Le journal du cnrs numéro 21 Avril 2008

Sécurité routière : Comment sauver sa peau en voiture

Avec encore pas moins de 4 615 tués sur les routes de France en 2007, améliorer la sécurité des véhicules est plus que jamais une nécessité. Mais pour tester l'efficacité des systèmes de sécurité (airbags, etc.) et prédire les possibles traumatismes sur le corps, impossible de faire des crash-tests avec des humains, d'où l'intérêt de développer des modèles informatiques. Prédire les lésions corporelles qui apparaissent lors d'accidents, c'est le défi que se sont lancé plusieurs chercheurs qui viennent de franchir une première étape : Michel Coret, du Laboratoire de mécanique des contacts et des structures (Lamcos) (Laboratoire CNRS / Insa Lyon), Karine Bruyère, de l'Institut national de recherche sur les transports et leur sécurité (Inrets) (Au laboratoire de biomécanique et mécanique des chocs LBMC, Inrets Université de Lyon 1), et leurs collègues ont développé un astucieux outil virtuel, qui permet de prédire les lésions apparaissant sur la peau lors d'accidents : « Formé d'un ensemble d'équations mathématiques dites “lois de comportement”, notre modèle permet de prévoir les ruptures et les élongations des fibres de collagène et d'élastine constituant la peau lors de déformations données », précise Michel Coret. Afin de développer leur modèle, les chercheurs ont soumis des échantillons de peau à des tests de rupture : ils ont accroché l'une des extrémités de ce tissu à un point fixe et l'autre à un poids de 200 grammes, puis ils ont laissé tomber ce dernier. Et via une caméra prenant 1 000 images par seconde, ils ont pu obtenir des photos permettant de mesurer en tout point les différentes déformations subies par la peau. « Sachant qu'une déformation est le rapport entre la variation de longueur de la peau en un point donné et la longueur initiale », détaille Michel Coret. Puis, aux points de rupture, les chercheurs ont fait des observations au microscope afin d'obtenir des précisions sur les mécanismes impliqués : est-ce que les fibres de la peau se sont cassées ? Se sont-elles détachées les unes des autres ? Etc. « Ce sont ces différentes données qui nous ont permis d'établir les lois mathématiques à la base de notre modèle informatique », explique le scientifique. Ces travaux ont été réalisés lors d'une thèse effectuée par Clémentine Jacquemoud de 2004 à 2007. Depuis, les chercheurs planchent sur un autre modèle simulant cette fois les lésions pouvant survenir, lors d'un accident, au niveau d'un organe complexe : le foie. Un outil qui devrait être prêt pour 2010. « L'espoir à plus long terme – d'ici une décennie – est de parvenir à réaliser des modèles similaires pour tous nos organes (la peau, le foie, mais aussi le cerveau, les os, etc.) afin de construire des modèles virtuels du corps entier », termine Michel Coret.

Kheira Bettayeb

Contact

Michel Coret [e-mail]

Karine Bruyère [e-mail]

Retour

Environnement Les mésanges s'acclimatent

Peu importent les caprices du temps, la mésange zinzinule au printemps… Si d'autres animaux sont menacés d'extinction par les changements climatiques, ce n'est pas son cas. Son secret : elle cale sa période de reproduction sur les variations de température et assure ainsi chaque année à ses poussins une nourriture abondante. Car l'oisillon est vorace : un couple de mésanges doit tuer plus de 6 000 larves d'insectes pour la becquée de sa portée. Ainsi, une population d'oiseaux de Grande-Bretagne, observée pendant quarante-sept ans par une équipe impliquant le CNRS, atteste de cette étonnante adaptation individuelle, dont les résultats sont publiés dans Science de mai 2008. Les mésanges charbonnières du bois de Wytham, près d'Oxford, ont été baguées depuis 1961, et 10 000 de leurs nichées scrutées semaine après semaine de mars à mai. Bilan : « L'ensemble de la période de reproduction s'est décalée de 14 jours pour compenser la hausse printanière de température de 2 °C », explique Anne Charmantier, chargée de recherche au Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (CEFE) (Centre CNRS Universités Montpellier 1, 2 et 3 Ensa Montpellier EPHE Cirad), avec ses collègues de l'université d'Oxford et d'Edimbourg. Contre toute attente, il ne s'agit pas là d'une sélection naturelle au fil des générations, mais bien d'une adaptation physiologique car selon les années, chaque femelle peut pondre avec une à deux semaines de décalage. « Le printemps 2007, par exemple, fut le plus chaud de la période étudiée dans le centre de l'Angleterre, et pourtant les femelles ont eu un bon succès de reproduction en pondant très tôt », ajoute-t-elle. Pour saisir les raisons de ces décalages, les chercheurs ont collecté des chenilles, l'aliment préféré des poussins. Le résultat est sans appel : le réchauffement climatique a accéléré leur apparition sur les arbres de… deux semaines. L'accouplement des mésanges serait donc « calculé » de manière à ce que les œufs éclosent chaque année un peu avant le pic d'abondance des chenilles. Mais comment se fait alors ce savant calcul ? Une des pistes envisagées est une capacité d'adaptation physiologique importante qui, dès les premières températures chaudes, activerait un pic hormonal chez la femelle pour stimuler la reproduction du couple. Justement, une autre étude, menée cette fois aux Pays-Bas, semble corréler cette hypothèse. Là-bas, « l'effectif de mésanges charbonnières décline depuis trente ans car la hausse de température a lieu à la fin du printemps et non au début comme c'est le cas en Angleterre », explique la chercheuse : les variations climatiques seraient donc cette fois de « mauvais » indices qui déclencheraient la reproduction trop tard. Une chose est sûre, la mésange va servir de modèle pour comprendre les processus d'évolution face aux changements globaux du climat, puisqu'elle est présente dans différents milieux partout en Europe, et apporte différentes réponses à ces variations.

Aude Olivier

Contact Anne Charmantier [e-mail]

Retour