La science au quotidien

Homosexualité, iPhone, et autres théories

«Je sais que c’est un sujet un peu épineux, mais c’est aussi tellement humain… Qu’est-ce que l’homosexualité? D’où vient-elle? Pourquoi est-elle à ce point rejetée alors que la plupart des homosexuels(les) ont un beau savoir-vivre et une riche personnalité?» demande Lucille Bouillé.

L’humanité n’a jamais été particulièrement bonne pour «gérer» sa propre diversité, que ce soit sur le plan sexuel, ethnique ou autre. Ce n’est pas une fatalité, remarquez bien, mais je ne vois pas d’autre raison pour expliquer le rejet historique quasi global de l’homosexualité.

Cela dit, voilà qui nous donne déjà un point de départ pour aborder LA grande question de Mme Bouillé: d’où vient-elle, cette attirance, pour les gens du même sexe? Car si elle est aussi largement réprouvée, cela implique forcément qu’elle soit présente partout, dans toutes les cultures et à toutes les époques. C’est toujours le fait d’une minorité, soit, mais peu importe que l’on cherche dans une société occidentale ou non occidentale, on trouve toujours quelques pourcents (moins de 5%, généralement) de gens qui sont principalement attirés par le même sexe — une proportion qui grandit pas mal si on tient compte du fait que l’attirance n’est pas toujours exclusivement hétéro ou homosexuelle. Il y a donc manifestement quelque chose d’universel dans cette affaire. Mais quoi, au juste?

Pour l’instant, on n’a pas de réponse définitive à cette question. Comme l’a bien illustré la porte-parole d’un groupe LGBT américain récemment, «les théories sur l’origine de l’homosexualité, c’est comme les iPhone: il en sort un nouveau modèle chaque année».

La seule chose qui semble bien établie, c’est que l’attirance pour un sexe ou l’autre n’est pas un choix, contrairement à ce que certains groupes d’inspiration religieuse laissent entendre. Un hétérosexuel ne peut pas choisir d’être attiré par le même sexe, c’est une évidence, et l’inverse est tout aussi vrai.

Il semble que dès l’enfance, gais et lesbiennes sont proportionnellement plus nombreux à ne pas se conformer à leur genre: certains futurs gais sont des garçons moins masculins, voire s’habillent en fille, et certaines futures lesbiennes sont plus tomboys. Et cela arrive même dans les familles qui appliquent à la lettre les normes de genre. Ce n’est évidemment pas une règle absolue, chose qui n’existe pas dans les comportements sexuels humains, mais tout cela suggère fortement que ce n’est pas la personne qui décide de son orientation sexuelle, mais bien l’orientation qui, avec l’âge, s’«éveille» en elle.

En outre, on trouve dans les études sur les fondements biologiques de l’homosexualité plusieurs éléments qui soutiennent cette idée, bien que les résultats ne soient pas toujours bien clairs. Il peut s’agir de gènes, mais il se peut aussi que les causes soient développementales.

Ainsi, en comparant des jumeaux identiques (qui partagent exactement les mêmes gènes) et des non identiques (qui ne sont pas plus pareils que des frères et sœurs), plusieurs études ont trouvé que lorsqu’un jumeau identique est homosexuel, l’autre a autour de 24% de chances de l’être lui aussi, contre seulement 15% de «concordance» chez les jumeaux non identiques. Ce genre d’écart est en plein ce que cherchent les études de jumeaux, parce que cela suggère fortement que les gènes jouent un rôle là-dedans. Des études subséquentes ont aussi identifié quelques gènes qui semblent être en cause.

Mais tout cela montre aussi qu’il doit forcément y avoir autre chose dans le portrait, puisqu’un jumeau identique homosexuel a quand même 76% des chances que son frère ou sa sœur ne partage pas ses préférences. C’est considérable.

Une autre avenue possible est que ce soient les processus qui différencient les sexes pendant le développement qui ne se déroulent «pas comme prévu». On sait par exemple que le niveau de testostérone auquel un fœtus est exposé va «structurer» son cerveau d’une manière plus masculine ou plus féminine. Et cette structure va se maintenir toute la vie durant.

On a d’ailleurs trouvé quelques petites différences entre le cerveau des «hétéros» et celui des «homos». Il existe au centre de notre cervelle une structure nommée hypothalamus, qui régule toutes sortes de choses, comme les cycles circadiens, la faim et, parlez-moi d’un bel adon, le désir sexuel. Dans les années 90, une étude a trouvé qu’une sous-région nommée «troisième noyau interstitiel de l’hypothalamus antérieur» (NIHA-3) était deux fois plus grosse chez les hommes hétérosexuels que chez les gais — dont le NIHA-3 était plus proche de celui des femmes hétéros. La clef de l’énigme pourrait en partie se trouver là.

Mais il faut bien garder à l’esprit, ici, que l’orientation sexuelle — et plus largement, l’attirance sexuelle — est selon toute vraisemblance déterminée par une foule de facteurs. Il n’y a pas un gène de l’homosexualité, comme il n’y a pas un niveau d’hormones qui fait systématiquement basculer tout le monde du même côté. Cela expliquerait pourquoi, malgré tous les efforts de recherche, on ne trouve que des bouts d’explication — et pourquoi l’attirance pour le même sexe est une question de degrés, pas une chose qui est 100% présente ou 100% absente. 

Source: J. Michael Bailey et al., «Sexual Orientation, Controversy and Science», Psychological Science in the Public Interest, 2016, goo.gl/xxCBMp

Science

Géométrie du lac Saint-Jean

CHRONIQUE / «L’été, au chalet que nous avons au lac Saint-Jean, nous assistons à de merveilleux couchers de soleil qui se noient dans le lac. Alors je me demande: quelle doit être la dimension d’un lac pour voir le soleil se coucher dans l’eau? J’ai souvenir que la traversée à la nage du Lac-Saint-Jean entre Péribonka et Roberval est d’une distance d’environ 32 km, mais existe-t-il une règle pour déterminer la distance en fonction d’un indice de courbure de la Terre? Et comme cette courbure n’est pas la même partout sur la planète, est-ce que cela change quelque chose?» demande Bernard Tremblay, de Sainte-Foy.

Il est vrai que la Terre n’est pas une sphère parfaite, étant légèrement «aplatie» aux pôles, mais la différence n’est pas énorme: son rayon à l’équateur est de 6378 kilomètres, alors qu’il est de 6357 kilomètres aux pôles. Pour le degré de précision dont on a besoin ici, cet écart de 0,3% peut être complètement ignoré, et je ferai pour la suite comme si la planète était sphérique.

Maintenant, quand on songe à tout cela en termes de «courbures» en trois dimensions comme semble le faire M. Tremblay, le problème peut sembler horriblement compliqué. Et il est vrai que cela pourrait l’être si on tentait de le résoudre en passant par là — ce que les mathématiciens appellent géométrie non euclidienne. Mais heureusement, il existe une manière infiniment plus simple de procéder. En fait, la seule chose dont on a besoin, c’est de ce bon vieux théorème de Pythagore que tout le monde apprend au secondaire.

Imaginons, en effet, une ligne qui partirait du centre du cercle et qui se rendrait jusqu’au pied de quelqu’un, comme le montre la figure ci-contre. Figurons-nous ensuite une ligne qui partirait des yeux de notre observateur et qui se rendrait jusqu’à l’horizon, soit le point le plus éloigné atteignable par une ligne droite (ce qui se trouve au-delà de ça est «caché» par la courbure de la Terre). Et ajoutons-y enfin une troisième ligne, qui part de cet horizon et qui retourne au centre de la planète.

Qu’est-ce qu’on obtient, en bout de ligne? Rien de plus compliqué qu’un triangle rectangle, dont on connaît déjà la longueur de deux côtés: l’un est égal au rayon de la Terre, et l’autre à ce même rayon plus la taille de l’observateur. Or le théorème de Pythagore — le fameux a2 = b2 + c2 — permet justement de trouver la longueur d’un triangle, très facilement d’ailleurs, si l’on connaît celle des deux autres côtés.

Ceux qui veulent jeter un œil au petit calcul qu’il faut faire peuvent se référer au calcul montré plus bas. Mais pour les autres, il n’y a qu’à savoir ceci: plus une personne est grande (ou est juchée sur une promontoire élevé), plus son horizon est éloigné. Dans l’exemple que j’ai calculé ci-contre, un gaillard mesurant 2 mètres (6 pieds, 6 pouces) qui se tiendrait sur une plage juste au bord du lac Saint-Jean verrait 5 kilomètres devant lui. Et cette mer intérieure du Québec est bien assez grande (24 kilomètres par 44) pour que le soleil «se couche dedans», pour ainsi dire.

Fait intéressant, cette histoire de hauteur signifie que si notre gaillard a une conjointe qui mesure 1,50 mètre, alors, aux yeux de celle-ci, l’horizon se trouve à 4,4 kilomètres. Et si le couple a un enfant qui ne fait que 1 mètre, pour lui l’horizon n’est qu’à 3,6 kilomètres.

Évidemment, il existe autour du lac Saint-Jean de petits promontoires relativement proches de l’eau — rien de bien haut puisque le lac est entouré de basses terres, mais cela peut donner 10-15 mètres d’élévation par rapport au niveau de l’eau. Et à 15 mètres du sol, l’horizon se trouve à 13,8 kilomètres, pour peu que l’air soit suffisamment clair et sec pour que l’on voit aussi loin — mais ça, c’est une autre histoire.

Source: Matthew Conroy, «How far away is the horizon», Math 120, s.d., University of Washington, goo.gl/YgsrUy

Science

Le pot de plus en plus fort

CHRONIQUE / «Lorsque j’étais adolescent, le pot que je fumais à l’occasion contenait tout au plus 2 % de THC, ce qui était suffisant pour rendre euphorique en plus d’être payant pour les restaurants Ashton aux petites heures du matin, mais ce n’était pas assez fort pour faire une crise d’anxiété. Par contre, la dernière fois où j’ai consommé de la marijuana (à 27 ans), c’était dans les premières années où on trouvait ce qu’on appelait à l’époque le fameux “Québec Gold” qui pouvait contenir jusqu’à 20 % de THC. Je me rappelle vaguement de la crise de panique qui s’est ensuivie, et je n’ai pas de misère à croire que le cannabis peut représenter des risques pour des jeunes plus fragiles. Or, dans tout le débat autour de la légalisation du pot, je ne me souviens pas avoir entendu quel pourcentage de THC allait être permis pour la vente de cannabis. Ce détail peut faire toute la différence… Ai-je manqué quelque chose?» demande Robert Leclerc, de Québec.

Comme toutes les plantes, la marijuana est composée d’une foule de molécules différentes, dont la plupart n’ont aucun effet sur notre cerveau. Ce que l’on appelle THC, acronyme pour tétrahydrocannabidiol, est l’ingrédient actif de la mari, la partie de la plante qui a un effet euphorisant.

Certaines personnes contestent l’idée que le pot d’aujourd’hui soit vraiment plus fort que celui de l’«époque des communes», mais le fait est qu’il existe beaucoup de données pour le prouver. Par exemple, une étude parue l’année dernière a analysé plus de 38 000 échantillons de cannabis saisi par la police américaine de 1995 à 2014, et a trouvé une augmentation constante de sa teneur en THC — de 4 % en moyenne à 12 % maintenant. Soulignons qu’il s’agit là de moyennes, ce qui implique évidemment des variations, et que cette étude a trouvé des teneurs supérieures à 25 % dans certains cas extrêmes.

Bien sûr, plus la mari contient de THC, plus l’effet est fort, mais cela vient avec des risques plus élevés aussi — crises de panique comme M. Leclerc en témoigne. Le pot est aussi un déclencheur connu de psychoses chez les schizophrènes et sa consommation fréquente à l’adolescence pourrait nuire au développement du cerveau.

Maintenant, le projet de loi déposé en avril par le gouvernement Trudeau pour légaliser le cannabis n’impose pas, à proprement parler, de limite aux teneurs en THC. Mais tout indique que cela viendra rapidement: le texte de loi contient des passages qui donnent au conseil des ministres le pouvoir de règlementer «la composition, la teneur, la concentration, la puissance, la pureté ou la qualité ou toute autre propriété du cannabis ou d’une catégorie de cannabis [mon soulignement]».

En outre, dans un document publié cette année, le Groupe de travail sur la légalisation et la réglementation de la marijuana (mis sur pied par Santé Canada) reconnaît que «les produits à concentration élevée [en THC] présentent plus de risques» et, parmi les manières de les réduire, propose d’imposer une limite à la teneur en THC.

Il serait donc assez étonnant que le fédéral n’agisse pas en ce sens. Reste à voir où il placera le seuil légal…

Source: Mahmoud A. El Sohly, Changes in Cannabis Potency over the Last Two Decades (1995-2014) — Analysis of Current Data in the United States, Biological Psychiatry, 2016

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«De combien d’éoliennes aurions-nous besoin pour obtenir les produits de consommation qui nous sont familiers?» demande Alphonse Willème.

J’interpréterai ici cette question comme revenant essentiellement à se demander de combien d’éoliennes on aurait besoin pour remplacer la production totale d’Hydro-Québec. Alors, prenons l’exemple de la première phase du parc éolien de la Seigneurie de Beaupré, inauguré en 2013. Il compte 126 éoliennes occupant 130 km2 de territoire et pouvant générer 272 mégawatts (MW) de puissance maximale.

Dans la plus pure des théories, c’est-à-dire si le vent soufflait toujours de manière forte et constante, ce parc éolien est capable de produire en un an: 272 MW X 24 h/jour X 365 jours/an = 2400 gigawatt-heure (GWh) environ. Pour remplacer la production d’électricité d’Hydro, qui était de 172 500 GWh en 2013, il faudrait donc 172 500 ÷ 2400 = presque 72 parcs éoliens comme la première phase de la Seigneurie de Beaupré.

Cependant, le vent ne souffle pas toujours fort, et encore moins de façon constante. Il y a toujours des périodes où il vente moins, voire pas du tout, si bien que les éoliennes ne produisent jamais autant qu’elles en sont théoriquement capables. Ainsi, d’après des chiffres d’Hydro-Québec, il y avait en 2016 près de 3300 MW de puissance éolienne «installée» (ou «théorique») au Québec, mais la société d’État n’a acheté que pour 8635 GWh d’énergie éolienne, soit environ le tiers du maximum théorique.

Pour remplacer toute l’électricité d’Hydro, il ne faudrait donc pas multiplier par 72 la phase 1 de la Seigneurie de Beaupré, mais bien par 72 x 3 = 216. Avec la même densité qu’à Beaupré, toutes ces éoliennes occuperaient près de 30 000 km2, soit une superficie à peu près équivalente à celle de la Gaspésie en entier — en présumant bien sûr que toute la région se prête bien à la production éolienne, mais c’est une autre histoire…

Science

L’aplatisseur de montagnes russes

CHRONIQUE / «En lisant votre chronique du 6 mai sur la dépression majeure, il m’est venu la question suivante : quel est le mécanisme d’action du lithium dans le traitement du trouble bipolaire?» demande Gaétan Lemieux.

Il arrive à tout le monde de traverser de «bonnes» et de «mauvaises passes», d’être de belle humeur des fois et de broyer du noir à d’autres moments. Cela fait partie de la condition humaine. Mais chez les gens qui souffrent d’un trouble bipolaire, aussi appelé maniaco-dépression, ces basculements d’humeur sortent de toute proportion, au point de les rendre dysfonctionnels en société.

Au cours d’un épisode de manie, qui peut durer plusieurs mois s’il n’est pas traité, la personne se sent exagérément bien, voire invulnérable, son estime de soi devient démesurément haute, ses pensées (et ses paroles) s’enchaînent souvent à une vitesse folle, et elle ressent une telle énergie qu’elle peut fonctionner sur seulement deux ou trois heures de sommeil par nuit. Dans cet état, la personne a tendance à être impulsive, à démarrer une foule de projets grandioses à la fois, à se lancer dans des dépenses inconsidérées (voyages, magasinage, investissements très risqués, etc.), à adopter des comportements dangereux (vitesse au volant, sexualité débridée et non protégée, etc.). Autant de choses qui peuvent complètement, rapidement et durablement chambouler une vie, et pas pour le mieux, si le ou la bipolaire n’est pas pris en charge.

En outre, ces épisodes de manie sont invariablement suivis par une dépression majeure et profonde avec tout ce que cela implique généralement (sentiment durable de malheur et de désespoir, pensées suicidaires, perte de confiance, d’estime de soi, d’intérêt pour son entourage ou pour toute activité, d’appétit, etc.). D’où, évidemment, le nom de bipolaire qu’on accole à la maladie. Inutile d’ajouter que l’une ou l’autre de ces phases peut à elle seule détruire une vie, alors imaginez leur enchaînement perpétuel.

Ce fut du moins le cas jusqu’à ce qu’on découvre que le lithium était remarquablement efficace pour, si l’on me prête l’expression, aplanir les montagnes russes que vivent entre 60 et 80 % des maniaco-dépressifs — les autres ne répondent pas bien à ce traitement-là. «C’est arrivé dans les années 50 et 60, qui a été l’époque d’une grande révolution pharmacologique où on a enfin découvert des médicaments qui fonctionnaient bien pour traiter la schizophrénie, le trouble bipolaire, etc. Par la suite, dans les années 70, la recherche a commencé à découvrir les cibles sur lesquelles ces médicaments-là agissaient, ce qui a permis de mieux les cibler en diminuant les effets secondaires. Mais le lithium est le dernier grand inconnu de cette révolution-là», indique Martin Beaulieu, chercheur en psychiatrie à l’Université de Toronto.

La protéine GSK3

En effet, on ne connaît pas encore avec certitude le mode d’action du lithium, sur quelle molécule du cerveau sur laquelle il agit. M. Beaulieu travaille depuis des années sur une protéine nommée GSK3, dont le rôle est d’activer/désactiver certaines autres protéines. Dans les neurones, GSK3 régule la stabilité de plusieurs protéines, explique M. Beaulieu, et serait impliquée dans la régulation de l’humeur. «Mais ce n’est encore qu’une hypothèse parmi d’autres, et on est loin d’avoir la preuve formelle que c’est bien comme ça que le lithium fonctionne», avertit-il.

Un des problèmes avec l’«hypothèse GSK3», c’est que l’effet du lithium (en présumant qu’il existe) semble être indirect : pour observer des effets directs du lithium sur cette protéine en labo, il faut des doses beaucoup plus grandes que ce qu’on donne aux personnes bipolaires — qui montrent pourtant une nette amélioration de leur état, malgré les quantités relativement petites qu’elles ingèrent. A priori, cela pourrait invalider cette avenue de recherche, mais il demeure possible que le lithium agisse autrement : en 2009, d’ailleurs, M. Beaulieu (alors à l’Université Laval) avait publié des résultats qui montraient que le lithium a pour effet de «défaire» un complexe de protéines, ce qui libère une molécule nommée Akt qui, elle, agit sur GSK3. L’action du lithium pourrait donc être indirecte ou amplifiée par d’autres molécules.

Mais au risque de se répéter : cela reste à prouver. Et comme me le disait M. Beaulieu lors d’une autre entrevue il y a quelques années, il est aussi possible que ce qu’on appelle «trouble bipolaire» soit en fait plusieurs maladies différentes, mais qui auraient les mêmes symptômes. 

Il faut espérer, tout de même, qu’on parviendra bientôt à élucider ce mystère. Car le lithium n’est rien d’autre qu’un ion, soit un atome qui possède une charge électrique, ce qui lui donne un effet assez diffus — façon polie de dire que sa consommation s’accompagne d’effets secondaires. On peut sans doute trouver des médicaments qui en ont de plus lourds, mais ceux du lithium, s’ils varient d’un individu à l’autre et sont très légers chez certains, peuvent tout de même inclure des problèmes rénaux, des difficultés de concentration, des tremblements de la main, des gains de poids, et ainsi de suite. Le jour où l’on comprendra enfin le mode d’action du lithium, on aura plus de chances de trouver des médicaments qui donnent les mêmes bénéfices (ou mieux) que le lithium, avec moins d’effets secondaires.

Science au quotidien

Irma aurait-elle perdu sa queue?

CHRONIQUE / «L’ouragan Irma vient à peine de passer et je me pose la question suivante : on a vu sa trajectoire suivre une ligne relativement droite sur une bonne distance dans les Caraïbes, mais, tout à coup, Irma a tourné brusquement sur sa droite pour foncer vers la Floride. Comment expliquer ce virage à 90°, où il n’y a pourtant aucun relief pour faire tourner les vents?», demande Jacques Boucher, de Charlesbourg.

«L’ouragan Irma vient à peine de passer et je me pose la question suivante : on a vu sa trajectoire suivre une ligne relativement droite sur une bonne distance dans les Caraïbes, mais, tout à coup, Irma a tourné brusquement sur sa droite pour foncer vers la Floride. Comment expliquer ce virage à 90°, où il n’y a pourtant aucun relief pour faire tourner les vents?» demande Jacques Boucher, de Charlesbourg.

En général, les ouragans ont une trajectoire qui suit les vents dominants, ce qui les amène du large des côtes africaines, où ils se forment, vers l’Amérique, pour ensuite tourner progressivement vers le nord, puis retourner vers l’est. Cela les fait souvent (et heureusement) manquer le continent et retourner vers l’Europe pour mourir au beau milieu de l’océan, mais ils atteignent aussi parfois les terres, et leur course vers le nord en amène parfois les «restants» sur le sud du Québec — le 3 septembre dernier, d’ailleurs, il est tombé 20 mm de pluie sur Québec, gracieuseté de Harvey, le même qui avait inondé le Texas en août.

Cependant, les ouragans sont essentiellement formés d’air et de vapeur d’eau. Et comme tous les gaz, ils obéissent à une loi de la physique absolument implacable qui stipule qu’ils doivent toujours se déplacer des régions où la pression atmosphérique est la plus forte vers ceux où la pression est la plus faible. Or quand Irma s’approchait des Caraïbes au début de septembre, il régnait au-dessus de l’Atlantique Nord une crête de haute pression qui a persisté des jours durant, comme le montre notre carte. Cela a donc empêché l’ouragan de remonter vers le nord aussi tôt qu’il l’aurait fait autrement.

Science au quotidien

Des freins qui mènent loin...

CHRONIQUE / «Je me demandais : est-ce qu’on peut mettre des sortes de dynamo sur les roues des voitures électriques pour augmenter leur autonomie? En mettant sur deux roues et avec deux batteries, on pourrait alors recharger une batterie pendant que l’autre serait utilisée, non? Je sais que le mouvement perpétuel est impossible, je parle juste augmenter l’autonomie», demande Claude Simard, de Montréal.

Non seulement il est possible d’installer des dispositifs du genre sur des autos, mais ça se fait déjà à grande échelle sur des voitures et même sur des trains — encore que pas exactement comme M. Simard l’imagine. Voyons voir…

Le principe du dynamo est fort simple et est connu depuis le XIXe siècle. Quand on approche un aimant le long d’une pièce de cuivre, par exemple, (ou de n’importe quel autre bon conducteur), le champ magnétique de l’aimant attire des électrons qui vont alors s’en approcher. De même, si on fait passer l’aimant le long de la pièce de cuivre, alors les électrons vont le suivre — et un paquet d’électrons qui se déplacent tous dans la même direction, c’est la définition même d’un courant électrique. Ainsi, si on enroule un fil de cuivre autour d’un aimant et qu’on le fait tourner, on génère un courant électrique tant et aussi longtemps que le mouvement continue. Les physiciens appellent ce phénomène induction.

Ce courant-là est du type continu (les électrons vont toujours dans le même sens) alors que certains moteurs électriques utilisent plutôt du courant alternatif (les électrons font «demi-tour» sans arrêt, plusieurs fois par seconde). Dans ces cas-là, le courant est produit non pas par un dynamo, mais grâce à un autre dispositif nommé alternateur. Cependant, le principe demeure le même : on utilise un champ magnétique et un fil conducteur pour transformer un mouvement (ce peut être celui d’une roue, mais les barrages hydroélectriques fonctionnent de cette manière aussi) en énergie électrique.

Et le mot-clef, ici, pour bien comprendre, c’est transformer : on ne crée pas d’énergie électrique, il faut continuellement fournir de l’énergie motrice pour en générer. À ce sujet, d’ailleurs, je me souviens très bien d’un dynamo manuel qu’un prof de science avait amené en classe lorsque j’étais au secondaire : la manivelle ne se laissait pas tourner facilement, parce que le fait de devoir «traîner» des électrons freinait clairement le mécanisme — et il fallait même fournir un assez bon effort pour produire un courant significatif.

Ce que cela implique pour les voitures, c’est qu’on peut pas se servir de ce stratagème pour recharger la batterie, du moins pas en roulant. Dès qu’un alternateur ou un dynamo commence à produire de l’électricité, il offre une résistance au mouvement de la roue, si bien qu’on se retrouve devant une sorte de jeu à somme nulle : la quantité d’énergie électrique générée ne peut pas être plus grande que ce qu’on doit dépenser pour faire tourner le mécanisme. Pire encore, l’électricité produite ne suffirait même pas à couvrir la dépense supplémentaire parce qu’il y a toujours une perte quand on convertit de l’énergie d’une forme à une autre. Dans le cas des engin qui transforme le mouvement en électricité, cette perte est d’environ 5 %.

Dans le cas de figure imaginé par M. Simard, on ne ferait alors que transférer de l’énergie d’une batterie à l’autre, en en perdant toujours un peu au passage, et le résultat final serait de réduire l’autonomie de l’auto, pas de l’augmenter. D’ailleurs, dans les voitures à essence, quelques pourcents de l’énergie du moteur à explosion servent toujours à faire tourner un alternateur qui alimente les lumières et les circuits électroniques du véhicule.

Cependant, si étonnant que cela puisse paraître, c’est précisément cette résistance au mouvement qui permet malgré tout d’utiliser des alternateurs pour allonger l’autonomie des voitures électriques. Quand on conduit, on ne fait pas qu’accélérer et maintenir sa vitesse  : on doit aussi, souvent, ralentir. Le freinage conventionnel consiste essentiellement à appliquer un frottement sur les roues, si bien que toute l’énergie de mouvement que le véhicule possédait est convertie en chaleur — ce qui est une façon polie de dire «gaspillée».

Dans les voitures électriques, c’est souvent le moteur qui freine. Selon le type de moteur électrique, le fin détail peut changer, mais l’idée de base reste toujours de profiter de la résistance au mouvement qui vient avec la production d’électricité. Celle-ci est alors renvoyée dans la batterie, ce qui allonge l’autonomie. Notons toutefois que cette manière de freiner a ses limites : le moteur ne peut pas faire ralentir le véhicule plus vite qu’il n’est capable d’accélérer. Or pour des raisons de sécurité évidentes, tous les véhicules doivent pouvoir freiner pas mal plus brusquement. C’est pourquoi les véhicules électriques sont toujours munis de freins mécaniques conventionnels, qui travaillent en conjonction avec le moteur.

Ce «freinage régénératif», comme on l’appelle, peut quand même faire une bonne différence — les électriques et les hybrides réduisent leur consommation d’énergie de 20 % pour la conduite urbaine. D’ailleurs, certains fabricants automobiles ont commencé à équiper certains de leurs modèles à essence avec ce genre de freins afin de réduire leur consommation d’essence.

Sources :

- Ljubisa R. Radovic, «Chapter 4 : Efficiency and energy conversion», Energy and the Environment Textbook, 2001, goo.gl/mXY6w1

- s.a. Regenerative braking systems. Bosch, s.d., goo.gl/HNj3mE

La science au quotidien

Avec quel ruban mesurer la distance Terre-Lune?

CHRONIQUE / «En lisant un livre d'astronomie, j'ai vu que la distance entre la Terre et la Lune était précisément de 384 633,2 kilomètres. Je suis surpris d'une telle précision au dixième de kilomètre près, sachant que la Terre et la Lune s'éloignent de quelques centimètres par année. Alors comment en arrive-t-on à une telle précision?» demande Richard Marcoux, de Québec.
Comme l'orbite lunaire n'est pas un cercle parfait, la distance Terre-Lune fluctue constamment entre 407 000 km et 356 000 km. Quand on parle de «la» distance de notre satellite naturel, on fait référence à une moyenne - qui est de 384 402 km (pas 384 633, j'ignore d'où vient cette valeur) entre le centre de la Terre et celui de la Lune. Et s'il est vrai qu'il y a quelque chose d'impressionnant dans le fait de mesurer une telle longueur à 100 mètres près, le fait est qu'on est capable de mieux. Beaucoup, beaucoup mieux...

La science au quotidien

Résister à la résistance...

CHRONIQUE / «On parle beaucoup, ces temps-ci, de résistance aux antibiotiques chez l'humain et j'ai déjà entendu dire que le problème était dû, entre autres, à la consommation de produits d'animaux à qui l'on donne des antibiotiques simplement pour améliorer leur productivité. Est-ce que cette affirmation est vraie? Si oui, comment se transmet la résistance de l'animal à l'humain?» demande Bruno Robert, de Québec.
Pratiquement toutes les communautés de bactéries du monde partagent deux grandes caractéristiques : elles comptent un certain pourcentage de «mutantes», dont l'ADN n'a pas été bien recopié pendant la reproduction ; et elles sont très, très, très nombreuses, ce qui implique qu'il y a beaucoup de mutantes et une grande diversité génétique. Le plus souvent, les mutations handicapent ou même tuent les bactéries porteuses, mais, au nombre qu'elles sont, il y a toujours quelques «billets gagnants» : des mutations qui confèrent des avantages, comme une résistance aux antibiotiques.

La science au quotidien

Qui use les lignes blanches?

CHRONIQUE / «J'aimerais savoir si quelque chose a changé dans la composition de la peinture utilisée pour tracer les lignes blanches sur la chaussée. Dans mon temps (j'ai 63 ans), il me semble que les lignes blanches étaient plus durables et qu'on les voyait mieux. Aujourd'hui, on dirait qu'elles sont faites avec de la peinture très peu résistante puisque souvent elles sont refaites chaque année. De plus, ce qui est très dérangeant c'est que lorsqu'il fait noir et qu'il pleut, on ne les voit absolument pas», demande André Dontigny, de Lévis.
Il y a essentiellement trois sortes de peinture dont le Québec se sert pour faire son marquage, explique le chimiste Frédéric Boily, du ministère des Transports (MTQ). Anciennement, les fameuses «lignes blanches» étaient faites de peinture à base d'alkyde (une sorte de résine), mais on ne s'en sert presque plus de nos jours parce qu'on a trouvé d'autres produits qui durent davantage. On ne marque plus la chaussée avec de l'alkyde que lorsqu'il faut faire des travaux tard à l'automne ou en hiver, quand la température extérieure ne permettrait pas aux autres types de peinture de sécher convenablement.

La science au quotidien

Le blues du lave-vaisselle

CHRONIQUE / «Une chose m'intrigue depuis longtemps : comment se fait-il que les plats de plastique ne sèchent jamais complètement dans le lave-vaisselle? Les plats en vitre, eux, ont toujours le temps de sécher, mais il reste toujours des gouttes d'eau dans le fond des plats de plastique. Merci d'éclaircir ce mystère, ça fait 40 ans que ça m'énerve...» désespère Serge Lambert, de Saint-Janvier-de-Joly.
En fin de cycle, quand un lave-vaisselle se réchauffe pour sécher la vaisselle et tuer les germes, la température s'élève jusqu'à environ 65-70 °C. Elle est la même pour tous les morceaux qu'on y a mis, qu'ils soient faits de plastique, de verre ou de porcelaine. Or contrairement à ce qu'on est spontanément porté à penser, ce n'est pas tant la température qui importe ici, mais plutôt la quantité totale d'énergie que chaque pièce de vaisselle contient. Et cette quantité varie selon la masse de l'objet, ainsi que selon une caractéristique des matériaux nommée chaleur spécifique.