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La propulsion EM Drive enfin démontrée ?

En avril dernier, un groupe de physiciens du NASA Johnson Space Center annonçait avoir testé avec succès le principe d’une propulsion électromagnétique (EM Drive) dans le vide. Cette technologie futuriste de propulsion, qui défie les règles de la physique classique, pourrait ouvrir une toute nouvelle ère d’exploration spatiale grâce à la création de moteurs à très grande vélocité. Ainsi la Lune serait accessible en seulement quelques heures et une mission vers Pluton ne durerait que 18 mois (contre 9 ans de voyage pour la sonde New Horizons). Cependant, la technologie EM Drive suscite bon nombre d’avis sceptiques parmi la communauté scientifique. Une nouvelle étude allemande, présentée fin juillet lors de la conférence internationale de propulsion aéronautique et astronautique d’Orlando, viendra-t-elle lever les dernières réticences ?

Roger Shawyer dans son laboratoire. (c) Satellite Propulsion Research Ltd

Roger Shawyer dans son laboratoire. (c) Satellite Propulsion Research Ltd

Proposé en 2001 par l’ingénieur britannique Roger Shawyer pour la société Satellite Propulsion Research, l’EM Drive est une méthode de propulsion grâce à laquelle des micro-ondes électromagnétiques fournissent dans une cavité résonnante la conversion d’énergie électrique en énergie de poussée sans expulsion de propergol. En raison de son concept extrêmement avancé et de sa remise en cause de la conversion de la quantité de mouvement, le propulseur EM Drive laisse sceptique bon nombre de physiciens. A tel point que certains d’entre-eux crient même au charlatanisme ! Et pourtant, depuis quelques années, les premiers essais techniques menés par l’équipe de Shawyer semblent donner quelques résultats encourageants. En 2013, le professeur chinois Juan Yang publia un article démontrant la conversion d’une puissance électrique de 2,5 kW en une poussée de 720 mN. Il a été ainsi calculé que si l’EM Drive chinois se révélait totalement opérationnel, il fournirait assez de poussée pour compenser la perte progressive d’altitude de la station spatiale internationale (ISS). En attendant, chaque nouveau vaisseau spatial arrivant effectue ce travail en épuisant ses réservoirs.

Selon le Dr. White, leader du groupe de recherche NASA Eagleworks et travaillant sur la toute aussi hypothétique propulsion spatiale par distorsion, il une explication « physique » au phénomène mis en jeu par l’EM Drive. Il s’agirait d’une poussée due à l’énergie du vide quantique (l’état quantique au plus bas niveau d’énergie) selon un mécanisme de propulsion qui ne serait pas sans rappeler les ions propulsés par accélérateur magnétohydrodynamique (une méthode de propulsion spatiale électrifiant le propergol et le dirigeant grâce à un champ magnétique vers l’extérieur des turbines). Dans le modèle suggéré par le Dr. White, le propergol est remplacé par des particules issues du vide quantique, expliquant ainsi l’incompatibilité du phénomène avec les seuls principes de la physique classique.

Afin de mettre la théorie du Pr. White à l’épreuve, rien ne vaut l’expérimentation dans le vide. Paul March, un ingénieur du NASA Eagleworks, a récemment rapporté sur le forum scientifique NASASpaceFlight.com le test réussi d’un EM Drive dans le vide. La nouvelle a rapidement fait le tour du web, provoquant une vague de réactions enthousiastes et d’exagérations techniques : si l’expérience du NASA Eagleworks se voulait encourageante, la NASA n’en est pas encore rendue au stade de la fabrication d’un vaisseau spatial à propulsion EM Drive ! Comme toute vague médiatique, cette annonce a été accompagnée d’une contre-vague sceptique, de nombreux physiciens suspectant qu’une convection thermique liée aux micro-ondes était due à cette poussée mesurée durant les expériences chinoises et américaines. Mais les physiciens du NASA Eagleworks ont finalement débouté cette hypothèse sceptique, montrant que la poussée n’était due en rien à des phénomènes de conversion thermique.

Dispositif expérimental de l'équipe du Pr. Tajmar, Université de Dresde.

Dispositif expérimental de l’équipe du Pr. Tajmar, Université de Dresde.

L’affaire rebondit de nouveau fin juillet, lorsque Martin Tajmar, professeur à l’Université de technologie de Dresde, présente lors de la conférence internationale de propulsion aéronautique et astronautique d’Orlando les travaux de son équipe de recherche. Intitulée « Direct Thrust Measurements of an EmDrive and Evaluation of Possible Side-Effects » , sa présentation plaide en faveur des expériences précédemment menées par Shawyer, Yang et le NASA Eagleworks : « Our measurements reveal thrusts as expected from previous claims after carefully studying thermal and electromagnetic interferences, » note Martin Tajmar. « If true, this could certainly revolutionize space travel. » Des déclarations extrêmement encourageantes mais qui ne clôturent pas pour autant le débat : « Additional tests need to be carried out to study the magnetic interaction of the power feeding lines used for the liquid metal contacts, » précise-t-il. « Nevertheless, we do observe thrusts close to the magnitude of the actual predictions after eliminating many possible error sources that should warrant further investigation into the phenomena. Next steps include better magnetic shielding, further vacuum tests and improved EMDrive models with higher Q factors and electronics that allow tuning for optimal operation. »

La technologie EM Drive est considérée par certains physiciens comme impossible au vu de la physique classique. Pourtant, l’accumulation d’études et de rapports publiés au cours de ces quatorze dernières années tend à prouver que « impossible » ne soit pas le meilleur qualificatif pour désigner ce mode de propulsion futuriste ! Si les physiciens et ingénieurs parvenaient à développer un prototype de vaisseau spatial à EM drive, il serait possible de parcourir à peu près 100.000 kilomètres par heure. Soit la vitesse nécessaire pour rallier la Lune en quatre heures au lieu de trois jours, et atteindre Mars en deux à trois semaines au lieu d’un semestre ou plus. Un voyage à bord d’un vaisseau EM Drive propulsé à 10% de la vitesse de la lumière vers la célèbre étoile voisine Alpha du Centaure, située à 4,3 années-lumière, prendrait plusieurs décennies. De quoi rendre les missions interplanétaires habitées accessibles, voire même ouvrir la voie d’une vaste exploration robotisée interstellaire …

Demain, tous en week-end sur la Lune grâce à l'EM Drive ?

Demain, tous en week-end sur la Lune grâce à l’EM Drive ?


Stephen Hawking et Elon Musk s’engagent contre les robots militaires autonomes

Faut-il craindre le développement futur de l’intelligence artificielle ? Depuis plusieurs mois, ce débat enflamme la communauté scientifique et les amateurs d’informatique. Si certains spécialistes minimisent les craintes concernant l’émergence d’un futur Skynet, d’autres éminents scientifiques, penseurs et entrepreneurs craignent par-dessus tout la création future de robots militaires. Dernier rebondissement médiatisé : dans une lettre ouverte publiée fin juillet par l’institut Future of life (une association visant à prévenir les risques que peut représenter l’intelligence artificielle sur l’humanité), Stephen Hawking, Elon Musk, Steve Wozniak (co-fondateur d’Apple), Demis Hassabis (fondateur de DeepMind) et Noam Chomsky ont appelé à l’interdiction des armes autonomes, capables « de sélectionner et de combattre des cibles sans intervention humaine ».

Qui a peur d'un monde dominé par les robots Terminator ?

Qui a peur d’un monde dominé par les robots Terminator ?

Cette lettre ouverte, accompagnée d’une pétition signée par plus d’un millier de personnalités, a été publiée dans le cadre de l’IJCAI, conférence internationale sur l’intelligence artificielle qui se tient jusqu’à la fin du mois à Buenos Aires. Entre craintes légitimes autour du développement de robots militaires et fantasmes de films hollywoodiens, cette lettre ouverte considère qu’une escalade militaire sera inévitable si le domaine de l’intelligence artificielle se retrouve à l’avenir intimement mêlé à la recherche appliquée en matière de défense nationale. Le développement de la robotique rendant ces armes de moins en moins onéreuses et ne nécessitant pas d’équipement ou de matériaux d’approvisionnement difficile, « ce ne sera qu’une question de temps avant qu’elles n’apparaissent sur le marché noir et dans les mains de terroristes, de dictateurs souhaitant contrôler davantage leur population et de seigneurs de guerre souhaitant perpétrer un nettoyage ethnique ».

Considérant l’émergence de robots militaires autonomes comme la « 3ème révolution militaire » après la poudre et le nucléaire, les signataires de cette lettre ouverte risquent surtout d’encourager un climat de psychose autour de l’intelligence artificielle, florissant domaine de recherche à l’interface entre informatique et robotique. Car en définitive, cette lettre ouverte rejoint avant tout des craintes très spécifiques sur les armes létales autonomes, déjà pointées du doigt par l’ONG Human Rights Watch et le rapporteur spécial de l’ONU Christof Heyns. Nous sommes donc bien éloignés des nombreuses applications civiles promises par l’intelligence artificielle en matière d’exploration spatiale, de domotique, aide humanitaire, ou encore interventions à risque dans des zones contaminées ou inaccessibles. Un amalgame dont se gardent les auteurs de cette lettre ouverte, mais que le grand public franchira aisément en associant l’intelligence artificielle à une sorte de psychose hollywoodienne…


Coup d’envoi de la RoboCup 2015 en Chine !

Que la compétition commence ! La Robocup 2015 débute ce week-end et se déroulera du 19 au 23 juillet à Hefei, en Chine. Cette année encore, une équipe française tente de décrocher le prix robotique. Le laboratoire bordelais de recherche en informatique (LABRI) s’est qualifié pour représenter nos couleurs nationales durant cette compétition et espère bien prendre sa revanche après sa défaite l’année dernière en quart de finale contre le Japon.

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Point de Ronaldo ou de Messi en vedette dans l’équipe française baptisée le « Rhoban Football Club » mais des Chewbacca, Mowgli, Django, Olive et Tom qui ne feront pas de cadeaux à leurs adversaires métalliques ! Les robots Sigmaban développés depuis 6 ans par les chercheurs bordelais mesurent 90 centimètres de long. Ils se déplacent grâce à des articulations reproduisant l’anatomie humaine et peuvent se relever rapidement de manière autonome en cas de chute. Chaque robot partage sa position et son état par réseau wifi et ajuste ses réactions en fonction de ces informations. L’équipe effectue donc un réel travail d’équipe ! Difficulté supplémentaire pour cette édition 2015 : les matchs se dérouleront sur un terrain d’herbe synthétique de trois centimètres de haut. L’équipe bordelaise, dirigée par Olivier Ly, a donc installé pour l’occasion un système de capteurs sous les pieds des robots afin que ces derniers puissent déterminer s’ils marchent ou non sur le sol herbeux. Ce système leur permettra également de déterminer si leur centre de gravité se décalle vers l’avant ou l’arrière, et leur permettra ainsi de shooter le ballon.

Chaque année, les participants présentent des équipes robotiques encore plus perfectionnées. Au-delà de la compétition, la RoboCup est aussi une plateforme d’échange unique au monde pour la communauté scientifique. L’objectif final de ces challengers : battre une équipe humaine en 2050. En marge de la très populaire compétition de football, d’autres épreuves sont disputées par les robots :

Rescue : cette épreuve reproduit un site de catastrophe dans l’un des hangars de la RoboCup. Il s’agit alors de concevoir un robot autonome ou bien téléopéré qui porte secours à des blessés.
Robot@home : le robot doit effectuer de façon autonome diverses tâches ménagères.
Junior : des équipes de lycéens et collégiens participent à la compétition en réalisant des robots autonomes pour diverses épreuves (résolution de labyrinthe, suiveur de ligne, course, etc).

 


New Horizons : survol de #Pluton et rêveries lovecraftiennes #Yuggoth

La sonde New Horizons vient de renvoyer des clichés saisissants lors de son passage à proximité de Pluton. La performance est considérable pour l’astronomie moderne, et récompense plus de neuf années de voyage dans l’espace depuis son lancement, en janvier 2006. Entre-temps, Pluton a été déclassée au rang de planète naine, mais l’intérêt pour les lointains objets transneptuniens n’a en rien diminué. Embarqués à bord de l’engin spatial, reposent également les cendres de son premier observateur, l’astronome Clyde W. Tombaugh (18 février 1930). Que son voyage éternel se poursuive encore longtemps.

Pluton photographiée par la sonde New Horizons (NASA, 2015).

Pluton photographiée par la sonde New Horizons (NASA, 2015).

Mais impossible pour ma part de ne pas penser à H.P. Lovecraft en admirant ces magnifiques clichés astronomiques ; lui qui rêvait dans ses œuvres de mondes lointains situés aux confins du système solaire. Alors qu’il vient d’achever son poème en 36 sonnets « Fungi from Yuggoth » rédigé entre le 27 décembre 1929 et le 4 janvier 1930, le Maître de Providence se penche dès février 1930 sur l’écriture d’une nouvelle, « Celui qui chuchotait dans les Ténèbres  » . Ce même mois a lieu la découverte de Clyde Tombaugh, que le Lowell Observatory est en mesure de confirmer le 13 mars 1930. Télégraphiant alors au Harvard College Observatory un missive qui allait faire grand bruit dans la presse nationale qu’internationale, le Lowell Observatory achevait une longue traque astronomique et annonçait la première planète découverte par un américain ! Officiellement baptisée Pluton le 24 mars 1930, ce lointain objet céleste ne manqua pas d’attirer l’attention de Lovecraft. L’écrivain vouait déjà depuis son enfance une réelle passion pour les sciences, en particulier l’astronomie et la physique. La découverte de Pluton enflamma littéralement son imagination, et il décida de relier l’événement à sa propre planète Yuggoth.

Dans l’univers Lovecraftien, Pluton est un monde sombre, sur lequel les Mi-Go ont érigé de gigantesques cités de pierre noire, aux édifices sans fenêtres et bordés de jardins fongiques. Des ponts cyclopéens enjambent des rivières noires, certainement bâtis par une race encore plus ancienne que les Mi-Go eux-mêmes redoutent avec effroi. Le sous-sol de ce monde fongique contient un métal exotique, le tok’l, utilisé par les extra-terrestres pour construire leurs étranges machines. D’autres planètes accompagnent Yuggoth au-delà de l’orbite neptunienne, notamment la planète Nithon, un inquiétant monde sauvage auquel Lovecraft fait également référence dans son poème :

 

“This is the hour when moonstruck poets know
What fungi sprout in Yuggoth, and what scents
And tints of flowers fill Nithon’s continents,
Such as in no poor earthly garden blow.
Yet for each dream these winds to us convey,
A dozen more of ours they sweep away!”

(Fungi from Yuggoth, sonnet XIV. Star-Winds)

 

Vision d'artiste de Yuggoth. (crédits : Fantasy Flight Games, 2001).

Vision d’artiste de Yuggoth. (crédits : Fantasy Flight Games, 2001).

 

Décrits en détails dans « Celui qui chuchotait dans les Ténèbres » , les Mi-Go ou « Fungi de Yuggoth » sont de grandes créatures fongoïdes évoquant une sorte de crustacé doté d’ailes, d’appendices et d’antennes, mesurant à peu près de la taille d’un homme. De couleur rosâtre, elles craignent la lumière du jour et ne peuvent pas être prises en photographie avec un appareil argentique classique. Le gentleman Akeley explique que les Mi-Go proviennent du plus profond de l’espace, et qu’ils voyagent de monde en monde en volant dans l’éther. Ils sont également présents sur Terre depuis la nuit des temps, exploitant secrètement des ressources minières rarissimes. S’ils évitent le contact avec l’homme, ils ont néanmoins recruté toute une armée d’espions afin de garantir leur sécurité. Leur science dépasse notre entendement, et ils rendent un culte à Nyarlathotep et Shub-Niggurath.

 

“The blasphemies which appeared on earth, it was hinted, came from the dark planet Yuggoth, at the rim of the solar system; but this was itself merely the populous outpost of a frightful interstellar race whose ultimate source must lie far outside even the Einsteinian space-time continuum or greatest known cosmos.”

(The Whisperer in Darkness, 1930).

 

Un Mi-Go (crédits inconnus).

Un Mi-Go (crédits inconnus).

 

Impossible de ne pas craindre cette race extra-terrestre capable d’annihiler l’espèce humaine par simple caprice ! La révélation des immondes secrets de Yuggoth pourrait bien mener notre monde à sa perte. Aussi la découverte de Pluton ne peut qu’inspirer une profonde inquiétude au professeur Albert N. Wilmarth, qui ne tarde pas à faire le rapprochement entre ce nouvel objet céleste et la terrible planète des Mi-Go :

 

“Astronomers, with a hideous appropriateness they little suspect, have named this thing “Pluto”. I feel, beyond question, that it is nothing less than nighted Yuggoth.”

(The Whisperer in Darkness, 1930).

 

Lovecraft laisse planer le doute quant à ses réelles intentions : Pluton était-elle bien en définitive ce monde lointain de la nouvelle « Celui qui chuchotait dans les Ténèbres » ? Toujours est-il que Yuggoth est considérée la première référence science-fictionnelle à Pluton, puisque les deux planètes furent décrites à quelques jours d’intervalle, l’une pour la science, l’autre pour la littérature. Les clichés de la sonde New Horizons n’en restent pas moins puissamment évocateurs. Quiconque a déjà lu les œuvres de Lovecraft ne pourra s’empêcher d’imaginer de vastes étendues fongiques, d’y guetter la trace de canyons gigantesques, ou encore de frissonner à l’idée que les astronomes de la NASA ne finissent par révéler à sa surface d’inquiétants blocs symétriques de pierre noire …


Les Bogdanov se défendent très mal

IG_BogdaVoilà que resurgit l’affaire Bogdanov dans les médias. Dernier volet de cet interminable feuilleton, les deux jumeaux stars du petit écran ont été déboutés par le tribunal administratif de Paris suite à leur plainte contre le CNRS. En effet, les Bogdanov réclamaient plus d’un million d’euros de dommages et intérêts au centre national de la recherche scientifique pour avoir rédigé un rapport critiquant fermement le contenu scientifique de leurs thèses de doctorat respectives. Le dénouement d’une longue série de querelles par médias interposés et de recours juridiques ?

Sylvestre Huet revient en détails sur le cas Bogdanov, de quoi relancer la polémique. Pour ma part, j’avais publié un long billet explicatif sur l’affaire Bogdanov voici quelques années, il ne me semble donc pas nécessaire de revenir en détails sur le sujet. Cependant, notons qu’une fois de plus, les jumeaux Bogdanov se défendent très mal. En effet, porter devant la justice leur différent avec le CNRS ne pouvait qu’aboutir à un échec judiciaire. Aucun juge n’aurait tranché en leur faveur, pour deux raisons somme toutes logiques : la Justice ne peut en aucun cas se substituer à un conseil d’experts scientifiques, et ce rapport portant sur le contenu de leurs recherches ne relevait nullement de l’attaque ad hominem. Chou blanc prévisible, les deux jumeaux en sont pour leur compte avec une condamnation à verser 2000 euros au CNRS !

Lors de la publication du compte-rendu du CNRS par le magazine Marianne, j’avais pris le temps de parcourir les deux thèses de doctorat des frères Bogdanov ainsi que les différents commentaires de la communauté scientifique. En premier lieu, il est évident que leurs manuscrits ne répondent pas au niveau d’excellence exigé pour une thèse financée ou soutenue par le CNRS. D’ailleurs, l’organisme n’a nullement accueilli les jumeaux durant leurs doctorats, qu’ils ont soutenus à l’Université de Bourgogne. Ce campus de province n’était certainement pas le mieux placé pour accueillir des sujets de recherche aussi ambitieux sur le plan théorique, mais passons. Le jury de thèse, constitué probablement avec complaisance et amitiés professionnelles, n’a rien d’honnêtement blâmable, la chose est courante dans la recherche scientifique. Leurs manuscrits furent très certainement évalués selon des critères d’exigence au-dessous de ceux exigés des doctorants du CNRS, mais notons également que nul laboratoire du prestigieux centre de recherches français n’aurait accueilli les deux frères ! Enfin, les soutenances ont démontré quelques faiblesses des candidats, chose tout aussi commune qui souligne, en temps normal, que le jury n’est vraisemblablement pas en présence de thèses et doctorants d’excellence.

En définitive, les thèses des Bogdanov n’ont rien d’exceptionnel. Il s’agit de thèses plutôt médiocres issues d’une université de province, comme il s’en soutient des dizaines chaque semaine. Seulement, l’éclairage médiatique de ces deux stars du PAF et les crispations accumulées par les physiciens à l’encontre des jumeaux ne pouvaient que favoriser une aussi vive polémique ! Notons cependant que ces thèses, aussi critiquées soient-elles, ont été acceptées et que les frères Bogdanov ont reçu leurs diplômes de doctorat. Aussi vive que soit la polémique, ce fait est désormais gravé dans le marbre. Et dans un sens, il faut s’en réjouir. Car si le CNRS exigeait et obtenait, par je ne sais quelle ingérence, l’annulation de leurs diplômes académiques, il faudrait dans ce cas réexaminer toutes les thèses obtenues au fil du rasoir depuis celles des Bogdanov. Cette démarche, particulièrement lourde, serait pourtant nécessaire, dans un souci d’équité et afin de ne pas transformer les jumeaux en martyrs médiatiques.

Or, que faire des doctorats encore plus calamiteux ? Pour avoir assisté à de nombreuses soutenances de par mon profil professionnel, il m’est arrivé de constater, atterré, les faiblesses abyssales de certains candidats. Du doctorant considérant les Cétacés comme des poissons à l’étudiant incapable d’établir une droite de régression, les perles de soutenance de thèse valent bien celles du baccalauréat. Ont-il été refusés pour autant ? Non, bien entendu, car une fois le manuscrit accepté et la date de soutenance fixée, l’école doctorale n’a aucun intérêt à ce que le procès-verbal statue en défaveur du candidat pour de tels « détails ». Toute soutenance échouée étant un mauvais point pour le laboratoire d’accueil comme pour l’école doctorale, il vaut mieux laisser passer un candidat médiocre au terme de son doctorat. La chose se justifie d’autant plus dans un contexte politique poussant à condenser les thèses en trois ans maximum.

Les frères Bogdanov n’ont donc aucun souci à se faire : ni le ministère, ni le CNRS n’ont intérêt à déclancher un « phd-gate » en France. Aussi auraient-ils mieux fait de laisser couler la polémique en acceptant des critiques défavorables à l’encontre de leurs travaux, plutôt que de saisir la justice et subir cette condamnation en guise de camouflet. Porter plainte leur a définitivement causé plus de tort que de rester impassibles, sans parler du retour de flamme dans la presse ! Le rapport du CNRS dénonce les faiblesses des thèses des Bogdanov : sur ce point, les auteurs de ce document ont probablement vu juste. Car pour valider des recherches scientifiques, il n’existe qu’un seul outil d’évaluation infaillible, comme le rappelait Richard Monastersky dans « The Chronicle of Higher Education » : « There is one way…for physicists to measure the importance of the Bogdanovs’ work. If researchers find merit in the twins’ ideas, those thoughts will echo in the references of scientific papers for years to come  » . Dans le cas des frères Bogdanov, un rapide examen sur Google Scholar m’indique qu’aucun article paru ces dernières années ne cite leurs travaux (mis à part deux auto-publications que l’on ignorera par conséquent). Le lecteur en tirera donc les conclusions qui s’imposent quant à la pertinence des travaux scientifiques des Dr. Bogdanov …


Les plantes OGM sont-elles compatibles avec une agriculture écologique ?

Depuis une vingtaine d’années, le débat sur les plantes génétiquement modifiés est particulièrement sensible. Deux camps irréconciliables s’affrontent, et les susceptibilités prenant bien trop souvent le pas sur la raison. Depuis une dizaine d’années, je m’intéresse au sujet pour de multiples raisons : d’abord parce que ma formation universitaire m’a conduit à décrocher un diplôme de Master 2 Biologie et biotechnologies végétales ; ensuite en raison de ma sensibilité écologiste, qui me pousse à me définir comme naturaliste plutôt que scientifique. Sujet sensible que j’ai volontairement évité d’aborder sur ce blog pendant de nombreuses années, il m’a semblé nécessaire de briser ce tabou, mais d’une manière un peu particulière. Il faut en effet reconnaître que le débat dépasse largement le domaine scientifique : derrière les biotechnologies végétales se cache un système productiviste intensif peu respectueux de l’environnement, bâti sur le modèle d’une économie ultra-capitaliste. Face à des systèmes agricoles que je qualifierais de « vertueux » comme l’agriculture biologique ou raisonnée, les plantes génétiquement modifiées ont mauvaise presse. Comment les rendre compatibles avec un modèle agricole vert, alternatif et durable ? Question d’autant plus sensible que dans ces débats passionnés, le génie génétique se retrouve le plus souvent diabolisé. Or si des firmes comme Monsanto ont largement mérité leur mauvaise réputation dans les médias et l’opinion publique, ce parti-pris crée une regrettable confusion entre l’outil biotechnologique et ces multinationales. Or il est nécessaire de prendre conscience que l’amélioration génétique, comme tout outil technologique, peut être utilisée à bon ou mauvais profit !

Entendons-nous bien, si les plantes génétiquement actuellement commercialisées sont en de nombreux points condamnables, toutes ces critiques ne font que renforcer mon opinion d’une mauvaise utilisation de cet outil biotechnologique. La faute en revient certainement à l’un des tout premiers modèles de plantes GM cultivé à grande échelle : les semences de type RR (Roundup Ready). D’abord jugées prometteuses car diminuant les pulvérisations de cocktails d’herbicides en plein champ, leur recours s’est avéré finalement néfaste pour l’environnement. Ces plantes génétiquement modifiées sont résistantes au glyphosate, permettant l’utilisation de ce produit phytosanitaire pour détruire les adventices (les « mauvaises herbes ») tout en épargnant les cultures. Cependant, le transfert naturel du transgène chez ces adventices (Snow, 2002 ; Warwick et al., 2008) induit leur propre résistance. Or, si les « mauvaises herbes » acquièrent cette résistance au glyphosate, l’agriculteur aura recours à de plus fortes pulvérisations d’herbicides. S’installe alors un cercle vicieux, mais particulièrement juteux pour la firme Monsanto commercialisant à la fois glyphosate et semences de type RR aux agriculteurs pris au piège…

Si l’on rappelle également le caractère cancérigène du glyphosate, nous abordons le débat capital de l’interdiction de sa commercialisation. Débat, lamentablement gâché par les ratés de notre ministre Ségolène Royal sur le Roundup, et qui ne fait que masquer le réel défi attendant l’agriculture du XXIème siècle. Car dans un monde à la démographie sans cesse croissante et soumis au réchauffement climatique d’origine anthropique, apparaissent de réels défis lancés aux agriculteurs de demain. Il sera forcément nécessaire de repenser en profondeur nos modèles agricoles si nous voulons limiter au mieux les famines à venir. Pour cela, il nous faudra aussi bien apprendre à respecter notre environnement qu’à utiliser avec la plus grande intelligence possible tous les outils mis à notre disposition par les sciences technologiques. Et dans ce domaine, l’amélioration végétale pourrait bien nous être d’un grand secours. Mais comment une biotechnologie si décriée aidera à relever ces défis ? Afin de mieux comprendre ces arguments, il me semble nécessaire de résumer les principaux impacts du changement climatique sur l’agriculture.

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Épis de blé en plein champ. Crédits: Wikimédia.

Pour l’agriculteur, la hausse des teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone s’accompagne d’une trompeuse promesse d’un meilleur rendement photosynthétique. Trompeuse car cet effet positif atteint un plateau de saturation à partir de 550 ppm pour les plantes de type C3 (coton, riz, blé, orge, haricots, tournesol, pommes de terre, la plupart des légumineuses, plantes ligneuses ou autres cultures maraîchères) et 750 ppm pour les plantes de type C4 (maïs, sorgho, canne à sucre, mil, herbes à fourrage ou encore herbes tropicales). D’autre part, si les cultures réalisées sous serre bénéficient d’une augmentation artificielle de la teneur en dioxyde de carbone pour augmenter leur croissance, leur qualité nutritive s’en retrouve en contre-partie diminuée. Bloom et al. (2010) ont également souligné la difficulté d’assimilation des nitrates chez le blé et Arabidopsis thaliania lorsque la pression partielle en dioxyde de carbone augmente. Cette inhibition entraîne une perte de qualité nutritionnelle du blé, mais fait également craindre une mauvaise assimilation des sources azotée par les cultures en plein champ, et donc plus d’apports en fertilisants azotés. Or si le procédé Haber-Bosch a permis de révolutionner l’agriculture en fixant le diazote gazeux pour produire ammoniac et engrais azotés, il nécessite un apport d’énergie considérable (pression de 200 atm, température de 500-600°c). Energie le plus souvent d’origine fossile. La hausse des apports d’engrais en champ due à l’augmentation des teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone conduira donc à une hausse de la consommation de combustibles fossiles. Le trop-plein d’engrais déversé dans les cours d’eau jusqu’aux zones côtières favorisera également la pollution par eutrophisation… En d’autres termes, l’agriculture intensive risque de nous conduire vers un cercle environnemental vicieux.

La hausse de la pression partielle en dioxyde de carbone présente cependant un avantage sur la consommation d’eau des plantes en serre, puisqu’elle induit une contraction et une réduction des stomates par unité de surface foliaire, diminuant ainsi l’échappement de la vapeur d’eau sur chaque feuille (Van de Geijn & Goudriaan, 1995). Ce phénomène est bien connu des agriculteurs, car il permet d’obtenir un gain de production de biomasse pour les cultures en serre tout en limitant leur consommation d’eau. Cependant, ce bénéfice physiologique n’est en rien une solution miracle face aux épisodes de sécheresse climatique désormais plus longs et plus fréquents. La hausse des teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone n’a nullement épargné l’Ethiopie lors de la grande sécheresse responsable de la crise alimentaire de 2008. De même, le stress hydrique n’est pas seulement lié aux épisodes de sécheresse, mais également à la hausse de la salinité. Les zones agricoles côtières sont ainsi particulièrement exposées, même à court terme. En effet, l’augmentation du niveau des océans entraîne une remontée d’eau saumâtre et augmente la salinité des sols côtiers, les rendant progressivement impropres aux cultures. Au Bengladesh, ce phénomène a déjà entraîné la perte de près de 10% des terres cultivables et fait sensiblement chuter la production nationale de riz (Hossain, 2010).

Des solutions agronomiques existent, hélas l’innovation est le plus souvent privée. Une grossière erreur à mon humble avis, puisqu’en délaissant le secteur public nous risquons tout simplement de confier les solutions de demain aux firmes tant décrié. Qui souhaiterait remettre la clé de notre survie entre les mains des financiers ? Il nous faut cependant tout de même nous pencher sur l’innovation privée afin de trouver quelques biotechnologies intéressantes pour réduire les apports de fertilisants azotés. La société Arcadia Biosciences, en collaboration avec l’African Agricultural Technology Foundation (AATF) et l’International Center for Tropical Agriculture (ICTA), a ainsi développé une nouvelle variété de riz transgénique répondant à ces enjeux environnementaux. Ce riz possède trois transgènes : deux gènes de résistance à la salinité issus d’Arabidopsis thaliana et de la bactérie Agrobacterium tumefaciens, ainsi qu’un gène améliorant l’assimilation de l’azote provenant de l’orge (Hordeum vulgare). Les essais menés par la firme sont plutôt encourageant : soumis à différentes conditions de stress hydrique, ce riz transgénique affiche des rendements 12 à 17 % supérieurs par rapport à la variété non modifiée. Soumis à de faibles apports en fertilisants, ses rendements sont de 13 à 18% supérieurs. Soumis à un stress salin, ses rendements sont 42% supérieurs. Enfin, soumis à un double stress hydrique et de faible apport en fertilisants, ses rendements sont de 15% supérieurs à la variété non modifiée. Des résultats très encourageants lorsque l’on sait que la sécheresse dans certaines régions de l’Inde peut faire chuter les rendements agricoles de près de 40 %. Soit des manques à gagner pour le cultivateur et un accroissement du risque de famine à long terme !

Maïs récolté en Inde. Crédits : Wikimédia.

Maïs récolté en Inde. Crédits : Wikimédia.

Mais la menace est aussi d’ordre biologique. La hausse des températures et des teneurs en dioxyde de carbone contribue à stimuler les populations d’insectes phytophages, tandis que les défenses végétales sont affaiblies par de fortes teneurs en dioxyde de carbone (Bale et al., 2002). Il faut donc s’attendre dans les années à venir à une augmentation des ravages commis par les insectes nuisibles. Les parasites et maladies d’origine fongique, bactérienne ou virale seront également favorisés, de la même manière que le réchauffement climatique favorise le risque d’épizooties et d’épidémies. Les risques agronomiques sont donc bien réels, or la sur-consommation de produits phytosanitaires, nécessitant des énergies fossiles pour leur production, présente un risque pour l’environnement comme pour la santé. L’agrochimie traditionnelle ne peut donc pas être sérieusement considérée comme une solution durable.

Un des reproches fréquemment adressé au maïs transgénique de type Bt (Bt = Bacillus thuringiensis) porte sur son transgène, qui lui permet d’exprimer une protéine bactérienne aux propriétés insecticides. Les insectes phytophages consommant des plantes Bt sont spécifiquement empoisonnés par cette protéine. Bien entendu, l’insecte phytophage risque de développer une résistance, c’est là l’éternel jeu de l’évolution. Cependant, les semences Bt présentent l’avantage d’éviter le recours aux pulvérisations nocives d’insecticides chimiques. Paradoxe intéressant, si les normes AB (agriculture biologique) n’acceptent pas les semences transgéniques, leur cahier des charges autorise tout de même les pulvérisations d’extraits de bactéries Bacillus thuringiensis ! Une manière alternative de reproduire en agriculture biologique la même stratégie que les semences Bt. C’est pourquoi il me semble, à titre personnel, que la main-mise des firmes sur ces semences Bt reste largement plus condamnable que leur supposé impact sanitaire ou environnemental, à ce jour encore non-démontré, n’en déplaise aux partisans du Pr. Séralini [1]. Mais puisque ces semences Bt sont brevetées et contestées, prenons-en le contre-pied. Le maïs de type Bt contient un transgène bactérien et non un gène « lui étant propre », procédons à la stratégie inverse pour lutter contre les parasites phytophages. Au cours de sa longue sélection agronomique, le maïs a perdu plusieurs caractères propres aux variétés ancestrales. Parmi ces caractères « oubliés » figure la capacité à produire de l’E-β-caryophyllène, une molécule permettant aux plantes de combattre les nématodes phytophages du sol. Des chercheurs de l’Université de Neuchâtel ont isolé le gène responsable de la biosynthèse de ce métabolite chez l’Origan (Origanum vulgare), puis se sont proposés de transférer le gène chez le maïs. Les plants trangéniques obtenus présentent un taux de production constant de E-β-caryophyllène et une meilleure protection contre les nématodes. Cette méthode offre plusieurs avantages. D’abord, l’origan est comestible, ce fait soulignant l’innocuité du métabolite produit sur notre santé. Ensuite, la stratégie n’apporte aucune biochimie « étrangère » au maïs : elle ne fait que restaurer un caractère perdu au fil des sélections de variétés. Enfin, cette stratégie de défense contre les herbivores restaure un caractère « naturel » ; elle ne vient donc pas contaminer le sol en produisant in situ des molécules nocives.

Culture du riz au Cambodge (crédits : Wikipedia / CC).

Culture du riz au Cambodge (crédits : Wikipedia / CC).

Ces nouvelles générations de plantes génétiquement modifiées placent l’environnement au cœur de leur cahier des charges. Que ce soit pour lutter contre les effets du réchauffement climatique ou pour limiter les apports chimiques en engrais et produits phytosanitaires, ces biotechnologies constituent un outil pertinent pour le développement d’une agriculture durable. A tel point que des chercheurs danois ont récemment brisé dans la revue Trends in Plant Science (Andersen et al., 2015) l’ultime tabou : et si les OGM étaient bénéfiques à l’agriculture biologique ? En effet, grâce à la réintroduction de caractères ancestraux perdus chez les variétés existantes, ou en créant des plantes génétiquement modifiées nécessitant des apports restreints en engrais comme en eau, ces nouveaux OGM ont tout de la « technologie verte » ! Mais l’enthousiasme de nos chercheurs danois se heurte à plusieurs problèmes. D’une part, critiquons pour une fois la « chapelle écologiste », celle du moins vers laquelle ma sensibilité me porte. Si l’agriculture biologique rejette les plantes génétiquement modifiées, ce n’est pas pour des raisons scientifiques mais avant tout pour des raisons idéologiques et politique tout à fait respectables. Cependant, la question reste posée : pouvons-nous réellement envisager une agriculture durable (c’est à dire ancrée entre système biologique et raisonné) de laquelle ces OGM de nouvelle génération seraient dogmatiquement bannis ?

D’autre part, la plupart des accusations portées contre les OGM ne concernent non pas la technologie, très mal comprise du grand public, mais les firmes semencières qui les commercialisent. Et ceci à juste titre : car au-delà de l’espoir que peuvent inspirer ces nouvelles semences génétiquement modifiées, quel modèle agroéconomique s’organisera autour d’elles ? Nous touchons au cœur du problème. Je ne rêve pas d’un monde où l’agriculteur deviendrait le technicien de grandes firmes agronomiques, où les modèles agricoles traditionnels seraient écrasés sous le poids du productivisme à outrance. Depuis des milliers d’années, les agriculteurs sélectionnent leurs semences, font évoluer les espèces domestiquées et agrandissent cette immense collection d’agrobiodiversité. Aujourd’hui, le génie génétique ne fait qu’accélérer et affiner ces techniques. Il ne devrait donc pas être utilisé pour détruire la diversité agricole pour agrandir cette collection millénaire. Le problème ne se pose pas dans l’outil, mais dans son emploi. En plaçant le financier au cœur du système agricole, il n’est pas difficile de percevoir le désastre qui en résultera. Il est grand temps de replacer l’agriculteur éclairé au centre de ce système. A la fois acteur et penseur de sa profession, c’est à lui que revient le difficile challenge de notre avenir alimentaire et de la protection de l’environnement. Il est grand temps d’œuvrer en intelligence autour de lui, et non de l’asservir à un système financier ! Car quelles que soient les semences de demain, je ne souhaite qu’une chose : que l’agriculteur en soit le décideur, le gardien, et le semeur.

 

 

Notes et références bibliographiques :

 

[1] A propos de l’étude du médiatique professeur sur des rats nourris au maïs transgénique, je répondrai par cette citation : « L’article de Séralini fait partie de cette catégorie : il assène des conclusions en contradiction avec de nombreux travaux et expériences… mais ne propose à l’appui qu’une expérimentation bancale, statistiquement peu fondée, aux résultats peu cohérents entre eux ». Article complet à lire sur le blog Sciences².

 

Andersen, M.M. et al. (2015). Feasibility of new breeding techniques for organic farming. Trends in Plant Science [En Ligne].

Bale, J.S. et al. (2002). Herbivory in global climate change research: direct effects of rising temperature on insect herbivores. Global Change Biology 8(1), 1-16.

Bloom, A.J.; Burger, M.; Asensio J.S.R.; Cousins, A.B. (2010). Carbon Dioxide Enrichment Inhibits Nitrate Assimilation in Wheat and Arabidopsis. Science 328(5980), 899-903.

Hossain, M.A. (2011). Global Warming induced Sea Level Rise on Soil, Land and Crop Production Loss in Bangladesh. Journal of Agricultural Science & Technology, 1(2A), 266-270.

Snow, A.A. (2002). Transgenic crops : why gene flow matters. Nature Biotechnology 20, 542.

Van de Geijn, C.; Goudriaan, J. (1995) Les effets d’une teneur élevée en CO2 et d’un changement de température sur la transpiration et l’utilisation de l’eau par les cultures. In : Changements du climat et production agricole. FAO, Rome et Polytechnica, Paris, 472 pages. [En ligne].

Warwick, S. I.; Legere, A.; Simard, M.-J.; James, T. (2008). Do escaped transgenes persist in nature ? The case of an herbicide resistance transgene in a weedy Brassica rapa population. Molecular Ecology 17(5), 1387-1395.