument européen de première importance.

Envisat est un engin de grande taille : 10 m. de haut, 25 m. de large et 8 tonnes. Son orbite est circum-polaire. Il fait journellement 14 fois le tour de la terre. Sa bande d'observation revient à son point de départ (du fait de la rotation de la planète) tous les 35 jours.

Lancé en mars 2002 par une Ariane 5 (on tremble respectivement au désastre qu'aurait été l'échec de ce tir), Envisat a procédé depuis au réglage de ses sept instruments, qui sont maintenant tous opérationnels, (sauf à la date du 1er mars 2005 une anomalie réparable sur l'analyseur GOMOS). Un colloque international s'était tenu à Salzbourg en septembre 2004, devant 900 scientifiques représentant 53 pays, pour analyser ces résultats. C'est évidemment le rôle des données fournies par Envisat pour la surveillance de la détérioration de l'environnement et la prévention des risques majeurs qui intéresse le plus la communauté internationale. Mais plus généralement, la meilleure connaissance de la façon dont fonctionne le système complexe que constitue la Terre représente un gain inestimable. On notera à cet égard qu'en quelques années, l'instrumentation a fait des progrès extraordinaires, permettant par exemple d'observer de 800 km d'altitude, à partir d'un véhicule se déplaçant à 25.000 km/h, une élévation du niveau des mers de 3 millimètres par an entre 1992 et 2004. De même, grâce à l'interférométrie, il peut détecter des mouvements du sol de 1 mm.

Envisat a succédé aux deux satellites européens ERS-1 et ERS-2. Il peut être couplé, en ce qui concerne l'océanographie, aux satellites américano-européens Topex-Poséidon et Jason. D'autres données sont rapprochées de celles du satellite du CNES, SPOT, qui intéressent particulièrement les services de sécurité civile dans divers pays.

Tout est-il donc pour le mieux ? Certainement pas. L'Europe ne doit pas s'endormir sur ce succès incontestable. La première question, urgente, concerne la décision de mettre en chantier le successeur d'Envisat. Celui-ci devrait vivre jusqu'en 2010, mais un accident peut arriver d'ici là. Or il faut au rythme actuel 4 à 5 ans pour construire un satellite analogue – durée qui peut s'allonger compte tenu de la nécessité d'obtenir l'accord des pays européens financeurs. Pour bien faire, la décision devrait donc être prise en 2005.

Une autre question toute différente concerne l'éventualité de rapprocher les informations fournies par Envisat et les autres satellites civils de l'ESA ou des Etats-membres avec celles obtenues par les satellites militaires européens. Chacun des partenaires serait gagnant, semble-t-il, si des modes de coopération clairs étaient arrêtés par les Etats européens.

Pour en savoir plus
Envisat http://envisat.esa.int/ Le site fournit de nombreuses images dont certaines sont mises à jour en temps réel. Il s'agit d'un ensemble de documents exceptionnels
Les instruments de Envisat :
- le spectromètre imageur MERIS
- le radar imageur ASAR
- le radiomètre AATSR
- le radar altimètre RA-2 couplé au radiomètre micro-ondes MWR
- le système de positionnement DORIS
- le laser rétro-réflecteur LRR
- les analyseurs atmosphériques SCIAMACHY, MIPAS et GOMOS
On trouvera les détails de ces instruments et des exemples de leurs applications sur le portail d'Envisat http://eopi.esa.int/esa/esa
Informations sur le symposium de Salzbourg http://earth.esa.int/salzburg04/

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