Association française pour l'avancement des sciences (AFAS)

 Jon Copley

(Ed. EPFL Press, 2025, 120 pages, 14,15€)

Le livre est d’apparence plutôt austère. Une couverture en noir et blanc, aucune photo, aucun dessin. Mais le lecteur est vite happé par un texte alerte qui l’emmène dans l’univers fascinant du monde sous-marin.

L’auteur, Jon Copley, est océanographe. Il a dirigé plusieurs expéditions sous-marines importantes. En dix petits chapitres, il nous brosse un panorama court mais complet de ce vaste espace, qui occupe 71% de la surface du globe.

Le paysage sous-marin a été modelé par des phénomènes assez différents de ceux de notre monde terrestre. A une profondeur moyenne de 2.500 m, une crête longue de 65.000 km, « serpente autour du globe comme la couture d’une balle de tennis » A partir de cette « dorsale », la croûte océanique, poussée par les courants de convection du manteau fluide situé en-dessous, est constamment régénérée et s’éloigne « à la vitesse que poussent nos ongles ». Autour de ce phénomène étonnant, l’auteur explique brièvement la formation des volcans, plaines abyssales, vallées, canyons, cheminées, montagnes, fosses, qui peuplent le paysage sous-marin.

La vie est présente partout jusqu’au point le plus profond : - 10 950 m. Depuis les crustacés microscopiques jusqu’aux calmars de 13 m de long., on répertorie aujourd’hui 200.000 espèces, et on en découvre de nouvelles tous les jours. On se trouve devant « une véritable bibliothèque illustrant l’ingéniosité de la nature ». Exemple : l’escargot à pied écailleux, vivant à - 2.000 m dans l’océan Indien, réalise un exploit dont l’homme est incapable : il fabrique du sulfure de fer à basse température : L’homme va adopter sa technique pour améliorer la performance des panneaux solaires.

N’ayant pas de poumons remplis d’air comme leurs confrères au-dessus, les animaux sous-marins sont insensibles aux énormes pressions des profondeurs. Ainsi, le poisson-limace osseux vit à - 8.500 m C’est la limite pour les poissons, car en-dessous, le fonctionnement de leurs cellules serait affecté.

La nourriture vient surtout d’en haut. Dans les eaux de surface où perce la lumière du soleil, des algues se forment par photosynthèse, dont les krills se nourrissent. Les restes de ces repas, les excréments, et les cadavres tombent en « neige marine », dont profitent plus bas des créatures qui préfèrent cette manne plutôt que de s’épuiser à la chasse tel le vampire des abysses qui n’a qu’à étendre deux de ses dix bras pour déguster. Et la neige qui atteint le plancher océanique fait les délices de ses habitants tel le concombre des mers. Certains animaux suivent des régimes spécifiques : les charognards avec les carcasses de poissons, les palourdes xylophages avec le bois (3 millions de tonnes par an rejetées dans l’océan), les vers zombies avec les os dont ils dissolvent la couche minérale protectrice. « Dans les abysses, il y a très peu de gaspillage » remarque l’auteur. La photosynthèse n’est pas l’unique source d’énergie et de nourriture. La chimiosynthèse utilise l’énergie chimique du sulfure d’hydrogène des cheminées thermales. De même, l’electrosyntèse, utilise l’énergie de minuscules courants électriques entre les roches et l’eau de mer. La vie est possible sans la lumière du Soleil. Le monde sous-marin est décidément fascinant !

Les techniques de reproduction sont d’une incroyable diversité. Les calmars s’accouplent sans discernement peu importe le sexe, et même l’espèce du partenaire. Le concombre est hermaphrodite mais non autofécondant ; il reste fidèle à son partenaire : en témoignent leurs traces parallèles sur la boue de la plaine abyssale, « comme une voie ferrée ». Pour féconder ses œufs, la femelle du ver zombie garde sous la main un harem d’une douzaine de mâles, cent fois plus petits qu’elle. Celle du poisson-pêcheur fusionne dans un baiser permanent de toute une vie avec un mâle fournisseur de sperme. Le trophée du parent le plus dévoué revient à la pieuvre qui couve ses œufs pendant quatre ans, avant de mourir.

La lumière du Soleil est perceptible jusqu’à - 1.000 m. Dans cette zone crépusculaire, les animaux sont presque tous bioluminescents ; la lumière qu’ils émettent se confond avec celle du soleil et les rend quasi invisibles, une technique astucieuse appelée « contre-illumination ». Au-delà de 1.000 m, c’est l’obscurité totale, seulement troublée par les éclairs émis par les chasseurs, comme la pieuvre attirant les petits crustacés sur ses bras lumineux. Certains animaux n’ont pas d’yeux, comme le crabe de Hoff ; ils se guident par le son et l’odeur.

Dans un dernier chapitre, l’auteur s’alarme devant les effets multiples de l’activité humaine aux grandes profondeurs : chalutage de fond, exploration pétrolière (à – 3.400 m !) et minière (en projet). Il lance un appel pour une réglementation plus sévère.

Ce petit livre de 118 pages est passionnant et instructif. Le récit est fluide, parsemé de pointes d’humour. « J’espère que vous ne reviendrez pas tout à fait le même de cette aventure » souhaite l’auteur. Pari gagné !

Antoine Letessier Selvon

(CNRS Editions, 2025, 128 p. 15€)

 
Voici un livre peu commun dans le monde de la vulgarisation scientifique. Antoine Letessier Selvon, physicien, chercheur au CNRS, mène deux récits en parallèle. L’un est l’histoire de l’Univers vécue par deux particules, un proton et un électron, qu’il nomme Marcel et Lulu. L’autre est l’histoire de Clara, jeune chercheuse (fictive) étudiant la matière noire. Deux histoires entrelacées : Marcel et Lulu dans les chapitres impairs ; Clara, dans les chapitres pairs. Avec une convergence à la fin.

Marcel et Lulu naissent deux secondes après le Big Bang, il y a 14 milliards d’années, dans le bouillon cosmique initial avec une myriade d’autres particules. Immédiatement, matière et antimatière s’annihilent. Seule subsiste un milliardième de la matière initiale ! Marcel et Lulu sont donc des miraculés et maintenant quasiment immortels. Après trois minutes, certains protons et neutrons forment déjà les premiers noyaux d’atomes, notamment d’hélium. Les électrons, deux mille fois plus légers, sont paralysés par l’agitation frénétique des photons, «gorgés d’énergie». Marcel et Lulu doivent donc attendre un peu pour se lier. Une attente de 380 000 ans ! A ce moment, les photons ont perdu de leur énergie, en raison de l’expansion de l’Univers. Lulu et Marcel s’unissent en un atome d’hydrogène. De leur côté, les photons peuvent désormais circuler librement, et la lumière apparaît ! Ce rayonnement fossile est encore observable aujourd’hui sous forme d’ondes radio. Depuis sa découverte en 1965, il est étudié pour comprendre la structuration de l’Univers.
Marcel et Lulu dérivent «paisiblement» pendant 100 millions d’années. Ils assistent à la naissance d’une des premières étoiles. La matière se concentre sous l’effet de la gravitation. Les atomes se rapprochent doucement en tournant. L’auteur évoque des «caresses» ! Alors, «millions d’années après millions d’années, la danse se resserre». La matière devient plus chaude et plus dense. Les protons s’accolent par paires et forment des noyaux d’hélium. Cette fusion nucléaire produit une énorme énergie. L’étoile est allumée et brûle son hydrogène. En fin de vie, après 100 millions d’années, elle produira de nouveaux éléments : carbone, azote, oxygène. Ces cendres nourriront la formation des étoiles de deuxième génération, qui sont plus petites, brûlent moins vite, durent beaucoup plus longtemps (milliards d’années) et se regroupent en galaxies grâce à la matière noire. Tout comme les étoiles de la troisième génération, dont fait partie notre Soleil.
Marcel et Lulu sont maintenant dans un nuage de matière dans la Voie lactée, notre galaxie, à 25 000 années-lumière de son centre. L’explosion d’une étoile lointaine produit une onde de choc. Le nuage devient disque tournant et donne naissance à notre Soleil et ses huit planètes. Marcel et Lulu sont sur la troisième planète, la Terre. Ils se combinent avec deux autres atomes (hydrogène et oxygène) pour former une molécule d’eau. Ils seront tour à tour nuage, pluie, océan, neige.

Clara apporte un peu d’humanité dans cette histoire de grands espaces sidéraux. Adolescente, elle s’éveille aux sciences grâce à un professeur qui lui fait calculer l’âge de l’Univers. Sa thèse de doctorat porte sur la matière noire. Une matière hypothétique, invisible, que l’on a dû inventer pour rendre compte du comportement des étoiles dans les galaxies. On ne l’a jamais observée mais les preuves indirectes de son existence s’accumulent. Elle représente 80% de toute la matière de l’Univers.
Clara participe maintenant à une expérience sous le tunnel de Fréjus visant à l’observer en direct (expérience réelle en cours sous le nom de Damic-M, soit Dark Matter in CCD - Modane). «C’est quand même étrange d’étudier le cosmos dans une cave !», se dit Clara. Mais il faut éliminer tout rayonnement parasite, et la montagne bloque les rayons cosmiques. Des blindages de plomb font écran à la radioactivité. On utilise du plomb dit archéologique provenant d’une épave romaine et ayant épuisé sa propre radioactivité.
On suit Clara dans sa passion pour tout comprendre dans le montage expérimental de haute technicité et la préparation du traitement statistique des mesures, mais aussi dans sa vie quotidienne, ses réunions en vidéo avec des collègues disséminés dans le monde, ses réflexions sur l’expérience en cours, ses démarches pour la suite de son contrat postdoctoral.

Ce livre original évoque avec pédagogie et en termes courants les grandes phases de l’histoire de l’Univers, les particules et leurs interactions, la relativité générale d’Einstein qui lie matière, énergie et géométrie de l’espace, l’expansion de l’Univers, la matière noire. La plongée dans le quotidien d’une chercheuse est très instructive et s’avère un des atouts de l’ouvrage.
La lecture du livre est généralement plaisante grâce au ton décalé et à l’humour de l’auteur.
Et la rencontre de Marcel et Lulu avec Clara, que le lecteur découvrira, est originale et poétique !