Vingt belles photos pour voir la science autrement

Sous ses piquants acérés, l’oursin violet cache un trésor : d’un orange éclatant, voici les gonades d’un Paracentrotus lividus, seule partie comestible de l’échinoderme. Victime de la pollution, de la dégradation de son habitat et de la surpêche, l’espèce décline fortement sur le littoral corse depuis plusieurs années.

Ces gratte-ciels fantomatiques ont été créés au cours d’une expérience de microélectronique, à la suite d’une gravure par plasma sur un échantillon de silicium. Ici la plaque de silicium n’a pas eu l’homogénéité attendue : la présence d’un contaminant dans le matériau a entrainé un défaut de fabrication, laissant apparaître ces cannelures semblables à des étages.

Les irisations changeantes à la surface de cette bulle de savon nous renseignent sur les infimes variations de son épaisseur: plus les couleurs s’intensifient, plus elle s’amincit. Si elles tirent sur un jaune intense, comme ici au sommet, l’éclatement est proche. Les minuscules taches colorées à la surface (appelées « patches »), plus fines et donc plus légères que le film autour, remontent par gravité tandis le liquide coule, inexorablement, jusqu’à la base, contribuant à l’amincissement de la bulle au cours du temps.

Sur les glaces flottantes de l’archipel du Svalbard, cette femelle morse de l’Arctique se laisse porter par le courant. Dans cette région où les températures augmentent deux fois plus vite que dans le reste du monde, le morse fait face à la fonte de son habitat. Ici, les scientifiques ont mis sous écoute le paysage sous-marin afin d’étudier les changements qui troublent les écosystèmes arctiques.

On observe à gauche une variation naturelle rare : celle d’une mousse avec une tige ramifiée, telle une fourche à deux branches. Les mousses actuelles ayant conservé des caractéristiques des premières plantes terrestres, de telles variations peuvent nous aider à comprendre comment l’architecture des plantes a pu se diversifier au cours de l’évolution.

Lorsque l’on dépose une goutte d’eau liquide sur une surface glacée, le front de gel se propage du bas vers le haut pour former une pointe à son sommet. Sur l’image, la différence entre une goutte d’eau pure, à gauche, et une goutte d’eau contenant un tensioactif, à droite, est frappante. Une simple goutte d'eau glaciale peut être sensible à la présence d’impuretés…

Monde méconnu, revêtant des formes multiples et surprenantes, le plancton marin est à la base de toute la chaîne alimentaire océanique. Cette image nous offre un aperçu microscopique, quelques millimètres, de l’extraordinaire diversité de la vie planctonique présente dans la baie de Banyuls, en Méditerrannée.

Ce plancton géant des eaux froides du Pacifique, mesurant 2,6 millimètres, est un Coelodendrum furcatissimum de la famille des Phaeodaires (Rhizaires). Vivant à 450 mètres de profondeur, cet organisme est friand de neige marine, pluie ininterrompue de détritus organiques qui nourrit les abysses. Il en porte d’ailleurs la trace permanente sur son squelette, sous forme de multiples particules brunes.

Joyaux du monde microscopique, les diatomées, microalgues brunes unicellulaires, sont présentes dans tous les milieux aquatiques. Il s’agit ici d’une diatomée centrique, mais il en existe plusieurs milliers d’espèces reconnaissables à leur frustule, une carapace en silice, transparente et rigide. Ces championnes de la photosynthèse produisent près d’un quart de l’oxygène terrestre.

L’une des étapes de la fabrication d’un microprocesseur consiste à déposer une couche de résine photosensible sur la surface d’une plaquette d’un matériau semi-conducteur, ici de l’arséniure de gallium. C'est à travers cette couche de résine que le matériau sera gravé. Sur ce composant de la taille d’une pièce de monnaie, des résidus de résine semblent avoir mystérieusement bourgeonné, évoquant la forme des sakuras, les cerisiers ornementaux du Japon.

Sphérique, cylindrique, conique : les singularités du monde des protistes, polymorphes, ne se révèlent qu’au microscope. La grande variété de ces petits organismes unicellulaires à noyau reflète les multiples chemins parcourus par l'évolution des eucaryotes. Certaines lignées de protistes, comme ici, ont développé un exosquelette fait de silice, de strontium, de carbonate de calcium ou de cellulose, qui protège leur unique cellule.

Derrière une île flottante, de l’écume de mer ou des bulles de savon (comme sur cette image), se cache une énigme scientifique : comment les mousses interagissent-elles avec les surfaces qu'elles touchent ? En modifiant la rugosité d’une lame grâce à des petites billes de verre, de quelques dizaines de micromètres, ici en violet, les chercheurs ont appris deux choses. D'une part, ce n'est pas seulement la taille des bulles qui compte; d'autre part, pour qu’une mousse accroche et ne glisse plus, la longueur des minuscules canaux entre les bulles - en noir sur l’image - doit être inférieure à la taille des aspérités de la surface (ici, les billes de verre).

Au décollage d’un lanceur spatial, la déflagration est si intense que les ondes sonores générées peuvent endommager la structure du lanceur et le matériel qu’il transporte. Sur cette image, obtenue grâce à des simulations numériques, les scientifiques sont parvenus à reproduire fidèlement les mécanismes à l’œuvre lors de cette assourdissante vague acoustique. On peut voir, en orange, les jets de gaz chauds, expulsés à l’allumage des moteurs.

Lors d’événements extrêmes, tels que les tempêtes ou les crues, de grandes quantités de sable sont transportées sur de longues distances. Sur cette simulation numérique, on peut voir à la loupe le mouvement chaotique de grains de sable où les particules en suspension ont laissé leur empreinte houleuse lors de leur passage dans le fluide.

Sur la plateforme tournante Coriolis, les chercheurs modélisent à petite échelle l’effet de la rotation terrestre sur l’écoulement des vents, des marées ou des courants océaniques. Ici, une expérience visant à reproduire le Kuroshio – en japonais « courant noir » –, un courant marin chaud du Pacifique, et sa trajectoire autour d’îles japonaises. Les petits tourbillons ne sont pas dus à un phénomène océanique naturel mais à des résidus imprévisibles des turbulences qui se sont formés en toute fin de manipulation !