L'intelligence artificielle au service de la médecine

Une nouvelle révolution technologique est en marche: l'intelligence artificielle, elle est d'une importance cruciale et concerne tous les domaines. J'ai déjà publié deux articles: "L'intelligence artificielle" le 01/12/2017 et "L'intelligence artificielle à la recherche d'exoplanètes" le 14/01/2018. Une fois de plus je suis émerveillé par cette nouvelle technologie et voudrais partager ma passion en vous entretenant, cette fois, de l'intelligence artificielle au service de la médecine.

Qu'est-ce que l'intelligence artificielle?

Rappelons ce qu'est l'intelligence artificielle que nous appellerons IA (acronyme de Intelligence Artificielle). C'est une intelligence fabriquée par les machines (ordinateurs, calculateurs, robots), une simulation de l'intelligence humaine.
Le  machine learning est un apprentissage par une machine. La machine est nourrie de milliers de données de toutes sortes (courbes, tableaux de nombres, graphiques, photos, etc). Inspirée d'un cerveau humain la machine tisse un réseau de neurones artificiels pour apprendre d'abord, puis reconnaître, détecter, intervenir à la place ou au côté de l'humain.

Voici un réseau de neurones du cerveau humain:

 

Et voici un schéma d'un réseau de neurones artificiels, assez ressemblant au réseau précédent:

Les neurones du cerveau humain sont remplacés par des neurones artificiels (représentés par des cercles) qui sont des processeurs faisant des calculs, des statistiques, et dotés de fonctions.

Les synapses (connexions entre les neurones) sont remplacées par des connexions électriques (fléchées sur le schéma) reliant les neurones artificiels entre eux.

Les données sont entrées dans la première couche de neurones à gauche, puis des couches de neurones au centre font l'apprentissage et la reconnaissance, ensuite la couche de neurones de sortie donne les résultats, les suggestions, les prédictions.

Voici un autre réseau de neurones artificiels beaucoup plus complexe, mais le principe de fonctionnement est toujours le même (entrée des données, apprentissage et reconnaissance par la machine, sortie des résultats):

L'IA révolutionne la médecine

L'IA accompagnera le médecin en consultation
L'IA  pourra assister le médecin dans son travail quotidien. Par exemple, pendant la consultation les données vocales du médecin pourront être enregistrées et analysées par l'IA, puis retransmises sous forme de notes au médecin pouvant enrichir son diagnostic et l'aider à une prescription.


L'IA révolutionne l'imagerie médicale
L'imagerie médicale! Quel gain de temps, de qualité de soins, d'efficacité et aussi d'argent!
Elle permet de détecter une tumeur en moins d'une minute, alors que le médecin ne la voit pas ou met peut-être une heure ou deux pour la trouver.
Les traitements de radiothérapie peuvent être ciblés sur les tumeurs sans faire de biopsie et éviter que les organes sains ne soient touchés.
La chirurgie assistée par robot, à distance, aide considérablement et efficacement le chirurgien.

L'IA détecte rapidement des maladies
Grâce à une simple prise de sang , l'IA peut identifier rapidement l'existence d'un problème rénal et voir s'il est temporaire ou chronique.
L'IA peut détecter un système immunitaire déficient, des infections, des cancers précoces que l'on peut soigner et même guérir si l'on s'y prend à temps!

Conclusion

Cet article n'est qu'un simple "billet" sans prétention. Je veux seulement vous donner envie, envie de chercher, envie de suivre les quelques pistes que j'ai suggérées, envie d'explorer l'avenir avec l'IA.

L'IA! Quelle merveille de la technologie! Mais à condition, à condition surtout de la maîtriser!!.....

Les ondes gravitationnelles

Einstein avait finalement raison: les ondes gravitationnelles, dont il avait prédit l'existence en 1918, ont été détectées par les interféromètres Ligo et Virgo près de cent ans après.

Les ondes gravitationnelles, qu'est-ce que c'est?

Lorsqu'une étoile massive explose, lorsque deux étoiles à neutrons ou deux trous noirs fusionnent, ou encore au début du Big Bang, l'énergie énorme dégagée engendre un cataclysme cosmique, des déformations du tissus espace-temps, selon Einstein, de l'Univers se propagent à la vitesse de la lumière comme des vagues à la surface de l'eau lorsqu'on jette un caillou, ce sont des ondes gravitationnelles. 

Les interféromètres Ligo et Virgo

Comment détecter des ondes gravitationnelles envoyées il y a des milliards d'années, à des milliards de milliards de km? Comment détecter des variations de distances de l'ordre de 10 ^-18 m c'est-à-dire un millième de la taille d'un noyau d'atome? C'est effarant! Ce sont des performances exceptionnelles sans précédent de la technologie, des exploits réalisés par les interféromètres Ligo et Virgo. J'en suis émerveillé et voudrais vous faire partager cet émerveillement.

Les deux interféromètres américains Ligo se trouvent, l'un à Livingstone (Louisiane), l'autre à Hanford (Etat de  Washington), l'interféromètre Virgo est une réalisation franco-italienne située à Cascina près de Pise et inaugurée par Claudie Haigneré le 23 juillet 2003. Ces trois interféromètres sont conçus de la même façon et sont pratiquement identiques. Voici une magnifique photo de l'interféromètre Virgo:

Un faisceau de rayons laser est divisé en deux par un miroir et les deux faisceaux obtenus sont envoyés dans deux bras perpendiculaires longs de 3 km (4 km dans les interféromètres Ligo). Après de multiples réflexions sur deux miroirs placés aux extrémités de chaque bras, le trajet des rayons est allongé considérablement (plus de 100 km). Les deux faisceaux sont ensuite re-combinés pour donner des franges d'interférence visibles sur un détecteur.

Quand des ondes gravitationnelles arrivent, les miroirs placés aux extrémités des deux bras vibrent et les trajets des deux faisceaux laser sont perturbés, raccourcis ou allongés, les franges d'interférence sont modifiées, elles clignotent très légèrement à la fréquence des ondes gravitationnelles, elles brillent d'un éclat sans pareil, leurs images sont transmises à des photodiodes qui les transforment en signaux électriques.

Les détections

Nombreuses sont les détections d'ondes gravitationnelles. Nous ne citerons que la plus récente.
Les membres de la collaboration Ligo et Virgo ont détecté, quasi simultanément et chacun de son côté, le 29 juillet 2017 des ondes gravitationnelles provenant de la fusion de deux trous noirs à environ 5 milliards d'années-lumière (une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en une année, soit 9 461 milliards de km). Un trou noir de 50,6 masses solaires (une masse solaire est la masse du Soleil) a fusionné avec un trou noir de 34,4 masses solaires pour donner un trou noir de 80 masses solaires.
Problème: 50,6 + 34,4= 85 masses solaires qui fusionnent en un trou noir de 80 masses solaires, où sont donc passés les 85 - 80 = 5 masses solaires?? Facile, dirait le savant Cosinus, elles se sont transformées en énergie E selon la formule d'Einstein (toujours lui!):E = m c², c étant la vitesse de la lumière, m étant les 5 masses solaires. C'est cette énergie E qui envoie des ondes gravitationnelles dans l'Univers.

Le futur interféromètre spatial LISA

LISA (Laser Interferometer Space Antenna) est un projet de l'ESA (European Spatial Agency) et de la NASA.

Vue d'artiste de LISA. On voit les panneaux solaires dans chaque satellite et le Soleil qui brille.

Trois satellites seront envoyés dans l'espace au voisinage d'un point de Lagrange stable (voir mon article: "Les points de Lagrange" du 25/03/2015), ils seront reliés entre eux par trois bras formant un triangle équilatéral de 2,5 millions de km de côté (nous sommes bien loin des bras de 3 ou 4 km de Virgo ou Ligo). Ces bras seront constitués de faisceaux laser envoyés ou reçus par ces satellites. On observera  les interférences de deux de ces faisceaux (éventuellement modifiées lors du passage d'ondes gravitationnelles) dans l'un des satellites.

Il était une fois, le Big Bang

Peut-être, détecterons-nous un jour des ondes gravitationnelles provoquées par l'énergie phénoménale du début du Big Bang??......

Mars

Après la Lune l'astre le plus étudié est incontestablement Mars la planète rouge, rouge parce que son sol contient des oxydes de fer (de la rouille) de couleur rougeâtre. Mars a toujours fasciné, nous allons faire sa connaissance. Un jour peut-être des humains iront - ils la visiter? Comme ils ont visité la Lune.

Les sondes envoyées sur Mars

Depuis 1962 une cinquantaine de sondes ont été envoyées sur Mars, seule moins de la moitié ont été couronnées de succès. Il y a trois sortes de sondes: les orbiteurs  en orbite autour de Mars, les atterrisseurs fixes sur la planète et les robots mobiles que l'on appelle astromobiles ou rovers.

Le robot Curiosity attire particulièrement mon attention, il est toujours en activité. Je suis émerveillé par la photo ci-dessous de ce robot en pleine lumière, en plein désert martien ! J'ai grande envie de me promener sur cet engin bizarre:

Curiosity est un robot de la taille d'une Twingo avec 6 roues, lancé par la NASA de Cap Canaveral en Floride par une fusée Atlas V le 26 novembre 2011, coût de la mission: 2,5 milliards de dollars! Il s'est posé sur le cratère martien Gale de 150 km de diamètre le 6 août 2012 après avoir parcouru 570 millions de km.

Curiosity creuse le sol martien, fait des forages, prélève des échantillons qu'il analyse dans ses deux laboratoires, prend des photos, dispose d'un spectromètre.

Deux orbiteurs (Mars Reconnaissance Orbiter et Mars Odyssée) nous transmettent toutes ses recherches.

Selfie de Curiosity

Mais il y a mieux! Une caméra fixée au bout d'un long bras articulé a permis de faire un selfie du robot.
Incroyable mais vrai! un selfie venant de Mars! Vive la technologie!
Au fond vous voyez le mont Sharp.

Les découvertes

    

Cette photo nous montre des chutes de neige carbonique (eau + CO2) aux deux pôles de Mars.      





Après des forages le rover Curiosity  a prélevé  des échantillons dans lesquels on trouve des molécules organiques complexes contenant du soufre et du carbone.

Du méthane dans l'atmosphère de Mars a été découvert, une partie de ce gaz pourrait être associé à de la vie.

Le cratère Gale abritait autrefois, il y a plus de 3 milliards d'années, une importante étendue d'eau, zone lacustre favorable à l'apparition de la vie.

Aujourd'hui des écoulements d'eau sont observés, ce sont des ruissellements qui apparaissent sur des pentes abruptes près de plusieurs cratères pendant les saisons chaudes et disparaissent pendant les saisons froides.

Un voyage vers Mars

Toutes ces découvertes sont des preuves de vie microbienne passée (ou actuelle?) qui nous renseignent et nous aident à faire un possible voyage vers Mars. On en parle de plus en plus, la NASA s'y prépare pour l'horizon 2030, Elon Musk le patron de Space X pour 2024. Imaginons un tel voyage:  

Pour économiser du carburant et pour gagner du temps nous partons lorsque la distance Terre-Mars est minimum, ce qui a lieu lorsque Mars est en opposition c'est-à-dire lorsque le Soleil, la Terre et Mars sont alignés dans cet ordre. Cette distance est de 56 millions de km environ. Pendant 3 semaines Mars est au plus près de la Terre, cette période est une fenêtre de lancement qu'il ne faut pas rater car la suivante se produit 26 mois plus tard.

Le voyage dure 6 mois pendant lesquels les astronautes sont protégés, dans un abri blindé, des éruptions solaires et des rayons cosmiques, nous faisons tous les jours des exercices physiques car nos muscles "fondent " en apesanteur, des espaces sont réservés pour respecter un minimum de vie privée et d'intimité.

Nous voilà arrivés sur le sol martien. Chaque astronaute dispose d'un habitat avec un espace d'intimité, un équipement d'exercices physiques, un bureau, un ordinateur, il fait des sorties en rover pour explorer la planète. Nous utilisons les ressources in situ (production d'oxygène ou d'eau), fabriquons les deux sources d'énergie indispensables (petite centrale nucléaire et panneaux solaires). Un jour, j'ai fait une sortie et, je crois rêver, j'ai retrouvé Curiosity! Hélas, le robot était abandonné dans un triste état!  Nous travaillons sur la planète rouge pendant 1an et demi.

Pour le retour sur Terre, un vaisseau taxi vient nous chercher pour s'amarrer à un vaisseau spatial qui s'accroche à une fusée pour un voyage qui va encore durer 6 mois. Au total le voyage aller-retour plus le séjour sur Mars dure : 6 mois + 1an et demi + 6 mois soit 2 ans et demi.


Voilà, mon voyage est terminé, je me demande si plus tard des humains pourront séjourner sur Mars plus longtemps, y habiter. Formeront-ils une nouvelle colonie, une colonie de Terriens sur la planète rouge?



                                                                         

Alexandrie

En Egypte les touristes contemplent les Pyramides, visitent la Vallée des Rois, la Vallée des Reines, les divers temples, mais Alexandrie? On ne visite pas Alexandrie et pourtant elle fut  autrefois la capitale de l'Egypte, du temps des Ptolémées, une capitale prestigieuse! Claude François l'a bien chantée dans "Alexandrie Alexandra". Remontons le temps et refaisons son histoire, une histoire fabuleuse!

La construction d'Alexandrie.  Nombreuses sont les villes fondées par Alexandre le Grand au cours de ses conquêtes, qui portent le nom d'Alexandrie, sur son passage il en a construit une quinzaine! En 332 av. J.C. il conçut avec son maître à penser Aristote les plans de la ville d'Alexandrie en Egypte, hélas il mourut à Babylone en 323 av.J.C. à 33 ans sans avoir vu la ville. C'est Ptolémée, ami d'enfance et compagnon d'armes d'Alexandre le Grand, qui construira la nouvelle capitale de l'Egypte, il sera Ptolémée 1er  fondateur de la dynastie des Lagides d'où descendront 16 souverains grecs de l'Egypte. Clopâtre VII fut la dernière descendante, la dernière reine grecque de l'époque ptolémaïque, séductrice de Jules César puis de Marc Antoine, et qui se suicida d'une morsure de vipère.

Souvenir d'amours célèbres: la tête d'une statue colossale de Césarion, fils de Cléopâtre VII et de Jules César, découverte par l'archéologue Franck Goddio dans les eaux du port d'Alexandrie.

Le phare d'Alexandrie fut l'une des 7 merveilles du monde antique, symbole célèbre d'une cité florissante. Sa construction dans l'île de Pharos près d'Alexandrie a débuté vers 290 av.J.C. et a duré une quinzaine d'années. Les travaux ont commencé sous Ptolémée 1er et sont achevés sous le règne de son fils Ptolémée II.

Le phare servit de guide aux marins pendant 17 siècles, il fut détruit au 14ème siècle de notre ère à la suite d'un tremblement de terre. L'archéologue Jean Yves Empereur a découvert en 1994 dans le port d'Alexandrie des vestiges de ce phare, de nombreuses répliques ont été construites dans le monde.

L'université d'Alexandrie fut la plus grande université du monde, faisant concurrence à celle d'Athènes. De nombreux vestiges d'amphithéâtres ont été découverts. C'est là que les plus grands savants grecs enseignèrent et réalisèrent leur travaux:

Archimède (Euréka! le principe d'Archimède, vous vous en souvenez?).
Euclide (le père de la géométrie Euclidienne).
Eratosthène (il mesura la circonférence de la Terre; le crible d'Eratosthène est toujours enseigné en Arihmétique).

Une importante communauté juive parlant le Grec résidait à Alexandrie. Pour traduire la Torah hébraïque en Grec, 6 savants juifs de chacune des 12 Tribus d'Israël, soit 72 savants, s'installèrent dans l'île de Pharos vers 270 av.J.C. et firent une bible remarquable en grec, la Bible des Septante.

Voulant faire d'Alexandrie la capitale culturelle du monde hellénistique supplantant Athènes, Ptolémée 1er fonda une bibliothèque colossale. Elle fut la plus célèbre bibliothèque de l'Antiquité, réunissant les ouvrages les plus importants de l'époque. Elle fut malheureusement détruite par un incendie.

Elle a été remplacée par la Bibliotheca Alexandrina, bibliothèque géante en forme de disque solaire, construite par un cabinet d'architectes norvégiens. Les travaux débutèrent en 1995 et l'inauguration eut lieu en 2002.

La Bibliotheca Alexandrina (photo ci-contre) attire de nouveau des intellectuels du monde entier.











Aujourd'hui des croisières s'arrêtent à Alexandrie et les touristes peuvent voir la prestigieuse Bibliotheca Alexandrina ou encore des vestiges du passé.

Photo de Gerard Ducher

Statue de Ptolémée II érigée à l'origine à la porte du phare d'Alexandrie et sortie des eaux. Elle est désormais installée devant la Bibliotheca Alexandrina.















"Alexandrie Alexandra" chantait Claude François. "Alexandrie on ne t'oubliera pas".

Des nouvelles du boson de Higgs

De l'infiniment grand  (les galaxies, les trous noirs, les exoplanètes,....) passons à l'infiniment petit tout aussi passionnant, je le crois. Le boson de Higgs a été découvert au CERN en 2012. Où en est-on de ce Graal des physiciens et astrophysiciens six ans plus tard ? 

Qu'est-ce que le boson de Higgs ?

Dans ce tableau figurent les fermions qui sont les "briques" constituant 3 générations de la matière. Ce sont les six quarks (en orange) et les six leptons (en vert).

Figurent aussi les bosons (en rouge) qui sont les "ciments", les "colles" de ces "briques", les forces d'interaction entre les "briques".

Depuis le 5ème siècle av. J.C. les philosophes atomistes grecs pensaient que l'atome était indivisible. "atomos" signifie indivisible, insécable. Ce n'est qu'au début du 20ème siècle seulement que l'on découvre que l'atome de matière ordinaire est divisible en particules beaucoup plus petites (Rutherford Prix Nobel en 1908). L'atome est constitué d'un noyau et d'électrons qui gravitent autour du noyau, le noyau est lui - même composé de protons et de neutrons, eux - mêmes composés de quarks. Un proton est formé de deux quarks u et d'un quark d, un neutron est formé d'un quark u et de deux quarks d.

Le tableau permet de trouver quelques propriétés d'éléments formés de particules élémentaires. Donnons un exemple: le proton étant constitué de deux quarks u et d'un quark d, sa charge électrique est la somme des charges électriques des quarks qui le constituent, soit:
2 x 2/3-1/3 = 1.

Tout à fait à droite du tableau, en haut, en jaune, se trouve le nouveau venu, le fameux boson de Higgs. Ce boson est une force "collant" de la masse à la plupart des particules élémentaires du modèle standard.

La découverte du boson de Higgs

C'est le 4 juillet 2012 que le CERN annonca sa découverte. Le LHC (Large Hadron Collider) près de Genève est un anneau de 27 km de circonférence dans lequel deux faisceaux de protons (c'est-à-dire des noyaux d'hydrogène) circulent en sens inverse à une vitesse vertigineuse, proche de celle de la lumière. Leur collision produit une énergie énooooorme! qui se transforme en la particule tant recherchée.

Mais cette particule, ce boson est instable, sa durée de vie est de1,56 x 10 ^-22 s, on ne peut le détecter. Les détecteurs CMS et ATLAS observent en des points précis du circuit non pas le boson instable mais sa désintégration en particules élémentaires qui permettent de reconnaître qu'il s'agit bien de lui.

Après la découverte

En six ans une multitude de collisions de protons ont été observées par le CMS et par ATLAS, elles ont permis d'identifier à plusieurs reprises le boson de Higgs et de déduire les masses de nombreuses particules élémentaires résultant de la désintégration du boson.

Le boson de Higgs conforte le modèle standard de la physique des particules, mais les chercheurs sont quelque peu déçus. Ce boson tant attendu n'explique pas certaines choses, notamment la matière noire qui représente environ 21 % de l' Univers ou encore le déséquilibre entre matière et antimatière.

Mais six ans de recherche, c'est insuffisant. Le boson de Higgs n'a pas livré tous ses secrets!

L'orgueil

L'orgueil! Quel beau sujet de dissertation de philosophie! Qu'est-ce que l'orgueil? Est-il un défaut ou une qualité?  

Qu'est-ce que l'orgueil?

Un chat qui se prend pour un lion, c'est ça l'orgueil.

L'orgueil est une estime excessive de soi-même, c'est se mettre en valeur de façon démesurée.
                                               


















C'est notre comportement (personnel ou avec autrui)  qui fait que l'orgueil est un défaut ou une qualité.                                                                                                                                                                                                          

L'orgueil est un défaut

Se mettre en valeur au mépris d'autrui n'est autre que de l'arrogance, de la suffisance et aussi un manque d'humilité. L'humilité est le contraire de l'orgueil. Alors qu'un orgueilleux affiche ses exploits aux regards de tout le monde, l'humble est discret et cache ses performances, ses titres ou ses diplômes. L'église considère l'orgueil comme un  péché, le péché d'orgueil, qu'elle classe parmi les 7 péchés capitaux qui sont la colère, l'avarice, l'envie, l'orgueil, la gourmandise, la paresse et la luxure.

Nombreux sont les exemples d'orgueil mal placé et condamnable:

-N'écouter que soi-même, sans tenir compte de l'opinion d'autrui.
-Prendre du temps pour soi, sans en donner aux autres.
-Se croire supérieur aux autres, c'est être fanfaron.
-La répétition lassante de nos mérites.
-La satisfaction de soi-même qui s'étale d'une manière insolante, déplaisante ou ridicule, c'est la fatuité.
-Développer son ego: "moi je, moi je,....rien que moi, je suis la référence".
-Ne rien lâcher! Par orgueil, certains ne veulent faire aucune concession, aucun abandon, ils restent "droits dans leurs bottes" et le regrettent après. Je pense à certains ministres, à certains chefs d'état, je pense aussi aux querelles familiales. Lâcher du lest arrangerait bien souvent les choses!        

L'orgueil est une qualité
-L'amour-propre est une forme d'orgueil. C'est un sentiment de dignité, de fierté qui cache parfois la misère.
-On veut être le meilleur. Vouloir se surpasser non pas au mépris des autres mais en les respectant  dans une compétition, par exemple aux jeux olympiques, aux championnats du monde, dans un concours,....
-L'orgueil est un sentiment noble, élevé, de fierté à l'égard d'une personne. On dit de cette personne:"C'est l'orgueil de la famille!"
-L'orgueil consiste à trouver de la force pour réagir, se révolter. Dans le code de Bushido (code des principes moraux des Samouraïs), "l'orgueil doit être sorti de son fourreau, comme une bonne lame, pour qu'elle ne rouille pas".

Miró

J'ai la chance d'habiter à Paris. Malgré les grèves, les manifestations, les embouteillages, les agressions aussi (on a volé mon porte-feuille dans un bus), j'ai la chance de pouvoir visiter encore ! les plus beaux musées du monde. J'ai vu au Grand Palais l'exposition Miró réunissant des centaines de tableaux, dessins, céramiques et sculptures d'un peintre surprenant. C'est une rétrospective traçant l'évolution de l'artiste sur 70 années de création.

Miró le "fauve catalan"

Miró est né en Catalogne en 1893, à Barcelone. Ses premières oeuvres en 1917 sont inspirées du fauvisme d'où le surnom qu'il se donna, lui-même, de "fauve catalan".

Installé à Paris en 1920, c'est le cubisme qui l'inspire, puis il devient l'un des principaux représentants du surréalisme. Il rêve en couleur d'un univers poétique, d'un univers "enfantin". Les éléments du réel se métamorphosent en un système de signes, de symboles. Il peint des paysages imaginaires dans un monde cosmique où se mêlent le soleil, la lune, les étoiles, divers personnages, les animaux et même les insectes!

En 1956, il s'installe à Palma de Majorque où il travaille le graphisme, la céramique et la sculpture. Un grand nombre de ses oeuvres sont exposées à la fondation Maeght à Saint-Paul-de-Vence dans les années 1960. Il meurt à Palma de Majorque en 1983, à l'âge de 90 ans.

Quelques oeuvres de l'artiste

Mon choix est difficile et subjectif, je ne donnerai que quelques photos que j'ai prises moi-même. On me pardonnera bien des oublis. Ces oeuvres sont dans l'ordre chronologique permettant de suivre l'évolution du peintre.

Le cheval, la pipe et la fleur rouge   1920.
Admirez la précision du trait et ces couleurs!




































La fermière  1922-1923          

Chien aboyant à la lune 1926























Les intérieurs hollandais sont une série de trois toiles peintes par Miró en 1928 et inspirées par les peintres flamands du XVII ème siècle. Ci-dessous, le tableau de gauche est l'intérieur hollandais 1 de Miró qui est une réinterprétation du Joueur de Luth de Martenez Sorgh (tableau de droite). On y retrouve, à la façon de Miró!, le joueur de luth (la tête ronde entourée d'un immense colle blanc), le luth, la nappe, la jeune-femme, le chien, le chat, la carafe, etc.

Peinture (oiseaux et insectes)    1938

Personnages devant le soleil    1942

Femmes et oiseau dans la nuit 1947













                                                                                                   

Céramiques de Joan Miró et Josep Llorens Artigas 1956. La céramique de gauche représente une femme.









                                                                                                                                                                   

Jeune-fille s'évadant. Sculpture faite en 1967

L' arc-en-ciel

"C'est quoi l'arc-en-ciel?". Petits et grands, nous sommes toujours fascinés par l'apparition d'un arc-en -ciel quand  le Soleil nous sourit après la pluie. L'arc-en-ciel est un symbole d'optimisme, de renouveau, d'espoir. Cherchons à comprendre ce phénomène météorologique.

Les couleurs de l'arc-en-ciel  

                                                                                  
 La lumière du soleil frappe un écran, un mur de gouttelettes de pluie. Lorsqu'un rayon de soleil rencontre une goutte d'eau sphérique, il y a une première réfraction (déviation des rayons), puis une réflexion, puis une deuxième réfraction à la sortie de la goutte d'eau.
L'indice de réfraction de l'eau n'est pas le même pour les différentes couleurs composant la lumière blanche du soleil, leurs déviations sont différentes. Il en résulte l'apparition des diverses couleurs à la sortie de la goutte d'eau.

La disposition des couleurs

Un observateur qui regarde l'arc-en-ciel a le soleil dans le dos. Il remarquera que la disposition des 7 couleurs est toujours la même: rouge (à l'extérieur), orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet (à l'intérieur).

Explication:
L'intensité lumineuse d'une couleur dépend de l'inclinaison des rayons et cette inclinaison dépend de la hauteur de la goutte d'eau.

Images de Kidi'Science

La figure ci-contre montre des gouttes de pluie à différentes hauteurs. La goutte la plus haute (inclinaison des rayons la plus grande) réfléchit au maximum le rouge, notre oeil ne verra que le rouge. Les gouttes de plus en plus basses (inclinaison des rayons de plus en plus petite) réfléchissent au maximum l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo, le violet. Ce sont les couleurs que nous verrons, dans cet ordre, dans l'arc-en-ciel.

Des arcs de cercle parfaits, de même centre

On est toujours émerveillé par la perfection de ces arcs de cercle qui constituent un arc-en-ciel. Et tous ces arcs immenses ont le même centre!

Explication:

Images de "Le Repaire des Sciences"

Les rayons lumineux constituant chaque couleur engendrent des cônes de même sommet, l'oeil O de l'observateur, et de même axe, la droite passant par O et parallèle aux rayons du soleil.
Le cône extérieur est formé des rayons rouges (pardon, je n'ai pas trouvé de figure avec des couleurs) qui font un angle de 42° environ avec la direction du soleil. Cet angle est aussi l'angle du cône. Les autres cônes ont des angles de plus en plus petits, le cône violet a pour angle 40° environ.
La coupe de ces cônes avec le plan des gouttes de pluie sont les magnifiques cercles de l'arc-en-ciel. Le centre de ces cercles est le point de rencontre de l'axe des cônes avec le plan des gouttes.

Un double arc-en-ciel

Pris en Pologne le 13 avril 2017 par Kamila Mazurkiewicz Osiak

La plupart du temps on observe un seul arc-en-ciel appelé arc primaire. Mais il arrive que cet arc primaire, s'il est très lumineux, s'accompagne d'un arc secondaire dont l'ordre des couleurs est inversé (figure ci-contre). Cet arc-en-ciel est plus étalé et moins brillant que le premier.



Quand votre enfant vous demandera: " C'est quoi l'arc-en-ciel ? " vous saurez maintenant lui expliquer ce que je crois avoir compris.

MASCOT le petit robot

Arrivée de MASCOT sur Ryugu

Pas plus grand qu'une boite de chaussures, le petit robot MASCOT
(Mobile Asteroïd surface SCOuT) construit par les agences spatiales française (CNES) et allemande (DLR) a atterri le 3 octobre 2018 sur l'astéroïde Ryugu situé à près de 325 millions de km de la Terre.
Ce n'est vraiment pas banal d'envoyer une petite boite sur un astéroïde à près de 325 millions de km de la Terre! Je vais vous raconter son histoire.

Le voyage de MASCOT

C'est le 3 décembre 2014 que commence le voyage de MASCOT. Ce jour là, la sonde japonaise Hayabusa 2 quitte la Terre à bord du lanceur, la fusée H-2A. La sonde emporte avec elle le robot franco-allemand MASCOT ainsi qu'un système de collecte d'échantillons, des caméras, un spectromètre et trois rovers (petits véhicules "astromobiles").

Décollage de la fusée H-2A le 3 décembre 2014, depuis le centre spatial de Tanegashima dans le sud du Japon.

Après 1h 47 min de vol sans incidents, la sonde Hayabusa 2 est séparée de son lanceur et mise en orbite autour du Soleil. Son voyage dans l'espace va durer près de 4 ans, sa trajectoire subit de nombreuses corrections, la sonde survole la Terre qui par effet de fronde lui donne un regain de vitesse: c'est l'assistance gravitationnelle.  La sonde se rapproche peu à peu de l'astéroïde Ryugu et arrive finalement à 20 km de l'astéroïde le 27 juin 2018. Elle prend de nombreuses photos, étudie avec soin la surface de Ryugu, sa cartographie afin de préparer l'atterrissage de MASCOT.

L'atterrissage mouvementé de MASCOT

Le 3 octobre 2018 la sonde est positionnée à seulement 51 m de l'astéroïde, le petit robot est alors largué et fait une chute libre non contrôlée! sur Ryugu. Arrivé sur Ryugu, il faut par des manoeuvres à haut risque depuis la Terre lui faire exécuter des rebonds afin de le placer dans une position favorable. Ces   manoeuvres sont très délicates, mais les rebonds n'endommagent pas le robot très léger car la gravité est faible sur Ryugu .

Les activités de MASCOT

Dépourvu de panneaux solaires, le robot a de l'énergie fournie par une batterie pendant 17 h seulement.

Les quatre instruments embarqués dans le robot (une caméra, un radiomètre, un magnétomètre et un spectromètre) fonctionnent parfaitement , le robot analyse les matériaux de l'astéroïde et les résultats sont envoyés à la sonde Hayabusa 2 qui les transmet à la Terre.

Après 17 h de travail, MASCOT deviendra, hélas, un habitant silencieux de Ryugu pour l'éternité.

Les briques de la vie apportées par Ryugu

MASCOT est le "petit frère" de Philae, le robot déposé par la sonde Rosetta sur la comète Choury en novembre 2014, il y a 4 ans! (voir mes articles du 12/11/2015 et 17/11/2014).
Après la formation du système solaire il y a 4,6 milliards d'années, la jeune planète Terre a été bombardée par une multitudes de comètes et d'astéroïdes. Les robots Philae et MASCOT ont exploré respectivement une comète et un astéroïde afin de savoir quelles ont été les "briques"nécessaires à la vie sur Terre (eau, matières organiques, acides aminés,...) que cette comète ou cet astéroïde ont apportées à notre planète.

Mais l'exploration de Ryugu ne s'arrête pas avec MASCOT. La sonde va larguer une charge dont l'explosion formera un cratère et des débris de l'astéroïde seront prélevés et rapportés par la sonde à son retour sur Terre en 2020.

La fidélité

Il y a bien longtemps que je n'ai fait de philosophie. Je vais vous entretenir de la FIDÉLITÉ, sujet plus reposant, si je puis dire, que les taxis volants, l'intelligence artificielle ou les voyages vers la Lune ou vers Mars. Comme le bonheur ou l'amitié (sujets de philosophie que j'ai traités dans mon blog), j'évoquerai la fidélité  avec des photos et des citations sans faire de commentaires, c'est à vous d'en faire et d'en tirer peut-être des leçons.

La fidélité des animaux 

Tous les jours, le chien Hachiko accompagnait son maître, professeur d'université, jusqu'à la gare de Shibuya à Tokyo et attendait son retour devant la gare. Un jour, le professeur mourut en plein cours devant ses étudiants et le soir, comme d'habitude, Hachiko attendit son maître devant la gare. Tous les soirs, pendant 9 ans, le chien continua de se rendre à la gare pour attendre son maître. 

Une statue en l'honneur du chien fidèle Hachiko a été érigée devant la gare et les amoureux viennent tous les jours prêter serment de fidélité.

Voici un bel exemple de fidélité que les humains devraient suivre.

La fidélité des humains

Certains (hommes ou femmes) vont chercher ailleurs cette forme de tranquillité, de bonheur, de garde-fou qu'est la fidélité.

La fidélité en amitié

A un ami fidèle on peut tout dire :

     





La fidélité au travail

Photo prise dans le journal L'Aisne Nouvelle

Incroyable mais vrai! On remet des diplômes et des médailles à des salariés d'une entreprise pour leur
fidélité au travail. Les médailles décernées sont
Grand or:40 ans
Or:          35 ans
Vermeil:  30 ans
Argent:    20 ans

La fidélité à soi-même

Une dernière citation

C'est une citation personnelle:

FIDÉLITÉ  rime bien avec ÉTERNITÉ  mais encore mieux avec RIVALITÉ.

Les taxis volants

Dans la mythologie perse et arabe les tapis volants étaient utilisés comme moyen de transport aérien.  Aladdin, dans le conte des Mille et une Nuits, se déplace sur un tapis volant. Aujourd'hui ce n'est plus un rêve mais une réalité: les  taxis volants existent bien,  la lettre p de tapis a été remplacée par la lettre x de taxis ! 

Le taxi volant Cora     

Larry Page, cofondateur de Google, vient de dévoiler un prototype de taxi volant baptisé Cora. C'est un aéronef à décollage et atterrissage verticaux muni de 12 rotors électriques répartis sur les ailes et d'une hélice à l'arrière du fuselage. Si une panne grave devait se produire, un parachute s'ouvrirait automatiquement pour un atterrissage en douceur. Il peut voler à 915 m d'altitude, sur une distance de 100 km et à une vitesse maximale de 180 km/h. Il peut emporter deux passagers et voler de façon totalement autonome. Les vols seront   supervisés par des opérateurs au sol. Cora est testé actuellement en Nouvelle-Zélande.

Taxi volant à Dubaï

Un premier test de taxi volant électrique sans pilote a été réalisé à Dubaï. Il peut voler pendant 30 min à une vitesse maximale de 100 km/h. Deux personnes peuvent prendre place à bord. Dubaï prévoit d'intégrer à terme un service de taxis volants dans son réseau de transport.                                                                                                   

Une station de taxis drones

taxis drones sur le toit d'un immeuble avec les deux aires V d'atterrissage et de décollage.

La firme allemande Volocopter vient de publier une simulation montrant le fonctionnement d'une station de taxis drones installée sur le toit d'un immeuble. Grace à un système de rotation continue, (comme les télésièges ou les télécabines en montagne),Volocopter dit pouvoir faire décoller et atterrir un taxi drone toutes les 30 secondes.

Des taxis volants sur la Seine

Alain Thébault et Anders Bringdal sont les deux fondateurs du Seabubble, ce taxi volant testé sur la Seine à Paris du 16 au 28 mai 2018. A l'intérieur, derrière le pilote, quatre sièges se font face. En prenant de la vitesse, l'engin électrique s'élève jusqu'à 50 cm au-dessus de l'eau. Les ponts parisiens passent les uns après les autres alors qu'en cette fin de journée les voitures avancent péniblement pare-chocs contre pare-chocs. Dans ce taxi aucun bruit, aucune vague, aucune pollution de CO2.

L'avenir des taxis volants

Uber, Airbus, Boeing, Royce Rolls, Dubaï, la Chine, le Japon et bien d'autres pays envisagent de mettre en service d'ici peu (en 2023-2025) des taxis volants. Mais pourquoi cette course effrénée vers ce nouveau moyen de transport? Pour deux raisons essentielles: ces engins ne sont pas polluants puisqu'ils sont électriques; leur but est de désengorger les mégapoles soumises à des embouteillages monstres.

Reste le coût. L'objectif est de démocratiser un tel service. Uber, cherchant toujours les prix les plus bas, veut que le prix d'une course en taxi volant soit équivalent à celui d'une course en taxi usuel.

Les taxis volants sont pour bientôt! Ils sont parfaitement réalisables, relativement peu coûteux, contrairement aux voyages sur la Lune ou sur Mars (voir mon article"Une station internationale lunaire" du 17/09/2018). Mais les voyages sur la Lune ou sur Mars ne sont pas de simples courses. A suivre.....

Une station internationale lunaire

Un regain d'intérêt pour la Lune se manifeste. Pour succéder à l'ISS (International Space Station), la NASA , l'ESA et les autres partenaires de l'ISS envisagent d'installer une station spatiale autour de la Lune.

Les points de Lagrange

Je vous ai déjà indiqué ce que sont les points de Lagrange dans mon article du 25/03/2015. Rappelons ce problème connu de la mécanique céleste.  Considérons non pas le couple (Soleil-Terre) mais le couple (Terre-Lune) (figure ci-dessous):

Lorsque la Lune tourne autour de la Terre, on démontre qu'un troisième corps de masse négligeable est entraîné en restant immobile par rapport à la Terre et la Lune s'il se trouve en l'un des 5 points L1, L2, L3, L4, L5 appelés points de Lagrange du nom de son découvreur le mathématicien français Lagrange en 1772.

L'installation d'une station lunaire 

Une station sera envoyée non pas en l'un des points de Lagrange mais à proximité des points L1 et L2  et décrira autour de la Lune une orbite NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) presque rectiligne et très stable, de sorte que la station sera toujours exposée au Soleil pour capter de l'énergie solaire et sera visible en permanence depuis la Terre et la Lune. Par des manoeuvres de correction minimes, on pourra faire passer la station d'une orbite à une autre.

   
Vous voyez sur la simulation ci-contre une multitude d'orbites NRHO possibles. Ce sont des ovales très allongés entourant la Lune.

La NASA étudie sur une telle simulation les orbites qu'elle choisira pour la future station.

Les missions de la station

Exploration de la Lune
A la différence avec l'ISS occupée en permanence par un équipage de six astronautes renouvelé tous les six mois environ, la station abritera un équipage de quatre personnes pour des périodes d'environ 30  à 40 jours. La station aura la possibilité de naviguer autour de la Lune en décrivant diverses orbites comme nous l'avons indiqué plus haut. Les astronautes pourront ainsi explorer toute la Lune longuement et souvent.

Moon Village

Ce n'est pas de la science-fiction mais un projet de l'ESA (la NASA européenne).

L'ESA envisage d'installer sur la Lune un village, Moon Village, en envoyant depuis la station, des humains et des robots (simulation ci-contre).

On pourra alors savoir comment le corps humain s'adapte, sur un long terme, aux effets de la gravitation réduite sur la Lune.

On exploitera les ressources de notre satellite en terres rares, en titane et en hélium 3. Une navette remplie d'hélium 3 rapporterait sur Terre l'équivalent d'un milliard de barils de pétrole.

En transit sur la Lune
Véhicules et matériel seront envoyés depuis la Terre dans la station spatial, puis de là sur la Lune où ils seront en transit avant d'aller sur Mars. Il en sera de même pour les astronautes qui feront leur apprentissage sur le sol lunaire avant de partir sur Mars.

Vous avez fait un bien long et beau voyage dans l'Univers, jusqu'à Mars! Ce rêve deviendra-t-il réalité? On prévoit d'installer une station spatiale lunaire vers 2025. En route pour Mars après 7 mois de voyage vers 2035......

Le futur avion supersonique

Dans un exercice posé au Bac  S  Métropole 2012, l'élève est surpris d'apprendre que le claquement d'un fouet est un bang supersonique, l'extrémité du fouet atteignant une vitesse supérieure à la vitesse du son. Cherchons à comprendre comment est produit ce bang par un avion supersonique.

Le bang d'un avion supersonique

Les réacteurs d'un avion émettent des ondes de pression. Une onde de pression est une onde sonore, une perturbation brutale de la pression de l'air qui se propage dans toutes les directions à la vitesse du son (340 m/s environ, soit 1224 km/h).Trois cas peuvent se présenter, illustrés par les trois images ci-dessous (images du blog "Sens Physique"):

1. L'avion se déplace à une vitesse inférieure à la vitesse du son

Les ondes de pression entourent l'avion.

2. L'avion se déplace à la vitesse du son

                                                      

L'avion rattrape les ondes de pression qui s'accumulent à l'avant de l'avion pour former un mur: le mur du son.











3. La vitesse de l'avion dépasse la vitesse du son

L'avion franchit le mur du son, les ondes de pression se trouvent derrière l'avion et engendrent un cône de pression, le cône de Mach, on entend un bang retentissant.

Le futur avion supersonique

Au début des années 1970, les Américains avaient interdit les vols supersoniques sur leur territoire en raison du bruit insupportable émis lors du franchissement du mur du son. Cette décision visait essentiellement à brider le développement du Concorde.

Le majestueux Concorde

En 2003 ce fut l'arrêt du Concorde, aujourd'hui un regain d'intérêt pour les avions supersoniques se manifeste. Pour des raisons d'ordre militaire (la rapidité d'atteinte des objectifs), d'ordre économique (le transport de passagers et de fret en réduisant considérablement la durée de la traversée des Etats- Unis), de nombreux projets sont en cours. La NASA en particulier cherche à construire des avions supersoniques en diminuant le niveau sonore du bang afin de le rendre acceptable aux populations. La NASA affirme que son futur jet X-Plane "volera à Mach 1,4 (1,4 fois la vitesse du son) à 16 800 m d'altitude en émettant le son d'une portière de voiture qui claque". Ce jet sera commercialisé en 2035.
En attendant, la NASA fait des simulations avec un prototype le F/A-18. La carlingue de ce dernier est optimisée afin de réduire les ondes de choc, le pilote d'essai multiplie des passages à différentes altitudes, des vols en piqué, pour déterminer le niveau sonore du bang le plus faible possible.

Une pollution gigantesque de l'air !

Bien des découvertes ou avancées technologiques présentent des dangers (la bombe atomique, l'intelligence artificielle, les manipulations génétiques,....). Il en sera de même, hélas, pour le futur avion supersonique. Le Conseil International pour le transport propre émet de grandes inquiétudes: les avions supersoniques provoqueraient une augmentation exponentielle des émissions de CO2. Ils pourraient brûler cinq à sept fois plus de carburant par passager que les avions subsoniques classiques.

C'est la rançon du progrès!