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a c t u a l i t é SCIENCE&MÉDECINE

t é l e s c o p e

CartographieLe plus ancien globemontrant le NouveauMonde

Unglobe gravé constituédedeuxbasesd’œufsd’autruche accoléespourrait êtrele plus ancien figurant leNouveauMonde, selonun collectionneurbelge,StefaanMissinne, qui le présentedansle dernier numérode The Portolan,la revuede la société cartographiquedeWashington. Le globe daterait, selonM.Missinne, de 1504. Le continentsud-américainy apparaît, avec lesdénominations:MundusNovus, Terra deBrazil et Terra SanctaeCrucis. L’AmériqueduNordn’est représentéequ’à traversdes îles éparses. Jusqu’alors, le globe leplus ancienmontrant les Amériques étaitle globe de cuivre Lenox, conservé à laPublic LibrarydeNewYork.M.Missinneestimequ’il pourrait être issud’unmoulageduglobed’autruche, auquel ilressemble fortement. Tousdeux seraientissusd’ateliers italiens, estime-t-il,avançantmêmequ’undessinde bateaunaufragéévoque la «patte» d’un familierde l’atelier de LéonarddeVinci. Le globeaurait été acquis par un collectionneuranonyme lors d’unevente d’objetscartographiques, à Londres, en 2012.Maisdes spécialistes s’inquiètentd’unpossible conflit d’intérêts en soulignantqueM.Missinnepourrait en être lepropriétaire, interrogationsquel’intéressé refusede commenter,rapporte leWashingtonPost.(PHOTO:WASHMAPSOCIETY.ORG)

> Missinne, «ThePortolan», no87,automne2013.

MédecineLes vols à haute altitude à risquepour le cerveauLes pilotes d’avions volant à altitudeélevée ont un risque accru de lésionscérébrales, conclut une étude qui ainclus une centaine de pilotes de l’arméeaméricaine volant sur des avionsespionsU2 (circulant à des altitudessupérieures à 19000mètres). Cesprofessionnels présentent, à l’IRM, troisfois plus de petites lésions cérébrales auniveaude la substance blancheque destémoinsnon pilotes, et le volumedecelles-ci est quatre fois supérieur. Enoutre, leurs atteintes sont diffuses, alorsque celles des témoins se concentrentsurtout dans le lobe frontal.Conséquencesd’accidents dedécompression liés à la très faiblepression atmosphérique à hautealtitude, ces lésions cérébrales sont enaugmentation chez les pilotes de l’US AirForce, du fait de vols à risque plusfréquents et plus longsces dernièresannées;mais lesmédecins n’ont pasobservéde séquelles cliniquementdécelables, notamment sur lamémoire.> McGuire Setal., «Neurology»,20août.

C’est, enpourcentage, lapart estiméedunombred’articles scientifiquespubliésen2011 et accessiblesgratuitement (enco-reappelésopenaccess). C’est la premièrefoisqu’un tel niveauétait atteint, selonuneétude renduepublique le 21août,financéepar l’Unioneuropéenneet réali-séepar l’entrepriseScience-Metrix.L’openaccess s’opposeauxpublicationsàaccèspayant, qui sont lanormeacadé-mique. Lesauteursont agrégédifférentstypesdepublicationsouvertes (accèsgratuit/publicationpayante; dépôt libreaprèsunecertainepériode…). Laplupartdespaysde l’Unioneuropéenne flirtentdéjàavec ce seuilde 50%. L’étudesouli-gneaussi l’avantageàpublier enopenaccess: les articles sontplus citésqueceuxenaccèspayant. Ellenote aussiuneprogressionannuellede l’ordrede 2%,quidevrait sepoursuivredevant les inci-tationsàpublierpar cebiais, lancéesnotammentpar les Etats-Uniset l’Unioneuropéenne.

David Larousserie

Unnom impronon-çable. Une défini-tion impénétra-ble. Une représen-tation insaisissa-ble. Mais des pro-

messes palpables. Tels sont les skyr-mions,nouveauxvenusdanslecata-logue des particules et prêts à bous-culerbiendes technologies.

Observéspour lapremière fois en2009 en Allemagne, ils suscitent lapassion de plusieurs groupes derecherche dans le monde, car ilspourraient remplacer riendemoinsque les vaillants électrons dans toutcequisertàstockeretàtraiterl’infor-mationdans lespucesoulesdisquesdursdesordinateurs.Aprèsl’électro-nique, la skyrmionique?

«Au début, nous avons observéquelque chose que nous ne compre-nionspas. Les explicationsproposéesavaient l’air tellement compliquéesqu’onnevoulaitmêmepasenenten-dre parler. Nous avions comme unblocage mental. Et puis cette idéeinhabituelle s’est imposée», raconteChristian Pfleiderer, de l’universitéde Munich, auteur dans Science dupremier article ayant identifié desskyrmions dans un cristal de sili-ciumetdemanganèse.

Mais qu’est-ce qu’un skyrmion?«Pour nous aussi c’est compliqué!»,prévient André Kubetzka, de l’uni-versité de Hambourg, qui, dansScience, vient d’expliquer commentson groupe a fait pour la premièrefoisapparaîtreetdisparaîtreàsagui-sedes skyrmionsun àun.

En fait, unskyrmionn’estpasuneparticule élémentaire comme peut

l’être un électron. C’est plutôt unebilled’électronsdontlecaractèresur-prenantvientd’unepropriété subti-le de l’électron: le spin. Le spin estunesortedepetiteaiguilleaimantéeportée par les électrons, qui sontgénéralement utilisés comme por-teursdes chargesélectriquesnégati-ves que les différents composantsd’unordinateurcomptent,stockent,déplacent…

Le spin, lui, peut bouger, sans quel’électron se déplace. Tête en haut,

tête en bas, tête inclinée… Souventles spins ont tendance à s’orientertous dans la même direction: celacréedesaimants.C’estaussi laclédustockage de l’information dans lesdisquesdurs.

Dans un skyrmion, au contraire,les spins ne sont pas au gar-de-à-vous.Ilssemblents’enroulerdeprocheenproche, chaquespinpivo-tantparrapportàsonvoisin.Labeau-té est que cette configuration finaleeststableet robuste,commeunsim-ple nœud bien serré. Pas facile àdéfaire sans ciseaux. Finalement, leskyrmion se comporte comme uneparticule que les physiciens rêventd’utiliser pour développer de nou-veauxsystèmesplus performants.

«Dans un disque dur, une tête delecture se déplace mécaniquementau-dessus d’une surface pour lire lesinformationsmagnétiques. Les skyr-mions défileraient, eux, devant unetête fixe.Unstockaged’informationspurement électronique, sansdisposi-tif mécanique, aurait beaucoupd’avantages», résume Albert Fert,PrixNobeldephysique2007etdirec-teur d’un groupe de recherche com-munàThales et auCNRS.

Sapassionpourcesétatsbizarresde spin remonte à loin. Il avait eneffet prévu les forces au cœur desmatériaux qui leur donnent nais-sancedès 1990.Mais sans les bapti-ser d’après le nom du physicienanglais Skyrme qui, en 1962, avait

proposé cet objet mathématiquepour décrire les particules élémen-taires (mais sans succès). «A l’épo-que j’avais d’autres “soucis” ; cesétats de spin pouvaient attendre»,ironise le chercheur en évoquantson travail d’alors qui lui vaudra leprix Nobel : la découverte d’uneffet magnétique géant qui doperala quantité d’informations stocka-bles dans les disques durs.

L’autre avantagedu skyrmion estqu’il est minuscule, de la taille dequelques atomes, et donc occupecent fois moins de place que lesdomainesmagnétiques qui serventaujourd’huià stocker l’information,promettant des densités de stocka-ge encoreplus importantes.

Encore faut-il être capable de lescréer, de les voir, de les effacer, deles déplacer… Les skyrmions appa-raissent en fait «naturellement»dans des cristaux bien choisis ou àl’interface entre unemince couchemagnétique et un substrat demétal lourd.Des interactionsparti-culières ont lieu alors entre lesspins qui font que ceux-ci préfè-rents’entortillerplutôtquedepoin-ter tous dans lamême direction.

C’estcequel’équipedeM.Pfleide-rer a eu du mal à croire pendantpresque deux ans entre 2007 et2009.Puis que les Japonaisde l’uni-versité de Tokyo ont confirmé paruneautreméthode.Le9août, l’équi-pe d’André Kubetzka montrait sa

capacité à détruire et à créer desskyrmions. Un effet étonnant puis-qu’ils sont réputés stables. Les cher-cheursont en fait «coupé» lenœudmagnétique grâce à la fine pointed’unmicroscopeàeffet tunnelet enfaisant passer un assez fort courantélectrique… «Cependant on ignorece qui se passe pendant le passaged’un état à l’autre. Les théoriciensont encore du travail », souligneAndréKubetzka.

Les expérimentateurs aussi. Carpour l’instant aucun système n’estexploitable hors du laboratoire. Leschamps magnétiques utilisés sonttrop forts. Les températures trèsbasses. Et la fabrication n’est passimple: l’équipe de Kubetzka utili-se une couche de fer aussi finequ’un seul atome!

Albert Fert reste optimiste. «Lessimulations effectuées avec VincentCros et Joao Sampaio, que nousallonspublier,montrentquedescou-ches un peu plus épaisses, plus faci-les à fabriquer, peuvent aussi conte-nir des skyrmions. Et des courantsélectriques polarisés peu intensespeuvent déplacer aussi ces objets.»Desexpériences sont aussi en courspour confirmer la faisabilité. Pourle Prix Nobel, « les skyrmions peu-vent représenter l’entité ultimed’in-formation magnétique manipula-ble. L’excitation actuelle devraitdurer». A moins de tomber sur unnœudvraiment costaud.p

C’est connu. Toute technologie ason revers. Et l’une des dernièresàlamoden’échappepasàlarègle.Il s’agit des imprimantes dites

«3D» qui permettent de fabriquer desobjets en trois dimensions par additioncouche par couche de matière. D’abordréservées à l’industrie, cesmachines com-mencent à être connues du grand public,soit par l’intermédiaire de sites Web quifabriquent à la demande toutes sortes deproduits (figurines, jouets, bijoux, piècesde rechange…), soit par leshackerspaceset« fablabs» («laboratoiresde fabrication»),des lieux de rencontre entre bricoleurs,inventeursou simplespassionnés.

Rien de bien méchant a priori, saufqu’uneéquipede l’Institutde technologiede l’Illinois à Chicago vient, pour la pre-mièrefois,demesurer lesmicroscopiquespoussières émises par ces machines dansles pièces où elles sont installées. Lesimprimantes3Dutilisenteneffetdesther-moplastiques qui sont fondus, déposés

couche par couche, puis resolidifiés ; unprocessus émetteur de minuscules parti-cules dites «ultrafines».

Plus précisément, les chercheurs, com-me ils l’exposent dans la revueAtmosphe-ric Environment à paraître en novembre,ont mesuré des émissions de particulesentre 11,5 et 115nanomètres de dimension,à des débits entre 20 et 200milliards parminute, selon le type de matériau utilisé.Cinqimprimantes,demarquetenuesecrè-te pour nepas «incriminer un fabricant enparticulier», ont servi pendant deux heu-res et demie. Un détecteur de particulesfinesdel’entrepriseaméricaineTSIaétéuti-lisédans le local abritant les imprimantes.

«Particules fines»«Ces chiffres sont comparables à ceux

d’activités banales comme la cuisson, laconsumation de bougies, la consomma-tion de cigarettes ou l’impression laser»,résumeBrent Stephens, le responsable del’étude. «La taille et le nombre de particu-

lesne fontpas tout. Lanature chimiqueestprédominante», ajoute le chercheur, quicite néanmoins des risques recensés liésaux thermoplastiques, observés sur desrats oudes souris.

«L’expérience est intéressante car, il y aquelques années, mesurer ces émissionsdans des environnements professionnelsétait impossible. Les valeurs obtenues sontrelativement élevées. Les particules finespeuvent se déposer dans les voies respira-toires et il convient d’être prudent», noteOlivierWitschger, spécialiste de lamétro-logie des aérosols à l’Institut national derecherche et de sécurité pour la préven-tion des accidents du travail et des mala-dies professionnelles (INRS).

C’est aussi la positiondugroupeaméri-cain qui écrit : «Ces résultats suggèrent laprudencelorsqueces technologiessontuti-lisées dans des environnements non venti-lés ou non filtrés. » A l’appui de cetteconclusion, Brent Stephens rappelle que,récemment, des études ont fait état de

craintes sur les imprimantes à laser. Uneéquipeaméricainede l’universitédeMas-sachusetts-Lowell a ainsi montré que cer-taines nanoparticules utilisées dans cescopieurs causent des inflammations(M.Khatri et al.,Nanotoxicology, août).

Les travaux à suivre ne manquent pas.«Au départ, c’est un de nos étudiants quitravaillait dans un magasin utilisant cesmachines qui nous avait alertés à causedesodeursqu’il sentait.Nousn’avons fina-lementpasétudié lesgazémismais lespar-ticules», se souvient Brent Stephens. «Onvoudrait étudiermaintenant les gaz émis.Et comparer nos résultats avec d’autresimprimantes 3D et d’autres matériaux.Nous cherchons aussi des partenaires entoxicologiepourtesterleseffetsdecesparti-cules. Et nous travaillons aussi à dévelop-perdessystèmesdefiltrationà installersurles machines», poursuit le chercheur. Leversant sombre des imprimantes 3D estdonc aussi dans l’air du temps.p

D.L.

«Un stockagemagnétiqueàbasede skyrmionsaurait beaucoupd’avantages»

Albert FertPrixNobel de physique

Leskyrmion,mémoireenattentep h y s i q u e | Cettepseudo-particulepourraitremplacerlesélectronspourstocker

ettraiter l’informationdanslespucesoulesdisquesdursdesordinateurs

Leversantsombredes imprimantes3DLatailleet lenombredeparticulesdeplastiqueémisesparcesmachinessontévaluéspourlapremièrefois

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Représentation schématiquedes skyrmions, visibles dans la zone où les spins,représentéspar des petits cônes, ont l’air de s’enrouler.

IMAGE COURTESY OF THE GROUP OF PROF. R. WIESENDANGER, UNIVERSITY OF HAMBURG

30123Mercredi 28 août 2013