Les membres de l’Afas publient régulièrement des notes de lectures. Elles sont à retrouver ici.
Cédric Grimoult
(Ellipses, 2021, 336 p. 26€)
A l’occasion du bicentenaire de la naissance de Pasteur, de nombreuses manifestations sont prévues, notamment en décembre 2022, et paraissent également plusieurs ouvrages. Celui de Cédric Grimoult permet de suivre le cheminement des travaux de ce savant très éclectique dans l’enchaînement de ses découvertes.
Après une agrégation de science physique préparée à l’Ecole normale supérieure, Pasteur préfère à l’enseignement le laboratoire de chimie de la rue d’Ulm. C’est alors qu’à 23 ans, il s’intéresse à la cristallographie et, après 10 ans, reçoit la médaille Rumford pour ses travaux exceptionnels dans les domaines de la thermique ou de l’optique.
Mais à 32 ans, professeur de chimie à Lille où il restera trois ans avant de revenir sur Paris, il s’oriente vers la recherche sur les fermentations (nature du ferment lactique, milieu propre au développement des levures...). Il reçoit plusieurs prix de l’Académie des sciences mais découvre aussi les confrontations entre scientifiques face à sa théorie sur les fermentations. Le débat sur la génération spontanée durera dix-huit ans, jusqu’en 1877.
A partir de 1862, Pasteur s’étant fait connaître d’un large public, il commence à intéresser les industriels français pour améliorer la fabrication du vinaigre et du vin.
En 1865, il est appelé pour lutter contre la maladie chez les vers à soie dans les Cévennes, alors qu’il n’avait aucune compétence sur cette production particulière. Il y consacrera six années avec succès malgré les critiques et publiera en 1870 ses Etudes sur les vers à soie. C’est alors qu’il commencera à s’intéresser plus particulièrement aux germes responsables de maladies humaines et animales, notamment le choléra. Il est soutenu par le couple impérial, après avoir rencontré Napoléon III le 19 mars 1863.
Il sera marqué par la guerre de 1870 (il sera très nationaliste et antiprussien) et les épidémies de variole et de typhoïde concomitantes. C’est pourquoi il s’attaquera au problème des maladies infectieuses, qui lui vaudra sa réputation internationale. Il préconise surtout une hygiène stricte en toutes circonstances. En 1877, c’est à la demande du ministre de l’Agriculture qu’il étudie le charbon, qu’il redéfinit «maladie de la bactéridie». Il présentera ses travaux à l’Académie de médecine, où les discussions seront parfois vives avec le vétérinaire Colin !
Puis ce sera l’épopée vaccinale, de 1880 à 1886 : choléra des poules, charbon, rouget du porc puis le choléra. Il s’intéresse ensuite à la rage, dont le vaccin a été mis au point par le vétérinaire Galtier avec le succès et les polémiques associées. Puis il s’intéresse à la tuberculose, une fois de plus (après le choléra) en compétition avec l’Allemand Robert Koch, qui a découvert la bactérie. L’essaimage des «laboratoires de recherche» créés avec ses disciples dans plusieurs parties du monde témoignera de l’importance de la recherche médicale française à cette époque, avec Adrien Loir en Australie, Albert Calmette à Saïgon, Charles Nicolle en Afrique du Nord, Alexandre Yersin en Indochine...
La vie de Pasteur sera aussi une vie de deuils familiaux et de maladies. Après une attaque d’hémiplégie en 1868, il en subit une seconde en 1887, puis une troisième en 1895, qui le laisse paralysé. A sa mort en septembre 1895, la République lui offrira des funérailles nationales.
Ce livre est écrit par un historien témoignant du talent de Pasteur, qui fut un visionnaire, un découvreur de premier plan. L’auteur n’a pas toujours signalé que, parfois, Pasteur a surtout su développer les découvertes faites par d’autres scientifiques. Il reste néanmoins un bienfaiteur de l’humanité.
Vincent Bretagnolle, avec Vincent Tardieu
(CNRS Editions, 2021, 288 p. 25€)
L’ornithologue Vincent Bretagnolle nous raconte, avec le journaliste Vincent Tardieu, l’histoire et les enseignements du projet Zone Atelier Plaine & Val de Sèvre qu’il a créé en 1994. Il s’agit d'un programme de recherche sur la biodiversité en milieu agricole, réalisé dans un laboratoire à ciel ouvert de 450 km2 comprenant 400 exploitations agricoles et 34 000 habitants en région poitevine.
Le premier animal étudié est le busard cendré, puis ce sera l’outarde canepetière, avant de délimiter une zone d’étude de 1000 à 1200 hectares en 1994 pour aboutir à 45 000 hectares en 2005. Puis ce sera l’étude des prairies et des jachères, avec le triste constat de l’effondrement de la biodiversité, qu’il s’agisse de la flore ou de la population animale.
C’est ainsi qu’il y eut les premières négociations avec les agriculteurs pour lutter contre les productions contre nature avec la mise en place du programme Natura 2000.
Le problème lié aux insecticides néfastes pour les abeilles a été étudié dans le cadre du dispositif ECOBEE, ce qui amène ensuite les auteurs à s’interroger sur l’utilité des pesticides et sur la solution d’une agroécologie. En effet, l’agriculture dépend des insectes et la disparition de 80% des insectes volants au cours des trois dernières décennies est inquiétante.
C’est pourquoi les auteurs soulignent l’intérêt d’impliquer les habitants, en particulier les agriculteurs, dans la recherche d’un meilleur équilibre de leur environnement selon une approche multi-acteurs.
Cette expérience a été complexe et le projet doit toujours être renouvelé pour, au-delà du système agro-alimentaire, rapprocher la santé humaine et la santé des écosystèmes.
Ce livre donne la parole aux scientifiques de terrain sur les futurs agricoles.
David Raubenheimer et Stephen J. Simpson
(Les Arènes, 2021, 320 p. 22,90€)
Depuis plusieurs décennies, de nombreux pays ont découvert le problème de l’obésité, notamment les Etats-Unis mais la France n’est plus épargnée. L’alimentation en glucides et en lipides est souvent mise en cause mais d’autres facteurs sont concernés. C’est pourquoi deux entomologistes australiens se sont attachés à comprendre les mécanismes pouvant être en cause avec l’exemple des animaux sauvages, qui ne sont jamais en surpoids.
Ils ont pu identifier l’existence de cinq appétits différents, dont chacun correspond à un nutriment (protéines, lipides, glucides, calcium, sodium). Ces appétits sont en concurrence mais ce sont les protéines qui prédominent.
La lecture du livre est passionnante. Elle commence par l’histoire du régime alimentaire de Stella, un babouin d’Afrique du Sud, suivie d’une observation sur les nutriments utilisés par une moisissure en Australie. En 1991, les deux auteurs entomologistes débutent une recherche sur l’alimentation des sauterelles. Puis ils s’intéressent à d’autres prédateurs (coléoptères, araignées). Ils ont accepté ensuite une étude sur les animaux de compagnie, où ils concluent que le régime moins protéiné du chien par comparaison avec celui du chat et du loup résulte d’un processus de domestication plus élevé. Par la suite, ils ont démontré le compromis existant entre la durée de vie et le taux de reproduction chez les drosophiles, impliquant des régimes alimentaires différents. Il s’ensuivit une étude sur les souris, qui a démontré le phénomène compliqué de l’obésité et que le fait d’être mince n’était pas la garantie d’une longue vie en bonne santé. Ils constatent que les populations humaines ayant la plus grande longévité (comme les Japonais centenaires de l’île d’Okinawa) ont un régime pauvre en protéines et riche en glucides, comme chez les souris ayant vécu longtemps. Puis ils se sont attachés à comprendre comment les orangs-outans s’adaptaient à leur environnement alimentaire. Mais lorsque ce dernier change, l’adaptation se traduit pas des modifications comme la domestication animale, la sélection des cultures, associées à une forte densité des populations, qui seront alors plus vulnérables aux famines et aux épidémies, puis à une nourriture industrielle malsaine avec les aliments ultra-transformés !
Dans ce livre, les exemples sont nombreux, souvent liés aux voyages lointains (îles, montagnes, déserts, villes) des deux auteurs qui s’attaquent franchement au marketing agressif de certains industriels de l’agro-alimentaire et au cercle vicieux de l’obésité.
Les auteurs en déduisent que le métabolisme de l’Homme est similaire à celui des animaux mais que nous cherchons en permanence à combler notre besoin en protéines face à un environnement alimentaire perturbé par la «nourriture industrielle» trop riche en glucides en en lipides. Et c’est en voulant atteindre notre cible en protéines que nous entrons dans le cercle vicieux d’une surconsommation de sucre et de gras. La conclusion de cet ouvrage est de passer de la théorie à la pratique en consultant le résumé des conseils argumentés permettant de travailler avec et non plus contre notre biologie pour atteindre notre cible protéique, avec l’aide d’exemples et de tableaux sur la valeur nutritionnelle moyenne de plusieurs aliments.
Après avoir lu cet ouvrage, on comprend parfaitement pourquoi il a été élu meilleur livre de l’année par la revue New Scientist.
Arnaud Cassan
(Dunod, 2022, 208 p. 15,90€)
L'auteur prend comme prétexte la vie et l’œuvre de Stephen Hawking pour réaliser une grande fresque sur l'histoire de l'Univers, sa création, sa constitution, son évolution et surtout, il dresse la liste des très nombreuses questions qui restent posées telles que : qu'y avait-il avant le Big Bang ? l’Univers a-t-il une fin ? quel est l'avenir de l'Univers ? qu'est-ce que la matière noire ? que sont en réalité les trous noirs ? quelles sont les propriétés de l'espace-temps de l'Univers ? d’où vient la matière ? ...
Un livre passionnant qui nous entraîne vers des réflexions abyssales sur le sens de l'Univers.
Françoise Serre Collet
(Quae, 2020, 156 p. 26€)
Cet ouvrage, paru en octobre 2020 mais toujours disponible chez l’éditeur, est écrit par une herpétologue du Muséum national d’histoire naturelle, passionnée par ces chéloniens et plus particulièrement par les espèces rencontrées en France métropolitaine comme la Tortue d'Hermann mais aussi les tortues de nos régions d’outre-mer.
Les photos permettent d’observer des tortues dans les zones d’outre-mer mais aussi dans d’autres pays. Nous apprenons que ces animaux sont pourvus de fosses temporales, et dans le chapitre consacré aux écailles et à la peau, qu'ils muent, qu’ils peuvent être albinos et qu’il n’est pas toujours facile de déterminer leur âge. Ces animaux à température variable recherchent le soleil, avec le cas particulier de la Tortue luth, capable de réguler sa température corporelle dans des conditions extrêmes.
Les photos sur la reproduction des tortues sont remarquables et l’on peut noter que la petite tortue va éclore avec l’aide de la «dent de l’œuf» comme c’est le cas du diamant chez le poussin !
Les tortues ne sont pas uniquement végétariennes mais peuvent aussi ingérer des insectes, des vers de terre ou jouer le rôle d'«éboueur» en consommant des cadavres, qu’il s’agisse des tortues terrestres, palustres ou marines. Des photos illustrent aussi leur consommation de méduses (parfois confondues malheureusement avec des sacs en plastique). Les prédateurs des tortues terrestres sont les fouines (pour les œufs), le renard et certains oiseaux (héron, rapaces...) mais la proximité des habitations favorise aussi l’attaque par des chiens domestiques. Les cistudes sont aussi menacées par ces prédateurs ainsi que par les loutres. Chez les tortues marines, la prédation est plus importante pendant la ponte et l’éclosion.
Après cette étude des différentes espèces de tortues rencontrées dans le monde, Françoise Serre Collet présente un catalogue des nombreuses tortues rencontrées en France : la Tortue d’Hermann, la Tortue mauresque, la Tortue de Floride (espèce introduite, envahissante et interdite d’importation depuis 1997), la Cistude d’Europe, la Tortue serpentine...
Puis elle s’attache au problème de l’impact du changement climatique (l’augmentation de la température s’accompagne d’une féminisation des tortues), de la pollution (déchets en plastique, lumières, pesticides...), des feux ravageurs, du braconnage et de la disparition des plages.
Enfin, elle termine en soulignant les stratégies destinées à protéger les tortues.
Cet excellent ouvrage est remarquablement illustré (la majorité des photos sont de l’auteure) et nous apprend beaucoup sur les tortues, notamment leur grande variété dans notre pays.
Jean-Marc Ginoux
(Ellipses, 2022, 240 p. 18€)
Hasard et erreur sont deux ingrédients qui ont pimenté l’histoire des sciences à de multiples reprises au cours des siècles. L’un et l’autre ont engendré de grandes découvertes ; l’un et l’autre en ont également retardé certaines. Dans cet ouvrage, Jean-Marc Ginoux, physicien, analyse leur rôle dans vingt-huit épisodes plus ou moins connus de l’histoire des sciences. En voici quelques exemples.
Le Britannique James Bradley observe par hasard, en 1725, l’orientation de la girouette située sur le mât d’un voilier ; celle-ci change légèrement à chaque virement de bord car elle combine les orientations du vent et du bateau. De la même manière, raisonne Bradley, se combinent le mouvement de la lumière émise par une étoile et celui d’un observateur terrestre tournant autour du Soleil. Il calcule que le mouvement apparent de l’étoile pour l’observateur est une petite ellipse parcourue en un an. C’est ce qu’il observe pour l’étoile γ de la constellation du Dragon. Il s’agit là de la première preuve expérimentale de la rotation de la Terre autour du Soleil depuis la théorie de Copernic, deux siècles auparavant ! Et déclenchée par le hasard d’une observation de voilier !
Heinrich Hertz met au point, en 1886, le premier dispositif destiné à émettre et recevoir des ondes radio (prédites par la théorie de Maxwell). L’onde est émise par l’étincelle qui claque entre les deux boules d’un circuit éclateur, et captée sur un résonateur qui doit être «accordé». Hertz a dû recourir à de longs tâtonnements avant d’ajuster avec succès les paramètres électriques et spatiaux de son appareil. Aujourd’hui omniprésentes, les «ondes hertziennes» sont nées d’un véritable «hasard expérimental» !
Henri Becquerel est le troisième d’une dynastie Becquerel au Muséum d’histoire naturelle de Paris. Guidé par Poincaré, Henri veut vérifier si toute matière fluorescente génère des rayons X (découverts un an avant). Il utilise des lamelles de sel d’uranium qu’il va exposer au soleil pour les rendre fluorescentes. Il les colle à des plaques photographiques enrobées de papier noir. Advient une période sans soleil. Il met le tout dans un tiroir en attendant des jours meilleurs. Quelques jours plus tard, il décide de développer les clichés (une intuition ?). Il s’attend à ne rien voir. Surprise ! La silhouette des lamelles est inscrite avec une grande netteté. En résumé, il vient de découvrir la radioactivité naturelle (1896), une des plus grandes découvertes de l’histoire des sciences. Par pur hasard. Mais «ces accidents heureux n’arrivent qu’à ceux qui les méritent», souligne Louis de Broglie dans son bel éloge d’Henri Becquerel.
En 325 av. J.-C., l’astronome Pythéas voyage dans l’Europe du Nord, découvre les marées, le soleil de minuit et les ours blancs. Le géographe Strabon lui taille une réputation d’affabulateur. Et pourtant, il mesure correctement la latitude de sa ville de Marseille, la première ville cartographiée de l’histoire. Il calcule avec une grande exactitude la circonférence de la Terre à 39 960 km (valeur réelle : 40 075 km). Tout comme Eratosthène peu après à Alexandrie. Quatre siècles plus tard, Claude Ptolémée ignore ses talentueux prédécesseurs : il estime la circonférence de la Terre à 28 000 km. Son modèle du monde ainsi rétréci s’impose pendant plus de mille ans, jusqu’à Christophe Colomb. Celui-ci croyait donc l’Asie, sa destination, beaucoup plus proche de l’Europe. «Sans l’erreur de Ptolémée qui peut dire s’il aurait entrepris un tel périple ?».
Citons d’autres exemples parmi les vingt-huit sujets traités : la découverte de l’électromagnétisme par Oersted, que Pasteur attribue à tort au hasard ; celle de la structure cristalline des minéraux par le prêtre réfractaire René Haüy ; celle des rayons X par Röntgen ; l’erreur d’Aristote sur la chute des corps, qui dura deux mille ans, mais aussi celle (brève) de Galilée ; deux erreurs qui se compensent par chance pour Kepler et sa loi des aires et pour Le Verrier et sa découverte de Neptune ; l’erreur, longtemps dissimulée au grand public, de Poincaré qui lui permettra de jeter les bases de la théorie du chaos ; l’univers statique d’Einstein, «la plus grosse erreur de [sa] vie», selon ses termes.
Curieusement, l’auteur semble donner crédit à des histoires généralement considérées plutôt comme des légendes : Archimède et sa baignoire, Galilée et le lustre de l’église de Pise.
L’auteur s’abstient de considérations théoriques générales sur le hasard et l’erreur, et ne s’en tient qu’aux faits. Il cite abondamment témoins et historiens. Le texte se trouve ainsi morcelé, ce qui nuit un peu à la fluidité du récit, mais apporte un point de vue historique précieux.
Ce livre s’adresse d’abord aux amateurs d’histoire des sciences. Ils auront le plaisir de découvrir quelques histoires méconnues et de redécouvrir sous un angle original certains épisodes classiques.
Maxime Schwartz, Annick Perrot
(EDP Sciences, 2022, 192 p. 15,90€)
La sortie de ce livre est bien faite : 2022, bicentenaire de la naissance de Louis Pasteur, et début de la période estivale. Un livre qui promet, d’après son titre, d’être facile à lire, qui promet sans doute des rappels pour raviver nos connaissances. C’est en partie le cas seulement, car sa lecture mérite d’être attentive et studieuse... peut-être pas à la plage.
Ainsi, il offre un vrai contenu scientifique, assez dense, présenté au travers d’évènements historiques et d’expériences illustres de Pasteur : travaux sur la dissymétrie des molécules du vivant (ouvrant sur la notion de chiralité), travaux pour réfuter la «génération spontanée» (avec l’expérience du ballon à col de cygne), travaux sur les vers à soie (ouvrant les études sur les maladies contagieuses), travaux sur la lutte contre les microbes pathogènes et la «pasteurisation», travaux sur la vaccination, travaux sur les fermentations...
Il offre aussi un contenu plus actuel au cours des différents chapitres, avec pour exemples le fonctionnement d’un vaccin à ARN messager, les maladies à prions comme celle de la vache folle, le séquençage des génomes (premier séquençage réalisé, celui du bactériophage PhiX174, en 1977), le rôle des microbiotes, les microbes de l’extrême, les biofilms, la biolixiviation, le mécanisme de ciseaux moléculaires CRISPR-Cas9... Le chapitre 2 notamment permet de comprendre tout ce que la microbiologie de Louis Pasteur a permis de montrer et comprendre sur le vivant.
Alors, peut-on comparer Louis Pasteur à Christophe Colomb ? Sans doute, car il a également permis la découverte d’un nouveau monde, celui des microbes.
Alessandro De Angelis
(EDP Sciences, 2022, 298 p. 22€)
1636. Voilà déjà trois ans que Galilée a été condamné. A vrai dire, cette condamnation a été, pour l'époque, bien légère : il est en résidence surveillée dans sa maison de campagne à Arcetri, près de Florence. Il n'a pas le droit de sortir de son jardin sauf pour aller à la messe (ce qu'il fait souvent) et doit chaque jour réciter une longue prière de contrition (mais il a obtenu que s'en charge sa fille, qui est religieuse). Il ne peut plus polémiquer, son passe-temps préféré, car les scientifiques qui viennent le voir, dont certains évêques, viennent pour apprendre et pour l'écouter.
Dans ces conditions, les journées sont longues. Une seule solution : écrire un livre. Ce sera Deux nouvelles sciences. Il s'agit de la mécanique et de la résistance des matériaux ; bien entendu les observations et les résultats présentés ne sont qu'un tout début mais l'essentiel n'est pas là. Il est légitime de dire que ce livre est le livre majeur de Galilée, l'un des piliers de la science moderne. La défense de la méthode expérimentale y est présentée avec beaucoup d'élégance et devient vite une évidence tant sont éradiquées les erreurs dues à une confiance absolue dans les écrits des Anciens. Mais ceux-ci sont tout de même remerciés : la Science progresse par améliorations successives.
Il est fascinant de voir et de sentir les doutes et les questions qui tourmentaient les hommes du XVIIe siècle. Quelles propriétés faut-il donner au vide ? et d'abord existe-t-il vraiment ? La cohésion des matériaux est-elle due à la peur du vide ? Si j'appelle AB un segment et M le point du milieu, puis que je sépare ce segment en deux parts égales, le point M va-t-il être coupé en deux ? ... pourtant ne dit-on pas que les points sont indivisibles ? La lumière a-t-elle une propagation instantanée ? on ne peut se contenter de dire «Je vois instantanément la lueur du coup de canon lointain alors que le son met un temps notable à parvenir». Il faut faire des expériences d'allers-retours lumineux...
Ecrit avec le vocabulaire et les tournures du XXIe siècle, le livre d'Alessandro De Angelis est aisé à comprendre et tout à fait passionnant.
Stéphane d'Ascoli, Adrien Bouscal
(First Editions, 2022, 213 p. 14,95€)
Parmi les nombreux ouvrages publiés sur la physique quantique mettant en évidence le caractère déconcertant des phénomènes qui la constituent tels que l'intrication, la superposition d'états ou la téléportation, cet ouvrage présente une originalité particulièrement intéressante : il décrit les principales innovations technologiques que la physique quantique a permis, montrant que bien que nous ayons beaucoup de difficultés à interpréter ces phénomènes, nous sommes capables de les prédire et de les maîtriser pour réaliser des objets technologiques particulièrement innovants comme l'IRM, le laser, les LEDs, les fibres optiques, les trains à sustentation magnétique, les ordinateurs quantiques...
Ainsi, bien que les controverses scientifiques continuent sur son interprétation, la physique quantique est l'une des théories scientifiques les mieux vérifiées par l'expérience et les plus productives en termes d'innovation.
A lire absolument si, bien que déconcerté par la physique quantique, on cherche malgré tout à comprendre...
Antoine Moreau
(Ellipses, 2022, 216 p. 16€)
E = mc², V = RI, je ne me rappelle rien de plus ! La physique m'impressionne et je n'ose plus en parler... Mais voyons, un petit effort, l'essentiel n'est pas dans les formules mais dans le fonctionnement de cet Univers et de cette matière qui nous entourent.
Les exemples présentés et analysés sont on ne peut plus vivants : les joueurs de pétanque lancent leurs boules... l'eau coule du robinet et elle est déviée par l'approche du sac plastique électrisé... la porte du four à micro-ondes est percée de petits trous qui arrêtent les micro-ondes mais permettent d'observer les plats posés à l'intérieur... le chat de Schrödinger se demande s'il va survivre...
Ce livre se lit comme un roman.