Le papillon Morpho

J'ai publié le 1er mai 2014 l'article "Les papillons monarques", voici l'histoire d'un autre papillon remarquable, aux propriétés surprenantes, le papillon Morpho.

Quel est ce papillon ?

C'est l'un des plus grands papillons existants, d'une envergure de 12 à 20 cm. Il peut vivre jusqu'à deux mois dans les forêts tropicales d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud. Il en existe plusieurs espèces caractérisées par la couleur bleue intense métallique, changeante de leurs ailes: 

                                          

D'où vient sa couleur bleue

Sur les ailes du papillon Morpho, il y a de minuscules écailles. Sont-elles de couleur bleue? Détrompez-vous, ces écailles sont dépourvues de pigments bleus. D'où vient alors cette couleur? Lorsqu'on observe au microscope électronique ces écailles, on y voit des lamelles striées qui décomposent la lumière à leur passage. Plusieurs phénomènes optiques entrent en jeu: réflexion, diffraction, interférence, je retiendrai surtout l'iridescence.

L'iridescence

Suivant l'angle d'incidence de la lumière la couleur de l'aile peut changer passant du bleu au vert ou au violet ou au marron, voire au noir. C'est ce qu'on appelle l'iridescence, une vidéo remarquable montre les changements de couleur des ailes d'un papillon Morpho volant dans un jardin. 
Vous pouvez voir cette iridescence dans des bulles de savon:

 L'iridiscence se trouve aussi dans le plumage de certains oiseaux, les écailles de poisson.

 

Le biomimétisme

Le mot biomimétisme est composé de deux mots: bio et mimétisme, c'est la faculté d'imiter la nature, la copier. Ainsi, pour le papillon Morpho le biomimétisme consiste à créer sur des tissus l'iridescence sans pigments ni colorants ni teinture en faisant varier l'épaisseur et la structure des fibres. Les Japonais savent très bien le faire.

La stratégie du papillon Morpho

Voici une autre propriété surprenante de ce papillon.
Lorsque la température du papillon s'élève au-dessus de 40°C, les ailes irradient des infrarouges, ce qui permet de faire baisser la température. Si au contraire la température baisse, les ailes absorbent des infrarouges et la température monte. Il y a une autostabilisation de la température à 40°C.

Là encore les entreprises cherchent par biomimétisme  à copier cette stratégie en fabriquant des panneaux solaires photovoltaïques qui résistent à de très fortes chaleurs en plein désert, en stabilisant leur température.

 

La nature à notre service 

Le papillon Morpho n'est pas le seul à être copié:

Le fil d'araignée. On connaît la résistance et l'élasticité exceptionnelles du fil d'araignée. Ne pouvant obtenir ce fil avec des araignées trop peu nombreuses, des équipes de chercheurs ont transféré des gènes de fil d'araignée dans des vers à soie ou des pommes de terre afin d'obtenir une grande quantité de fils d'araignée. La production industrielle est en bonne voie.

La feuille de lotus. Les gouttes d'eau n'adhèrent pas à la surface de la feuille de lotus, elles glissent dessus sans mouiller le lotus. Cette propriété est l'hydrophobie. Par biomimétisme, des entreprises fabriquent des matériaux analogues, hydrophobes (maillots de bain, lunettes qui ne s'embuent pas).

La peau de requin a une structure particulière facilitant l'écoulement de l'eau et réduisant au maximum les turbulences produites par le déplacement. Par biomimétisme, on a fabriqué des combinaisons inspirées de la peau de requin, elles ont permis à de nombreux champions de natation de battre des records.


J'espère que mon histoire du papillon Morpho vous a intéressés. Je ne savais pas qu'il existait un tel papillon, et vous?  Sur Internet vous pouvez acheter diverses espèces de magnifiques papillons Morpho en parfait état.

 

  

 

Le musée de l'espace de Washington

J'ai visité le musée de l'espace de Washington en 1993. J'ai pu voir dans la même salle le Spirit of Saint-Louis et le module lunaire, que je pris en photo.
Aujourd'hui, 26 ans plus tard, je revois ces photos et ne peux m'empêcher de faire un retour en arrière, j'imagine ces aventures ô combien prodigieuses.

Le Spirit of Saint-Louis

Je ne reviendrai pas sur le passé tourmenté et très controversé de Charles Lindbergh, je préfère vous rappeler seulement son exploit exceptionnel salué dans le monde entier:

 
Mai 1927, l'Américain Charles Lindbergh réussit, seul, sans parachute ni radio, la traversée en avion sans escale de l'Atlantique Nord. De New-york au Bourget il parcourt 6300 km en 33 h 30 min à bord d'un monoplan le Spirit of Saint-Louis, ce petit avion que vous voyez sur la photo.

Ce petit avion est un symbole, il marque le début d'une ère phénoménale, grandiose, sans fin, l'ère de l'aviation: l'avion supersonique Concorde, la concurrence Airbus et Boeing, l'avion solaire Solar Impulse, les hélicoptères, les drones, les futurs taxis volants,....

 

Le module lunaire

     

Il y eut 6 alunissages avec ce module lunaire de 1969 à 1972. Il me semble voir Neil Armstrong descendre du module et marcher sur la Lune. Il me semble entendre la phrase célèbre qu'il prononça le 21 juillet 1969 : "C'est un petit pas pour un homme, un pas de géant pour l'humanité".

Ce module lunaire est un autre symbole, il marque le début d'une nouvelle ère, celle des voyages des "humains" dans l'espace. C'est la station internationale MIR, l'ISS (International Space Station), prochainement l'installation d'une base sur la Lune, d'une station internationale orbitant cette fois autour de la Lune. Ce sont les futurs voyages vers Mars ou vers le satellite Titan de Saturne. Et pourquoi pas! une colonie de Terriens s'installerait plus tard sur la Lune ou sur Mars ou sur Titan?

Je continue de rêver, bien des évènements inattendus, spectaculaires enrichiront encore ce XXI ème siècle!....

                                                                                                                         En hommage à Mimi.

Les trous noirs

Encore un exploit de la technologie! Après la première image d'une exoplanète, la première image d'un trou noir! Du jamais vu!

Qu'est-ce qu'un trou noir?

C'est un trou , un puits dans lequel peuvent tomber des étoiles.  C'est une étoile en fin de vie, de masse énorme (sa masse peut être égale à des millions ou des milliards de fois celle du Soleil), elle s'éteint, s'effondre sur elle-même, sa matière est d'une telle intensité que l'attraction newtonienne qu'elle exerce  attire les étoiles qui s'en approchent. 

Il est noir parce qu'il n'émet aucune lumière, mais des bouffées de rayons X et de rayons gamma chaque fois qu'une étoile est engloutie. 

Nombreux sont les trous noirs dans l'Univers. Notre galaxie (la voie lactée) en possède un , énorme, en son centre mais soyez rassurés! notre Soleil et les planètes qui l'entourent se trouvent dans un bras de notre galaxie spirale très loin du trou noir (à 28 000 années-lumière, soit 266 milliards de km environ), nous ne risquons pas d'être engloutis dans le trou!

Dans cette simulation, nous sommes sur le bras d'Orion.

 

 

La détection indirecte des trous noirs

Pendant plusieurs décennies les trous noirs, ces "singularités" prédites par Einstein, ont été détectés indirectement: 

Un trou noir est une lentille gravitationnelle qui dévie les rayons lumineux comme une lentille de verre d'où la formation de nouvelles images de l'objet observé, que l'on peut détecter. 

Des bouffées de rayons X ou de rayons gamma d'une étoile engloutie dans un trou noir ont été détectées .

Des ondes gravitationnelles produites par la fusion de deux trous noirs ont été détectées par les interféromètres Ligo et Virgo.

La première image d'un trou noir

C'est un évènement exceptionnel, unique, vu dans le monde entier! Le 10 avril 2019 a été dévoilée la toute première image d'un trou noir supermassif niché au coeur de la galaxie M 87 située à 55 millions d'années-lumière de la Terre :

Comment a-t-on obtenu cette image?

L' EHT (Event Horizon Telescope) est un radiotélescope géant de la taille de la Terre obtenu en combinant par interférométrie huit radiotélescopes répartis dans le monde entier : 

• l'interféromètre ALMA  au Chili
• le radiotélescope APEX au Chili
• le radiotélescope de l'IRAM dans la Sierra Nevada en Espagne
• le Large Millimeter Telescope dans la Sierra Negra au Mexique
• le Submillimeter Telescope en Arizona
• le James Clerk Maxwell Telescope à Hawaï
• le Submillimeter Array à Hawaï
• le South Pole Telescope en Antarctique

Voici quelques uns (seulement) de ces radiotélescopes :

Le réseau d'antennes ALMA dans le désert d'Atacama au Chili.

Par interférométrie on obtient un radiotélescope géant qui sera en relation avec les autres radiotélescopes de l'EHT.

    

Le South Pole Telescope en Antarctique.

Ensemble, ces radiotélescopes de l'EHT permettent d'obtenir une résolution équivalente à la lecture d'un journal à Paris par une personne se trouvant à New-York!

Pendant deux ans une quantité stupéfiante de données (environ 350 téraoctets par jour pour chaque télescope) ont été synchronisées par des horloges atomiques, enregistrées sur des disques durs, puis rassemblées et corrélées dans deux centres de calcul, l'un en Europe et l'autre aux Etats-Unis, afin de produire l'image tant recherchée.

Que voit-on dans cette image?

On voit un anneau entourant le trou noir. Cet anneau flamboyant contient une quantité considérable de particules (l'arc lumineux) arrachées au passage de divers éléments de la galaxie.

Le contour de ce trou noir, la margelle de ce puits, c'est ce qu'on appelle "l'horizon du trou noir". Une étoile apparaissant à l'horizon atteint un point de non-retour, elle ne peut plus revenir en arrière, elle plonge inexorablement dans le trou noir en dégageant des bouffées de rayons X et de rayons gamma.

Questions

Après chaque découverte, il faut plusieurs années pour en tirer des résultats, répondre à bien des questions.

Un trou noir est une région de l'Univers dans laquelle l'espace-temps est profondément modifié (modification de la courbure de l'espace, modification du temps), dans quelle mesure nos lois de la physique s'appliquent-elles dans les conditions les plus extrêmes?

Existe-t-il une structure quantique au voisinage d'un trou noir? Pourrait-on trouver une théorie quantique de la gravitation?

Au centre de chaque galaxie il y a un trou noir. Quelles sont les activités de ce trou noir au sein de sa galaxie?

Sans doute, faudra-il attendre encore longtemps pour voir une belle image du trou noir Sagittarius A* de notre galaxie, la voie lactée?

Le microscope électronique

De l'infiniment grand passons à l'infiniment petit par la magie de mon blog. Alors que les télescopes  et radiotélescopes nous permettent de voir des objets de plus en plus loin et grands , les microscopes optiques et électroniques nous permettent de voir des objets de plus en plus petits.

Qu'est-ce qu'un microscope électronique ?    

La photo nous montre l'un des premiers microscopes électroniques, il fut construit par l'ingénieur allemand Ernst Ruska en 1933.

Au lieu d'utiliser un faisceau de lumière comme dans un microscope optique, on utilise un faisceau d'électrons permettant d'obtenir une résolution (distance minimale de deux points) beaucoup plus petite et un grossissement beaucoup plus grand que dans un microscope optique.

Il existe différents types de microscopes électroniques. Nous ne donnerons que les deux principaux.

Le microscope électronique en transmission

Un faisceau d'électrons est transmis à travers l'objet à observer, puis focalisé sur un écran fluorescent pour donner ensuite une image visible.

Le microscope électronique à balayage

Un faisceau d'électrons balaie la surface de l'objet à observer, puis il est réfléchi pour donner ensuite une image visible.

Titan Krios

Quel nom bizarre donné au microscope électronique le plus puissant du monde!

Il a été inauguré le 12 juillet 2018 à l'Institut Pasteur à Paris. Son aspect est bien différent des précédents! Une gigantesque armoire de 4 m de haut abrite un microscope électronique en transition cryogénique : les échantillons sont congelés très rapidement dans de l'azote liquide à -180° C pour être piégés dans une mince couche de glace qui leur assure une très grande stabilité. On peut ainsi stocker des milliards d'échantillons que l'on peut visualiser. C'est une véritable bibliothèque visuelle que n'importe quel spécialiste pourra consulter. C'est aussi une intelligence artificielle au service de la médecine, digne de Pasteur.

La résolution est de l'ordre du dixième de nanomètre (1 nanomètre = 1 milliardième de m) soit la taille d'un atome, et le grossissement est de plusieurs millions de fois. Titan Krios pourra ainsi observer des cellules cancéreuses, des virus, des bactéries, des protéines. Il pourra faire progresser la recherche dans le domaine des maladies neurodégénératives (Parkinson, Alzheimer,....).

Quelques images observées au microscope électronique

       Dossier de presse-Institut Pasteur

En haut à gauche: images du VIH.

En bas à gauche: lymphocytes infectés par le VIH observés dans un microscope électronique à balayage.
En haut à droite: plaque amyloïde caractéristique de la maladie d'Alzheimer.
En bas à droite: paire de filaments à hélice associée à la maladie d'Alzheimer observée dans Titan Krios.

Conclusion

Je relis ce que je viens d'écrire et je revois les mots: électron, microscope électronique, cryogénique, intelligence artificielle, nanomètre. Ce sont les mots d'une technologie galopante et merveilleuse. Dans l'infiniment petit!.....

Le VLT (Very Large Telescope)

Le VLT

Je suis sûr que vous serez émerveillés par les observations exceptionnelles du VLT (Very Large Telescope). C'est un ensemble de télescopes appartenant à l'ESO (European Southern Observatory) et se trouvant au Cerro Paranal dans le désert d'Atacama au Chili à 2635m d'altitude, sous un ciel pur dégagé de toutes perturbations atmosphériques.

Vous voyez à l'arrière-plan les 4 télescopes principaux, les UT (Unit Telescope) dont les miroirs ont un diamètre de 8,20 m.
Vous voyez, devant, dans des coupoles, les 4 télescopes auxiliaires, les AT (Auxiliary Telescope) dont les miroirs ont un diamètre de 1,80 m. Ils peuvent se déplacer sur des rails.

En plein jour. Les UT sont dans des bâtiments compacts. Au premier plan les 4 coupoles contenant les AT.

L'un des quatre bâtiments compacts est ouvert, un UT se prépare aux observations.

Le VLTI

Le VLTI (Very Large Telescope Interferometer) est un interféromètre construit sur le même principe que les interféromètres Ligo et Virgo (voir mon article "Les ondes gravitationnelles" du 10 février). Des faisceaux lumineux de plusieurs télescopes UT et AT, ces derniers se déplaçant sur des rails, sont rassemblés dans un tunnel pour donner des franges d'interférence aboutissant à l'image la plus nette possible de l'étoile: l'étoile est résolue.

On peut ainsi obtenir un télescope équivalent dont le miroir aurait pour diamètre 100 à 200 m. On pourrait voir les phares d'un véhicule ou une pièce de deux euros sur la Lune!!

Les observations au VLT

Les télescopes fonctionnent dans les longueurs d'onde allant du visible jusqu'à l'infrarouge.

Les grands télescopes UT sont indépendants et peuvent fonctionner séparément. Ils peuvent aussi fonctionner avec les télescopes auxiliaires AT en interférométrie dans le VLTI.

La première photo d'une exoplanète

Du jamais vu! Depuis 1995, date de la découverte des premières exoplanètes, on n'avait jamais photographié des exoplanètes, on  les observait indirectement par diverses méthodes (voir mon article "La chasse aux exoplanètes" du 28/01/2015).
Le VLT a réussi à photographier la planète 2M1207b (en rouge) en orbite autour de son étoile 2M1207 en bleu qui est une étoile  naine brune située à environ 170 années-lumière (1700 000 milliards de km).





Une étoile se rapproche dangereusement du trou noir au centre de notre galaxie

Depuis quelques années le VLT suit l'étoile bleue géante S2 qui se rapproche dangereusement de l'ogre, l'immense trou noir Sgr A* situé au centre de notre galaxie (la voie lactée). Elle finira bien par être avalée!












La plus grosse étoile jaune jamais observée

HR 5171 est 1300 fois plus grande que le Soleil, à 12000 années-lumière. Elle est au top 10 des plus grandes étoiles connues de la voie lactée.

Surprise! Elle a une compagne, une étoile beaucoup plus petite, formant un système binaire. Elles sont si proches l'une de l'autre que le système ressemble à une cacahouète géante.

Visites du VLT

Heureux les astronomes professionnels ou amateurs, les touristes allant au Chili visiter le VLT et regarder dans l'un de ces télescopes! L'émotion doit être grande, le spectacle inoubliable. On peut réserver à l'ESO trois ou quatre mois à l'avance.

Mais ne pensez-vous pas que vous avez fait une visite avec moi, virtuelle mais merveilleuse? Vous pouvez me répondre....

La collection Courtauld

J'ai vu dernièrement les peintures de Foujita à la Maison de la Culture du Japon (voir mon article "Foujita" du 5 mars) et je viens de voir la collection Courtauld à la Fondation Louis Vuitton, à l'évidence le peintre et le collectionneur ont un point commun: leur passion pour la France. 

Samuel Courtauld

Samuel Courtauld (1876-1947) est un descendant d'une famille de huguenots français de l'île  d'Oléron émigrés en Angleterre à la fin du XVII ème siècle après la révocation de l'édit de Nantes. Les Courtauld font fortune en Angleterre dans la soie et le textile.

Samuel Courtauld consacre sa fortune, avec l'aide de son épouse Elizabeth, à réunir dans les années 1920 l'une des plus prestigieuses collections privées de l'impressionnisme et du post-impressionnisme.

La collection Courtauld

C'est un évènement rare, exceptionnel, 110 oeuvres impressionnistes ou post-impressionnistes venant de Londres sont exposées à la Fondation Louis Vuitton. Je les ai vues, de mes propres yeux! je les ai photographiées! Mais je dois faire, hélas, un choix bien difficile pour vous les montrer, aussi vous voudrez bien me pardonner de nombreuses lacunes.

Bar aux Folies Bergères 1882. Edouard Manet.
Suzon est une vraie serveuse des Folies Bergères, le regard perdu, elle attend derrière un bar. Un miroir derrière elle reflète la salle bondée, on y voit aussi un client moustachu avec un chapeau haut de forme. On est frappés par la variété des bouteilles au bar et leurs étiquettes, les fleurs dans un verre ou sur Suzon. C'est la dernière oeuvre majeure de Manet avant sa mort en 1883.

Place Lafayette, Rouen 1883. Pissarro.

Jeune femme se poudrant, vers 1888-1890. Georges Seurat.

La Gare Saint-Lazare 1877. 
Claude Monet.

Autoportrait à l'oreille bandée 1889. Van Gogh.
A l'arrière-plan, on aperçoit une toile à peine commencée sur un chevalet et, au mur, l'une des estampes japonaises qu'il collectionnait.

L'homme à la pipe, vers 1892-1896. 
Paul Cézanne.

Les joueurs de cartes, vers 1892-1895.
Paul Cézanne.

La yole. 1875.
Pierre-Auuguste Renoir.

Deux danseuses sur scène. 1874. Degas.




























        

Nu féminin vers 1916.
Modigliani.

Nous sommes bien loin des nus de Foujita! Qu'en pensez-vous?

Don Quichotte et Sancho Pança, vers 1870. Daumier.

Nevermore . 1897. Gauguin.
Ce tableau est riche en symboles. Vous pouvez lire en haut à gauche: NEVERMORE (plus jamais) faisant allusion, sans doute, aux malheurs de Gauguin. Un corbeau "oiseau de malheur" se trouve à côté. Le regard en biais suggère que la Tahitienne écoute les deux personnages mystérieux à l'arrière-plan.



Tous ces tableaux vont repartir à Londres, on ne se lasse pas de les voir! Désolé de m'arrêter là!

La boite de Pandore

Qu'est-ce que la boite de Pandore? Que signifie cette expression: "ouvrir la boite de Pandore"? 

Pandore

Et d'abord qui est Pandore? Dans la mythologie grecque elle est la première femme de l'humanité. Pour se venger des hommes qui lui ont volé le feu et les punir de leur orgueil Zeus ordonne au dieu du feu Héphaïstos de façonner dans de l'argile une femme nommée Pandore (qui veut dire en grec ancien "ornée de tous les dons"). Zeus introduit cette femme chez les hommes en offrant sa main à Epiméthée.

Pandore arrive chez les hommes avec, dans ses bagages, une jarre (et non une boite) que Zeus lui interdit d'ouvrir, elle est remplie de tous les maux de l'humanité: Vieillesse, Maladie, Guerre, Famine, Misère, Folie,  Mort, Vice, Tromperie, Passion, Orgueil. Et tout au fond de la jarre est cachée l'Espérance.

Une fois installée comme épouse, Pandore cédant à la curiosité ouvre imprudemment la jarre, libérant  tous les maux qui y étaient contenus. Seule l'Espérance cachée ne s'est pas échappée.

La boite de Pandore 

Par la suite, la jarre a été remplacée par une boite que l'on voit dans beaucoup de magnifiques représentations de Pandore:

   

    

     Pandore de Jean-Pierre Cortot. 1819

Pandore de John William Waterhouse. 1896

Aujourd'hui la boite de Pandore est un symbole, celui de tous les maux de la Terre avec aussi de l'espérance.

Ouvrir la boite de Pandore

Aujourd'hui ouvrir la boite de Pandore d'une entreprise ou d'un organisme c'est dévoiler imprudemment tous ses maux: les dysfonctionnements, les abus, les acquits sociaux caduques, les salaires excessifs du sommet, le cumul des pouvoirs, les inégalités entre les hommes et les femmes, etc.

C'est aussi découvrir l'espérance, une lueur d'espoir d'un renouveau, une attente d'un changement, une réaction salutaire. C'est donner une chance.

Mais, souvent, on se garde bien d'ouvrir la boite de Pandore car on préfère rester dans une quiétude apparente, une tranquillité illusoire.

Pour conclure, on ne peut s'empêcher de faire un rapprochement entre Epiméthée et Pandore, et Adam et Eve. Pandore et Eve sont les premières femmes de l'humanité selon la mythologie grecque ou la Bible. 

Foujita

C'est à la Maison de la Culture du Japon, à Paris, que j'ai découvert le peintre Foujita. J'étais accompagné de mes petits-enfants de 13 ans et 10 ans qui ont été aussi émerveillés que moi par ses peintures.

Qui était Foujita?

Joujita (1886-1968) était un peintre japonais né à Tokyo, passionné de la France et naturalisé Français. On peut résumer sa biographie en trois périodes:

• Première période parisienne de 1913 à 1930. Ce fut un dandy excentrique des années 1920, les "années folles" à Montparnasse.   
• Période de guerres et d'après guerres de 1930 à 1950. Des soucis fiscaux et conjugaux l'obligèrent à prendre la fuite en Amérique latine. Séjours au Japon, en Chine, à New-York. Bref séjour à Paris.
• Retour définitif à Paris de 1950 à 1968. Il fut naturalisé Français en 1955, chevalier de la légion d'honneur il en fut officier en 1957, il se convertit au catholicisme en 1959.

Ci -contre un autoportrait avec sa coupe de cheveux au bol, ses lunettes rondes, un gros anneau à l'oreille et sa petite moustache si caractéristique, sans oublier le chat.
Remarquez le pinceau très fin utilisé pour les tracés d'une grande précision à l'encre de Chine.

Ses oeuvres

A peine arrivé à Paris en 1913, il peint ce tableau: "Les Portes de Paris"1914.









Durant les années folles (1920 à 1929) Foujita a peint dans son atelier de Montparnasse des nus remarquables, synthèse de l'art japonais et de l'art occidental, qui eurent un succès considérable:

Youki ("neige" en japonais) 1922 est son modèle préféré et sa première épouse. Admirez le blanc nacré, la chair laiteuse cernée par un trait à l'encre noire d'une sûreté infaillible et ses lignes d'une finesse calligraphique.

"Les cinq nus" 1926 représentant les cinq sens.
Toujours la même blancheur de lait et un chat signature de Foujita.

"Portrait de Suzy Solidor" 1927.
Elle fut une chanteuse et actrice célèbre des années folles.


















L'une des deux grandes toiles de la seconde guerre mondiale:

La passion des chats et des chiens:               

"Le carnaval des chiens" 1922 . Admirez la minutie, la finesse, la précision du trait.

Une délirante "Bataille de chats" 1940.

L'amour de Foujita pour la France:

"Mon intérieur à Paris" 1921 peuplé d'objets typiquement français rappelant l'amour de Foujita pour la France.

Sa conversion au catholicisme:  

"Adoration" 1962-1963.
La Vierge est couronnée par deux anges, à gauche Foujita à genoux.

Fin de l'exposition! J'espère que vous avez été conquis, comme mes petits-enfants et moi-même, par Foujita ce dandy des années folles, le plus parisien des Japonais.

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??......