La bionique : quand l'homme s'inspire de la Nature

Part 1-Exemples de structures, procédés, matériaux

1 - Du scarabée Stenocora à la puce microfluide

Le scarabée Stenocara « buvant » le brouillard matinal dans le désert de Namibie, l’un des plus chauds du monde. Les bosselettes accumulent l’eau sur leur sommet hydrophile et la libèrent brusquement sur leurs pentes hydrophobes.

Cette substance pourrait servir à l’élaboration de puces microfluides, des systèmes miniaturisés susceptibles d’être introduits au sein des cellules afin d’y effectuer, dans de minuscules cavités remplies de liquides, des centaines d’analyses biochimiques différentes.

2 - Des fractales de la Nature aux habitations « bio »

Une fractale désigne toute figure qui présente un phénomène d’autosimilarité pour diverses dimensions, comme les feuilles d’une fougère ou les arborescences des vaisseaux de notre système sanguin. La même logique répétitive est au cœur des travaux de Dennis Dollens, architecte vivant au Nouveau-Mexique. Au moyen d’un logiciel adapté, il simule sur ordinateur le mode de croissance des plantes, concevant un bâtiment aux panneaux solaires comme des feuilles, ses chambres d’habitation comme des cosses, ses racines et sa structure porteuse comme celles d’un arbre.

3 - Du papillon aux écrans plats

Malgré l’absence totale de pigments colorés, les ailes de certaines espèces présentent des couleurs éclatantes. Cela est dû à la structure fine de leurs écailles, qui engendre des phénomènes d’interférence et de diffraction de la lumière regroupés sous le nom d’iridescence. Ce procédé a été appliqué par une société de San Francisco pour concevoir la dernière génération d’écrans plats iMoD (interferometric MoDulator), constitués d’une membrane métallique réfléchissante recouverte de nanomiroirs à raison de 80 000 par centimètre carré. Ces écrans consomment le dixième de l’énergie nécessaire à un écran à cristaux liquides.

4 - Du hibou aux « images sonores »

La société berlinoise GFaI a inventé et commercialise des caméras acoustiques inspirées de l’audition des rapaces nocturnes. Elles sont équipées de nombreux micros qui captent des sons émis à des distances pouvant aller de 30 cm jusqu’à 300 m. Ceux-ci sont traités par un ordinateur qui superpose une image visuelle de la cible à son «image sonore». Ce principe est appliqué pour savoir où le bruit d’une machine peut être réduit, ou pour détecter l’origine de pannes.

5 - De la puce à nos disques spinaux

Imaginons un humain au rez-de-chaussée de son immeuble et atteignant d’un seul bond son balcon situé au 100e étage. C’est pourtant ce qu’il arriverait à faire si ses tendons étaient en résiline, la substance qui permet à une puce de faire des sauts d’environ 150 fois sa taille et à une mouche de battre des ailes environ 500 millions de fois au cours de sa vie. Des chercheurs du CSIRO, de l’université du Queensland et de l’université nationale australienne ont pu obtenir une solution de ces molécules et fabriquer un ruban qui peut supporter un allongement de 300 % avant de se déchirer. Les applications de ce matériau visent à réparer les vaisseaux sanguins, les valves cardiaques, mais surtout à remplacer nos disques spinaux, structures qui amortissent les mouvements de nos vertèbres chaque fois que nous plions le dos – beaucoup moins fréquemment que la puce ne saute dans sa vie – et qui sont malheureusement moins résilientes que les nanoressorts de l’insecte !

Part 2- Des équipements sensorimoteurs bioinspirés

1 - L’adhésion sèche du gecko

Le lézard gecko a une capacité d’adhésion spectaculaire : il peut se suspendre à toute surface lisse, rugueuse, humide ou sèche en supportant tout son poids avec un seul doigt, grâce aux « forces de van der Waals ».

Il peut aussi adhérer et se «désadhérer» aussi facilement, chaque opération durant environ 1/8000e de seconde. Le robot Stickybot, mis au point à l’université de Stanford, a tous ses doigts tapissés d’une nanostructure poilue qui lui permet de grimper le long d’une vitre ou d’un mur lisse grâce à ces mêmes forces.

2 - Le vol du papillon de nuit

Entomopter, de l’Institut de Recherche de Georgia Tech, embarque le carburant liquide nécessaire pour agiter ses ailes à la manière d’un papillon de nuit, à une fréquence de 10 Hz. Cet engin est censé bientôt voler au-dessus du sol de Mars. En effet, la faible pression de l’atmosphère qui entoure cette planète obligerait des avions à voilures fixes à voler constamment à 400 km/h et empêcherait ainsi leur décollage et atterrissage. Seuls des engins légers à ailes battantes pourraient à la fois voler pour prendre des photos et atterrir pour effectuer des prélèvements.

3 - La vélocité des cafards

Au laboratoire PolyPEDAL à Berkeley, des chercheurs ont utilisé les principes locomoteurs des cafards pour concevoir la série des Sprawls, les plus véloces des robots hexapodes. Ils sont néanmoins encore dix fois moins rapides que leurs modèles, les cafards, qui se déplacent de cinquante fois la longueur de leur corps par seconde !

4 - La nage autonome des carpes

L’aquarium de Londres exhibe trois robots-carpes, conçus par des chercheurs du département d’Informatique de l’université d’Essex. D’après eux, ces robots visent à acquérir « la vitesse du thon, l’accélération du brochet et l’aisance de l’anguille ». Ils sont équipés de capteurs qui leur permettent d’éviter les parois de verre et les autres poissons. Les recherches en cours ont pour objectif d’améliorer l’autonomie de ces robots pour qu’ils puissent aller se recharger eux-mêmes sur des bornes électriques, comme s’ils allaient chercher leur nourriture. Ils pourraient également communiquer entre eux silencieusement, comme toute carpe naturelle. Leurs comportements sont tellement réalistes que les visiteurs ont du mal à imaginer qu’ils ne sont pas réels, bien que leur aspect ne prête pas à confusion. En incitant des écoles entières à défiler devant l’aquarium, les chercheurs espèrent que leurs créatures artificielles vont redonner le goût des carrières scientifiques aux plus jeunes, filières de plus en plus délaissées au Royaume-Uni comme dans notre pays.

5 - Les vibrisses des rats

Psikharpax, notre robot-rat, est équipé de plusieurs systèmes sensoriels, dont des vibrisses, les « couteaux suisses » des rats. Ces derniers les utilisent en effet pour trouver et distinguer de la nourriture, discriminer des textures plus ou moins rugueuses, reconnaître des objets, estimer la vitesse du vent, estimer la vitesse de leur propre déplacement, percevoir les ondes sonores, se maintenir hors de l’eau en nageant, courtiser un partenaire, s’orienter dans un environnement inconnu, jauger la taille d’un orifice avant de s’y engouffrer ou la longueur d’un petit fossé avant de le franchir. Un robot à vibrisses intéresse beaucoup de roboticiens, notamment pour se passer de capteurs visuels qui engendrent des traitements complexes. Elles pourraient également le diriger dans l’obscurité sans le concours d’ondes sonores, qui peuvent être brouillées dans certaines situations.

Part 3- Robotique et processus adaptatifs bioinspirés

1 - Quand les robots apprennent

Des enregistrements neurophysiologiques ont montré que les neurones des circuits dits « dopaminergiques » des mammifères s’activent comme s’ils rendaient compte d’une erreur sur la prédiction de l’attribution d’une récompense. Le fonctionnement de ce type de neurones a largement inspiré l’architecture de contrôle d’un Psikharpax virtuel qui a réussi la tâche du labyrinthe en croix, après des essais aussi laborieux – mais finalement aussi efficaces – que ceux que l’on peut observer chez des rats réels.

De nombreux travaux portent sur l’apprentissage par imitation chez les robots, notamment ceux de l’École polytechnique de Lausanne. La poupée Robota est équipée de capteurs visuels et auditifs. Sa bouche peut remuer, ses bras sont articulés, ses mains préhensiles. Elle est capable d’imiter des gestes simples accomplis devant elle par un humain et est également capable de mettre en correspondance des sons entendus et la façon qu’elle aura de les prononcer. Outre sa contribution à la progression des connaissances sur l’apprentissage par imitation chez les systèmes artificiels, la poupée Robota est impliquée dans le programme d’éducation pour enfants autistes AuRoRa - Autonomous mobile Robot as a Remedial tool for Autistic children.

2 - Les robots se développent…

Livré à lui-même sur un tapis d’éveil pour bébé, Aibo explore les conséquences sensori-motrices des différentes actions qu’il peut effectuer, comme bouger sa patte, ouvrir sa gueule, donner un coup dans un objet suspendu, japper, etc. À chaque fois, l’action choisie est celle qui optimise son apprentissage. Comme un bébé, il s’intéresse un temps à un certain comportement, qu’il reproduit plusieurs fois de suite, pour l’abandonner soudain et passer à un autre. Il élabore ainsi lentement lui-même son répertoire moteur et apprend qu’un objet suspendu peut se balancer d’un coup de patte ou qu’il peut être mordillé, que japper lors de l’entrée d’un expérimentateur entraîne… un jappement de celui-ci – un choix délibéré des chercheurs pour communiquer avec leur robot.

3 - Avec des générations et des générations de robots…

 Dans l’état actuel des connaissances, personne ne sait exactement quel type de contrôle utiliser pour un robot à ailes battantes, ni quelle forme idéale donner aux ailes, ni quels degrés de liberté leur associer pour que ce robot vole efficacement. C’est pourquoi il est avantageux de laisser un processus évolutionniste ajuster lui-même ces caractéristiques. Par évolution, l’oiseau artificiel Robur va contrôler les mouvements des panneaux de ses ailes pour voler efficacement

Bien que ces méthodes parviennent à trouver comment battre des ailes en dépensant le moins d’énergie possible, il reste que les oiseaux seraient vite épuisés à utiliser constamment ce mode de locomotion. Aussi ont-ils appris à exploiter le mouvement des masses d’air pour alterner vol battu et vol plané au-dessus des terres, comme le font les oiseaux de proie. D’autres exploitent les différences de vitesse du vent à la surface des océans comme les albatros. Par évolution, un  motoplaneur simulé a reproduit la trajectoire caractéristique de cet oiseau.

仿生学：大自然激发的灵感

Part 1-材料与结构

1- 从金龟子到微流体芯片

 在Namibie沙漠里，Stenocara金龟子利用其疏水性的背部收集露水

附图

这一物质（结构）可以用来制造微流体芯片，构建微型化系统

2- 从大自然的分形到环保的生存环境

新墨西哥的建筑师Dennis Dollens通过软件模拟植物生长的模式，设计出这个东西。叶子是太阳能板，豆荚状的房间，根状的地基。

3- 从蝴蝶到新型屏幕

三藩市的一个公司发明的叫做iMoD（interferometric MoDulator，调制干涉）的新型屏幕，参照了蝴蝶翅膀的纳米结构，笼统来说是每cm² 80,000块金属纳米镜片。只需平常液晶屏十分之一的能量。

附图

 4- 从猫头鹰到声纳图像

柏林的一间公司GFaI受猫头鹰启发发明出声纳相机，由巨多麦克风和一台电脑组成。此技术可用于检查机器运作是否正常和问题的根源。

附图

5- 从跳蚤到我们的脊柱盘

使用跳蚤身上的材料résiline，昆士兰大学和澳洲国立大学的研究人员得以制造出一种带状材料，可以拉伸300%而不断裂。这可以用于修补血管、心房瓣、心室瓣，甚至替代我们的脊柱盘。

附图

 Part 2- 运动机械

1- 壁虎的干式黏着

 利用范德华力，壁虎可以黏在任何东西的表面，甚至可以用一根手指拉起整个身体。黏着和脱离的过程所用时间不超过1/8000秒。斯坦福大学模仿制造了机器人Stickybot。

附图

  2- 蛾子的飞行

乔治亚技术研究学院做出了个频率10Hz的扑翼飞行器，并将投入探索火星的行列，因为火星大气压强小，普通飞行器的起飞、降落和高速飞行都很困难。

概念图

 3- 敏捷的蟑螂

Berkeley的PolyPEDAL（多足）实验室参照蟑螂的运动模式，制造出Sprauls系列六足机器人。仿造品的速度比蟑螂本身还要快上10倍，达到每秒50个身长。

附图

4- 仿生鲤鱼

英国Essex大学信息学院的大作：极像真是鲤鱼的仿生鲤鱼，已经可以做到避开玻璃窗以及其他鱼。研究人员正研究如何让他们自己去找电极充电，来模仿觅食行为。

附图（伦敦水族馆）

 5- 老鼠触须

老鼠机器人Psikharpax可以做到很多其他普通传感器无法做到的事

 附图

Part 3- 仿生适应性行为

1-学习

电脑中的虚拟Psikharpax的行为就参照了生物学习过程的神经回路。附图

Lausanne综合理工制作了机器洋娃娃，可以模仿学习很多人类动作。这也是AuRoRa计划的一部分：Autonomous mobile Robot as a Remedial tool for Autistic children，自动机器人治疗自闭症儿童

附图

2- 自行调整

Aibo（sony研发的著名电子宠物狗）在婴儿床上

附图

3-

现阶段的科学知识还不能精确回答该如何制造扑翼飞行器的问题。怎样控制扑翼，双翼什么形状，双翼如何振动？因而最好就是建立一个模型让它自行进化，调整各项参数。同时还需要让它学会控制空气团，以便在扑翼飞行和滑翔两者间转换。这正是数字鸟Robur。

附图

引言

反射疗法把足弓看成是对身体其他部位的遥控器

自然，Futura-Sciences并不担保能量流（真气？）和五个宇宙基础元素（五行）的存在。 用科学的眼光看，我们也可以注意到，反射疗法以及中医都肯定了治病过程中心理作用的重要性。

什么是反射疗法？

反射疗法是一种中国传统医学。她已经存在了五千年。

足者，身体健康的守卫者也。

中国大家族的妻妾们晚上会享受一种专业的足底按摩，用于提高性欲。

“金莲”

在中国，足部被认为是类似于树根的存在。

实践反射疗法用手指来感觉（足部的）浮肿、沙砾感、晶体等。

此疗法运用不同的按压技巧，刺激（足部）的这些“反射点”

反射疗法既有预防性质的也有治疗性质。

两个理念：一是“牵一发而动全身”，二是“治本而非治标”

对中国人来说，足部身体的精神所在。触碰足部便碰到了一个人的灵魂。（这句是充分发挥了法语纠结的语义关系，想想我们concours要写多么长一篇满是这种句子的dissert。。。译注） 身体通过足部吸收大地能量。

相扑（半神）每天要做的练习是足部踏在榻榻米上至少300次。

 足部反射疗法示意图（略）

中国传统医学

东方医学里，足部是祖传疗法的一部分。

足部是一个遥控器。

不同的触感表示对应器官的病变。

反射疗法在中国人的日常生活中占有重要的地位。

在中国，人们健康的时候，也会酬谢医生的预防性措施做得好。

中医不理解西方经典医学的病理学。

中医教导病人不要和自己的身体、疾病作斗争，而是要和自身一起，为了自身而战斗。（纠结……）

治疗结果依赖于病痛折磨中的身体展现出来的能量

病痛也有自己的生命。她就如同一个器官。她陪伴我们的一生。

L'optronique, successeur de l'électronique, a-t-elle besoin d'excitons ?

Des physiciens viennent de créer un nouveau type de circuit intégré, destiné à l’optronique. Il devrait permettre, entre autres, de coupler plus efficacement les systèmes de communications optiques avec les circuits électroniques. La clé pour cette performance : des excitons.

Les réseaux de télécommunications optiques sont très efficaces pour transmettre de grandes quantités de données sous la forme d'impulsions lumineuses. Toutefois, leur traitement à l’aide de circuits électroniques demande de convertir la lumière en paquets d'électrons qui, eux, peuvent être manipulés dans les semi-conducteurs pour effectuer des calculs.

Pourrait-on se passer complètement d'électronique ? La réponse est non. Il n'existe actuellement aucun moyen pratique de réaliser des opérations logiques avec la lumière elle-même. Certains physiciens croient que la solution réside dans une sorte de compromis, qui consisterait à convertir la lumière en excitons. Ces curieux objets, en effet, se comportent comme des sortes d’états intermédiaires entre les photons et les électrons.

Des chercheurs du groupe de Leonid Butov à l’Université de Californie (San Diego) ont mis cette idée en pratique en créant un nouveau type de composant électronique : le premier circuit intégré excitonique (Exic).

Les excitons font partie de ce qu’on appelle en mécanique quantique des quasi-particules. Sans être des particules élémentaires, comme les photons ou les électrons, elles se comportent à peu près comme elles en raison des règles de la théorie quantique. Un exemple bien connu de quasi-particule est celui des phonons, les quanta d’excitation sonores des réseaux cristallin dans un solide.

Les excitons, eux, sont constitués d'une paire liée formée d’un électron arraché à sa localisation initiale dans un solide et du trou chargé positivement qu’il a laissé. Cette paire électron-trou se forme dans un semi-conducteur sous l’action d’un photon absorbé. La situation est représentée par le schéma ci-dessous.

Comme un exciton se compose de deux particules chargées, il peut être facilement manipulé par des différences de potentiel. Lors d’une recombinaison du trou et de l’électron un photon est à nouveau produit. On est donc bien en présence d’un système qui réalise naturellement une interface commode entre systèmes de communication optique et systèmes électroniques de traitement de l’information.

Le circuit intégré réalisé par les chercheurs est constitué de puits quantiques doubles distants de plusieurs nanomètres dans lesquels les électrons et les trous sont piégés de telle sorte que leur recombinaison ne soit pas facilement possible. On peut alors manipuler les excitons sur de longues distances dans le circuit et les forcer à se recombiner à volonté. Les chercheurs ont employé de l'arséniure de gallium (GaAs) et trois sortes d’interrupteurs en étoile, chacun pouvant servir de porte d’entrée ou de sortie pour un signal optique. Un photon tombant sur l’un d’entre eux pourra donc être ré-émis à volonté, après sa transformation en exciton, par l’un des deux autres commutateurs.

Pour le moment, l’Exic ne fonctionne qu’à des températures très basses, en dessous de 40 K. Mais selon les chercheurs, en employant d’autres semi-conducteurs, il n’y a pas de raisons pour qu’un dispositif du même genre ne puisse fonctionner à des températures plus hautes.

En bonus, les membres de l’équipe ont démontré que ce système autorisait le refroidissement rapide d’un gaz d’excitons à des températures où leur nature bosonique doit commencer à se manifester. Il pourrait donc s’agir d’une voie pour étudier des condensats de Bose-Einstein.

Moisson de planètes extrasolaires, dont plusieurs super-terres !

Une équipe d’astronomes européens conduite par Michel Mayor, de l’observatoire de Genève, annonce la découverte grâce à l'instrument Harps de 45 planètes extrasolaires de classe terrestre dont trois évoluent autour de la même étoile.

Michel Mayor, découvreur de la première planète extrasolaire en 1995 avec Didier Queloz, est à l’origine du programme Harps (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), un spectrographe inauguré le 11 février 2003 conçu pour détecter des planètes tournant autour d’autres étoiles par l’étude de la vitesse radiale. Monté au foyer du télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire de La Silla (Chili) de l’ESO, cet instrument fonctionne 100 jours par an et peut mettre en évidence des différences de vitesse radiale de l’ordre de 1 mètre par seconde.

Lors du congrès Super Earths 2008 qui vient de se tenir à Nantes et qui réunissait astronomes et géophysiciens, Michel Mayor a annoncé la découverte de trois planètes dans la catégorie « super-terres », ainsi dénommées en raison de leur masse comprise entre celle de notre planète et celle d’Uranus.

Trois super-terres pour une étoile

Mais la plus remarquable découverte est celle de trois de ces super-terres tournant autour d’une seule étoile, HD 40307, située à seulement 42 années-lumière de notre système solaire, visible dans le ciel de l'hémisphère sud, entre les constellations de la Dorade et du Peintre.

La masse de ces trois planètes, HD 40307b, c et d, a été évaluée respectivement à 4,2, 6,7, et 9,4 fois celle de la Terre (ou encore 0,0132 Mj, 0,0216 Mj et 0,0288 Mj, le symbole Mj représentant la masse de Jupiter). Elles accomplissent une révolution complète en 4,31, 9,62 et 20,45 jours.

La densité et le diamètre de ces trois astres ne sont pas encore connus, en l’absence d’une observation directe. Cela ne serait possible qu’en cas de transit planétaire devant le disque de l’étoile hôte. Mais on peut déjà déduire que la vie telle que nous la connaissons serait impossible à la surface de ces planètes – si surface il y a – car la température doit y avoisiner les 1000°C, sinon plus.

D’autres systèmes planétaires

Lors de la même réunion, les scientifiques ont annoncé la découverte de deux autres systèmes planétaires, dont l’un abrite une super-terre, également au moyen de l’instrument Harps.

Dans le premier, une planète de 7,5 masses terrestres tourne en 9,5 jours autour de l’étoile HD 181433. Ce système comporte également une planète de classe jovienne (0,72 Mj) qui boucle une révolution en 1.024 jours.

Le second est centré sur l’étoile HD 47186 et comporte une planète de 22 masses terrestres tournant en 4,08 jours. A l’instar du précédent, il abrite aussi une planète de classe jovienne (0,35 Mj) tournant en 1.354 jours.

Le bestiaire planétaire est ainsi porté à 303 exoplanètes (comprenant 259 systèmes planétaires et 31 systèmes planétaires multiples), et Michel Mayor estime que la somme des découvertes effectuées jusqu’à présent ne représente que la pointe émergée de l’iceberg. La plupart d’entre elles, soit celles dont la masse importante a permis les premières découvertes, concernent statistiquement une étoile sur 14. Si on y ajoute la moisson de planètes de faible masse dont des instruments tels que Harps permet la mise en évidence, on constate qu’un tiers des étoiles de type solaire possèdent une ou plusieurs planètes dont la masse est comprise entre la Terre et Neptune.

Cependant la découverte de planètes de faible masse se heurte encore à des difficultés d’observation. Aucune planète de masse terrestre n'a encore pu être identifiée. En raison de la limite propre aux instruments (en moyenne environ 1 mètre par seconde pour la précision sur la vitesse radiale de l'étoile), seuls les petits objets orbitant à faible distance de leur étoile sont observables par les perturbations induites, tandis que seules les planètes massives (classe Saturne ou Jupiter) peuvent être détectées sur une orbite plus éloignée.

Pléthore de planètes en vue

Il apparaît aujourd’hui certain que l’amélioration des moyens d’observation entraînera une augmentation significative de la fréquence des découvertes, ce qui justifie la réflexion de Michel Mayor. La présence de planètes autour des autres étoiles pourrait être une généralité, du coup une nouvelle catégorie "étoiles sans planètes" vient d’apparaître dans les catalogues astronomiques, probablement amenée à se réduire à quelques exceptions…

Dans l’immédiat les astronomes ont encore de longues journées de travail devant eux, puisque les relevés effectués au moyen de Harps au cours des derniers mois montrent un total de 45 nouveaux candidats planétaires, chacun inférieur à 30 masses terrestres et dont les périodes orbitales sont au maximum de 50 jours.

Une analyse chimique à l’échelle de la Voie Lactée

C’est la carte le plus précise et la plus complète à ce jour de la composition chimique des étoiles de la Galaxie que vient de livrer une équipe internationale d’astronomes. Grâce au Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II), les astrophysiciens disposent désormais d’informations supplémentaires pour retracer l’histoire de notre Voie Lactée.

Les astrophysiciens ont des habitudes bizarres. Ils classent parmi les métaux tous les éléments chimiques autres que l’hydrogène et l’hélium. Il est vrai qu’à part ces derniers, leurs isotopes, des traces de lithium et de bore, il n’y a quasiment pas d’éléments lourds dans l’Univers.

Ainsi, lorsqu’ils parlent d’étoiles à faible métallicité, ils parlent implicitement de la première génération d’étoiles peu massives qui s’est formée dans les premiers milliards d’années après la naissance de l’Univers observable. Les étoiles plus jeunes ont bénéficié des générations précédentes massives et à courtes durées de vies qui, en explosant en supernovae, ont enrichi les galaxies en oxygène, carbone, azote et autres éléments lourds comme le fer et le silicium.

Il est possible de déterminer la composition chimique des étoiles par les méthodes magiques de la spectroscopie. Par la suite, on peut, notamment à l’aide du diagramme de Hertzsprung-Russell, corréler la couleur d’une étoile à sa composition chimique de façon directe, sans avoir à faire à chaque fois une analyse spectrale complète.

La méthode s’est considérablement améliorée et précisée avec le temps, grâce aux progrès théoriques et observationnels. C’est pourquoi les chercheurs actuels n’ont eu qu’à déterminer la couleur de 2,5 millions d’étoiles dans la Voie Lactée pour obtenir rapidement une carte de la répartition des étoiles d’une métallicité donnée. Il y a plus d’une dizaine d’années, une telle performance aurait été impossible ou, en tout cas, aurait demandé un labeur bien plus considérable.

Une carte en 3D profonde de 30.000 années-lumière

La carte obtenue confirme ce que l’on savait déjà, à savoir que le disque de notre Galaxie est constitué d’étoiles jeunes et à métallicités importantes (couleurs verte à rouge), alors que le halo est constitué d’étoiles plus vieilles et pauvres en métaux (couleurs bleues). Dans le premiers cas les étoiles ne sont âgées que de quelques milliards d’années tout au plus, alors que dans le second, leurs âges dépassent les 10 milliards d’années.

Un peu comme les couches stratigraphiques de la Terre et les isotopes d’éléments radioactifs qu’elles peuvent contenir permettent aux géologues de reconstituer l’histoire et l’évolution de notre planète, ces différentes populations d’étoiles et les gradients chimiques qu’elles impliquent dans la Voie Lactée, permettent de remonter aux conditions de sa formation et aux différents événements qui ont jalonné son histoire.

En particulier, en faisant apparaître des anomalies par rapport à la composition chimique moyenne d’une région de notre Galaxie, il est possible de mettre en évidence les traces récentes du comportement cannibale de cette dernière. On voit ainsi sur la partie droite de la carte centrée sur notre Soleil (voir la figure au bas de l'article) une zone riche en étoiles de couleur verte correspondant à un courant de marée. Il s’agit d’arc formés d’étoiles arrachées à des galaxies naines proches par les forces de marée de notre Voie Lactée,. En l’occurrence il s’agit du courant de marée de la Licorne (Monoceros).

En haut à droite de la carte, le schéma indique la position et l'étendue de la région cartographiée par rapport à une représentation de la Voie lactée vue de loin, qui est en fait une image de la galaxie d'Andromède, considérée comme très semblable à la nôtre.