Sciences dessus dessous

Archive de la catégorie ‘Général’

Mercredi 15 juin 2016 | Mise en ligne à 14h33 | Commenter Commentaires (30)

Voiture à voile et à vapeur

Intéressante dépêche que celle-ci, sur une voiture à… comment dire… à éthanol-mais-dans-le-fond-à-hydrogène-même-si-c’est-bien-de-l’éthanol-qu’on-met-dedans que Nissan entend mettre en marché en 2020. Ça a bien sûr piqué ma curiosité parce que je m’adonne à animer un panel sur l’hydrogène demain, à Montréal (pour ceux qui voudraient avoir un suivi sur ce billet : je donne mon cachet 50-50 aux Scientifines et à la Maison Léon-Provancher). Mais il est intéressant pour deux autres raisons, dont on pourra discuter. D’abord parce que la «patente» montre que l’on semble être à une sorte de croisée des chemins pour l’industrie automobile : tout le monde veut délaisser le pétrole, mais on expérimente encore sur le comment. Et ensuite parce que le dispositif mis au point par Nissan illustre bien, il me semble, le fait que malgré de beaux avantages, l’hydrogène vient (comme bien d’autres technologies) avec son lot d’inconvénients.

La voiture à batterie a fait de grands progrès ces dernières années. Les premiers modèles produits commercialement avaient des autonomies tournant autour de 40-50 km, mais (j’exclus ici les marques de luxe) les derniers modèles de Fit, RAV4 et Spark, par exemple, offrent plutôt 150 km, et Hyundai parle de lancer un SUV pouvant rouler 300 km en tout-électrique dans deux ans. Mais cela reste nettement moins que le rayon d’action des voitures à essence (500-600 km) et, fait non négligeable, la recharge prend plusieurs heures. Pas idéal pour M. et Mme Tout-le-Monde, comme l’a constaté Le Devoir récemment.

À cause de cela, certains constructeurs, comme Toyota, croient que l’avenir de la voiture électrique passe par la pile à hydrogène. Celle-ci «brûle» de l’hydrogène, mais pas pour créer de la chaleur ou une explosion, comme dans les moteurs à essence. On utilise plutôt les réactions chimiques entre l’hydrogène et l’oxygène pour créer un courant électrique qui, lui, fournit de l’énergie à la voiture — ce qui donne, comme dans tous les moteurs électriques, un taux de conversion de l’énergie en mouvement bien supérieur à celui des moteurs à explosion.

La pile à combustible permettant déjà des autonomies de 500-600 km, et les réservoirs d’hydrogène se remplissant en quelques minutes, d’aucuns croient que cela pourrait faciliter et accélérer la transition vers des voitures sans GES — en présumant, bien sûr, que l’hydrogène soit produit par des sources renouvelables, et non en réformant du gaz naturel ou du charbon, ce qui n’est pas le cas en ce moment —, car cela ne demanderait pas au consommateur de changer beaucoup ses habitudes. Et c’est un point important, il me semble, même si les partisans de la batterie assure qu’on finit par «prendre le pli» et prévoir ses recharges efficacement. Plusieurs constructeurs montrent d’ailleurs un certain intérêt pour l’hydrogène.

Cela dit, le H2 vient avec des désavantages assez marqués. Il faut le comprimer énormément pour le faire entrer dans des volumes «gérables» pour une voiture, ce qui implique la conception de réservoirs lourds et encombrant (et coûteux). Et cette compression vient diminuer l’efficacité énergétique de ces voitures, qui est déjà questionnable si l’on tient compte de toutes les étapes. Comme le note le physicien québécois Pierre Langlois sur son blogue Roulez électrique, l’hydrogène ne «rend» qu’environ 75 % de l’énergie qu’il faut pour le produire par électrolyse (soit la séparation de l’eau, H2O, en hydrogène et en oxygène moléculaires grâce à un courant électrique), le quart restant étant perdu en chaleur. Si on ajoute la compression (un autre 10 % sur ce qui reste), le transport (encore 20 % sur ce qui reste), l’efficacité de la production d’électricité par la pile (50 %) et l’efficacité du moteur électrique, on peut perdre autour de 75 % de l’électricité produite au départ à travers toutes ces conversions et ces transferts. La voiture à batterie, elle, n’aurait que 30 % de pertes, même en comptant le transport sur les lignes à haute tension.

Bref, M. Langlois ne voit pas l’intérêt de l’hydrogène. Les chiffres qu’il cite datent d’une dizaine d’années, gardons en tête que des choses peuvent avoir changé depuis, mais il faut aussi dire qu’il est loin d’être le seul physicien/ingénieur à tiquer fort sur ces histoires d’inefficacité énergétique. Et c’est sans rien dire des coûts appréhendés pour les stations-service, beaucoup plus élevés que pour les bornes de recharge.

De ce que je comprends, la nouvelle bagnole de Nissan pourrait, et j’insiste sur le conditionnel ici, pourrait contourner certains de ces écueils. L’idée est que son réservoir sera conçu pour l’éthanol, qui sera sa source première d’énergie. Mais elle sera réellement mue par une pile à hydrogène : l’éthanol (CH2-CH3-OH) servira de «source» d’hydrogène qui, après avoir été «extrait» de la molécule, alimentera une pile à combustible, comme dans les voitures à hydrogène «normales». On devine (l’article de Reuters est muet là-dessus) qu’il y aurait un coût énergétique à convertir l’éthanol en hydrogène, mais l’alcool éthylique est liquide à nos températures (pas besoin de compression ni de réservoir particulier), cela permettrait sans doute de couper d’autres étapes de conversion et de transport coûteuses en énergie, et l’éthanol est plus facile à produire et à transporter — encore que ça ne se fait pas sans problème non plus, loin de là, voir ici.

On verra à l’analyse et à l’usage si ce concept traîne des gros inconvénient, mais ça reste une histoire à suivre, vraiment…

AJOUT (16h15) : ce document du California Fuel Cell Partnership, qui regroupe plusieurs industries différentes ainsi que le gouvernement de cet État, présente des chiffres d’(in)efficacité énergétique moins spectaculaires que ceux de M. Langlois, mais souligne tout de même une différence assez marquée entre l’hydrogène et la batterie : en comptant toutes les conversions, transport, etc., il faut produire environ 2100 kilojoules d’énergie pour faire parcourir 1 kilomètre de route à une voiture à l’hydrogène, contre environ 1500 kj/km pour l’auto électrique «classique». Donc environ 50 % plus d’énergie à produire au total pour rouler à l’hydrogène.

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Lundi 13 juin 2016 | Mise en ligne à 13h31 | Commenter Commentaires (140)

Pitbulls: un débat parti sur de bien mauvaises bases

(Image : archives Le Soleil)

(Image : archives Le Soleil)

Commençons par une confidence : je n’aime pas les pitbulls. Du tout. Ce sont des animaux que je trouve hideux et je n’ai aucune idée de ce qui peut bien pousser un amateur de chien à choisir cette race plutôt qu’une autre. Si bien que lorsque j’ai commencé à documenter cet éditorial, dans la foulée de la mort tragique de Christiane Vadnais, la semaine dernière, j’étais persuadé que je m’apprêtais à écrire un plaidoyer en faveur de l’interdiction complète de ce groupe de 4 races que l’on désigne par le nom de pitbull.

Mais voilà, pour qu’une mesure de santé publique soit bien fondée, pour qu’elle vise à produire des résultats plutôt que de «faire n’importe quoi juste pour montrer qu’on agit», elle doit satisfaire deux conditions. D’abord, la menace doit être bien ciblée et bien démontrée. Et l’on doit avoir des motifs raisonnables de penser que la mesure va atténuer ladite menace. Or en parcourant la littérature scientifique à ce sujet, il m’est vite apparu que le bannissement pur et simple d’un race ne remplissait ni l’une ni l’autre de ces conditions. Regardons-y de plus près.

Mon édito reposait initialement sur un argument-massue qui, me disais-je, allait à coup sûr clore la gueule de tous les pitbulls pour l’éternité, soit une statistique qui circule beaucoup sur le web et qui veut que cette souche canine soit responsable d’environ 65 % des décès dus à des attaques de chiens aux États-Unis. À vue de nez, c’est une donnée qui anéantit toute possibilité de débat : si ces chiffres sont exacts, alors il est absolument indéniable que ces chiens-là sont beaucoup plus dangereux que les autres (à moins de constituer plus des deux tiers des chiens vivants, bien sûr, mais c’est totalement invraisemblable) et qu’il faut les interdire au plus coupant.

Le hic, cependant, est justement que ces chiffres ne sont pas fiables du tout. Comme il n’existe aucun registre, aucune statistique officielle sur les attaques de chiens, ces données sont basées sur ce que rapportent les médias, qui ne sont pas particulièrement bons pour identifier les races canines. En 2013, le Journal of the American Veterinary Medical Association a publié un article passant en revue 256 décès causés par des chiens aux États-Unis de 2000 à 2009, et a croisé la race «identifiée» lors de chaque attaque par plusieurs sources différentes (médias, police, vétérinaires, etc.). Résultat : un vaste lot de contradictions d’une source à l’autre, et seulement 18 % d’identifications minimalement crédibles. Pas une grosse moyenne au bâton, disons…

Si l’on conjugue cette énorme faiblesse méthodologique à des études qui mesurent l’agressivité de différentes races de chiens — et qui observent une telle variabilité à l’intérieur de chaque race canine qu’elles concluent que la race n’est pas un prédicteur valide du comportement d’un spécimen —, je crois que l’on peut mettre ces statistiques de côté pour de bon. Compte tenu de la médiatisation de ces attaques, il est très, très plausible que les médias, les victimes, les policiers, les soignants et les témoins aient tendance à présumer que le chien agresseur était un pitbull, ce qui déforme le portrait. Et comme le nombre d’agressions selon la race est très sensible à la popularité de chaque race, mais que l’on n’a pas ou peu de données fiables sur le nombre de spécimens de chaque souche en circulation, tous ces chiffres ne veulent pas dire grand-chose de toute manière.

Un mot sur la force de la mâchoire, qui en principe fait partie de l’évaluation du danger que pose la race, comme me l’ont fait remarquer plusieurs lecteurs au cours du week-end, parfois avec une politesse de bouledogue, d’ailleurs. La mythologie entourant les pitbulls veut que leur morsure soit particulièrement forte, suffisamment pour, à elle seule, en faire un danger public. Les données sur ce point ne sont pas légions, mais celles qu’on a pointent toutes dans la même direction : non, la morsure du pitbull, bien qu’elle soit évidemment douloureuse et dangereuse, ne se démarque pas tant que cela de la morsure des autres races de chien domestique.

Ce test mené par National Geographic en 2005 est un des seuls du genre (en fait, le seul, à ma connaissance). Un pitbull, un rottweiler et un berger allemand ont été provoqués pour mordre une jauge de pression sur le bras d’un dresseur. Le pitbull s’est classé dernier, avec 235 livres de pression, contre 238 pour le berger et 325 pour le rottweiler. Et ce n’est pas particulièrement étonnant : la taille d’un chien joue pour beaucoup dans la force de sa morsure (voir cette étude, figure 3), et le pitbull, sans être un chihuahua, n’est pas un très gros chien. La taille et la configuration du crâne doivent aussi être pris en compte parce que l’amplitude de la gueule en pleine ouverture donne une meilleure prise — et ce facteur-là non plus n’avantage pas beaucoup le pitbull.

Bref, tout ça pour dire que j’ai beau trouver les pitbulls laids et antipathiques, il me semble clair que les tragédies des derniers jours, si horribles soient-elles, ne sont pas l’expression d’une tendance. Lorsque l’on consulte des données systématiques, on a grand-peine à y voir des signes que cette race pose un danger vraiment plus grand que, disons, les bergers allemands, les mastiffs, les danois, etc.

Pas étonnant, donc, que le CDC et l’Association des médecins-vétérinaires des États-Unis se soient prononcé récemment contre les règlements visant spécifiquement les pitbulls (ou d’autres races) : il n’est pas clair du tout que ces chiens posent un risque particulier pour les humains.

De là, il n’est pas étonnant non plus que l’on n’ait pas observé de baisse des morsures (graves) de chien dans la plupart des endroits qui ont interdit les pitbulls. Il y a bien eu le cas de la Catalogne qui a noté un recul des hospitalisations pour morsure de chien, de 1,8 à 1,1 par 100 000 hab., mais la loi là-bas interdisait les pitbulls, les mastiffs et quelques autres races, en plus des chiens dépassant certaines mesures de taille et ceux qui avaient déjà mordu quelqu’un. Cependant, une loi semblable adoptée dans le reste de l’Espagne n’a donné aucun résultat. Même chose au Royaume-Uni et au Pays-Bas. Idem au Manitoba, où les villes qui ont interdit les pitbulls (ou d’autres races) n’ont pas vu leurs taux d’hospitalisation pour morsure diminuer plus que les autres entre 1990 et 2006. Pareil à Toronto (encore que la Ville Reine compte aussi les morsures de chien à d’autres animaux, notons-le).

La lecture que je fais de tout cela, et vous me direz ce que vous en pensez, c’est que de manière générale, les bannissements ne font que déplacer le problème : les propriétaires de pitbulls remplacent leur chien désormais interdit par un autre chien d’assez grande taille. Et comme la taille est — avec d’autres variables, on s’entend, comme les circonstances (victime seule, chiens en groupe, etc.) et la façon dont le chien a été élevé (avec ou sans enfant, par un propriétaire négligent ou attentionné, qui bat son chien ou non, etc) — un des principaux déterminants du danger que pose un chien (la gravité de sa morsure), interdire les pitbulls revient à remplacer les blessures causées par des pitbulls par des blessures causées par d’autres races canines.

Si l’on finit par bannir les pitbulls, remarquez, je ne verserai pas la plus petite larme. Mais force est d’admettre que si l’on veut vraiment améliorer la sécurité du public, c’est autre chose qu’il faudra faire. On peut imposer l’euthanasie de tout chien ayant causé des blessures à un humain, par exemple. On peut imposer la castration obligatoire des mâles, qui commettent plus d’attaques que les femelles. On peut même interdire tous les chiens dont la taille surpasse un certain seuil, un coup parti ; ce serait assez radical, merci, mais l’expérience catalane suggère que cela pourrait fonctionner.

Mais l’interdiction d’une ou de quelques races qui ont mauvaise presse ne donne pas de résultats. Il faudra bien finir l’intégrer quelque part dans la réflexion et le débat public, un de ces jours…

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Lundi 6 juin 2016 | Mise en ligne à 16h20 | Commenter Commentaires (5)

Bouge de là, le chasseur

On a longtemps débattu de la question de savoir si l’agriculture s’était répandue en Europe parce que les populations locales de chasseurs-cueilleurs s’y étaient converties ou parce que des fermiers venus d’ailleurs les avaient plus ou moins «tassés». Or une étude parue cet après-midi dans les Proceedings of the National Academy of Sciences vient porter ce qu’elle décrit comme un «coup de grâce» à la première hypothèse — en plus d’amener, par la bande, un peu plus de lumière sur l’origine de la couleur de la peau des Européens.

Au cours des dernières années, les avancées en séquençage de génomes anciens avaient commencé à révéler des différences génétiques notables entre les premiers fermiers européens et les chasseurs-cueilleurs qui leur étaient contemporains, mais cette études des PNAS fait un pas supplémentaire, en prouvant (raisonnablement) un lien génétique direct et quasi ininterrompu entre les tout premiers agriculteurs de Grèce et d’Anatolie (dans la Turquie actuelle) et ceux qui ont suivi, en Allemagne et en Espagne.

Signée par une longue liste de chercheurs en archéologie et en génétique d’un peu partout en Europe, l’étude repose sur l’analyse de l’ADN mitochondrial — soit du matériel génétique présent dans  les mitochondries, celles-ci étant de petites structures de nos cellules qui, grosso modo, «produisent» de l’énergie et qui sont transmises uniquement par la mère — de trois fermiers ayant vécu entre 6000 et 6500 av. J-C. en Anatolie (2) et en Grèce, ainsi que deux autres génomes de fermiers grecs datés de 4000-4500 av. J-C. Les résultats montrent une parenté très proche avec des fermiers du néolithique retrouvés en Allemagne et aussi loin qu’en Espagne, ce qui suggère deux routes de colonisation — puisqu’il semble que c’est bien de cela dont il est question. Et il est tout aussi clair que ces fermiers n’étaient pas apparentés aux chasseurs-cueilleurs du mésolithique.

Il semble donc pas mal acquis que les chasseurs-cueilleurs, ces têtes dures, n’ont pas été convertis à l’agriculture, mais que les agriculteurs néolithiques ont carrément pris leur place — mis à part des amours passagères entre les deux groupes, les chasseurs comptant pour 0 à 10 % des génomes de fermiers néolithiques. (Notons cependant que ces premiers fermiers ne sont pas les ancêtres directs des Européens

Fait intéressant, l’étude amène aussi de l’eau au moulin (tant qu’à être dans le champêtre) d’une nouvelle théorie sur la couleur de la peau. Traditionnellement, on considérait que la perte de la pigmentation de la peau était d’abord et avant tout une affaire de latitude. Ce qui rend la peau humaine plus ou moins foncée est un pigment nommé mélanine, qui a pour fonction de bloquer les rayons ultraviolets du Soleil. C’est bien pratique parce que les UV sont cancérigènes et dénaturent la vitamine B, mais il faut savoir doser : la peau a quand même besoin de ces rayons pour synthétiser de la vitamine D, qui est une autre chose bien pratique, paraît-il. La théorie voulait donc qu’à leur sortie d’Afrique et à mesure qu’ils sont montés vers le nord, les humains ont subi une pression de sélection qui leur a fait perdre une grande partie de la mélanine de leur peau. On observe d’ailleurs à cet égard un beau gradient de teints de peau qui, de l’Afrique centrale à la Scandinavie, s’étend du «noir» jusqu’au «blanc» — ou du brun au beige, comme disent mes enfants que la culture et la socialisation n’ont pas encore rendus daltoniens.

Mais voilà, en 2014, on a publié le génome d’un chasseur-cueilleur qui a vécu en Espagne il y a 8000 ans et qui portait des gènes associés à une peau très basanée. Comme Homo sapiens est arrivé en Europe bien longtemps avant cela, il y a environ 45 000 ans, cela contredisait l’idée d’une sélection naturelle pour les peaux pâles à cause de la latitude. Car enfin, comment aurait-on survécu si longtemps sans produire assez de vitamine D ?

Une autre étude, parue l’an dernier celle-là et menée sur 48 squelettes de fermiers qui ont vécu dans les premières communautés agricoles d’Ukraine (entre 4500 à 2000 av. J-C), a trouvé qu’ils avaient la peau plus pâle, certes, qu’à la sortie d’Afrique, mais plus foncée que les Ukrainiens actuels, et qu’ils subissaient une forte sélection naturelle en faveur de la dépigmentation. Les auteurs avaient fait l’hypothèse que l’alimentation pourrait être en cause : les chasseurs ont toujours eu accès à de bonnes sources de vitamines D (le foie de plusieurs espèces animales, en particulier) qui auraient en bonne partie compensé pour la vitamine que la peau, insuffisamment exposée aux UV, ne produisait plus ; alors que les fermiers, eux, en auraient progressivement été plus ou moins coupés.

Et voilà que l’étude parue cet après-midi dans les PNAS a trouvé que les fermiers Égéens du Néolithique portaient des gènes associés à une faible pigmentation de la peau. Sans aller jusqu’à dire que c’est une preuve de la «théorie alimentaire», les auteurs notent tout de même que quatre des cinq fermiers qu’ils ont séquencés avaient au moins certaines variantes de gènes pâles, «malgré le fait qu’ils vivaient à des latitudes relativement basses (…ce qui suggère) que la dépigmentation de la peau n’était pas un phénomène observé uniquement aux hautes latitudes».

À suivre, donc.

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