Le Jardin des délices, la peinture de Yahvé et Y'becca

Le Jardin des délices est un triptyque du peintre néerlandais Jérôme Bosch datée entre 1490 et 1510, alors qu'il avait entre quarante et soixante ans1, conservé au musée du Prado depuis 1939.

Une phrase est écrite en fines lettres gothiques dorées : « Ipse dicit et facta sunt », sur le volet gauche, et « Ipse mandavit et creata sunt », sur le volet droit. Cette citation correspond au psaume 33,915 : « Car Il dit et la chose arrive ; Il ordonne et elle existe. ».

Le commanditaire de ce tableau est inconnu. La plus ancienne mention concernant ce triptyque se trouve dans le récit de voyage du chanoine Antonio de Beatis qui le situe en 1517 dans le palais de Nassau à Bruxelles d'Henri de Nassau-Breda dans le cadre d'une collection d'objets exotiques qui annonce les futurs cabinets de curiosités2. Par le jeu d'héritage, il devient la propriété de Guillaume d'Orange puis est confisqué en 1567 par duc d'Albe, les descendants de ce dernier le remettant à la couronne d'Espagne3.
La thèse selon laquelle cette peinture a été exécutée pour une secte comme les Adamites ou les frères du Libre-Esprit (deux sectes hérétiques qui florissaient à l'époque de Bosch) n'est plus soutenue aujourd'hui4.

Cette œuvre complexe est sans doute la peinture la plus célèbre de l'artiste, mais elle reste encore aujourd'hui assez énigmatique. Le panneau de gauche représentent Adam et Ève en compagnie de Dieu dans le paradis terrestre, le panneau central, un jardin délicieux dont la signification n'est pas forcément claire, et le panneau de droite montre les tourments de l'enfer.

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un groupe est dit paraphylétique quand il ne rassemble pas tous les descendants d'une espèce souche qu'il contient1.

Sommaire

   1 Définitions
       1.1 Sens biologique
       1.2 Propriétés mathématiques
   2 Statut de la paraphylie
   3 Voir aussi
   4 Références

Définitions
Sens biologique

Contrairement à la polyphylie, le groupe paraphylétique est fondé sur une similitude héritée d'un ancêtre commun (homologie). [réf. souhaitée] L'exclusion de certaines lignées nécessite de considérer les états ancestraux de certains caractères (encore appelé symplésiomorphie) par opposition à leurs états dérivés (ou synapomorphie) dans les lignées exclues.

Le groupe des reptiles en est un exemple : les crocodiliens sont généalogiquement plus proches des oiseaux (Aves) que des autres sauropsides (chéloniens, squamates et sphénodontiens). Cependant les crocodiliens sont inclus dans les reptiles avec les autres sauropsides cités, alors que les « oiseaux » en sont exclus. L'ancêtre commun le plus proche à tous les reptiles est également l'ancêtre commun le plus proche des oiseaux et des reptiles. Les reptiles ainsi définis sont donc paraphylétiques.

   Sauropsides
      ├─Chéloniens-------------------|
      │                              |
      └─Diapsides--------------------|
          ├─Lépidosauriens-----------|
          │    ├─Squamates-----------|  « Reptiles »
          │    └─Sphénodontiens------|
          │                          |
          └─Archosauriens            |
               ├─Crocodiliens--------|
               └─Oiseaux

Note : Les amphibiens, les poissons et les invertébrés sont d'autres exemples de groupes paraphylétiques.
Propriétés mathématiques
Le groupe traditionnel des reptiles est représenté en vert, c'est un groupe paraphylétique de degré deux.

En théorie des graphes, on peut définir le « degré de paraphylie » d'un groupe comme étant le nombre minimum de branches qu'il faudrait retirer à un groupe holophylétique1. Un groupe holophylétique a donc un degré de paraphylie de zéro.

La définition traditionnelle des reptiles (sauropsides + synapsides) en fait un groupe ayant un degré de paraphylie de 2, puisqu'il faut retirer au groupe des amniotes la branche des mammifères et celle des oiseaux.
Statut de la paraphylie

Pour les cladistes, les taxons paraphylétiques sont inacceptables dans la classification. Au contraire pour les évolutionnistes il n'y a aucun problème dans le fait d'accepter de tels taxons. Selon la définition qui en est donnée (voir l'article Monophylie), la paraphylie est parfois considérée comme une forme de monophylie.
Voir aussi

Termes associés :

   Hétérophylétique
   Holophylétique et monophylétique
   Polyphylétique

Concepts associés :

   Taxonomie
   Arbre phylogénétique
   Évolutionnisme (biologie)
   Cladisme

Références

   ↑ a et b Aubert, D. 2015. A formal analysis of phylogenetic terminology: Towards a reconsideration of the current paradigm in systematics. Phytoneuron 2015-66:1–54. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01240878v1 [archive]

Panneau de gauche, Le Paradis et la présentation d'Ève.

Le panneau représente une scène campagnarde établie sur trois plans. Le premier d'entre-eux correspond au tiers inférieur du panneau17. Il est celui qui contient le thème principal de la scène, la présentation d'Ève. Il présente trois personnages : un homme nu (Adam), assis dans l'herbe ; une femme (Ève), également nue, agenouillée, tournée dans sa direction ; et, entre eux, Dieu, apparaissant sous les traits de Jésus18. D'une main, ce dernier tient le poignet d'Ève, semblant attirer la jeune femme vers Adam, et, de l'autre, effectue un geste sacerdotal. Il est barbu et vêtu d'une longue robe rose très clair. De par leur clarté, la carnation des trois personnages et de la robe du Christ se détachent tout à fait dans le vert de la végétation les entourant19 ; de même, leur position géographique au sein du tableau les met efficacement en évidence20. À gauche d'Adam se dresse un arbre exotique que les recherches ont identifié de par la forme caractéristiques de son tronc comme un dragonnier des Canaries21 et que les chercheurs en Histoire de l'Art associent ici à l'arbre de la connaissance du bien et du mal22. À leurs pieds, au premier plan, une série d'animaux s'extraient d'une cavité remplie d'eau : se côtoient alors une proportion à peu près égale d'animaux chimériques et d'autres existant réellement23.
Derrière eux, sur un second plan, un lac se déploie sur toute la largeur du tiers médian du panneau. En son centre s'élève une fontaine à la construction très organique et toute de rose peinte que des auteurs ont rapprochée de « la fontaine de la Connaissance »22. Celle-ci se situe exactement au centre géographique du panneau24. Ici également, toute une faune cohabite parmi laquelle il est possible de rencontrer des animaux plus ou moins exotiques par rapport au contexte européen de création de l'œuvre ou plus ou moins chimériques : vache, cygne et lapin ; éléphant et girafe ; lézard à trois têtes évoquant l'hydre de Lerne et licorne25.
Le dernier tiers supérieur du panneau forme le dernier plan : une chaîne de montagnes bleutées se détache sur une étroite de bande de ciel bleu clair non uniforme dans lequel volent quelques groupes d'oiseaux26.
Panneau central, L'Humanité avant le déluge.
Trois personnages émergeant d'une grotte
On retrouve dans le panneau Adam et Ève, dont la présentation par Dieu était le thème de celui de gauche.

Il est difficile pour l'œil de discerner tous les motifs dans le panneau central tant abondent les détails : une multitude de personnages, dévorant de gigantesques fruits, côtoient un grand nombre d'animaux dans un décor verdoyant où se déploient points d'eau et tours-montagnes. À l'instar du panneau droit, le panneau central est découpé en trois plans horizontaux sensiblement équivalents27. Au premier plan, plus d'une centaine de personnages28, hommes ou femmes, de peau blanche ou noire, tous nus, se mêlent dans des festins autour de fruits énormes29 (cerises, mûres, fraise et arbouses30), des danses folles et surtout selon des poses impudiques et charnelles. Renou, décrivant la scène, parle ainsi d'un véritable « enchevêtrement » de corps31, où, s'il n'est jamais clairement représenté, l'acte sexuel est fortement sous-entendu et omniprésent32. En bas à droite, un couple accompagné d'une troisième personne dont on n'aperçoit que le visage occupe une grotte : les chercheurs les ont identifiés comme étant Adam et Ève, à l'origine de l'Humanité entière, ainsi que Noé33. À leur gauche, les autres personnages semblent avoir pour habitat des tentes que certains occupent encore. Les chercheurs en concluent qu'il s'agit de la descendance du couple originel ayant pu acquérir une vie un peu plus confortable que ses aïeux34.
Au second plan, une autre multitude d'hommes35, chevauchant autant d'animaux dont certains sont chimériques tel ce cheval à tête de chat et portant une corne sur le front, forment une ronde autour d'un large bassin dans lequel évoluent quelques baigneuses36. Sur la rive gauche, un groupe d'hommes assis, dont quelques-uns sont tonsurés à la manière des moines, entoure une immense fraise dont ils semblent se délecter37.
Enfin, au dernier plan, quatre fleuves, aux sources desquels s'élèvent pour chacun une éminence à la fois montagne et construction de couleur bleu ou rouge, convergent en un point d'eau au centre duquel s'élève également une nouvelle éminence38. Ici, les hommes deviennent très rares, laissant la place à des êtres plus fantastiques, pour disparaître totalement dans l'espace de l'étroite bande de ciel où ne se trouvent que des oiseaux, des anges ou des êtres hybrides (griffon ou poisson volant)39.
Panneau de droite, L'Enfer.

D'emblée, Le panneau de droite offre un grand contraste chromatique avec les deux autres panneaux : là où dominait le vert de la nature, s'imposent maintenant une majorité de couleurs chaudes, (brun, ocre) et le noir. De fait, le panneau est construit chromatiquement par une opposition entre les couleurs froides des personnages (carnation, vêtements) et un fond de couleurs chaudes (sol, obscurité, feu...)40.

Quant à la structure de l'œuvre, le panneau central est à l'instar des deux autres panneaux divisé horizontalement en trois parties de tailles à peu près égales. Ici, les divisions apparaissent grâce à des différences narratives : « la dénonciation de certains vices du monde » dans le tiers inférieur du panneau, « les tortures physiques » dans son tiers central et l'« apocalypse » dans son tiers supérieur41. Ici, et contrairement aux panneaux gauche et central, les divisions ne correspondent donc plus à des différences de profondeurs de champ : cela produit une grande confusion visuelle, à tel point que l'historien de l'art Stefan Fischer a qualifié la composition de « chaotique »42.
Dans le tiers inférieur du panneau, un grand nombre de personnages subissent des tortures conduites par des êtres hybrides, composés d'un corps humain surmonté d'une tête d'animal (lapin, oiseau notamment)43. Le plus visible de ces êtres est un personnage à tête d'oiseau assis sur une chaise percée, dévorant un humain et en déféquant d'autres. Les scènes de torture se déroulent par l'intermédiaire d'instruments de musique : vielle à roue, harpe, cithare, flûte, tambour, trompe et cornemuse44 au point que le panneau a pu être décrit comme « l'enfer des musiciens »45. Ces objets n'apparaissent pas seuls, puisque, au tout premier plan, des supports de jeux s'éparpillent aux pieds de damnés : cartes, trictrac (ancêtre du backgammon) ou dés46.
Dans le tiers central, les personnages nus subissent des supplices : contrairement aux représentations traditionnelles d'alors où le feu domine, le froid s'impose47, peut-être réminiscence de l'Enfer de Dante48. La température se remarque par le fait que l'eau d'un lac est gelée, sur laquelle des personnages nus évoluent, chaussés de patins à glace. Dans cette scène, deux éléments se détachent particulièrement : une lame de couteau enchâssée entre deux oreilles, figure que d'aucuns ont rapproché, de part leurs formes, à une verge et ses deux testicules49 ; et d'autre part, regardant le spectateur, un personnage sans bassin ni jambes, dont le buste évidé contient des personnages ripaillant, et dont les bras, semblant des troncs d'arbre, lui servent à se tenir debout, les mains enchâssées dans deux barques50. La présence de cette figure appelée "l'Homme-arbre" est tout à fait essentielle car elle constitue une base autour de laquelle l'œil peut se repérer dans l'œuvre51. Cela trouve son origine dans sa taille relative aux autres personnages, mais aussi parce qu'elle prend le spectateur à témoin en le regardant52 et enfin parce qu'elle se situe dans le centre géographique de l'œuvre53.
Enfin, dans le tiers supérieur, sur un fond chromatique très sombre, les personnages sont beaucoup plus réduits, et sont donc difficilement identifiables : appartenant à des groupes importants, ils sont indifférenciés. Ici, le noir domine qui dépeint une ville en flammes plongée dans l'obscurité54.

La dendrochronologie a été inventée et développée au cours du XXe siècle par A.E. Douglass, le fondateur du Laboratory of Tree-Ring Research de l’Université d'Arizona. Plusieurs siècles auparavant Léonard de Vinci avait déjà décrit le principe des cernes de croissance et leurs variations en fonction des conditions climatiques. Edmund Schulman (1908-1958) et Fritz Schweingruber (1935-) ont également largement contribué au développement scientifique de la discipline.

Sous des latitudes moyennes, les arbres poussent en produisant du bois lorsque les conditions climatiques sont favorables (du début du printemps à la fin de l'été). Au printemps, les cernes sont clairs car les vaisseaux conduisant la sève sont plus larges, ce qui permet des flux plus importants. L'analyse d'un échantillon de bois en repérant ses anneaux de croissance et en attribuant à chacun d'entre eux un millésime de formation, permet de déduire les conditions climatiques contemporaines à la vie de l'arbre.

En prenant des échantillons dans différents sites d'une même région et ayant poussé à des époques différentes mais se recoupant, il est possible de recomposer une séquence sur plusieurs siècles et de créer une chronologie de référence permettant de réaliser des études paléo-climatiques. L'idéal est bien sûr d'avoir une tranche d'arbre multi-centenaire. La comparaison du profil de croissance d'un morceau de bois d'une époque indéterminée avec cette chronologie de référence permet sa datation exacte à l'année près.

Cette propriété a permis d'établir des courbes de calibrage pour corriger les résultats de la datation par le carbone 14, qui supposait une concentration de carbone 14 constante dans l'atmosphère au cours des siècles alors que celle-ci a varié. Depuis quelques décennies, les datations par le carbone 14 sont calibrées et donc plus précises.
Dendrochronologie et paléoenvironnement
Section de tronc d'un chêne pédonculé (Quercus robur) apparemment âgé de 21 ans.

Des analyses microchimiques de chaque cerne permettent de déterminer les concentrations de certains polluants dans l'environnement (plomb par exemple) pour les années et décennies antérieures (tant que le bois reste en bon état et qu'il n'a pas subi de contamination secondaire).

L'analyse dendrochronologique apporte également des indices sur la pluviométrie et la température qu'il faisait au moment où l'arbre produisait un cerne. Les données sont pondérées par l'analyse de nombreux arbres pour gommer certains artefacts, par exemple liés à des attaques de certains insectes défoliateurs (qui peuvent stopper la croissance d'un arbre jusqu'à 5 ans durant par des attaques répétées). Ce principe est à la base d'une sous-discipline de la dendrochronologie, la dendroclimatologie. De même en présence de certains mammifères (bisons, cervidés) qui écorcent partiellement les arbres, la croissance des cernes peut être provisoirement modifiée le temps de la cicatrisation.

La compréhension des évolutions passées — face aux changements climatiques notamment — peut éclairer le présent et le futur des forêts. Ainsi les satellites montrent un allongement de la saison de végétation dans le nord de l'hémisphère Nord, mais l'étude des cernes de l'épinette blanche en Alaska et des teneurs du bois en isotopes du carbone montrent (sur 90 ans) que la croissance radiale des arbres a — dans cette région — été ralentie quand il faisait plus chaud (et trop sec ?), ce qui est contraire à ce qu'attendaient nombre d'experts, et qui doit faire réviser les théories sur la capacité de la forêt boréale à stocker plus de carbone si le réchauffement se poursuit1.
Dendrochronologie appliquée à certaines herbacées (vivaces)
La dendrochronologie a pu montrer qu'un plan d'alchémille des alpes peut au moins vivre jusqu'à 40 ans.

Les herbacées dicotylédones peuvent vivre jusqu'à plusieurs décennies et leur racines (ou tiges quand elles sont pérennes) sont également porteuses de cernes de croissance parce que les vaisseaux de sève sont plus épais au printemps qu’en fin d'été2. Le botaniste bâlois Heinrich Zoller avait déjà publié dans les années 1950 une étude montrant et utilisant la présence de cernes annuels chez certaines herbacées. Il avait grâce à cela évalué l'âge de plusieurs herbacées de végétation de steppe sèche du Valais, mais ses travaux sont passés relativement inaperçus2.

Des essais récents réalisés dans des champs en Suisse3 ont montré qu’il s’agit bien de véritables cernes annuels, même s'ils sont plus fins que ceux des arbres et plus difficiles à observer car ne mesurant que de 0,04 à 0,5 millimètre de large. L'étude4 par Fritz Schweingruber de sections de racines pivotantes de saxifrages faux aïzoons (Saxifraga aizoides) a permis de trouver des individus de 22 ans2. Un âge de 19 ans a été démontré pour une campanule à feuilles de cranson (Campanula cochleariifolia). Des pieds-de-chat étaient âgés de dix ans (Antennaria dioica) alors que certaines bruyères (Erica carnea) avaient atteint les 70 ans2.

La dendrochronologie des herbacées pourra aider à mieux comprendre rétrospectivement la dynamique des populations de communautés végétales et l'âge de certaines plantes qu'on ignorait jusqu'ici, notamment pour des espèces menacées ou au contraire invasives. Dater l'apparition et l’expansion d’une espèce invasive dans différents types d'habitat peut permettre d'affiner des scénarios de progression future.

La largeur des cernes est également un indicateur jugé fiable des conditions locales et temporelles de bonne ou mauvaise croissance de la végétation, les plantes réagissant de manière plus marquée à la plupart des aléas que les arbres dont les racines plongent plus profondément dans le sol2.
Études sur la dendrochronologie
En France
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Pour être vraiment significatif, un prélèvement (par exemple dans une maison en pan de bois ou dans une charpente) doit s’effectuer par lots, en échantillonnage représentatif. Dans les châteaux, les églises et autres édifices, les prélèvements de bois sur les poutres des différents ensembles peuvent être réalisés par carottage de cinq millimètres de diamètre. Le fait que les laboratoires fournissent un rapport d’analyse détaillé dans un délai de deux à trois mois permet aux géologues, préhistoriens, historiens, historiens d’art, restaurateurs d’art ou architectes, d’orienter leurs travaux et de réaliser la mise en valeur des résultats dans leur contexte5.

Depuis 1993, le Centre de recherches sur les monuments historiques6 mène une politique d’analyses de dendrochronologie pour préciser ou confirmer les datations des charpentes, des pans de bois et des menuiseries étudiées par le service. Ces analyses ont permis d’établir des jalons chronologiques des mises en œuvre et sont une aide précieuse pour dater les éléments architecturaux en bois. Analyses de dendrochronologie des charpentes de Chinon (Indre-et-loire), de Puiseau (Loiret) et de Bourges menées part le Centre de recherches sur les monuments historiques dans le cadre d’actions de datation des charpentes.

La mission de la recherche et de la technologie7, en liaison avec les directions patrimoniales du ministère, a pour sa part commandé une étude sur l’organisation de la dendrochronologie en France et les conditions d’intervention des organismes fournissant des datations par la dendrochronologie aux archéologues, historiens, chercheurs, architectes, chargés de la conservation du patrimoine culturel. En effet, un nombre croissant de laboratoires publics et privés se disputent non sans heurts l’exercice de la dendrochronologie, méthode de datation spécifique au bois basée sur l’analyse comparative des cernes de croissance. Il est à noter que ce sont l’expérience et la richesse des références accumulées qui sont déterminantes pour la qualité de cette méthode, alors que le matériel nécessaire est simple et n’exige pas de lourds investissements. Cette étude avait pour objectif de comprendre cette situation de concurrence entre ces laboratoires, préjudiciable aux services du ministère, qui en sont les principaux commanditaires. Il s’agissait d’apprécier et de comparer les performances, au sens le plus étendu du terme, des laboratoires en France et en Europe ; afin d’évaluer le caractère stratégique de la dendrochronologie et ses applications notamment en matière de datation, d’authentification, d’expertise, de conservation et de valorisation du matériau bois dans le patrimoine culturel ; également d’apprécier la dimension du marché de la dendrochronologie en France, de prévoir son évolution et les moyens d’y faire face si possible en développant le recours à des moyens nationaux. Il y a quelques années la datation par dendrochronologie n’intéressait que la recherche archéologique. Il s’y ajoute aujourd’hui de manière presque égale en nombre d’échantillons datés par an, l’étude du bâti (monuments historiques, sites etc) et l'étude/expertise d'œuvres d'art 8. La méthode et ses possibilités sont encore mal connues des architectes et le recours à la dendrochronologie lors des études préalables est encore accessoire 9.
Au Québec

Les longues séries dendrochronologiques ayant pu être reconstituées à ce jour au Québec sont principalement constituées d'épinette noire à la limite nordique de la forêt boréale ainsi que de thuya occidental, de pin blanc et de pruche du Canada plus au sud dans les forêts boréale et tempérée.

Plusieurs groupes et associations œuvrent à la construction de longues séries dendrochronologiques. À Montréal, le Groupe de Recherche en Dendrochronologie Historique (GRDH), OSBL basée à l'Université de Montréal, a effectué de nombreuses analyses dendrochronologiques sur des pièces de bois provenant de maisons anciennes, de sites archéologiques et d'arbres vivants. Les travaux du groupe ont mené à la création entre 2002 et 2006 d'une chronologie pour la ville de Québec et l'Île d'Orléans; une seconde chronologie est en construction pour la région de Montréal. À Québec, le Centre d'études nordiques a construit plusieurs chronologies, notamment dans la région de Québec et dans le Bas-Saint-Laurent. Enfin, plus au nord, le laboratoire de dendroécologie de la forêt d'enseignement et de recherche du lac Duparquet (FERLD), liée à l'Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, est un acteur incontournable de la dendrochronologie au Québec. Cette station de recherche se concentre principalement sur l'étude de la forêt boréale.
Voir aussi
Notes

↑ Valerie A. Barber, Glenn Patrick Juday and Bruce P. Finney, 2000, « Reduced growth of Alaskan white spruce in the twentieth century from temperature-induced drought stress [archive] », Nature, 405, 668-673.
↑ a, b, c, d et e Page de waldwissen.net relative aux cernes de croissance chez les herbacées [archive]
↑ Les essais en champs ont été conduits par Hansjörg Dietz et Georg von Arx de l’Institut de géobotanique à l’EPF de Zurich
↑ Schweingruber F.H., Poschlod P., 2005: Growth Rings in Herbs and Shrubs: life span, age determination and stem anatomy. For. Snow Landsc. Res. 79, 3: 195-415.
↑ René Dinkel, L'Encyclopédie du patrimoine (Monuments historiques, Patrimoine bâti et naturel - Protection, restauration, réglementation. Doctrines - Techniques - Pratiques), Paris, éditions Les Encyclopédies du patrimoine, septembre 1997, 1512 p. (ISBN 2-911200-00-4)
Notice : Dendrochronologie p. 653
↑ Collectif, Maisons à pans de bois, études de structures, vol. 6 : XV-XVIe siècles, Normandie – Alsace, Paris, Direction de l’Architecture, Ministère des Affaires Culturelles, Centre de Recherches sur les Monuments Historiques
Planches D 6160 à 6183 – 6158 à 6159
↑ « Actualité de la Recherche : Étude sur la dendrochronologie en France », Culture et Recherche, vol. 57,‎ mars 1996, p. 9 (lire en ligne [archive])
↑ D Pousset, C. Locatellie et A. Heginbotham, « Du développement de méthodes non intrusives pour l’étude dendrochronologique du mobilier à l’expertise de cabinets Renaissance », Technè, vol. 29,‎ 2009, p. 31-36 (lire en ligne [archive])
↑ J. Vin, G-N. Lambert, L. Langouet, P. Lanos et C. Oberlin, La datation en Laboratoire, Paris, éd. Errance, 1998, 192 p.

Articles connexes

Arbre
Dendrogéomorphologie
Dendrométrie
Documents sur écorce de bouleau
Méristème
Tronc (botanique) (âge d'un tronc)

Bibliographie

Lebourgeois F., Merian P., 2012. Principes et méthodes de la dendrochronologie. Nancy, UMR INRA-ENGREF 1092, Laboratoire d'Étude des Ressources FOrêt-Bois. Manuel en ligne
Filion L. (dir.), Payette S. (dir.), 2010. La Dendroécologie. Principes, méthodes et applications. Québec, Presses de l'Université Laval, 772 p.
Astrade L., Miramont C., 2010. Panorama de la dendrochronologie en France. Actes du colloque « Panorama de la dendrochronologie en France », Digne-les-Bains, 8-10 octobre 2009, Coll. Edytem, 216 p.
Guibal F., 1996. « Remarques sur quelques difficultés propres à la dendrochronologie en France méditerranéenne », Revue d'archéométrie, Supplément Colloque d'archéométrie, Périgueux, 1995, p. 39-43.
Kaennel M., Schweingruber F.H. (Compilers), 1995. Multilingual glossary of dendrochronology. Terms and definitions in English, German, French, Spanish, Italian, Portuguese, and Russian. Birmensdorf; Berne, Stuttgart, Vienna, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research; Haupt. 467 p. Glossaire en ligne
Lavier C., Perrier P., Vincenot S. et Lambert G., 1988. « Pratique de la dendrochronologie », Histoire et Mesure, III, 3, p. 279-308. Article en ligne
Munaut A. V., 1979. « La Dendrochronologie », Bulletin de l'Association française pour l'étude du quaternaire, vol. 16, no 16-1-2, p. 65-74. Article en ligne

Liens externes

Laboratoires en France

(fr) Laboratoire Chrono-environnement - CNRS UMR 6249 (Besançon)
(fr) Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire - CNRS UMR 6566 (Rennes)
(fr) Laboratoire d'Archéologie Moléculaire et Structurale - CNRS (Paris)
(fr) Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Écologie marine et continentale - CNRS UMR 7263 (Marseille)
(fr) Laboratoire d’Étude des Ressources Forêt-Bois - INRA (Nancy)
(fr) Wicri/Bois-Forêt - DRRT Lorraine, CNRS, NIT, Université de Lorraine, Conseil régional de Lorraine, FEDER

Laboratoires au Québec

(fr) Laboratoire de dendroécologie, Forêt d'enseignement et de recherche du lac Duparquet (FERLD), UQÀT (Duparquet)
(fr) Groupe de Recherche en Dendrochronologie Historique (GRDH), Université de Montréal (Montréal)
(fr) Centre d'Études Nordiques (CEN), Université Laval (Québec)
(fr) Laboratoire d'écologie historique et de dendrochronologie, UQÀR (Rimouski)

Laboratoires aux États-Unis

(en) Laboratory of Tree-Ring Research - University of Arizona (Tucson)

Laboratoires en Suisse

(fr) Laboratoire de dendrochronologie de Neuchâtel

Autres institutions

(en) Virtual Knowledge Centre - Universiteit Utrecht
(fr) Digital Collaboratory for Cultural Dendrochronology
(en) The Ultimate Tree-Ring Web Pages by Henri D. Grissino-Mayer (University of Tennessee)

Les dicotylédones (anciennement Magnoliopsida) forment un groupe d'espèces végétales dans la classification classique. Ce groupe n'étant pas monophylétique, le terme de dicotylédone est aujourd'hui purement descriptif (à deux cotylédons), mais n'est plus le nom d'un groupe. Les dicotylédones sont très présentes dans la plupart des écosystèmes terrestres, avec 200 000 espèces sur Terre. Ce groupe fait partie des angiospermes ou « plantes à fleurs ». Un cotylédon ressemble à une feuille mais n'en est pas une au sens embryologique du terme (elle ne provient pas d'un bourgeon). C'est une structure de réserve qui permet également la photosynthèse dans les premiers jours de la plante. Elle finira par disparaitre lorsque les feuilles auront pris le relais.

Sommaire

1 Caractéristiques botaniques
2 Classification
2.1 Classification classique
2.2 Classification phylogénétique
3 Références

Caractéristiques botaniques

En général, les dicotylédones présentent une plantule à deux cotylédons, ce qui les différencie des monocotylédones (comme les herbes et graminées) qui, en général, n'en présentent qu'un seul. Les feuilles ont des nervures réticulées, et les stomates sont généralement orientés aléatoirement sur la partie inférieure du limbe. Les fleurs partagent avec l'implantation des feuilles une symétrie d'ordre 4 ou 5. La fleur typique présente quatre verticilles (sépales, pétales, étamines et carpelles). Dans la plupart des espèces, la racine est de type pivotante.

C'est chez les dicotylédones que l'on observe, au niveau des tiges, la présence de cambium permettant la formation de bois secondaire vers l'intérieur et de liber vers l'extérieur.

Chez la majorité des dicotylédones, le bois est hétéroxylé, c'est-à-dire qu'il comporte des vaisseaux, des fibres, et éventuellement, des trachéides.
Classification

Les Dicotylédones sont connues sous les noms scientifiques : Dicotyledoneae, Dicotyledones, Magnoliopsida, etc, dépendant de la classification adoptée.
Classification classique

Dans la classification classique de Cronquist (1981) les dicotylédones forment la classe des Magnoliopsida, divisée en six sous-classes :

classe Magnoliopsida
: sous-classe Asteridae (voir Astéridées en classification phylogénétique APGII et APGIII)
: sous-classe Caryophyllidae (voir l'ordre des Caryophyllales en APGII et APGIII)
: sous-classe Dilleniidae (non reconnue en APGII ni APGIII)
: sous-classe Hamamelidae, appelée aussi Hamamelididae (non reconnue en APGII ni APGIII)
: sous-classe Magnoliidae : les plantes de ce clade ne sont pas des Eudicotylédones, ou 'Dicotylédones vraies'
: sous-classe Rosidae (voir Rosidées en classification phylogénétique APGII et APGIII)

Classification phylogénétique
Schéma de la divergence des angiospermes en dicotylédones, dicotylédones vraies et monocotylédones.

Selon la classification phylogénétique APG II (2003) et classification phylogénétique APG III (2009), les dicotylédones sont paraphylétiques, c'est-à-dire que ce groupe ne rassemble pas un ancêtre et la totalité de ses descendants. En effet,

L'ancêtre le plus récent commun à toutes les dicotylédones est aussi ancêtre des monocotylédones. Ils forment ensemble le clade des angiospermes, caractérisé historiquement par la présente d'une seule aperture sur les grains de pollen (zones de faiblesse permettant le passage du tube pollinique), qui constitue un caractère ancestral partagé (ou plésiomorphie).
Dans ce groupe, s'individualisent primitivement certaines dicotylédones (notamment les Magnoliidées), conservant une seule aperture

Le caractère "deux cotylédons" n'est donc en revanche pas un caractère dérivé propre partagé (synapomorphie), condition pour que le groupe soit un clade, seul groupe reconnu dans la classification phylogénétique.

Le reste des dicotylédones et les monocotylédones ont un ancêtre commun exclusif plus récent:
les monocotylédones conservent un grain de pollen à une seule aperture, mais divergent par la synapomorphie 'un seul cotylédon'
Les dicotylédones individualisées plus tardivement ont au contraire désormais des grains de pollen à trois apertures (synapomorphie).
: Elles constituent ainsi un clade monophylétique, nommé Dicotylédones vraies, ou Eudicotylédones, qui exclut les dicotylédones individualisées primitivement.

Les groupes des Rosidae et des Asteridae sont ainsi des sous-groupes de Dicotylédones vraies d'apparition récente, présentant des structures florales parfois complexes comme le capitule des Astéracées.
Article connexe : Magnoliophyta (classification phylogénétique).

Sauropsida, les sauropsides, constituent un clade regroupant les oiseaux, tous les reptiles actuels et une partie seulement des reptiles fossiles. C'est un groupe monophylétique d'animaux qui est le groupe frère des synapsides, c'est-à-dire aujourd'hui des mammifères, avec lesquels ils forment le taxon des amniotes.


La phylogenèse ou phylogénie (du grec ancien φῦλον, phylon, signifiant « race, tribu, espèce ») est l'étude des relations de parenté entre êtres vivants : entre individus (niveau généalogique ; seule une généalogie individuelle peut répondre à la question « qui est l'ancêtre de qui ?


Sauropsida
 |--Anapsida
 |  |--Mesosauridae (éteints)
 |  `--Parareptilia
 |     |--Millerettidae (éteints)
 |     |--Bolosauridae (éteints)
 |     `--Procolophonomorpha
 |        |--Procolophonia
 |        |  |--Procolophonidae (éteints)
 |        |  `--Pareiasauridae (éteints)
 |        `?-Testudines (tortues)
 `--Eureptilia        
    |--Captorhinidae (éteints)
    `--Romeriida
       |--Protorothyrididae (éteints)
       `--Diapsida
          |--Araeoscelidia (éteints)
          |--Avicephala (éteints)
          `--Neodiapsida
             |?-Younginiformes (éteints)
             `--+--Lepidosauromorpha
                |  |?-Euryapsida
                |  |  |?-Sauropterygia (éteints)
                |  |  `?-Ichthyopterygia (éteints)
                |  `--Lepidosauriformes
                |     `--Lepidosauria
                |        |--Sphenodontida (incluant les Tuataras)
                |        `--Squamata (incluant les lézards, mosasaures et les serpents)
                `--Archosauromorpha
                   |?-Choristodera (éteints)
                   |--Trilophosauridae (éteints)
                   |--Rhynchosauridae (éteints)
                   |--Prolacertiformes (éteints)
                   `--Archosauriformes
                      |--Proterosuchidae (éteints)
                      |?-Erythrosuchidae (éteints)
                      |--Euparkeriidae (éteints)
                      `--+--Proterochampsidae
                         `--Archosauria
                            |--Crurotarsi (incluant les crocodiles)
                            `--Ornithodira
                               |--Pterosauromorpha (éteints)
                               `--Dinosauromorpha (incluant les dinosaures, qui comprend les oiseaux)

Les synapsides (du grec sun « avec » et apsis « liaison ») sont l'un des deux grands types d'amniotes avec les sauropsides. Ils sont apparus au Carbonifère supérieur, il y a environ 320 millions d'années. Le crâne des synapsides possède une seule fosse temporale, bordée par l’os jugal, l’os postorbitaire, l’os squamosal, ainsi que l’os quadratojugal pour les plus anciens.

Les seuls synapsides actuels sont les mammifères, mais les synapsides sont aussi représentés par de nombreux groupes fossiles.

La phylogenèse ou phylogénie (du grec ancien φῦλον, phylon, signifiant « race, tribu, espèce ») est l'étude des relations de parenté entre êtres vivants : entre individus (niveau généalogique ; seule une généalogie individuelle peut répondre à la question « qui est l'ancêtre de qui ?

Les synapsides ont tout d'abord été considérés comme une des quatre divisions des reptiles, celle conduisant à la lignée des mammifères. C'est la raison pour laquelle ils ont été surnommés « reptiles mammaliens ». Cette classification excluait les mammifères.

Amniota
Synapsida
Pelycosauria*
Therapsida*
Theriodontia*
Cynodontia
Mammalia

puis

Avec l'essor de la cladistique, les synapsides sont maintenant considérés comme un clade qui inclut les « anciens » synapsides et tous leurs descendants, donc les mammifères. L’expression « reptile mammalien » qui était auparavant un synonyme de synapside désigne désormais un groupe paraphylétique qui contient tous les synapsides qui ne sont pas des mammifères.

└─o Amniota
├─o Synapsida
│ ├─o Caseasauria (éteint)
│ └─o Eupelycosauria
│ └─o Therapsida
│ ├─o Biarmosuchia (éteint)
│ └─o Eutherapsida
│ ├─o Dinocephalia (éteint)
│ └─o Neotherapsida
│ ├─o Anomodontia (éteint)
│ └─o Theriodontia
│ ├─? Gorgonopsia (éteint)
│ └─? Eutheriodontia
│ ├─o Therocephalia (éteint)
│ └─o Cynodontia
│ └─o Epicynodontia
│ └─o Eucynodontia
│ ├─o Cynognathia (éteint)
│ └─o Probainognathia
│ └─o Mammaliaformes
│ └─o Mammalia
│
└─o Sauropsida

Dans cette approche, le clade des synapsides est lui-même divisé en deux clades, les Caseasauria disparus sans descendance et les Eupelycosauria dont font partie les mammifères.

enfin

Les seuls synapsides existant encore de nos jours étant les mammifères, leur histoire se confond avec celle de ces derniers. Ils sont les premiers amniotes à s'être diversifiés.
Squelette de Dimetrodon mileri, Harvard Museum of Natural History

Les premiers synapsides appartiennent au groupe des pélycosauriens. Les plus anciens fossiles trouvés sont datés du pennsylvanien (carbonifère supérieur) vers -320 Ma. Après une grande diversification pendant toute la fin du carbonifère et le début du permien, les pélycosauriens se sont éteints au permien. Leur représentant le plus connu dimetrodon est caractérisé par une grande voile dorsale portée par une rangée d'épines vertébrale hypertrophiée, tous étaient loin d'en posséder une. Cette voile est considérée par certains comme une première ébauche de thermorégulation. Cette voile disparaît chez les pélycosauriens les plus tardifs remplacée par une thermorégulation d'origine endogène, c'est en tout cas ainsi qu'est interprétée la position des membres.

Issus des sphénacodontidés, un groupe de pélycosauriens, les thérapsides, prendra la suite à partir du permien moyen. Ils se diviseront en 4 branches :

Les Biarmosuchia étaient les plus primitifs et les plus ressemblants à leurs ancêtres pélycosaures.
Les Dinocéphales étaient de gros animaux également très primitifs. Il s'éteindront au milieu du permien.
Les Anomodontes étaient les thérapsides herbivores les plus évolués [réf. nécessaire]. C’était une branche très diversifiée. La plupart disparaîtront lors de l'extinction du permien, mais le groupe des dicynondontes survivra jusqu'au trias.
Les Thériodontes sont à l'origine des mammifères modernes. Trois groupes sont apparut chronologiquement avec des traits mammaliens de plus en plus marqués : les gorgonopsiens, les thérocéphales et les cynodontes.

La plupart des traits caractéristiques des mammifères se sont mis en place dans ce groupe : des membres en position semi-érigée et une différenciation des dents en incisives, canines et molaires. La mâchoire inférieure se simplifie, la dentition prend une importance croissante [réf. souhaitée]. Les autres os constituant la mâchoire se réduisent en taille et migrent dans le crâne où ils forment les osselets de l'oreille moyenne. Certains cynodontes sont couverts de poils. [réf. souhaitée] Et on soupçonne pour d'autres des traces de lactation et une thermorégulation.

Tous les thérapsides seront affectés par la crise de la fin du permien. Beaucoup de groupes s'éteindront, dont les gorgonopsiens auparavant en pleine expansion. Certains groupes, les dicynodontes (anomodontes) et les cynodontes (thériodontes) retrouveront cependant une certaine vitalité après la crise avant d'être supplantés par les dinosaures. Les dicynondontes s'éteindront à la fin du trias. En revanche les cynodontes persisteront jusqu'à nos jours au travers des mammifères. Les mammifères eux-mêmes, seuls synapsides existant encore, apparaîtront au jurassique. Ils survivront à l'extinction de la fin du crétacé pour occuper les niches écologiques laissées vacantes par la disparition des dinosaures non aviens.
Voir aussi

Configuration synapside
Pelycosauria
Therapsida
Cynodontia
Mammalia

Liens externes

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Référence Tree of Life Web Project : Synapsida (en) (consulté le 14 juin 2012)
Référence Fossilworks Paleobiology Database : Synapsida Osborn 1903 (en) (consulté le 14 juin 2012)
Référence Animal Diversity Web : Synapsida (en) (consulté le 14 juin 2012)

L'extinction Crétacé-Tertiaire ou extinction K-T (de l'allemand Kreide-Tertiär) qui marque la fin du Crétacé est une extinction massive et à grande échelle d'espèces animales et végétales qui s'est produite sur une courte période de temps (à l'échelle géologique) il y a 66 millions d'années1.

Cet évènement marque la fin de l'ère mésozoïque et le début de l'ère cénozoïque. Cette extinction est associée à une signature géologique connue sous le nom de limite K-T, habituellement une couche mince d'argile qui présente un taux anormal d'iridium et que l'on retrouve dans diverses régions du monde. K est l'abréviation traditionnelle pour la période du crétacé (dérivé du nom allemand Kreidezeit), et T est l'abréviation du tertiaire, terme historique qui désigne la période maintenant couverte par les périodes paléogène et néogène. L'emploi du terme « Tertiaire » étant maintenant déconseillé comme unité formelle de temps ou de roche par la Commission internationale sur la stratigraphie, l’évènement K-T est maintenant désigné comme l'extinction du Crétacé-Paléogène (ou K-Pg) par beaucoup de chercheurs.

La majorité des paléontologues admettent que les oiseaux appartiennent au groupe des dinosaures. Les dinosaures en dehors des oiseaux sont dits non-aviens2. Les fossiles de dinosaures non-aviens étant trouvés presque uniquement au-dessous de la limite du K-T, les paléontologues estiment majoritairement que les dinosaures se sont éteints juste avant, ou pendant l'évènement. Dans cette interprétation, les quelques fossiles de dinosaures découverts au-dessus de la limite K-T sont entièrement dus à des remaniements des sédiments, c'est-à-dire que l'érosion les a ramenés à la surface avant qu'ils ne soient recouverts par un dépôt de sédiments plus récents3,4,5. Cette théorie pourra être vérifiée, puisque des systèmes de datation utilisés depuis le début des années 2010 permettent de dater directement les ossements, contrairement aux méthodes antérieures qui ne dataient que les sédiments qui les entourent6. Les mosasaures, les plésiosaures, les ptérosaures et de nombreuses espèces de plantes et d'invertébrés se sont également éteints. Les clades de mammifères et d'oiseaux ont survécu avec peu d'extinctions, et une radiation évolutive des taxons du Maastrichtien s'est produite bien après la limite. Les taux d'extinctions et de radiations ont varié à travers différents clades7.

L'île de Madagascar étant déjà séparée du continent africain à l'époque de l'événement a développé de ce fait une faune distincte de celui-ci.

Les théories scientifiques expliquent les extinctions de K-T par un ou plusieurs évènements catastrophiques, tels que des impacts massifs d'astéroïdes, et/ou une activité volcanique accrue, l'activité volcanique semblant cependant avoir précédé. La datation de plusieurs cratères d'impact (comme l'impact de Chicxulub) et d'une activité volcanique massive (dans les trapps du Deccan), coïncide avec la période approximative de l'évènement d'extinction. Ces évènements géologiques auraient réduit la lumière du Soleil et gêné la photosynthèse, menant à une rupture massive dans l'écologie de la Terre. D'autres chercheurs croient que l'extinction a été plus progressive, résultant de changements plus lents du niveau de la mer ou du climat7.

Toutefois, les paléobotanistes (palynologues : étudiant le pollen) semblent avoir montré au niveau de la limite KT, et plus particulièrement sur les sites Nord Américains, que l'extinction a été rapide et cohérente avec l'hypothèse d'un impact (disparition quasi instantanée du pollen d'angiospermes dominant au Maastrichien, "fern spike" coïncidant avec le pic d'iridium - végétation opportuniste, fougères le plus souvent, puis réapparition progressive de gymnospermes, puis d'angiospermes et reconstitution progressive de la biodiversité)8, 9, 10.

En mars 2010, un groupe de 41 scientifiques se sont accordés dans la revue Science sur le fait que la chute de l'astéroïde à l'origine du cratère de Chicxulub avait été l'événement déclencheur de l'extinction K-Pg11. Mais 4 ans plus tard, la même revue relance le débat en publiant une nouvelle étude géochronologique, qui a permis une datation plus précise de l'évènement du plateau du Deccan, remettant en question l'idée que les gigantesques effusions de lave du Deccan auraient eu lieu trop tôt pour avoir joué un rôle dans les extinctions, montrant que ce phénomène chevauche bien la période géologique d'extinctions majeures, et redonnant de la crédibilité à l'hypothèse soutenue par Gerta Keller (en) (paléontologue de l'Université de Princeton)12,13. Lors de cet épisode volcanique (parmi les plus destructeurs de toute l'histoire de la Terre), les volcans auraient pu cracher assez de dioxyde de carbone et de soufre pour brutalement réchauffer la terre et acidifier ses océans, en tuant les 3/4 des formes terrestres de vie (dont tous les dinosaures non-aviens).

En octobre 2015, une datation encore plus précise des coulées de lave des trapps du Deccan basée sur le rapport isotopique 40Ar/39Ar de l'argon est obtenue par l'équipe de Paul R. Renne14 de l'Université de Californie à Berkeley. Les épisodes les plus importants et les plus continus d'émissions de laves du Deccan (représentant 70% du total) sont datés de moins de 50 000 ans après la chute de la météorite de Chicxulub. Cette coïncidence convainc les auteurs que l'épisode paroxysmal des trapps serait une conséquence de l'impact de la météorite de Chicxulub14. Le choc de la météorite aurait induit une onde sismique énorme, équivalent d'un tremblement de terre de magnitude 11 qui aurait fragilisé la croûte terrestre de l'autre côté du globe (aux « antipodes » en longitude mais pas en latitude). Ainsi après l'extinction massive due à l'impact de la météorite de Chicxulub, les éruptions volcaniques du Deccan avec leurs quantités énormes de gaz létaux expulsées — dont le sulfure d'hydrogène (H2S) —, auraient prolongé les effets du nuage soulevé par l'impact météoritique14,15.

Sommaire

1 Schémas d'extinction
1.1 Microbiota
1.2 Invertébrés marins
1.3 Vertébrés marins
1.4 Invertébrés terrestres
1.5 Plantes terrestres
1.6 Amphibiens
1.7 Reptiles non-archosauriens
1.8 Archosauriens
1.8.1 Crocodiliens
1.8.2 Ptérosauriens
1.8.3 Oiseaux
1.8.4 Dinosaures non-aviens
1.9 Mammifères
2 Données paléontologiques
2.1 Fossiles nord-américains
2.2 Fossiles marins
3 Durée
4 Théories
4.1 Impact cosmique
4.2 Trapps du Deccan
4.3 Impacts cosmiques multiples
4.4 Régression marine
4.5 Causes multiples
4.6 Autres théories, plus anciennes
5 Autres extinctions de masse
6 Notes et références
7 Annexes
7.1 Articles connexes
7.2 Liens externes

Schémas d'extinction
Intensité des extinctions marines à travers le temps
En haut du graphique, les périodes géologiques sont désignées par leur abréviation. Des pics représentent les cinq plus grandes extinctions.
Millions d'années
O-S
Fin D
P-Tr
Tr-J
K-T

Le graphique bleu indique le pourcentage apparent (pas en nombre absolu) de genres d'animaux marins ayant disparu au cours d'un intervalle de temps. Il ne représente pas toutes les espèces marines, mais seulement les espèces marines fossiles. Les 5 plus grandes extinctions sont liées, voir les extinctions massives pour plus de détails.

Source et information sur le graphique

Bien que l'évènement de la limite K-T ait été de grande ampleur, il y eut une variabilité significative du taux d'extinction entre les différents groupes d'espèces. On suppose que des particules atmosphériques ont bloqué la lumière du Soleil, réduisant la quantité d'énergie solaire pouvant atteindre la Terre. Les effectifs des espèces dépendant de la photosynthèse ont donc diminué, certaines espèces se sont même éteintes. Vers la fin du crétacé, les organismes qui photosynthétisent, dont le phytoplancton et les plantes terrestres, étaient à la base de la chaîne alimentaire comme c'est le cas aujourd'hui. L'extinction d'espèces végétales alors dominantes a causé un remaniement important de ce groupe d'organismes16. L'observation suggère que les animaux herbivores se sont éteints quand les plantes dont ils dépendaient pour se nourrir sont devenues rares ; en conséquence, les prédateurs supérieurs comme le Tyrannosaure ont également péri.

Les coccolithophorides (des algues unicellulaires microscopiques) et les mollusques, incluant les ammonites, les rudistes, les escargots d'eau douce et les moules, ainsi que les organismes dont la chaîne alimentaire inclut ces animaux à coquilles se sont éteints ou ont connu de lourdes pertes. Par exemple, on pense que les ammonites étaient la nourriture principale de mosasaures, un groupe de reptiles marins géants qui se sont éteints précisément à cette période17.

Les omnivores, les insectivores et les charognards ont survécu à l'évènement d'extinction, peut-être en raison de la plus grande disponibilité de leurs sources de nourriture. À la fin du crétacé il ne semble y avoir eu aucun mammifère purement herbivore ou purement carnivore. Les mammifères et les oiseaux qui ont survécu à l’extinction se sont nourris d'insectes, de vers, et d'escargots, qui eux-mêmes se nourrissaient de matière morte végétale ou animale. Les scientifiques pensent que ces organismes ont survécu à l'effondrement des chaînes alimentaires basées sur les plantes parce qu'ils se sont nourris de détritus ou d'autres matériaux organiques non vivants7,18,19.

Dans les biocénoses des cours d'eau, peu de groupes d'animaux se sont éteints parce que ces communautés dépendent moins directement des plantes vivantes pour leur nourriture et plus des détritus qui ruissellent de la terre, ce qui les protégea de l'extinction20. Des mécanismes semblables, mais plus complexes ont été observés dans les océans. Les extinctions ont été plus nombreuses parmi des animaux vivant dans la zone pélagique, que parmi des animaux des fonds sous-marins. Les animaux de la zone pélagique dépendent presque entièrement de la production primaire du phytoplancton vivant, alors que des animaux vivants dans les fonds marins s'alimentent de détritus ou peuvent passer à une alimentation constituée uniquement de détritus7.

Les plus grands survivants aérobies de l'évènement, les crocodiliens et les champsosaures, étaient semi-aquatiques et ont eu accès aux détritus. Les crocodiliens modernes peuvent vivre comme charognards et survivre pendant des mois sans nourriture. En outre, dans leur jeunesse, ils se développent lentement et se nourrissent pendant leurs premières années en grande partie d'invertébrés et d'organismes morts ou de fragments d'organismes. Ces caractéristiques ont permis la survie de ces espèces à la fin du Crétacé18.

Après l'évènement du K-T, la biodiversité a eu besoin d'un temps substantiel pour récupérer, en dépit de l'existence de nombreuses niches écologiques7.
Microbiota

La limite K-T est associée à un taux de disparition et d'apparition d'espèces particulièrement élevé. Ce phénomène a notamment touché les nanoplanctons à l'origine des dépôts calcaires du Crétacé. De nombreuses espèces disparues ont été remplacées par de nouvelles21,22. L'analyse statistique des disparitions des espèces marines suggère que la diminution de la diversité a davantage été provoquée par une forte hausse des extinctions plutôt que par une diminution de l'apparition de nouvelles espèces23, par un mécanisme naturel et permanent appelé spéciation.

Les données concernant les phytoplanctons appelés dinophytes ne sont pas aussi bien expliquées durant cette période de transition du Crétacé au Paléogène24, principalement parce que seuls les kystes fournissent de bonnes traces fossiles dans ce groupe, or les espèces de dinophytes ne passent pas toutes par le stade de kyste, ce qui est probablement à l'origine d'une sous-estimation de leur diversité7. Les études récentes tendent à indiquer qu'il n'y aurait pas eu de variations significatives des dinophytes au niveau des couches de dépôts fossiles qui constituent la limite entre Crétacé et Tertiaire25.

Des traces géologiques de radiolaires existent depuis au moins l’époque ordovicienne, et leurs squelettes siliceux fossiles peuvent être facilement repérés et suivis au cours de la limite K-T. Il n'y a aucune preuve d’extinction de masse de ces organismes, et en raison du refroidissement des températures au début du paléocène, on note une productivité élevée pour ces espèces au niveau des latitudes élevées de l'hémisphère Sud7. En ce qui concerne les diatomées, environ 46 % des espèces ont survécu à la transition crétacé-paléocène, ce qui suggère un taux de renouvellement significatif des espèces, mais pas une extinction catastrophique au passage de la limite K-T7,26.

La présence des foraminifères planctoniques au passage de la limite K-T a été étudiée dès les années 193027,28. Ces recherches, stimulées par la possibilité d'un impact cosmique, produisirent de nombreuses publications détaillant leur extinction au cours de cette période de transition7. Cependant, des discussions sont en cours entre ceux qui croient que les données fossiles indiquent une extinction substantielle29, et ceux qui pensent que les données fossiles montrent de multiples extinctions et apparitions d'espèces au passage de cette limite30,31. Parmi ces espèces, les espèces benthiques c'est-à-dire celle de haute mer, semblent toutes s'éteindre. On pense que la biomasse des océans a diminué après les extinctions qui ont eu lieu sur les côtes et que ces foraminifères dépendaient des débris organiques pour leur alimentation. Lorsque plus tard le nombre d'espèces de microorganismes marins a réaugmenté, on observe une augmentation concomitante du nombre d'espèces de foraminifères benthiques, vraisemblablement en raison de l'augmentation des ressources alimentaires7. Autrement dit, le rétablissement des populations de phytoplancton au début du paléocène a fourni la source de nourriture nécessaire pour alimenter de nouveau de grandes populations de foraminifères benthiques, qui se nourrissent toujours principalement de détritus. Au début du paléocène, le rétablissement final de ces populations benthiques s'est réalisé en plusieurs étapes qui ont duré plusieurs centaines de milliers d'années32,33.
Invertébrés marins
Un fossile d'ammonite.

Il y a une grande variabilité en ce qui concerne les taux d'extinction des invertébrés marins au passage de la limite K-T. Le nombre de fossiles et de sites fossilifères connus est faible, de ce fait les taux d'extinction calculés à partir des données récoltées peuvent ne pas correspondre à la réalité, les surestimant7.

Les ostracodes, une classe de petits crustacés qui étaient très communs lors du Maastrichtien supérieur, ont laissé des traces fossiles dans un grand nombre d'endroits. Un examen de ces fossiles prouve que la diversité des ostracodes est plus faible au cours du Paléocène qu'à n'importe quelle autre période du Tertiaire. Cependant, dans l'état actuel de la recherche, on ne peut pas déterminer si ces extinctions se sont produites avant ou pendant l'intervalle de la limite34,35.

Chez les coraux du Crétacé tardif, environ 60 % des genres appartenant à l'ordre des Scleractinia (coraux durs) n'ont pas réussi à passer la limite K-T et à atteindre le paléocène. L'analyse approfondie des extinctions de coraux de cette époque montre qu'environ 98 % des espèces coloniales qui habitaient les eaux tropicales chaudes et peu profondes se sont éteintes. Les coraux solitaires, qui ne forment généralement pas de récifs et habitent des régions plus froides et plus profondes de l'océan (au-dessous de la zone photique) ont moins été affectés par la limite K-T. Les espèces des colonies coralliennes dépendent d'une symbiose avec des algues photosynthétiques, dont les populations se sont effondrées en raison des évènements entourant la limite K-T36,37. Cependant, l'explication de l'extinction K-T et du rétablissement au paléocène par l'utilisation des données des fossiles de coraux doit être relativisée en raison des changements qui se sont produits dans les écosystèmes de coraux au passage de la limite K-T7.

Les nombres de genres de céphalopodes, d’échinodermes et de bivalves ont diminué significativement après la limite K-T7. La plupart des espèces de brachiopodes, un petit phylum d'invertébrés marins, ont survécu à l'évènement K-T et se sont diversifiés au début du Paléocène.
Rudiste, bivalve du Crétacé supérieur des montagnes omanaises, Émirats arabes unis. La barre de mesure est de 10 millimètres.

Mises à part la sous-classe des Nautiloidea, représentée aujourd'hui par les espèces des nautiles et un groupe issu d'une évolution de ceux-ci, à savoir les Coleoidea qui regroupe entre autres les octopodes, calmars, et seiches, toutes les autres espèces de mollusques de la classe des céphalopodes se sont éteintes à la limite K-T. Parmi celles-ci, il y avait les espèces du super-ordre Belemnoidea et les ammonites, une sous-classe de céphalopodes à coquille univalve, très diversifiés, dont les spécimens était nombreux, et à la répartition large. Des études scientifiques réalisée sur le sujet ont précisé que la stratégie reproductrice des nautiloïdes survivants, qui s'appuyait sur des œufs moins nombreux et plus gros, a joué un rôle dans leur conservation par rapport aux ammonites au cours de l'extinction. Les ammonites, elles, utilisaient d'une stratégie planctonique, c'est-à-dire que les œufs et larves étaient aussi nombreuses que petites, ce qui aurait été très défavorable. Des chercheurs ont montré qu'à la suite de la disparition des ammonites, les nautiloïdes ont connu une radiation évolutive avec des formes et des complexités de coquille qui n'avaient été auparavant observés que chez les ammonites38,39.

Environ 35 % des genres d'échinodermes se sont éteints à la limite K-T, ce qui est peu car ce sont les taxons qui prospéraient à la fin du Crétacé dans les eaux peu profondes, à faible latitude, qui ont eu le taux d'extinction le plus élevé. Au niveau des latitudes moyennes, les échinodermes d'eaux profondes ont été beaucoup moins affectés par l'extinction. Ce serait une perte d'habitat qui serait responsable de ces extinctions, spécifiquement la submersion des récifs d'eau peu profonde existant à ce moment-là, lors d'un épisode transgressif survenu à une période proche de celle de l'évènement d'extinction40.

D'autres groupes invertébrés marins, notamment des bivalves comme les rudistes et les inocérames, se sont également éteints à la limite K-T41,42.
Vertébrés marins

Un nombre substantiel de fossiles de poissons ont été découverts. Cela fournit de bonnes bases pour comprendre les modèles d'extinction de ces classes de vertébrés marins. Parmi les Chondrichthyes, approximativement 80 % des familles de requins, de raies et autres poissons cartilagineux ont survécu à l'évènement d'extinction7. Par ailleurs moins de 10 % des familles de poissons osseux, c'est-à-dire les téléostéens, se sont éteintes43. Toutefois, sur l'île Seymour, située au large de la péninsule Antarctique, un site fossile daté de la période précédant immédiatement l'évènement présente des preuves d'une mort massive chez des poissons osseux. On spécule que les poissons ont subi un stress environnemental avant l'évènement de la limite K-T et que ce dernier a dû précipiter l'extinction de masse44. Cependant, il semble que les environnements marins et d'eau douce ont atténué l'effet de l'extinction sur les poissons45.
Invertébrés terrestres

Les dommages causés par les insectes sur les feuilles fossilisées de plantes à fleurs de quatorze emplacements en Amérique du Nord ont été employés comme indicateur de la diversité des insectes à travers la limite K-T et analysés pour déterminer le taux d'extinction. Les chercheurs ont constaté que les sites du crétacé, avant l'évènement d'extinction, avaient une grande richesse en plantes et diverses formes d'alimentation par les insectes. Cependant, au début du paléocène, la flore étaient relativement diverse avec peu de prédation des insectes, même 1,7 million d'années après le phénomène d'extinction46,47.
Plantes terrestres

Il existe des preuves dominantes d'une rupture globale des groupes de plantes à la limite K-T48. Cependant, il y a eu d'importantes disparités selon les régions observées dans la succession des plantes. En Amérique du Nord, les données suggèrent une dévastation massive des plantes dans les sections de limite K-T, bien qu'il y ait aussi eu des changements mégafloraux substantiels avant la limite49.

Dans les latitudes élevées de l'hémisphère sud, comme la Nouvelle-Zélande et l'Antarctique, la décroissance de masse de la flore n'a causé aucun renouvellement significatif dans les espèces, mais des changements dramatiques à court terme dans l'abondance relative des groupes de plantes46,50. En Amérique du Nord, approximativement 57 % des plantes se sont éteintes. Le redressement des plantes au paléocène a commencé par des re-colonisations dominées par les fougères qui présentent alors un net pic d'abondance d'espèces illustré par les données géologiques ; on a d'ailleurs observé ce même type de re-colonisation de fougères après l'éruption du mont Saint Helens en 198051.

En raison de la destruction en masse des plantes à la limite K-T, il y a eu prolifération des organismes détritivores comme les mycètes qui n'ont pas besoin de photosynthèse et utilisent les nutriments de la végétation en décomposition. La domination des espèces fongiques a duré seulement quelques années tandis que l'atmosphère se dégageait et qu'il y avait abondance de matière organique. Une fois l'atmosphère dégagée, les organismes photosynthétiques comme les fougères et d'autres plantes sont revenues52. La polyploïdie semble avoir augmenté la capacité des plantes à fleur à survivre à l'extinction, probablement parce que les copies additionnelles du génome que ces plantes possédaient leur ont permis de s'adapter plus facilement aux conditions environnementales en pleine mutation qui ont suivi l'impact53.
Amphibiens

Il n'y a aucune trace d'extinctions de masse d'amphibiens à la limite K-T, et il y a une preuve irréfutable que la plupart des amphibiens ont survécu à l'évènement relativement indemnes7. Plusieurs études approfondies des genres de salamandres dans les lits fossiles du Montana montrent que sur sept genres, six étaient inchangés après l'évènement54.

Les espèces de grenouilles semblent avoir survécu jusqu'au paléocène avec peu d'extinction d'espèces. Cependant, les fossiles pour des familles et des genres de grenouille sont irréguliers7. Une étude approfondie de trois genres des grenouilles du Montana montrent qu'elles n'étaient pas changées par l'évènement de K-T et qu'elles ont survécu apparemment sans changement54. Les données montrent peu ou pas de preuve d'extinction de familles amphibies qui encadrent l'évènement de K-T. La survie amphibie a résulté de la capacité du clade à se chercher un l'abri dans l'eau ou à construire des terriers en sédiments, sol, bois, ou sous des roches45.
Reptiles non-archosauriens
Sphénodon mâle, unique représentant actuel des rhynchocéphales.

Les deux taxa de reptiles non-archosaurienss vivants, les testudines (tortues) et lépidosauriens (serpents, lézards, et lézard verts), ainsi que les choristodères (des archosauromorphes semi-aquatiques qui se sont éteints au début du miocène) ont survécu au passage de la limite K-T7. Plus de 80 % des espèces de tortues du crétacé ont traversé la limite K-T. De plus, les six familles de tortues qui existaient à la fin du crétacé ont survécu au tertiaire et sont représentées par des espèces actuelles55.

Les lépidosauriens vivants incluent les rhynchocéphales et les squamates. Les Rhynchocephalia, qui regroupe aujourd'hui les seuls Tuataras, étaient un groupe répandu et relativement prospère de lépidosauriens au début du mésozoïque, mais qui ont commencé à diminuer à partir du mi-Crétacé. Ils sont représentés aujourd'hui par un genre unique localisé exclusivement en Nouvelle-Zélande56.

L'ordre des squamates, qui est représenté aujourd'hui par les lézards, les serpents et les amphisbènes, a rayonné dans diverses niches écologiques pendant le jurassique et a réussi à passer au travers du crétacé. Ils ont survécu au passage de la limite K-T et sont actuellement le groupe le plus prospère et le plus diversifié de reptiles vivants avec plus de 6 000 espèces existantes. Aucune famille connue des squamates terrestres ne s'est éteinte à la limite, et les fossiles indiquent qu'ils n'ont souffert d'aucun déclin significatif dans leurs effectifs. Leur petite taille, leur métabolisme adaptable, et leur capacité à changer d'habitat pour trouver des conditions plus favorables ont été des facteurs clefs dans leur survie pendant la fin du crétacé et le début du paléocène7,55.

Les reptiles marins non-archosauriens comprenant les mosasaures et les plésiosaures, les reptiles aquatiques géants qui étaient les prédateurs marins supérieurs, se sont éteints vers la fin du crétacé.
Archosauriens

Le clade des archosauriens inclut deux ordres vivants, les crocodiliens (dont les Alligatoridae, les Crocodylidae et les Gavialidae sont les seules familles survivantes) et les oiseaux, alors que les dinosaures non-aviens et les ptérosaures sont éteints.
Crocodiliens

Dix familles des crocodiliens ou de leurs proches parents sont déjà représentées dans les fossiles du Maastrichtien. Alors que cinq se sont éteintes avant la limite K-T57, cinq autres familles ont des représentants fossiles jusqu'au Paléocène.

Toutes les familles de crocodiliens survivantes habitaient des environnements d'eau douce et terrestres, excepté les Dyrosauridae à la fois marins et dulçaquicole. La seule tendance apparente étant qu'aucun des grands crocodiles, tel que le crocodile nord-américain géant Deinosuchus, ne survécurent7. La survie des crocodiliens à ces événements a pu simplement résulter de la persistance de leur niche aquatique et de leur capacité à creuser, qui a réduit leur susceptibilité aux effets négatifs sur l'environnement de la limite K-T45.

En 2008, Stéphane Jouve et ses collègues ont suggéré que les juvéniles de Dyrosauridae auraient vécu dans l'eau douce comme les juvéniles des crocodiles marins modernes, ce qui les aurait aidés à survivre là où d'autres reptiles marins se sont éteints ; les environnements d'eau douce n'ayant pas été aussi fortement affectés par des évènements de K-T que les environnements marins58.
Ptérosauriens
Zhejiangopterus linhaiensis, un ptérodactyle vivant en Chine au Crétacé supérieur.

La seule famille de ptérosauriens dont la présence au Maastrichtien est certaine, les Azhdarchidae, s'est éteinte à la limite K-T. Ces grands ptérosauriens étaient les derniers représentants d'un groupe en déclin qui comprenait dix familles durant le Crétacé moyen. Les ptérosauriens de plus petite taille s'étaient éteints avant le Maastrichtien au cours d'une période qui avait vu le déclin des espèces animales de petite taille au profit des espèces de grande taille. Simultanément, les oiseaux modernes avaient connu une forte diversification et avaient remplacé des oiseaux archaïques et des groupes de ptérosauriens, probablement en raison de la concurrence directe, ou simplement en remplissant des niches vides45,59,60.
Oiseaux
Article détaillé : histoire évolutive des oiseaux.

La plupart des paléontologues considèrent les oiseaux comme les seuls survivants des dinosaures. Cependant, tous les oiseaux non-néornithes se sont éteints, y compris des groupes florissants comme les enantiornithines et les hesperornithiforms61. Plusieurs analyses de fossiles d'oiseaux montrent une divergence d'espèces avant la limite K-T, et que des parents du canard, du poulet et des autruches ont coexisté avec les dinosaures62. Les oiseaux néornithes ont survécu à la limite K-T peut-être en raison de leurs capacités de plonger, nager, ou chercher un abri dans l'eau et les marécages. Beaucoup d'espèces d'oiseaux peuvent construire des terriers, ou des nids dans les trous d'arbre ou les termitières, ce qui les a mis à l'abri des effets sur l'environnement à la limite K-T45. Une autre hypothèse est que leur survie serait due à leur régime alimentaire à base de graines, l'une des rares ressources en nourriture disponibles alors63. La survie à long terme après la limite a été garantie par la possibilité de remplir les nombreuses niches écologiques laissées vides par l'extinction des dinosaures non-aviens45.
Dinosaures non-aviens
Tyrannosaurus était l'un des derniers dinosaures à prospérer sur terre avant l'extinction.

L'extinction des dinosaures au passage de la limite K-T a donné lieu à plus de publications que n'importe quel autre groupe d'organismes. À l'exception de quelques revendications controversées, on convient que tous les dinosaures non-aviens se sont éteints à la limite K-T. Les fossiles de dinosaures ont été interprétés à la fois pour montrer un déclin dans la diversité et aucun déclin dans la diversité pendant les derniers millions d'années du Crétacé, et il se peut que la qualité des fossiles de dinosaures ne soit simplement pas assez bonne pour permettre à des chercheurs de distinguer les choix64. Puisqu'il n'y a aucune preuve que les dinosaures de la fin du Maastrichtien aient pu creuser, nager ou plonger, ils ne pouvaient pas s'abriter pendant les plus mauvais moments du stress environnemental qui se sont produits à la limite K-T. Il est possible que les petits dinosaures non-aviens aient survécu, mais ils auraient été privés de nourriture car des dinosaures herbivores auraient trouvé la matière végétale rare, et les carnivores se seraient rapidement trouvés à court de proies45. Le consensus croissant au sujet du caractère endotherme des dinosaures (voir Physiologie des dinosaures) aide à comprendre leur extinction complète par rapport à la survie de leurs parents proches, les crocodiliens. Les crocodiles étant ectothermes (animaux à « sang froid »), ils ont des besoins très limités en nourriture (ils peuvent vivre plusieurs mois sans manger) tandis que des animaux de la taille semblable mais endothermes (à « sang chaud ») ont besoin de beaucoup plus de nourriture afin de soutenir leur métabolisme plus rapide. Ainsi, dans les circonstances de la rupture de chaine alimentaire précédemment mentionnées, les dinosaures non-aviens sont morts65 tandis que certains crocodiles survivaient. Dans ce contexte, la survie d'autres animaux endothermiques, tels que quelques oiseaux et mammifères, a pu être due, entre d'autres raisons, à leurs plus petits besoins de nourriture, liés à leur petite taille à l'époque de l'extinction66.
Formation de Hell Creek.

Plusieurs chercheurs ont mentionné que l'extinction des dinosaures avait été progressive, de sorte qu'il y aurait eu des dinosaures au Paléocène. Ces arguments sont fondés sur la découverte de restes de dinosaures dans la Formation de Hell Creek jusqu'à 1,3 mètres (4,27 pi) au-dessus et 40 000 années après la limite K-T3. Des échantillons de pollen prélevés près d'un fémur fossilisé d'hadrosaure découvert dans du grès à Ojo Alamo près de la rivière de San Juan indiquent que l'animal a vécu pendant le tertiaire, approximativement 64,5 MA (environ 1 million d'années après l'évènement de K-T). Si leur existence après la limite K-T peut être confirmée, ces hadrosaures seraient considérés comme un clade « mort-vivant ». La recherche actuelle indique que ces fossiles ont été érodés de leurs endroits originaux et puis ré-ensevelis par des sédiments très postérieurs (retouchés)5.
Mammifères

Les groupes de mammifères existants aujourd'hui étaient déjà présents au Crétacé, qu'il s'agisse des monotrèmes qui pondent des œufs, des marsupiaux ou des placentaires, mais aussi d'autres groupes disparus comme les multituberculés, Dryolestoidea (en)67, et les Gondwanatheria68. Tous ont survécu à l'évènement de K-T, bien qu'ils aient enregistré des pertes. Beaucoup de marsupiaux ont disparu, en particulier ceux d'Amérique du Nord et plus particulièrement encore les espèces asiatiques regroupées dans le taxon des deltatheroïdes (en)69. Dans les gisements de fossiles de la formation de Hell Creek, au-dessus de la limite K/T, on ne trouve plus de trace d'au moins la moitié des dix espèces de multituberculés ni d'aucune espèce marsupiale parmi les onze présentes avant la limite64.

Les espèces de mammifères ont commencé à se diversifier approximativement 30 millions d'années avant la limite du Crétacé et du Tertiaire. Une radiation évolutive de mammifères s'est produite dans les quelques millions d'années qui ont suivi70. La recherche actuelle indique que les mammifères n'ont pas eu d'explosion de diversification au passage de la limite K-T, en dépit des niches écologiques libérées par l'extinction des dinosaures71. Plusieurs ordres de mammifères ont été interprétés comme se diversifiant juste après la limite K-T, comme les Chiroptera (chauves-souris) et les Cetartiodactyla (un groupe divers qui inclut aujourd'hui les baleines et dauphins et les Artiodactyla)71, mais des recherches plus récentes concluent que seuls les ordres de marsupiaux se sont diversifiés directement après la limite K-T70.

Les espèces mammifères qui existaient à la limite K-T étaient généralement petites, de taille comparable aux rats ; cette petite taille les aurait aidées à trouver des abris dans des environnements protégés. En outre, on postule que quelques monotrèmes, marsupiaux, et placentaires primitifs étaient semi-aquatiques ou fouisseurs, car il existe encore de nombreuses lignées de mammifères ayant conservé de tels comportements aujourd'hui. Enfin, n'importe quel mammifère semi-aquatique ou creusant des terriers aurait eu la protection additionnelle contre le stress environnemental de la limite K-T45.
Données paléontologiques
Fossiles nord-américains

Dans les dépôts géologiques d'Amérique du Nord, l'évènement d'extinction est particulièrement bien représenté par la différence marquée entre le palynomorphe riche et relativement abondant du Maastrichtien supérieur par rapport à l'abondance de fougères succédant à la limite48.

Dans l'état actuel des découvertes, les gisements de fossiles de dinosaures les plus instructifs sur la limite K-T se trouvent à l'ouest de l'Amérique du Nord, en particulier la Formation de Hell Creek dans le Montana, États-Unis qui date du Maastrichtien supérieur. En comparant cette formation avec la Formation de Judith River, Montana et Formation de Dinosaur Park en Alberta (Canada) qui sont plus anciennes d'environ 75 Ma, on obtient des informations sur les changements dans les populations de dinosaures au cours des 10 derniers millions d'années du Crétacé. Ces gisements de fossiles sont géographiquement limités, couvrant seulement une partie d'un continent64.

Les formations du Campanien moyen présentent une diversité de dinosaures plus grande que n'importe quel autre couche de roches. Les roches du Maastrichtien supérieur contiennent les plus grands membres de plusieurs clades importants : Tyrannosaurus, Ankylosaurus, Pachycephalosaurus, Triceratops et Torosaurus72, ce qui suggère que la nourriture était abondante immédiatement avant l'extinction.

Ces gisements sont non seulement riches en fossiles de dinosaures, mais comprennent également des fossiles de plantes qui illustrent la réduction du nombre d'espèces de plantes au passage de la limite K-T. Dans les sédiments au-dessous de la limite K-T les grains de pollen angiosperme dominent, alors que la couche correspondant à la limite contient peu de pollen et est dominée par des spores de fougères73. Les niveaux normaux de pollen reprennent graduellement au-dessus de la couche limite. Cela rappelle les secteurs touchés par des éruptions volcaniques, où le rétablissement est mené par les fougères qui plus tard sont remplacées par de grandes quantités d'angiospermes74.
Fossiles marins

L'extinction de masse du plancton marin semble avoir été brusque et correspondre exactement à la limite K-T75. Les genres d'ammonites se sont éteints exactement à la limite K-T ou juste après ; il faut cependant noter qu'une décroissance plus modérée et plus lente des genres d'ammonites avait commencé avant la limite en raison d'une régression des espèces marines au Crétacé supérieur. L'extinction progressive de la plupart des bivalves inocérames avait commencé bien avant la limite K-T et une réduction légère et progressive de la diversité des ammonites s'est produite à la fin du Crétacé supérieur76. Des analyses plus approfondies montrent que plusieurs processus étaient en cours dans les océans à la fin du Crétacé (certains se chevauchant temporellement en partie) et qu'ils ont pris fin brusquement avec l'extinction de masse76.
Durée

La durée de l'extinction fait l'objet de controverses, parce que certaines théories de la cause de l'extinction exigent une extinction rapide sur une période relativement courte (de quelques années à quelques milliers d'années) tandis que d'autres nécessitent de plus longues périodes. Le problème est difficile à résoudre en raison de l'effet Signor-Lipps (en) ; c'est-à-dire que les données fossiles ne sont que très partielles ce qui fait que la plupart des espèces qui se sont éteintes ne se sont probablement réellement éteintes que longtemps après le fossile le plus récent qui a été trouvé77. De plus, les scientifiques n'ont trouvé que très peu de gisements de fossiles couvrant de manière continue un intervalle de temps s'étalant de plusieurs millions d'années avant l'extinction de K-T à quelques millions d'années après7.
Théories

Plusieurs théories expliquent la limite K-T et les causes de l'extinction massive78. À la base de ces théories on trouve des impacts de météorites ou un volcanisme accru ; certaines théories intègrent les deux éléments. On a aussi proposé un scénario combinant trois causes : le volcanisme, la régression marine, et un impact cosmique. Dans ce dernier scénario, les communautés terrestres et marines auraient été perturbées par les changements dans leurs écosystèmes et par des pertes d'habitats. Les dinosaures, ainsi que les plus grands vertébrés, auraient été les premiers affectés par les changements environnementaux, en conséquence leur diversité aurait diminué. En même temps, des particules en suspension provenant du volcanisme auraient refroidi et asséché certains secteurs du globe. Puis, un impact cosmique se serait produit, ce qui aurait causé un effondrement des chaines alimentaires fondées sur la photosynthèse, affectant à la fois les chaines alimentaires terrestres déjà perturbées et les chaines alimentaires marines. La différence principale entre cette théorie et les théories reposant sur une cause unique est que ses partisans pensent qu'aucune des causes uniques ne soit suffisante pour expliquer l'ampleur des extinctions ni pour produire le modèle taxonomique de l'extinction64.
Impact cosmique
Article détaillé : Cratère de Chicxulub.
Vue d'artiste d'une chute de météorite.

À la fin des années 1970, l'exploration de certaines couches géologiques a révélé une couche d'argile de quelques centimètres d'épaisseur entre les strates du Crétacé et du Tertiaire79. On parle d'elle sous le nom de limite Crétacé-Tertiaire, de limite CT ou de limite K-T. Cette limite géologique, bien visible en certains points du globe, présente un taux anormal d'iridium (30 fois et 130 fois plus élevé que la normale dans les deux sections étudiées à l'origine). L'iridium est extrêmement rare dans la croûte terrestre parce que c'est un élément sidérophile, ce qui signifie qu'il a migré avec le fer pendant la différenciation planétaire et se trouve donc principalement dans le noyau. Cet élément est donc rare sur Terre mais abondant dans certaines météorites.

En 1980, un groupe de scientifiques composé du professeur de science planétaire de l'université de Berkeley et prix Nobel de physique Luis Alvarez, de son fils le géologue Walter Alvarez et des chimistes Frank Asaro et Helen Michel a alors émis l'hypothèse de la chute d'une météorite (astéroïde ou comète) à cette période80,81,82. L'hypothèse d'un impact cosmique avait été publiée auparavant, mais l'hypothèse ne s'appuyait pas sur des découvertes concrètes83.

L'impact aurait formé un large cratère d'impact. La conséquence d'un tel impact aurait été un nuage de poussière, qui aurait bloqué la lumière du Soleil sur une majeure partie de la Terre pour une année ou moins, et une augmentation des aérosols soufrés dans la stratosphère, menant à une réduction de 10-20 % du rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre et empêchant ainsi la photosynthèse. Cela aurait pris au moins dix ans pour que ces aérosols se soient déposés, expliquant donc l'extinction des plantes, du phytoplancton et des organismes dépendant de ces derniers (comprenant les prédateurs aussi bien que les herbivores). Les petites créatures ayant un régime alimentaire à base de détritus ont eu de meilleures chances de survie66,75. Les conséquences de la ré-entrée des éjectas dans l'atmosphère terrestre aurait causé une brève (quelques heures) mais intense augmentation du rayonnement infrarouge, tuant les organismes y étant exposés45. Des tempêtes de feu globales ont pu résulter de l'augmentation de chaleur et de la chute sur Terre de fragments incendiaires provenant de l'explosion. Les niveaux élevés d'oxygène pendant le Crétacé supérieur auraient maintenu une combustion intense. Le niveau de l'oxygène atmosphérique est descendu au début de la période tertiaire. Si des feux de grande ampleur se sont produits, ils ont augmenté la teneur en CO2 de l'atmosphère et ont causé un effet de serre temporaire une fois que le nuage de poussière s'était résorbé, et ceci aurait exterminé les organismes les plus vulnérables qui avaient survécu à la période juste après l'impact84.

L'impact a pu également avoir produit des pluies acides, selon le type de roche sur lequel l'astéroïde a frappé. Cependant, la recherche récente suggère que cet effet aurait été relativement mineur, ne durant qu'approximativement 12 ans75. L'acidité était neutralisée par l'environnement, et la survie des animaux vulnérables aux effets des pluies acides (comme les grenouilles) indiquent que cet effet n'a pas contribué de façon importante à l'extinction. Les théories d'un impact cosmique peuvent seulement expliquer des extinctions très rapides, puisque les nuages de poussière et les aérosols sulfurés potentiels seraient éliminés de l'atmosphère dans un temps assez court (moins de 10 ans)85.
La topographie radar indique l'anneau de 180 km de large du cratère de Chicxulub.

Des recherches ultérieures ont identifié le cratère de Chicxulub86 enterré sous Chicxulub sur la côte du Yucatán, au Mexique, comme cratère d'impact qui était concordant avec la datation de l'hypothèse d'Alvarez. Identifié en 1990 à la suite du travail de Glen Penfield effectué en 1978, ce cratère est ovale, avec un diamètre moyen d'environ 177 km82, soit une taille proche de celle calculée par l'équipe d'Alvarez87. La forme et la localisation du cratère indiquent d'autres causes de dévastation en plus du nuage de poussière. L'astéroïde a atterri dans l'océan ce qui aurait causé des tsunamis, dont les traces ont été trouvées dans plusieurs endroits dans les Caraïbes et à l'est des États-Unis – du sable marin en des endroits qui n'étaient alors pas côtiers, et des débris de végétation et des roches terrestres dans des sédiments marins datant de la période de l'impact. L'astéroïde a atterri dans un lit de gypse (sulfate de calcium), ce qui aurait produit un dégagement d'anhydride sulfureux sous forme d'aérosols. Cela aurait réduit encore plus l'intensité lumineuse du Soleil à la surface de la Terre puis aurait provoqué des pluies acides, tuant la végétation, le plancton et les organismes qui possèdent des coquilles de carbonate de calcium (les coccolithophoridés et les mollusques). En février 2008, une équipe de chercheurs a utilisé des images séismiques du cratère pour déterminer que le projectile a atteint l'eau plus profondément que ce que l'on avait supposé précédemment. Ceci aurait eu comme conséquence que les aérosols dans l'atmosphère auraient été plus riches en sulfates, augmentant la mortalité de l'impact par des changements de climat et des pluies acides88.

La plupart des paléontologistes s'accordent maintenant pour dire qu'un astéroïde a frappé la Terre il y a 65 Ma, mais il n'y a pas de consensus sur le fait que l'impact soit ou non la cause unique des extinctions31,89. On a montré qu'il y a un intervalle d'environ 300 000 ans entre l'impact et l'extinction de masse90. En 1997, le paléontologue Sankar Chatterjee a attiré l'attention sur une structure géologique appelée cratère Shiva, supposé cratère impact de taille plus importante (600 km), et a émis l'hypothèse d'un scénario d'impacts multiples91.

En 2007, des chercheurs ont émis l'hypothèse que le projectile qui a tué les dinosaures il y a 65 Ma appartenait à la famille d'astéroïdes de Baptistina92. Le lien entre les deux événements avait été mis en doute, en partie parce qu'on possède très peu d'observations de l'astéroïde ou de la famille93. En effet, on a récemment découvert que 298 Baptistina ne partagent pas la même signature chimique que la source de l'impact du K-T94. Bien que ceci rende le lien entre la famille de Baptistina et le projectile de K-T plus difficile à justifier, il n'en exclut pas la possibilité94.

Selon une nouvelle étude publiée le 7 février 2013 dans la revue américaine Science82, la chute de la météorite au Mexique aurait bien porté un coup fatal aux dinosaures il y a 66 millions d'années. Il est estimé que l’objet impacteur mesurait près de dix kilomètres de diamètre82. En utilisant des techniques de datation radiométrique de haute précision, la collision se serait produite il y a 66 038 000 ans, soit 33 000 ans avant l'extinction des dinosaures (laquelle daterait donc d'il y a 66 005 000 ans)82. Comme l'indique Paul Renne, professeur à l'université Berkeley et principal auteur de cette étude, le faible écart temporel entre les deux événements semble indiquer que l'impact a eu un rôle important dans l'extinction des dinosaures. Cependant, il précise que « si l'impact a porté le coup fatal aux dinosaures, ça n'a probablement pas été le seul facteur », citant par exemple de fortes variations climatiques pendant le million d'années précédant leur disparition, dont de longues périodes froides, causées notamment par une série d'énormes éruptions volcaniques en Inde (voir section suivante)82.

Ces dernières estimations permettent de préciser les estimations des précédentes études sur la date de cette extinction, déduites à partir de l'étude des fossiles. Jusqu'alors, il était en effet estimé que cet impact avait eu lieu 300 000 ans avant la disparition des dinosaures82.
Trapps du Deccan
Article détaillé : Trapps du Deccan.

Des couches de lave gigantesques ont été retrouvées dans la région des Trapps du Deccan : il peut y avoir jusqu'à 2 400 mètres d'épaisseur de basalte, et la surface actuellement couverte dépasse les 500 000 km2 (à partir d'une surface originelle sans doute supérieure à 1 500 000 km2). Avant l'an 2000, l'argument qu'il y avait un lien avec l'extinction n'était évoqué que dans l'hypothèse d'une extinction progressive, car on pensait que l'intense activité volcanique avait commencé autour de 68 Ma et avait duré plus de deux millions d'années. Plus récemment, on a déterminé que les énormes éruptions volcaniques se produisirent sur une période de 800 000 ans comprenant la limite K-T, et pourraient donc être responsables de l'extinction et du rétablissement biotique ralenti qui a suivi95.

Les Trapps du Deccan pourraient avoir causé l'extinction par plusieurs mécanismes, y compris le dégagement de poussières, de cendres et d'aérosols soufrés dans l'air qui pourraient avoir bloqué la lumière du Soleil et réduit ainsi la photosynthèse pour les plantes. En outre, le volcanisme des Trapps du Deccan pourrait avoir eu comme conséquence des émissions de gaz carbonique qui auraient augmenté l'effet de serre déjà produit par les poussières et les aérosols présents dans l'atmosphère96.

Dans les années où l'hypothèse des Trapps de Deccan était liée à une extinction progressive, Luis Alvarez (qui est mort en 1988) a répondu que les paléontologues se trompaient car les gisements fossiles ne constituent qu'un échantillon biaisé. Bien que cette affirmation n'ait au départ pas bien été reçue, les études intensives sur le terrain des gisements fossiles effectuées par la suite ont donné le poids à ses arguments. Ultérieurement, la plupart des paléontologues ont commencé à accepter l'idée que les extinctions de masse à la fin du Crétacé aient été en grande partie ou au moins partiellement dues à un impact cosmique sur la Terre. Cependant, même Walter Alvarez a reconnu que d'autres changements importants sur Terre avaient eu lieu avant l'impact, tel qu'une baisse du niveau de la mer et les éruptions volcaniques massives qui ont produit les Trapps du Deccan en Inde, et ceux-ci avaient pu avoir contribué aux extinctions97.
Impacts cosmiques multiples

Plusieurs autres cratères semblent s'être également formés au moment de la limite K-T. Ceci suggère la possibilité d'impacts multiples presque simultanés, peut-être provenant des fragments d'un unique objet cosmique, à l'image de la collision de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter. En plus du cratère de Chicxulub de 180 km, il y a le cratère de Boltysh en Ukraine de 24 km daté à 65,17 ± 0,64 Ma, le cratère de Silverpit de 20 km, un cratère d'impact suspecté dans la Mer du Nord daté à 60-65 Ma, et le cratère de Shiva et ses 600 km controversés. D'autres cratères pourraient s'être formés dans l'océan Téthys et avoir été effacés par des évènements tectoniques comme la dérive de l'Afrique et de l'Inde vers le nord98,99,100.
Régression marine
Formation de Dinosaur Park.

Des indications claires montrent que le niveau des mers s'est abaissé à la fin du Crétacé plus qu'à n'importe quelle autre moment de l'ère mésozoïque. Dans certains étages stratigraphiques du Maastrichtien de diverses régions du monde, les plus récents sont terrestres ; on trouve ensuite des rivages et les étages les plus anciens correspondent à la mer. Ces couches ne montrent pas l'inclinaison et la déformation liées à la construction de montagne, donc, l'explication la plus probable est une régression, c'est-à-dire, une baisse du niveau de la mer. On n'a pas de preuve directe de la cause de cette régression, mais l'explication qui est actuellement acceptée comme la plus probable est que les rides médio-océanique sont devenues moins actives et sont donc descendues sous leur propre poids7,101.

Une régression sévère aurait considérablement réduit le plateau continental, qui est le secteur le plus riche en espèces marines, et pourrait donc avoir suffi pour causer une extinction de masse marine. Cependant les recherches concluent que ce changement aurait été insuffisant pour causer le niveau d'extinction observé chez les ammonites. La régression aurait également causé des changements climatiques, en partie en perturbant des vents et des courants océaniques et en partie en réduisant l'albédo de la Terre entrainant donc des températures globales croissantes76.

La régression marine a également eu comme conséquence la perte des mers épicontinentales, telles que la voie maritime intérieure de l'Ouest de l'Amérique du Nord. La perte de ces mers a considérablement changé des habitats, détruisant la plaine côtière qui avait accueilli dix millions d'années plus tôt les communautés diverses qu'on trouve dans les roches de la Formation de Dinosaur Park. Une autre conséquence était une expansion des environnements d'eau douce, puisque l'écoulement continental avait de plus longues distances à parcourir avant d'atteindre les océans. Tandis que ce changement était favorable aux vertébrés d'eau douce, ceux qui préfèrent les environnements maritimes, tels que les requins, ont souffert64.
Causes multiples

Dans The Dinosauria, J. David Archibald et David E. Fastovsky ont proposé un scénario combinant les trois causes : volcanisme, régression marine et impact cosmique. Dans ce scénario, les communautés terrestres et marines auraient été perturbées par les changements de leurs écosystèmes et par des pertes d'habitat. Les dinosaures, comme les plus grands vertébrés, auraient été les premiers affectés par les changements environnementaux, et leur diversité aurait diminué. En même temps, les particules causées par le volcanisme auraient refroidi et asséché certains secteurs du globe. Puis, un impact cosmique se serait produit, causant l'effondrement des chaines alimentaires fondées sur la photosynthèse, à la fois dans les chaines alimentaires terrestres déjà soumises à perturbations et dans les chaines alimentaires marines. La différence principale entre cette théorie et les théories mettant en avant une cause unique est que ses partisans pensent que les causes simples qui sont avancées soit n'avaient pas la force nécessaire pour causer les extinctions, soit n'étaient pas susceptibles de produire le profil taxonomique des extinctions64. La difficulté à trancher de façon définitive vient de l'impossibilité actuelle de définir un biotope sur quelques milliers ou même millions d'années de façon très précise. Seule cette précision permettrait de dire si les groupes d'espèces ont disparu en quelques jours (ce qui confirmerait définitivement la thèse de la météorite comme cause dominante), ou en quelques centaines de milliers d'années (ce qui ferait plutôt pencher pour les Trapps du Deccan, ou pour un mixte Deccan — régression marine et météorite).
Autres théories, plus anciennes
Fossile de Tarbosaurus

Dinosaures éliminés par la sélection naturelle ;
Destruction des nids de dinosaures par des mammifères mangeurs d'œufs ;
Épidémie fulgurante ;
Intoxication des dinosaures par les alcaloïdes contenus dans de nouvelles lignées de plantes ;
Inversion du champ magnétique de la Terre.

Ces théories (anciennes) sont aujourd'hui très minoritaires dans le monde scientifique, voire complètement abandonnées, car :

Un groupe qui perdure pendant 155 millions d'années peut être considéré comme solidement adapté ; de plus, leur disparition aurait été beaucoup plus progressive.
Il est peu vraisemblable que toute une classe d'espèces ait disparu relativement rapidement et à l'échelle terrestre à la suite d'une prédation sur ses nids. D'autant plus que cette disparition de masse ne touche pas que les dinosaures.
Pour l'épidémie, difficile qu'elle se soit propagée à l'échelle intercontinentale, touchant autant d'espèces différentes, y compris des animaux marins.
Les dinosaures n'étaient pas tous végétariens. De plus, une telle disparition n'aurait pas été aussi rapide.
Concernant l'inversion du champ magnétique terrestre, cela s'est produit maintes fois avant et après dans l'histoire géologique de la Terre, sans catastrophe de grande ampleur.

Autres extinctions de masse
Article détaillé : Extinction massive.

L'extinction de masse de la fin du Crétacé n'est pas la seule enregistrée. Les scientifiques estiment en avoir repéré au moins cinq autres comme celle du Dévonien où 50 % des espèces disparurent et celle qui marque la fin du Permien où plus de 90 % des espèces animales disparurent.

L'astroblème de Boltysh est un cratère d'impact situé en Ukraine. Son diamètre est de 24 km et son âge a été estimé à 65,17 millions d'années (± 0,64 millions d'années.

Sommaire

1 Présentation
2 Âge
3 Hypothèse de l'impact multiple
4 Annexes
4.1 Articles connexes
4.2 Liens externes
5 Notes et références

Présentation

L'astroblème de Boltysh est situé dans le centre de l'Ukraine, dans le bassin de la rivière Tiasmyn, un affluent du Dniepr. Son diamètre est de 24 km, il est entouré de dépôts d'éjectas de brèches couvrant actuellement une surface de 6 500 km2. On estime qu'immédiatement après l'impact les éjectas auraient couvert une surface de 25 000 km2 sur une épaisseur d'un mètre ou plus, dans les zones éloignées du point d'impact, et jusqu'à 600 m aux abords du cratères.

Le cratère présente un pic central d'environ 6 km de large s'élevant à environ 550 m au-dessus du fond du cratère. Cette surélévation est actuellement enfouie sous 500 m de sédiments et a été découverte dans les années 1960 lors d'opération de recherche de pétrole.
Âge

Lors de sa découverte, l'âge du cratère n'a pu être estimé qu'à partir des roches propres à l'impact d'une part, et des sédiments qui se sont déposés sur le cratère d'autre part.

L'analyse des roches impactées démontra que celles-ci dataient du Cénomanien (98,9 à 93,5 millions d'années) et du Turonien (93,5 à 89 millions d'années) tandis que l'analyse des échantillons des fossiles contenus dans les sédiments leur attribua un âge allant de 54,8 à 65 millions d'années. L'âge du cratère était donc compris entre 54,8 et 98,9 millions d'années.

Par la suite, la fourchette d'âge a été réduite par datation radiométrique. La concentration d'uranium 238 permit d'évaluer l'âge à 65,04 ± 1,10 million d'années, enfin l'analyse du rapport potassium-argon affina le précédent résultat pour donner un âge de 65,17 ± 0,64 millions d'années1.
Hypothèse de l'impact multiple

De ce fait, ce cratère est contemporain du cratère de Silverpit (dans la Mer du Nord), du cratère de Chicxulub (dans la péninsule du Yucatan au Mexique), et du cratère de Shiva (dans l'océan Indien, à proximité de la côte ouest de l'Inde). Cette coïncidence a permis d'émettre l'hypothèse de l'existence d'un lien entre l'extinction du Crétacé et la chute simultanée de plusieurs météorites probablement issues d'un même corps céleste (phénomène appelé catena), ce phénomène étant de mieux en mieux connu, l'exemple le plus célèbre étant celui de la comète Shoemaker-Levy 9.

Cependant, cette coïncidence ne constitue en rien une preuve implacable de l'existence d'une catena car ces évènements ne sont pas et ne peuvent être datés exactement, tout au mieux avec une marge d'erreur de plusieurs centaines de milliers d'années ; la validation de cette théorie nécessite donc d'autres preuves.
Annexes
Articles connexes

Impact
Bolide
Cratère de Chicxulub
Cratère de Silverpit
Shiva (cratère)

Liens externes
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Notes et références

↑ « Double meteorite strike 'caused dinosaur extinction » [archive], BBC News,‎ 27 août 2010 (consulté le 27 août 2010)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Boltysh crater » (voir la liste des auteurs).


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Souffle peut avoir diverses significations selon son domaine d’emploi.

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souffle, sur le Wiktionnaire

Sommaire

1 En théologie, dans la Bible, en philosophie grecque
2 Physiologie
3 Météorologie
4 Construction
5 Sécurité civile
6 Littérature
7 Cinéma
8 Prise de son
9 Articles connexes

En théologie, dans la Bible, en philosophie grecque

Le Pneuma (πνεύμα) est en grec ancien « respirer », liée à la psyché « esprit » ou « âme », comme dans l'expression « souffle de vie ». Ce mot « Pneuma » est donné à diverses significations techniques médicales des médecins et des philosophes de l'antiquité classique, il est également utilisé dans les traductions grecques de la Bible hébraïque et dans le Nouveau Testament grec .

Le souffle de Dieu ou souffle divin est l'Esprit Saint, la force vitale divine qui donne la vie. En hébreu Nèphèsh l'esprit c'est le souffle, l'atmosphère, le vent, l'haleine, la respiration. L'esprit est une force extérieure, une énergie qui produit le mouvement.

En grec ancien, psyché (ψυχή), et en latin anima, est ce qui a une âme, ce qui est doué de la vie, animal ou être humain. (Voir Pneuma (en)

Mot dérivé neumes du grec : νεύμα neuma, signe, ou altération du grec πνεύμα pneuma, souffle

Terme de plain-chant, du chant grégorien, notation des partitions de chant grégorien, mot généralement utilisé au pluriel.

Physiologie

Le souffle est une expulsion volontaire d'air (expiration) par le relâchement du diaphragme et la contraction des muscles intercostaux.
Le souffle cardiaque, ou souffle au cœur, est un bruit supplémentaire et anormal perçu à l'auscultation cardiaque, témoignant de l'existence de turbulences lors du passage du sang au travers d'une valve ou d'une cloison intra-cardiaque.
Dans le domaine du sport, le souffle désigne la capacité à ne pas s'essouffler.

Météorologie

Le souffle est un mouvement de l'air dans l'atmosphère.

Construction

Dans le domaine de la construction des ponts, le souffle d'un joint de chaussée désigne le déplacement relatif maximal prévisible des deux éléments en regard, mesuré entre leurs deux positions extrêmes.

Sécurité civile

En sécurité civile, l'effet de souffle, ou blast, désigne l'effet sur l'organisme d'une explosion.

Littérature

Souffle (titre original anglais : Breath), pièce de Samuel Beckett
Le Souffle, un roman de Dominique Rolin
Au sens figuré, le souffle désigne l’inspiration.

Cinéma

Souffle (Soom), film sud-coréen réalisé par Kim Ki-duk ;
Souffle, film de Delphine et Muriel Coulin sorti en 2001.
Le Deuxième Souffle, roman adapté deux fois au cinéma.

Prise de son

souffle, le bruit de fond présent avec certains types de supports (bandes magnétiques analogiques, par exemple).

Articles connexes

Soufflé, spécialité culinaire

La psyché est une théorie en psychologie analytique, qui désigne l'ensemble des manifestations conscientes et inconscientes de la personnalité d'un individu. C'est à partir de la différenciation entre psyché et conscient que Sigmund Freud ou Carl-Gustav Jung purent étudier la notion d'inconscient[réf. souhaitée]. Le terme psychisme est souvent employé en français dans le même sens.

La psyché est l'ensemble des phénomènes psychiques qui constituent l'individualité.

Le mot psyché vient du verbe grec psukhein qui signifie souffler, d'où psukhé ; habituellement le mot psyché est traduit par âme. Chez Aristote, le mot psyché désignait le principe vital aussi bien que le principe pensant1.

« Jung a choisi les termes psyché et psychique pour parler de l'esprit et de l'activité mentale, car si esprit et mental sont principalement associés à la conscience, psyché et psychique couvrent à la fois la conscience et l'inconscient »2

Le mot est employé par les psychologues analytiques et psychanalystes contemporains pour éviter les mots âme et esprit qui ont une connotation religieuse. Cependant, parce qu'il est la traduction de l'anglais mind, le terme "esprit" gagne en popularité dans les écrits scientifiques ou de vulgarisation, y compris pour désigner les processus mentaux non-conscients.
Références

↑ Paul Foulquié, Dictionnaire de la langue philosophique, PUF 1986
↑ Frieda Fordham, Introduction à la psychologie de Jung, Petite Bibliothèque Payot, 1979

Biarmosuchia est un groupe (parfois considéré comme un sous-ordre dans la nomenclature linnéenne) éteint de thérapsides. La monophylie de ce groupe est débattue, mais semble être préférée à la thèse inverse1. On peut trouver les Biarmosuchia dans les gisements sud-africains et russes du Permien moyen et supérieur.

Les termes Eotitanosuchia et Phthinosuchia sont considérés comme des synonymes de Biarmosuchia.
Notes et références

↑ JHopson JA. 1991. Systematics of the nonmammalian Synapsida & implications for patterns of evolution in Synapsids. Origins of the higher groups of tetrapods. Ithaca: Cornell University Press. p 635-694.

Liens externes

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Biarmosuchia, sur Wikimedia Commons

Référence Tree of Life Web Project : Biarmosuchia (en)
Référence Fossilworks Paleobiology Database : Biarmosuchia Sigogneau-Russell 1989 (en)

The mind is a set of cognitive faculties including consciousness, perception, thinking, judgement, and memory.[3][4]

The mind is the faculty of a human being's reasoning and thoughts. It holds the power of imagination, recognition, and appreciation, and is responsible for processing feelings and emotions, resulting in attitudes and actions.

There is no universally agreed definition of what a mind is and what its distinguishing properties are, although there is a lengthy tradition of inquiries in philosophy, religion, psychology, and cognitive science. The main open question regarding the nature of the mind is mind–body problem, which investigates the relation of the mind to the physical brain and nervous system. Prescientific viewpoints included dualism and idealism,[5] which considered the mind somehow separate from physical existence, while modern views center around physicalism and functionalism, which hold that the mind is roughly identical with the brain or reducible to physical phenomena such as neuronal activity.[6] Another question concerns which types of beings are capable of having minds, for example whether mind is exclusive to humans, possessed also by some or all animals, by all living things, whether it is a strictly definable characteristic at all, or whether mind can also be a property of some types of man-made machines.

Whatever its nature, it is generally agreed that mind is that which enables a being to have subjective awareness and intentionality towards their environment, to perceive and respond to stimuli with some kind of agency, and to have consciousness, including thinking and feeling.[3][7]

The concept of mind is understood in many different ways by many different cultural and religious traditions. Some see mind as a property exclusive to humans whereas others ascribe properties of mind to non-living entities (e.g. panpsychism and animism), to animals and to deities. Some of the earliest recorded speculations linked mind (sometimes described as identical with soul or spirit) to theories concerning both life after death, and cosmological and natural order, for example in the doctrines of Zoroaster, the Buddha, Plato, Aristotle, and other ancient Greek, Indian and, later, Islamic and medieval European philosophers.

Important philosophers of mind include Plato, Descartes, Leibniz, Searle, Dennett, Nagel, and Chalmers.[8] Psychologists such as Freud and James, and computer scientists such as Turing and Putnam developed influential theories about the nature of the mind. The possibility of non-human minds is explored in the field of artificial intelligence, which works closely in relation with cybernetics and information theory to understand the ways in which information processing by nonbiological machines is comparable or different to mental phenomena in the human mind.

Etymology

The original meaning of Old English gemynd was the faculty of memory, not of thought in general. Hence call to mind, come to mind, keep in mind, to have mind of, etc. The word retains this sense in Scotland. Old English had other words to express "mind", such as hyge "mind, spirit".

The meaning of "memory" is shared with Old Norse, which has munr. The word is originally from a PIE verbal root *men-, meaning "to think, remember", whence also Latin mens "mind", Sanskrit manas "mind" and Greek μένος "mind, courage, anger".

The generalization of mind to include all mental faculties, thought, volition, feeling and memory, gradually develops over the 14th and 15th centuries.[9]
Definitions

The attributes that make up the mind is debated. Some psychologists argue that only the "higher" intellectual functions constitute mind, particularly reason and memory.[10] In this view the emotions — love, hate, fear, joy — are more primitive or subjective in nature and should be seen as different from the mind as such. Others argue that various rational and emotional states cannot be so separated, that they are of the same nature and origin, and should therefore be considered all part of it as mind.[citation needed]

In popular usage, mind is frequently synonymous with thought: the private conversation with ourselves that we carry on "inside our heads."[11] Thus we "make up our minds," "change our minds" or are "of two minds" about something. One of the key attributes of the mind in this sense is that it is a private sphere to which no one but the owner has access. No one else can "know our mind." They can only interpret what we consciously or unconsciously communicate.[12]
Mental faculties
See also: Nous, Reason, Modularity of mind, and Mental process

Broadly speaking, mental faculties are the various functions of the mind, or things the mind can "do".

Thought is a mental act that allows humans to make sense of things in the world, and to represent and interpret them in ways that are significant, or which accord with their needs, attachments, goals, commitments, plans, ends, desires, etc. Thinking involves the symbolic or semiotic mediation of ideas or data, as when we form concepts, engage in problem solving, reasoning and making decisions. Words that refer to similar concepts and processes include deliberation, cognition, ideation, discourse and imagination.

Thinking is sometimes described as a "higher" cognitive function and the analysis of thinking processes is a part of cognitive psychology. It is also deeply connected with our capacity to make and use tools; to understand cause and effect; to recognize patterns of significance; to comprehend and disclose unique contexts of experience or activity; and to respond to the world in a meaningful way.

Memory is the ability to preserve, retain, and subsequently recall, knowledge, information or experience. Although memory has traditionally been a persistent theme in philosophy, the late nineteenth and early twentieth centuries also saw the study of memory emerge as a subject of inquiry within the paradigms of cognitive psychology. In recent decades, it has become one of the pillars of a new branch of science called cognitive neuroscience, a marriage between cognitive psychology and neuroscience.

Imagination is the activity of generating or evoking novel situations, images, ideas or other qualia in the mind. It is a characteristically subjective activity, rather than a direct or passive experience. The term is technically used in psychology for the process of reviving in the mind percepts of objects formerly given in sense perception. Since this use of the term conflicts with that of ordinary language, some psychologists have preferred to describe this process as "imaging" or "imagery" or to speak of it as "reproductive" as opposed to "productive" or "constructive" imagination. Things imagined are said to be seen in the "mind's eye". Among the many practical functions of imagination are the ability to project possible futures (or histories), to "see" things from another's perspective, and to change the way something is perceived, including to make decisions to respond to, or enact, what is imagined.

Consciousness in mammals (this includes humans) is an aspect of the mind generally thought to comprise qualities such as subjectivity, sentience, and the ability to perceive the relationship between oneself and one's environment. It is a subject of much research in philosophy of mind, psychology, neuroscience, and cognitive science. Some philosophers divide consciousness into phenomenal consciousness, which is subjective experience itself, and access consciousness, which refers to the global availability of information to processing systems in the brain.[13] Phenomenal consciousness has many different experienced qualities, often referred to as qualia. Phenomenal consciousness is usually consciousness of something or about something, a property known as intentionality in philosophy of mind.
Mental content

Mental contents are those items that are thought of as being "in" the mind, and capable of being formed and manipulated by mental processes and faculties. Examples include thoughts, concepts, memories, emotions, percepts and intentions. Philosophical theories of mental content include internalism, externalism, representationalism and intentionality.[14]
Memetics

Memetics is a theory of mental content based on an analogy with Darwinian evolution, which was originated by Richard Dawkins and Douglas Hofstadter in the 1980s. It is an evolutionary model of cultural information transfer. A meme, analogous to a gene, is an idea, belief, pattern of behaviour (etc.) "hosted" in one or more individual minds, and can reproduce itself from mind to mind. Thus what would otherwise be regarded as one individual influencing another to adopt a belief, is seen memetically as a meme reproducing itself.
Relation to the brain
See also: Cognitive neuroscience

In animals, the brain, or encephalon (Greek for "in the head"), is the control center of the central nervous system, responsible for thought. In most animals, the brain is located in the head, protected by the skull and close to the primary sensory apparatus of vision, hearing, equilibrioception, taste and olfaction. While all vertebrates have a brain, most invertebrates have either a centralized brain or collections of individual ganglia. Primitive animals such as sponges do not have a brain at all. Brains can be extremely complex. For example, the human brain contains around 86 billion neurons, each linked to as many as 10,000 others.[15][16]

Understanding the relationship between the brain and the mind – mind–body problem is one of the central issues in the history of philosophy – is a challenging problem both philosophically and scientifically.[17] There are three major philosophical schools of thought concerning the answer: dualism, materialism, and idealism. Dualism holds that the mind exists independently of the brain;[18] materialism holds that mental phenomena are identical to neuronal phenomena;[19] and idealism holds that only mental phenomena exist.[19]

Through most of history many philosophers found it inconceivable that cognition could be implemented by a physical substance such as brain tissue (that is neurons and synapses).[20] Descartes, who thought extensively about mind-brain relationships, found it possible to explain reflexes and other simple behaviors in mechanistic terms, although he did not believe that complex thought, and language in particular, could be explained by reference to the physical brain alone.[21]

The most straightforward scientific evidence of a strong relationship between the physical brain matter and the mind is the impact physical alterations to the brain have on the mind, such as with traumatic brain injury and psychoactive drug use.[22] Philosopher Patricia Churchland notes that this drug-mind interaction indicates an intimate connection between the brain and the mind.[23]

In addition to the philosophical questions, the relationship between mind and brain involves a number of scientific questions, including understanding the relationship between mental activity and brain activity, the exact mechanisms by which drugs influence cognition, and the neural correlates of consciousness.

Theoretical approaches to explain how mind emerges from the brain include connectionism, computationalism and Bayesian brain.

Using an ancient model of the mind known as the Five-Aggregate Model, the mind can be understood as sense impressions and mental phenomena that are continuously changing.[24] Considering this model, it is possible to understand that it is the mind (i.e., constantly changing sense impressions and mental phenomena) that experiences/analyzes all external phenomena in the world as well as all internal phenomena (such as the body anatomy, the circulatory system, the nervous system and even the organ brain). When considering this, two levels of analyses need to be recognized: (i) analyses conducted from a third-person perspective on how the brain works, and (ii) analyzing the moment-to-moment manifestation of an individual’s mind-stream (analyses conducted from a first-person perspective). Considering the latter, the manifestation of the mind-stream is described as happening in every person all the time, even in a scientist who analyses various phenomena in the world, including analyzing and hypothesizing about the organ brain.[24]
Evolutionary history of the human mind

The evolution of human intelligence refers to a set of theories that attempt to explain how human intelligence has evolved, closely tied to the evolution of the human brain, and to the origin of language.

The timeline of human evolution spans some 7 million years, from the separation of the Pan genus until the emergence of behavioral modernity by 50,000 years ago. Of this timeline, the first 3 million years concern Sahelanthropus, the following 2 million concern Australopithecus, while the final 2 million span the history of actual Homo species (the Paleolithic).

Many traits of human intelligence, such as empathy, theory of mind, mourning, ritual, and the use of symbols and tools, are already apparent in great apes although in lesser sophistication than in humans.

There is a debate between supporters of the idea of a sudden emergence of intelligence, or "Great leap forward" and those of a gradual or continuum hypothesis.

Theories of the evolution of intelligence include:

Robin Dunbar's social brain hypothesis[25]
Geoffrey Miller's sexual selection hypothesis concerning Sexual selection in human evolution[26]
The ecological dominance-social competition (EDSC)[27] explained by Mark V. Flinn, David C. Geary and Carol V. Ward based mainly on work by Richard D. Alexander.
The idea of intelligence as a signal of good health and resistance to disease.
The Group selection theory contends that organism characteristics that provide benefits to a group (clan, tribe, or larger population) can evolve despite individual disadvantages such as those cited above.
The idea that intelligence is connected with nutrition, and thereby with status.[28] A higher IQ could be a signal that an individual comes from and lives in a physical and social environment where nutrition levels are high, and vice versa.

Philosophy of mind
Main article: Philosophy of mind

Philosophy of mind is the branch of philosophy that studies the nature of the mind, mental events, mental functions, mental properties, consciousness and their relationship to the physical body. The mind–body problem, i.e. the relationship of the mind to the body, is commonly seen as the central issue in philosophy of mind, although there are other issues concerning the nature of the mind that do not involve its relation to the physical body.[29] José Manuel Rodriguez Delgado writes, "In present popular usage, soul and mind are not clearly differentiated and some people, more or less consciously, still feel that the soul, and perhaps the mind, may enter or leave the body as independent entities."[30]

Dualism and monism are the two major schools of thought that attempt to resolve the mind–body problem. Dualism is the position that mind and body are in some way separate from each other. It can be traced back to Plato,[31] Aristotle[32][33][34] and the Nyaya, Samkhya and Yoga schools of Hindu philosophy,[35] but it was most precisely formulated by René Descartes in the 17th century.[36] Substance dualists argue that the mind is an independently existing substance, whereas Property dualists maintain that the mind is a group of independent properties that emerge from and cannot be reduced to the brain, but that it is not a distinct substance.[37]

The 20th century philosopher Martin Heidegger suggested that subjective experience and activity (i.e. the "mind") cannot be made sense of in terms of Cartesian "substances" that bear "properties" at all (whether the mind itself is thought of as a distinct, separate kind of substance or not). This is because the nature of subjective, qualitative experience is incoherent in terms of – or semantically incommensurable with the concept of – substances that bear properties. This is a fundamentally ontological argument.[38]

The philosopher of cognitive science Daniel Dennett, for example, argues there is no such thing as a narrative center called the "mind", but that instead there is simply a collection of sensory inputs and outputs: different kinds of "software" running in parallel.[39] Psychologist B.F. Skinner argued that the mind is an explanatory fiction that diverts attention from environmental causes of behavior;[40] he considered the mind a "black box" and thought that mental processes may be better conceived of as forms of covert verbal behavior.[41][42]

David Chalmers, Ph.D, has commented that the third person approach to uncovering mind and consciousness is not effective, such as looking into other's brains or observing human conduct, but that a first person approach is necessary. Such a first person innovative exploration has revealed the mind is actually separate from the brain. It has been speculated that at birth the mind is possessed of Numerical Knowledge as a reflection of the concept that mathematics appears to explain the structure and functioning of the Universe.[43]

The mind has also been described as manifesting from moment to moment, one thought moment at a time as a fast flowing stream, where sense impressions and mental phenomena are constantly changing.[24]
Mind/body perspectives

Monism is the position that mind and body are not physiologically and ontologically distinct kinds of entities. This view was first advocated in Western Philosophy by Parmenides in the 5th Century BC and was later espoused by the 17th Century rationalist Baruch Spinoza.[44] According to Spinoza's dual-aspect theory, mind and body are two aspects of an underlying reality which he variously described as "Nature" or "God".

Physicalists argue that only the entities postulated by physical theory exist, and that the mind will eventually be explained in terms of these entities as physical theory continues to evolve.
Idealists maintain that the mind is all that exists and that the external world is either mental itself, or an illusion created by the mind.
Neutral monists adhere to the position that perceived things in the world can be regarded as either physical or mental depending on whether one is interested in their relationship to other things in the world or their relationship to the perceiver. For example, a red spot on a wall is physical in its dependence on the wall and the pigment of which it is made, but it is mental in so far as its perceived redness depends on the workings of the visual system. Unlike dual-aspect theory, neutral monism does not posit a more fundamental substance of which mind and body are aspects.

The most common monisms in the 20th and 21st centuries have all been variations of physicalism; these positions include behaviorism, the type identity theory, anomalous monism and functionalism.[45]

Many modern philosophers of mind adopt either a reductive or non-reductive physicalist position, maintaining in their different ways that the mind is not something separate from the body.[45] These approaches have been particularly influential in the sciences, e.g. in the fields of sociobiology, computer science, evolutionary psychology and the various neurosciences.[46][47][48][49] Other philosophers, however, adopt a non-physicalist position which challenges the notion that the mind is a purely physical construct.

Reductive physicalists assert that all mental states and properties will eventually be explained by scientific accounts of physiological processes and states.[50][51][52]
Non-reductive physicalists argue that although the brain is all there is to the mind, the predicates and vocabulary used in mental descriptions and explanations are indispensable, and cannot be reduced to the language and lower-level explanations of physical science.[53][54]

Continued progress in neuroscience has helped to clarify many of these issues, and its findings strongly support physicalists' assertions.[55][56] Nevertheless, our knowledge is incomplete, and modern philosophers of mind continue to discuss how subjective qualia and the intentional mental states can be naturally explained.[57][58]
Scientific study
Simplified diagram of Spaun, a 2.5-million-neuron computational model of the brain. (A) The corresponding physical regions and connections of the human brain. (B) The mental architecture of Spaun.[59]
Neuroscience
See also: Cognitive neuroscience and Thought identification

Neuroscience studies the nervous system, the physical basis of the mind. At the systems level, neuroscientists investigate how biological neural networks form and physiologically interact to produce mental functions and content such as reflexes, multisensory integration, motor coordination, circadian rhythms, emotional responses, learning, and memory. At a larger scale, efforts in computational neuroscience have developed large-scale models that simulate simple, functioning brains.[59] As of 2012, such models include the thalamus, basal ganglia, prefrontal cortex, motor cortex, and occipital cortex, and consequentially simulated brains can learn, respond to visual stimuli, coordinate motor responses, form short-term memories, and learn to respond to patterns. Currently, researchers aim to program the hippocampus and limbic system, hypothetically imbuing the simulated mind with long-term memory and crude emotions.[60]

By contrast, affective neuroscience studies the neural mechanisms of personality, emotion, and mood primarily through experimental tasks.
Cognitive Science
See also: Cognitive Science
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Cognitive science examines the mental functions that give rise to information processing, termed cognition. These include perception, attention, working memory, long-term memory, producing and understanding language, learning, reasoning, problem solving, and decision making. Cognitive science seeks to understand thinking "in terms of representational structures in the mind and computational procedures that operate on those structures".[61]
Psychology
See also: Neuropsychology and Unconscious mind

Psychology is the scientific study of human behavior, mental functioning, and experience. As both an academic and applied discipline, Psychology involves the scientific study of mental processes such as perception, cognition, emotion, personality, as well as environmental influences, such as social and cultural influences, and interpersonal relationships, in order to devise theories of human behavior. Psychological patterns can be understood as low cost ways of information processing.[62] Psychology also refers to the application of such knowledge to various spheres of human activity, including problems of individuals' daily lives and the treatment of mental health problems.

Psychology differs from the other social sciences (e.g. anthropology, economics, political science, and sociology) due to its focus on experimentation at the scale of the individual, or individuals in small groups as opposed to large groups, institutions or societies. Historically, psychology differed from biology and neuroscience in that it was primarily concerned with mind rather than brain. Modern psychological science incorporates physiological and neurological processes into its conceptions of perception, cognition, behaviour, and mental disorders.
Mental health
Main article: Mental health

By analogy with the health of the body, one can speak metaphorically of a state of health of the mind, or mental health. Merriam-Webster defines mental health as "A state of emotional and psychological well-being in which an individual is able to use his or her cognitive and emotional capabilities, function in society, and meet the ordinary demands of everyday life." According to the World Health Organization (WHO), there is no one "official" definition of mental health. Cultural differences, subjective assessments, and competing professional theories all affect how "mental health" is defined. In general, most experts agree that "mental health" and "mental disorder" are not opposites. In other words, the absence of a recognized mental disorder is not necessarily an indicator of mental health.

One way to think about mental health is by looking at how effectively and successfully a person functions. Feeling capable and competent; being able to handle normal levels of stress, maintaining satisfying relationships, and leading an independent life; and being able to "bounce back," or recover from difficult situations, are all signs of mental health.

Psychotherapy is an interpersonal, relational intervention used by trained psychotherapists to aid clients in problems of living. This usually includes increasing individual sense of well-being and reducing subjective discomforting experience. Psychotherapists employ a range of techniques based on experiential relationship building, dialogue, communication and behavior change and that are designed to improve the mental health of a client or patient, or to improve group relationships (such as in a family). Most forms of psychotherapy use only spoken conversation, though some also use various other forms of communication such as the written word, art, drama, narrative story, or therapeutic touch. Psychotherapy occurs within a structured encounter between a trained therapist and client(s). Purposeful, theoretically based psychotherapy began in the 19th century with psychoanalysis; since then, scores of other approaches have been developed and continue to be created.

Non-human minds
Animal intelligence

Animal cognition, or cognitive ethology, is the title given to a modern approach to the mental capacities of animals. It has developed out of comparative psychology, but has also been strongly influenced by the approach of ethology, behavioral ecology, and evolutionary psychology. Much of what used to be considered under the title of "animal intelligence" is now thought of under this heading. Animal language acquisition, attempting to discern or understand the degree to which animal cognition can be revealed by linguistics-related study, has been controversial among cognitive linguists.
Artificial intelligence
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Main article: Philosophy of artificial intelligence
Computer simulation of the branching architecture of the dendrites of pyramidal neurons.[63]

In 1950 Alan M. Turing published "Computing machinery and intelligence" in Mind, in which he proposed that machines could be tested for intelligence using questions and answers. This process is now named the Turing Test. The term Artificial Intelligence (AI) was first used by John McCarthy who considered it to mean "the science and engineering of making intelligent machines".[64] It can also refer to intelligence as exhibited by an artificial (man-made, non-natural, manufactured) entity. AI is studied in overlapping fields of computer science, psychology, neuroscience and engineering, dealing with intelligent behavior, learning and adaptation and usually developed using customized machines or computers.

Research in AI is concerned with producing machines to automate tasks requiring intelligent behavior. Examples include control, planning and scheduling, the ability to answer diagnostic and consumer questions, handwriting, natural language, speech and facial recognition. As such, the study of AI has also become an engineering discipline, focused on providing solutions to real life problems, knowledge mining, software applications, strategy games like computer chess and other video games. One of the biggest limitations of AI is in the domain of actual machine comprehension. Consequentially natural language understanding and connectionism (where behavior of neural networks is investigated) are areas of active research and development.

The debate about the nature of the mind is relevant to the development of artificial intelligence. If the mind is indeed a thing separate from or higher than the functioning of the brain, then hypothetically it would be much more difficult to recreate within a machine, if it were possible at all. If, on the other hand, the mind is no more than the aggregated functions of the brain, then it will be possible to create a machine with a recognisable mind (though possibly only with computers much different from today's), by simple virtue of the fact that such a machine already exists in the form of the human brain.
In religion

Many religions associate spiritual qualities to the human mind. These are often tightly connected to their mythology and afterlife.

The Indian philosopher-sage Sri Aurobindo attempted to unite the Eastern and Western psychological traditions with his integral psychology, as have many philosophers and New religious movements. Judaism teaches that "moach shalit al halev", the mind rules the heart. Humans can approach the Divine intellectually, through learning and behaving according to the Divine Will as enclothed in the Torah, and use that deep logical understanding to elicit and guide emotional arousal during prayer. Christianity has tended to see the mind as distinct from the soul (Greek nous) and sometimes further distinguished from the spirit. Western esoteric traditions sometimes refer to a mental body that exists on a plane other than the physical. Hinduism's various philosophical schools have debated whether the human soul (Sanskrit atman) is distinct from, or identical to, Brahman, the divine reality. Taoism sees the human being as contiguous with natural forces, and the mind as not separate from the body. Confucianism sees the mind, like the body, as inherently perfectible.
Buddhism
See also: Buddhism and psychology, Vijñāna, Śūnyatā, Shentong, Rangtong, and Yogacara

Buddhist teachings explain the moment-to-moment manifestation of the mind-stream.[24] The components that make up the mind are known as the five aggregates (i.e., material form, feelings, perception, volition, and sensory consciousness), which arise and pass away continuously. The arising and passing of these aggregates in the present moment is described as being influenced by five causal laws: biological laws, psychological laws, physical laws, volitional laws, and universal laws.[24] The Buddhist practice of mindfulness involves attending to this constantly changing mind-stream.

According to Buddhist philosopher Dharmakirti, the mind has two fundamental qualities: "clarity and cognizes". If something is not those two qualities, it cannot validly be called mind. "Clarity" refers to the fact that mind has no color, shape, size, location, weight, or any other physical characteristic, and "cognizes" that it functions to know or perceive objects.[65] "Knowing" refers to the fact that mind is aware of the contents of experience, and that, in order to exist, mind must be cognizing an object. You cannot have a mind - whose function is to cognize an object - existing without cognizing an object.

Mind, in Buddhism, is also described as being "space-like" and "illusion-like". Mind is space-like in the sense that it is not physically obstructive. It has no qualities which would prevent it from existing. In Mahayana Buddhism, mind is illusion-like in the sense that it is empty of inherent existence. This does not mean it does not exist, it means that it exists in a manner that is counter to our ordinary way of misperceiving how phenomena exist, according to Buddhism. When the mind is itself cognized properly, without misperceiving its mode of existence, it appears to exist like an illusion. There is a big difference however between being "space and illusion" and being "space-like" and "illusion-like". Mind is not composed of space, it just shares some descriptive similarities to space. Mind is not an illusion, it just shares some descriptive qualities with illusions.

Buddhism posits that there is no inherent, unchanging identity (Inherent I, Inherent Me) or phenomena (Ultimate self, inherent self, Atman, Soul, Self-essence, Jiva, Ishvara, humanness essence, etc.) which is the experiencer of our experiences and the agent of our actions. In other words, human beings consist of merely a body and a mind, and nothing extra. Within the body there is no part or set of parts which is - by itself or themselves - the person. Similarly, within the mind there is no part or set of parts which are themselves "the person". A human being merely consists of five aggregates, or skandhas and nothing else.

In the same way, "mind" is what can be validly conceptually labelled onto our mere experience of clarity and knowing. There is something separate and apart from clarity and knowing which is "Awareness", in Buddhism. "Mind" is that part of experience the sixth sense door, which can be validly referred to as mind by the concept-term "mind". There is also not "objects out there, mind in here, and experience somewhere in-between". There is a third thing called "awareness" which exists being aware of the contents of mind and what mind cognizes. There are five senses (arising of mere experience: shapes, colors, the components of smell, components of taste, components of sound, components of touch) and mind as the sixth institution; this means, expressly, that there can be a third thing called "awareness" and a third thing called "experiencer who is aware of the experience". This awareness is deeply related to "no-self" because it does not judge the experience with craving or aversion.

Clearly, the experience arises and is known by mind, but there is a third thing calls Sati what is the "real experiencer of the experience" that sits apart from the experience and which can be aware of the experience in 4 levels. (Maha Sathipatthana Sutta.)

Body
Sensations (Changes of the body mind.)
Mind,
Contents of the mind. (Changes of the body mind.)

To be aware of these four levels one needs to cultivate equanimity toward Craving and Aversion. This is Called Vipassana which is different from the way of reacting with Craving and Aversion. This is the state of being aware and equanimous to the complete experience of here and now. This is the way of Buddhism, with regards to mind and the ultimate nature of minds (and persons).
Mortality of the mind
Main article: Consciousness after death

Due to the mind–body problem, a lot of interest and debate surrounds the question of what happens to one's conscious mind as one's body dies. During brain death all brain function permanently ceases, according to the current neuroscientific view which sees these processes as the physical basis of mental phenomena, the mind fails to survive brain death and ceases to exist. This permanent loss of consciousness after death is often called "eternal oblivion". The belief that some spiritual or incorporeal component (soul) exists and that it is preserved after death is described by the term "afterlife".
In pseudoscience
Parapsychology

Parapsychology is the scientific study of certain types of paranormal phenomena, or of phenomena which appear to be paranormal,[66] for instance precognition, telekinesis and telepathy.

The term is based on the Greek para (beside/beyond), psyche (soul/mind), and logos (account/explanation) and was coined by psychologist Max Dessoir in or before 1889.[67] J. B. Rhine later popularized "parapsychology" as a replacement for the earlier term "psychical research", during a shift in methodologies which brought experimental methods to the study of psychic phenomena.[67] Parapsychology is controversial, with many scientists believing that psychic abilities have not been demonstrated to exist.[68][69][70][71][72] The status of parapsychology as a science has also been disputed,[73] with many scientists regarding the discipline as pseudoscience.[74][75][76]
See also

Outline of human intelligence – topic tree presenting the traits, capacities, models, and research fields of human intelligence, and more.
Outline of thought – topic tree that identifies many types of thoughts, types of thinking, aspects of thought, related fields, and more.

Cognitive sciences
Conscience
Consciousness
Explanatory gap
Hard problem of consciousness
Ideasthesia
Mental energy
Mind–body problem
Mind at Large
Neural Darwinism
Philosophical zombie
Philosophy of mind
Problem of other minds
Sentience
Skandha
Subjective character of experience
Theory of mind

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Un souffle cardiaque, ou souffle au cœur, est un bruit supplémentaire et anormal perçu à l'auscultation cardiaque. Il témoigne de l'existence de turbulences lors du passage du sang au travers d'une valvule ou d'une cloison intra-cardiaque. Par extension (et improprement) il est habituel d'englober également dans cette appellation les souffles vasculaires naissant dans la portion proche du cœur d'une artère ou d'une veine.

Lorsqu'elles naissent au niveau des valves cardiaques, ces turbulences résultent habituellement soit d'un rétrécissement (sténose) soit d'une fuite (régurgitation valvulaire, insuffisance valvulaire), soit enfin de l'association des deux (désignée sous le terme "maladie" suivi du nom de la valve atteinte)

On oppose les souffles organiques, liés à une lésion anatomique, aux souffles anorganiques (ou fonctionnels ou "innocents") qui traduisent le plus souvent une augmentation du débit cardiaque ou un état d'éréthisme cardiaque, le cœur étant par ailleurs tout à fait normal sur le plan morphologique et fonctionnel.

Un souffle cardiaque est fréquemment observé chez l'enfant; la très grande majorité étant anorganiques ("innocents").

Les souffles cardiaques peuvent être classés selon différentes caractéristiques : localisation (qui correspond au foyer d'auscultation où ils sont le mieux perçus), position par rapport aux bruits normaux du cœur, timbre, irradiations...

Dans cet article, les souffles cardiaques ont été classés selon leur position par rapport aux bruits cardiaques normaux (souffles systoliques et souffles diastoliques).

Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charges électriques, généralement des électrons, au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de la force électromagnétique, dont l'interaction avec la matière est le fondement de l'électricité.

Historiquement, au début de l'étude de la conduction de l'électricité, les scientifiques ont pensé que les particules qui se déplaçaient dans les métaux étaient chargées positivement et ont défini en conséquence un sens conventionnel du courant comme étant le sens de déplacement des charges positives. Plus tard on a mis en évidence que ce sont très majoritairement les électrons, particules chargées négativement, qui se déplacent dans les métaux et qui permettent la circulation des courants électriques1.

En effet, dans un conducteur métallique, les particules chargées et mobiles sont des électrons peu liés aux atomes auxquels ils appartiennent (on dit que ces électrons se trouvent dans la bande de conduction). On peut considérer qu'ils se déplacent facilement dans le matériau métallique. Lorsqu'une différence de potentiel est appliquée aux extrémités du conducteur, elle provoque le déplacement de ces électrons, ce que l'on appelle courant électrique. Le réseau des atomes contient des ions positifs : les atomes qui ont perdu un ou plusieurs électrons. Mais ces derniers, prisonniers du réseau par les liaisons métalliques, sont quasiment immobiles et ne participent que de manière infime à la circulation du courant.

En revanche, dans les électrolytes, solutions contenant simultanément des ions chargés positivement et des ions chargés négativement, toutes les particules chargées participent à la circulation du courant. Les charges positives circulent dans le sens conventionnel et les charges négatives dans l'autre sens.

Les matériaux qui possèdent beaucoup de porteurs de charge libres et qui sont donc facilement traversés par un courant électrique sont dits conducteurs, ceux qui n'en possèdent pas ou très peu sont dits isolants ou diélectriques.

Par exemple : l'air est un excellent isolant, mais au-delà d'un certain seuil, lorsque le champ électrique est trop grand, les électrons sont arrachés aux atomes, et ces derniers deviennent des particules ionisées ou ions. L'air se transforme ainsi localement en un plasma. Le plasma étant un conducteur parfait, il laisse passer le courant électrique : de l'éclair à l'étincelle.

Certains dispositifs peuvent laisser passer le courant électrique dans un sens, mais pas dans l'autre. C'est le cas des diodes. Celles-ci sont réalisées soit avec des jonctions de semi-conducteurs dopés différemment (jonction P-N ou jonction métal semi-conducteur), soit avec des tubes à vide.
Utilisation

La propagation de l'influx électrique peut servir à son utilisation à distance comme source d'énergie, comme vecteur énergétique. Ce fut sa principale utilisation au début de l'ère industrielle.

Elle peut aussi servir aux transmissions d'informations, depuis le simple télégraphe, jusqu'aux systèmes modernes de traitement et d'échange d'informations (ordinateur, informatique). Dans ce cas, une ou plusieurs caractéristiques du courant électrique sont contrôlées et modulées par l'émetteur de l'information pour construire un signal électrique. Dans le cas du télégraphe, les seules présence et absence (suivant un rythme codé) du courant électrique transmettaient l'information.

Le XXe siècle a vu se développer l'utilisation de nombreux autres phénomènes pour contrôler le courant électrique qui sont très largement utilisés en électronique. Grâce à eux, il est possible de traiter le courant électrique (mais aussi les ondes électromagnétiques) comme un vecteur d'information, un signal électrique (ou électromagnétique) à l'échelle microscopique.
Analogie avec un écoulement fluide

Une analogie intéressante pour comprendre de façon simple les notions d'intensité du courant et de différence de potentiel peut être faite avec l'écoulement d'un fleuve. Celui-ci s'écoule d'amont vers aval avec une quantité d'eau bien définie et un dénivelé variable en fonction du terrain. Supposons que ce fleuve ait une largeur fixe de 20 mètres, une profondeur fixe de 3 mètres et que l'eau soit au plus haut niveau, la quantité d'eau à un instant donné et dans une longueur du fleuve donnée est quantifiable (1 mètre linéaire de fleuve contient 60 m3 d'eau). La quantité d'eau est l'analogue de la quantité de charge électrique.

Le dénivelé, différence d'altitude entre le point haut et le point bas du fleuve, peut être assimilé à la différence de potentiel (ou tension), le débit du fleuve à l'intensité du courant et la taille du fleuve à la section d'un câble électrique. De la même façon que c'est le dénivelé qui met l'eau en mouvement, c'est la différence de potentiel qui met les électrons en mouvement.

En résumé, l'intensité est analogue au débit du fleuve, la différence de potentiel étant analogue au dénivelé.
Types de courants

Courant continu pour la plupart des utilisations dont la source peut être, entre autres, un générateur de type pile ou batterie d'accumulateurs.
Courant alternatif généralement sinusoïdal mais peut aussi, par exemple, être carré.

Sens du courant électrique

Par convention, dans un circuit électrique en boucle simple et en courant continu, le courant électrique sort du générateur par la borne positive (+), traverse le circuit électrique et revient au générateur par sa borne négative (-). Cette convention est dite « récepteur » (le courant circule dans le sens des potentiels décroissants, la tension et le courant sont « orientées » dans le sens contraire)2.

C'est ce qu'on appelle le sens conventionnel du courant électrique, il peut être différent du sens réel de déplacement des porteurs de charge.

Ainsi lorsque les porteurs de charge sont des électrons (cas le plus fréquent), ou des anions leur mouvement effectif est du - vers le +, sens de déplacement des particules chargées négativement donc attirées par le positif.

Au contraire cations et trous d'électrons se déplacent dans le sens conventionnel du courant.
Dans les générateurs électriques

À l'intérieur des générateurs électriques où l'on crée le potentiel qui permet aux charges de se mettre en mouvement, les électrons se déplacent de la borne positive vers la borne négative. Ceci est rendu possible grâce à la conversion d'une autre forme d'énergie (ex. : l'énergie électrochimique dans le cas d'une pile).

C'est la convention dite « générateur » (le courant circule dans le sens des potentiels croissants, la tension et le courant sont « orientées » dans le même sens)2.
Grandeurs physiques
Article détaillé : Grandeur électrique.
Intensité du courant
Article détaillé : ampère (unité).
Ordre de grandeur Dispositif
1 mA Seuil de perception
10 mA DEL commune
100 mA Électrocution.
1 A Ampoule à incandescence
10 A Radiateur 2000 W
100 A Démarreur automobile
1 kA Moteur de locomotive
10 kA éclair négatif3
100 kA éclair positif3

L’intensité du courant électrique4 (parfois appelée « ampérage »5,6,7,8 ou bien simplement « courant ») est un nombre décrivant le débit de charge électrique à travers une surface donnée, notamment la section d'un fil électrique :

i ( t ) = d q ( t ) d t {\displaystyle i(t)={\frac {{\text{d}}q(t)}{\mathrm {d} t}}} i(t)={\frac {{\text{d}}q(t)}{{\mathrm {d}}t}}

où :

i est l'intensité du courant ;
q la charge électrique ;
t le temps.

Dans le Système international d'unités, l'intensité du courant se mesure en ampères, une unité de base dont le symbole normalisé est A4.

Un ampère correspond à un débit de charge d'un coulomb par seconde.

L'intensité se mesure à l'aide d'un ampèremètre qui doit être branché en série dans le circuit.
Densité de courant
En tout point d'une surface S, se définit la densité de courant j et le vecteur surface élémentaire dS.
Article détaillé : densité de courant.

La densité de courant est un vecteur décrivant le courant électrique à l'échelle locale. Sa direction indique celle du déplacement des porteurs de charge (mais son sens peut être opposé pour des porteurs négatifs) et sa norme correspond à l'intensité du courant par unité de surface. Elle est reliée au courant électrique par :

i = ∬ S j → ⋅ d S → {\displaystyle i=\iint _{S}{\vec {j}}\cdot {\text{d}}{\vec {S}}} {\displaystyle i=\iint _{S}{\vec {j}}\cdot {\text{d}}{\vec {S}}}

où :

i est l'intensité du courant ;
S une surface, j la densité de courant ;
dS le vecteur surface élémentaire.

Dans le système international d'unités, la densité de courant se mesure en ampères par mètre carré (A•m-2).
Vitesse de propagation
Article détaillé : Vitesse de l'électricité.

La propagation de l'influx électrique se fait à une vitesse voisine de celle de la lumière (aux effets capacitifs près), mais ce n'est pas du tout la vitesse des électrons qui le constituent. Ceux-ci voyagent beaucoup plus modestement à quelques centièmes de millimètre par seconde, en fonction de l'intensité du courant et de la section du conducteur.

Électron
Crookes tube-in use-lateral view-standing cross prPNr°11.jpg

Des expériences menées avec les tubes de Crookes ont démontré avec certitude l'existence de l'électron.
Sur la photo, le tube est rempli d'un gaz à basse pression. Une tension électrique élevée est appliquée entre la cathode (à l'extrémité gauche) et l'anode (à l'extrémité du coude sous le tube). À la cathode, cette tension fait naître un faisceau d'électrons qui se déplacent en ligne droite (la faible lueur bleue au centre du tube), tant qu'ils ne heurtent pas d'atomes de gaz. À la droite, une pièce métallique en forme de croix de Malte bloque en partie ce flux d'électrons, ce qui crée une ombre à l'extrémité droite. Les autres électrons frappent le fond du tube et le rendent en partie luminescent (lueur vert pâle). Dans le coude sous le tube, le gaz s'illumine (lueur bleue) au passage des électrons déviés, collectés par l'anode1.
Propriétés générales Classification
Particule élémentaire
Famille
Fermion
Groupe
Lepton
Génération
1re
Interaction(s)
Gravité
Faible
Électromagnétique
Symbole
e-
β- (particule β)
Nbr. de types
1
Antiparticule
positron
Propriétés physiques Masse
9,109×10-31 kg
(511 keV/c2)
Charge électrique
-1 e
(-1,602×10-19 C ; selon CODATA 2010, elle est de −1,602 176 565(35)×10-19 C2)
Moment magnétique
9,274×10-24 J/T
Spin
½
Parité
+1
Durée de vie
> 2,1×1036 s3
Historique Prédiction
Richard Laming (1838–1851),
George Stoney (1874) et d'autres
Découverte
1897
Découvreur
Joseph John Thomson

Théorie de l'atome
Trois cercles concentriques autour d'un noyau, avec un électron allant du second au premier cercle, et relâchant un photon.
Le modèle de Bohr de l'atome, montrant les états de l'électron avec des énergies quantifiées par le nombre n. Un électron qui passe à une orbitale plus basse émet un photon possédant une énergie égale à la différence d'énergies entre les orbitales en question48.

Les travaux du physicien néo-zélandais Ernest Rutherford, de 1909 à 1912, l'amènent à conclure que l'atome est constitué d'un petit noyau comprenant toute la charge positive et presque toute la masse de l'atome, noyau qui est entouré d'un nuage électronique49,50 (voir Expérience de Rutherford). Le physicien britannique Henry Moseley, qui travaille dans le laboratoire de Rutherford en 1913, établit avec certitude l'ordre des éléments chimiques dans le tableau périodique51 (voir Loi de Moseley).

En 1913, le physicien danois Niels Bohr postule que les électrons sont dans des états quantifiés, dont l'énergie est déterminée par le moment angulaire autour du noyau. Les électrons peuvent passer d'un état à l'autre, par émission ou absorption de photons à des fréquences spécifiques. Au moyen de ces orbites quantifiées, il explique avec toute la précision requise les raies spectrales de l'atome d'hydrogène52.

Les travaux des physiciens allemands James Franck et Gustav Hertz, de 1912 à 1914, prouvent la quantification des niveaux d'énergie des électrons dans les atomes et confirment donc les hypothèses du modèle de l'atome de Bohr53 (voir Expérience de Franck et Hertz). Toutes ces expériences établissent solidement la structure de l'atome comme un noyau chargé positivement et entouré d'électrons de masse plus faible54.

Cependant, le modèle de Bohr ne peut rendre compte des intensités relatives des raies spectrales, ni expliquer les spectres d'atomes plus complexes54. Malgré ces faiblesses, ce modèle atomique servira d'argument en faveur de la théorie des quanta55.

Les liaisons chimiques entre atomes sont expliquées par Gilbert Lewis, qui propose en 1916 que la liaison covalente entre atomes est une paire d'électrons partagés56. Plus tard, en 1927, Walter Heitler et Fritz London expliquent complètement la formation des paires d'électrons et des liaisons chimiques en termes de mécanique quantique57. En 1919, le chimiste américain Irving Langmuir raffine le modèle statique d'atome de Lewis, et suggère que tous les électrons sont distribués sur des « couches concentriques (à peu près) sphériques, toutes de même épaisseur58 ». Les couches sont à leur tour divisées en un certain nombre de cellules, chacune contenant une paire d'électrons. Avec ce modèle, Langmuir explique qualitativement les propriétés chimiques de tous les éléments du tableau périodique57, que les scientifiques rapprochent selon la loi de similitude59.

En 1924, le physicien autrichien Wolfgang Pauli remarque que la structure en couches de l'atome s'explique par le jeu de quatre paramètres qui définissent tous les états énergétiques, tant que chaque état n'est occupé que par un seul électron60,61. Cette interdiction faite à deux électrons d'occuper le même état est devenue connue sous le nom de « principe d'exclusion de Pauli ». Le mécanisme déterminant le quatrième paramètre et ses deux valeurs, est fourni par les physiciens néerlandais Samuel Goudsmit et George Uhlenbeck, quand ils suggèrent que l'électron, outre le moment angulaire de son orbite, pourrait avoir un moment angulaire intrinsèque54,62. Cette propriété devient notoire sous le nom de « spin » : elle explique le dédoublement des raies spectrales observé avec un spectrographe à haute résolution, qui est resté mystérieux jusque-là ; ce phénomène est connu sous le nom de structure hyperfine des raies63. Le principe de Pauli explique pourquoi la matière dite ordinaire crée ce qui est appelé le « volume » de la matière64,65,66,67,68.
La mécanique quantique

Les électrons possèdent, comme toute la matière, la propriété quantique d'être à la fois ondes et corpuscules, si bien qu'ils peuvent avoir des collisions avec d'autres particules, et être diffractés comme la lumière. Cette dualité est facile à constater avec les électrons en raison de leur faible masse. Un électron, en raison de son spin, est un fermion, et satisfait donc au principe d'exclusion de Pauli69.
Article connexe : Histoire de la mécanique quantique.

En 1887, l'effet photoélectrique est observé par Heinrich Rudolf Hertz alors qu'il étudie les ondes électromagnétiques70, et plusieurs scientifiques ont tenté d'en expliquer les mécanismes, sans résultat. Vingt ans plus tard, en 1905, Albert Einstein propose une première explication, qui lui vaudra le prix Nobel de physique de 192171. Selon lui, des électrons sont émis par la matière seulement si la fréquence de la lumière est supérieure à un certain seuil. Pour y parvenir, il introduit le concept de photon, en utilisant celui de quantum d'énergie récemment proposé dans un tout autre contexte par Max Planck. L'explication d'Einstein sera l'un des premiers arguments en faveur de la théorie des quanta72. En 1923, Arthur Compton observe l'allongement de la longueur d'onde du photon causée par la diffusion qui porte son nom, laquelle est provoquée par l'interaction des photons et des électrons. « Ces résultats expérimentaux [sont] les premiers à convaincre la majorité des physiciens de la validité de la théorie quantique73. »

Dans sa publication Recherches sur la théorie des quanta, en 1924, le physicien français Louis de Broglie émet l'hypothèse que toute matière possède une onde de De Broglie semblable à la lumière74. C'est-à-dire que, selon les conditions, les électrons et autres particules matérielles montrent les propriétés soit de particules, soit d'ondes. Les propriétés corpusculaires d'une particule sont patentes quand elle apparaît à tout moment localisée à un endroit dans l'espace le long d'une trajectoire75. La nature ondulatoire est observée, par exemple, quand un faisceau passe à travers des fentes parallèles et crée des figures d'interférence. En 1927, l'effet d'interférence avec un faisceau d'électrons est montré par le physicien anglais George Paget Thomson, au moyen d'un mince film métallique, et par les physiciens américains Clinton Davisson et Lester Germer en utilisant un cristal de nickel76.
Un nuage bleu symétrique décroissant en intensité du centre vers le bord
En mécanique quantique, le comportement d'un électron dans un atome est décrit par une orbitale, qui est une distribution de probabilité plutôt qu'une orbite. Sur la figure, l'intensité de la coloration correspond à la probabilité relative de la présence de l'électron de cette orbitale en ce point.

Le succès de la prédiction de De Broglie conduit à la publication par Erwin Schrödinger, en 1926, de l'équation de Schrödinger qui décrit avec succès la propagation des électrons en tant qu'onde77. Plutôt que de fournir une solution donnant la position d'un électron, cette équation d'onde peut être utilisée pour calculer la probabilité de trouver un électron dans un certain volume. Cette approche est ultérieurement nommée mécanique quantique, et donne une très bonne approximation des états d'énergie dans l'atome d'hydrogène78. Une fois le spin et les interactions entre les électrons pris en compte, la mécanique quantique modélise avec succès le comportement des électrons dans les atomes plus complexes que celui de l'hydrogène79.

En 1928, améliorant le travail de Wolfgang Pauli80, le physicien britannique Paul Dirac conçoit un modèle de l'électron — l'équation de Dirac — compatible avec la théorie de la relativité et la mécanique quantique81. Pour résoudre certaines lacunes de son équation relativiste, Dirac développe en 1930 un modèle de vide avec une mer infinie de particules d'énergie négative, parfois nommée « mer de Dirac ». Ceci le conduit à prédire l'existence du positron, équivalent de l'électron dans l'antimatière82, « entité » physique également prédite par Dirac83,84. Le positron est découvert par Carl D. Anderson, qui propose d'appeler les électrons standard « négatrons » et d'utiliser le terme « électron » comme terme générique pour désigner les deux charges sans distinction. Cet usage du terme « négatron » est encore rencontré à l'occasion, et peut être abrégée en « négaton »85,86.

En 1947, le physicien américain Willis Lamb, en collaboration avec le thésard Robert Retherford, découvre que certains états quantiques de l'atome d'hydrogène, qui devraient avoir la même énergie, se distinguent par un certain décalage87, c'est le décalage de Lamb. À peu près au même moment, le physicien germano-américain Polykarp Kusch, travaillant avec Henry M. Foley, découvre que le moment magnétique de l'électron est un peu plus grand que celui prédit par la théorie de Dirac. Cet écart sera ultérieurement appelé « moment magnétique anomal » de l'électron. Pour résoudre ces problèmes, une théorie plus élaborée, appelée « électrodynamique quantique », est mise au point par Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger et Richard Feynman à la fin des années 1940.

5e Congrès Solvay tenu en 1927 sur le thème « Électrons et photons ». Plusieurs ont réalisé des travaux marquants sur les propriétés de l'électron ou ont mis au point des instruments importants pour les étudier :

Niels Bohr : modèle atomique où les couches électroniques sont quantifiées (modèle de Bohr)
Louis de Broglie : hypothèse, vérifiée, de la dualité onde-corpuscule de l'électron
Arthur Compton : diffusion inélastique d'un photon sur un électron d'un atome (diffusion Compton)
Paul Dirac : équation de Dirac, qui décrit le comportement de particules élémentaires de spins demi-entiers, comme les électrons
Albert Einstein : explication de l'effet photoélectrique, une émission d'électrons sous l'influence de la lumière
Charles-Eugène Guye : expériences qui démontrent la dépendance de la masse de l'électron à sa vitesse
Wolfgang Pauli : principe d'exclusion de Pauli (les électrons ne peuvent pas se trouver au même endroit dans le même état quantique)
Erwin Schrödinger : équation de Schrödinger, qui décrit l'évolution dans le temps d'une particule massive non relativiste, tel l'électron
Charles Thomson Rees Wilson : chambre à brouillard, qui permet d'étudier différentes propriétés des particules, tels les électrons

Dix-sept lauréats du prix Nobel apparaissent sur cette photo. C'est pendant ce congrès que commencent les débats Bohr-Einstein sur les conséquences philosophiques de la mécanique quantique91.

La masse d'un électron est approximativement 9,109×10-31 kg2,note 1, ou 5,489×10-4 unité de masse atomique92. Sur la base du principe d'équivalence masse-énergie d'Einstein, ceci correspond à une énergie de 511 keV2,note 2. Le rapport entre les masses du proton et de l'électron est d'environ 1 836note 3,93,94. Les mesures astronomiques montrent que ce rapport n'a pas changé de façon mesurable pour la moitié de l'âge de l'Univers, comme prédit par le modèle standard95.

L'électron a une charge électrique de -1,602×10-19 C2,note 4, qui est utilisée comme unité standard de charge pour les particules subatomiques. Selon la limite actuelle de la précision des expériences, la charge de l'électron est directement opposée à celle du proton96. Comme le symbole e est utilisé pour la charge élémentaire, le symbole de l'électron est e–, le signe – indiquant la charge de l'électron. L'antiparticule de l'électron97, le positron, de symbole e+, est de charge électrique opposée2,98. Ceci permet l'annihilation d'un électron avec un positron, en ne produisant que de l'énergie sous forme de rayons gamma99,100.

Selon le modèle standard, l'électron n'a pas de sous-composant connu101, c'est donc une particule élémentaire102,103. On le définit comme une particule ponctuelle avec une charge ponctuelle69,note 5. L'observation d'un électron isolé dans un piège de Penning démontre que le rayon de cette particule est inférieur à 10-22 m105. Il y a bien pourtant une constante physique que l'on appelle « rayon classique de l'électron », dont la valeur bien plus grande est de 2,8179×10-15 mnote 6. Cependant cette terminologie provient d'un calcul qui ignore les effets de la mécanique quantique ; ce soi-disant rayon ne peut servir à décrire la structure fondamentale de l'électron107,note 7. Néanmoins, il donne un ordre de grandeur des dimensions pour lesquelles l'électrodynamique quantique devient importante pour comprendre la structure et le comportement de l'électron, notamment par la renormalisation.

Les scientifiques pensent, en s'appuyant sur des bases théoriques, que l'électron est stable : comme c'est la particule la plus légère de charge non nulle, sa désintégration violerait la conservation de la charge électrique109. Expérimentalement, la limite inférieure pour la vie moyenne de l'électron est de 2,1×1036 s3 (l'âge de l'Univers est estimé à 4,34×1017 s110). L'électron diffère en cela des autres leptons chargés, le muon et le tauon, de courtes durées de vie111.

L'électron a un moment angulaire intrinsèque, ou spin, de 1 2 {\displaystyle \scriptstyle {\frac {1}{2}}} \scriptstyle \frac{1}{2}2. Cette propriété est généralement exprimée en appelant l'électron « particule de spin 1 2 {\displaystyle \scriptstyle {\frac {1}{2}}} \scriptstyle \frac{1}{2} »98. Pour ce genre de particules, la valeur absolue du spin est 3 2 ℏ {\displaystyle \scriptstyle {\frac {\sqrt {3}}{2}}\hbar } \scriptstyle \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar note 8, tandis que le résultat de la mesure de la projection du spin sur n'importe quel axe ne peut être que ± ħ/2. Outre le spin, l'électron possède un moment magnétique le long de son spin2. Il est approximativement égal à un magnéton de Bohr113,note 9, qui est une constante physique égale à 9,274×10-24 J/T2,note 10. La projection du spin sur la direction de la quantité de mouvement de l'électron définit la propriété connue sous le nom d'« hélicité »114,115.

La forme d'un électron, si elle existe (en tant que particule élémentaire, l'électron ne devrait pas avoir de dimension et donc pas de forme mais il est entouré d'un nuage de particules virtuelles qui lui, a une forme116) ne peut être mesurée que de manière détournée : par la mesure de la répartition spatiale de sa charge électrique. Ainsi une forme de nuage parfaitement sphérique donneraient lieu à un champ électrique homogène dans toutes les directions (monopôle électrique) et une forme non sphérique donnerait lieu à un dipôle électrique (dipôle électrostatique). Le modèle standard suggère que le nuage n'est pas sphérique et qu'il constitue un dipôle électrique. Or il semble que la répartition de sa charge électrique est proche d'une sphère parfaite, à 10−27 cm près117,118, c'est-à-dire que le moment de ce dipôle est quasi nul. Si l'on grossissait le nuage de particules virtuelles d'un électron de sorte qu'il ait le diamètre du système solaire, son dipôle électrostatique (supposé représenter son défaut de sphéricité) serait, au maximum, de l'ordre de la largeur d'un cheveu119. Ce résultat a été mesuré grâce à l'étude par laser de molécules de fluorures d'ytterbium refroidies à très basse température120. Si les électrons avaient un défaut de sphéricité (un moment dipôlaire), leur champ électrique oscillerait et induirait des déformations de la molécules, ce qui n'a pas été mis en évidence121.
Propriétés quantiques
4 quadrants sur fond noir montrant des taches/points blancs au départ épars et de plus en plus denses ; on y devine progressivement dans ceux du bas la silhouette pointillée de fentes.
Résultats d'une expérience montrant à la fois la nature corpusculaire et ondulatoire des électrons grâce à un instrument équivalent aux fentes d'Young. Au début de l'expérience (b), des petites taches montrent les endroits où des électrons ont frappé l'écran noir. Lorsque le nombre d'électrons est suffisamment élevé (d et e), les franges apparaissent. Le nombre d'électrons dans les photos est d'environ : (b) 200, (c) 6 000, (d) 40 000 et (e) 140 000122.

L'électron présente une dualité onde-particule, qui peut être démontrée par l'expérience des fentes d'Young. Cette propriété lui permet de passer à travers deux fentes parallèles simultanément, plutôt que juste une seule fente, comme cela serait le cas pour une particule classique123. En mécanique quantique, la propriété ondulatoire d'une particule peut être décrite mathématiquement comme une fonction à valeurs complexes, la fonction d'onde, couramment dénotée par la lettre grecque psi (ψ). Quand la valeur absolue de cette fonction est élevée au carré, cela donne la probabilité d'observer une particule dans un petit volume près de la position choisie — une densité de probabilité124. L'électron peut franchir une barrière de potentiel par effet tunnel, phénomène que la mécanique classique est incapable d'expliquer et que la mécanique quantique explique en faisant appel à la notion de fonction d'onde125.
Projection tridimensionnelle d'une figure à deux dimensions. Il y a deux collines symétriques par rapport à un axe, et des puits symétriques le long de cet axe, se reliant selon une forme de selle.
Exemple d'une fonction d'onde antisymétrique pour un état quantique de deux fermions identiques dans une boîte à une dimension. Si les particules échangent leur position, la fonction d'onde change de signe. La fonction d'onde est ici
ψ(x1, x2) = √2[sin(πx1)sin(3πx2)] – sin(πx2)sin(3πx1)

Les électrons sont des particules indiscernables, parce qu'ils ne peuvent pas être distingués entre eux par leurs propriétés physiques intrinsèques. En mécanique quantique, ceci signifie qu'une paire d'électrons en présence doit pouvoir intervertir leur position sans provoquer de changement observable dans l'état du système. La fonction d'onde des fermions, notamment des électrons, est antisymétrique, c'est-à-dire qu'elle change de signe quand on échange deux électrons :

ψ ( r 1 , r 2 ) = − ψ ( r 2 , r 1 ) {\displaystyle \psi (r_{1},r_{2})=-\psi (r_{2},r_{1})} \psi(r_1, r_2) = - \psi(r_2, r_1),

où r 1 {\displaystyle r_{1}} r_1 et r 2 {\displaystyle r_{2}} r_2 sont les positions des deux électrons. Comme la valeur absolue est invariable lors du changement de signe de la fonction, ceci indique que les probabilités sont les mêmes. Les bosons, tels les photons, ont des fonctions d'onde symétriques124.

Dans le cas de l'antisymétrie, les solutions de l'équation d'onde pour des électrons en interaction résultent en une probabilité nulle que deux électrons occupent la même position, ou, en tenant compte du spin, le même état. C'est la cause du principe d'exclusion de Pauli, qui empêche deux électrons d'occuper le même état quantique. Ce principe explique beaucoup de propriétés des électrons. Par exemple, il permet d'affirmer que des nuages d'électrons liés au même noyau occupent des orbitales toutes différentes, plutôt que de tous se concentrer dans l'orbitale la moins énergétique124.
Classification selon le modèle standard
Une table à 4 lignes et 4 colonnes, chaque cellule contenant un identificateur de particule
Les particules élémentaires selon le modèle standard126,127. L'électron est en bas à gauche. Les quarks sont en violet, les bosons en rouge et les leptons en vert. Les fermions regroupent à la fois les quarks et les leptons.

Dans le modèle standard de la physique des particules, les électrons appartiennent au groupe des particules subatomiques appelées « leptons »69, que les scientifiques pensent être des particules élémentaires ou fondamentales, c'est-à-dire qu'elles ne comportent pas de sous-particules. Les électrons ont la plus faible masse de toutes les particules chargées, et appartiennent à la première famille ou génération128. Ils sont soumis aux forces gravitationnelles, faibles et électromagnétiques, mais échappent aux interactions fortes129.

Les seconde et troisième générations contiennent des leptons chargés, le muon et le tauon, identiques à l'électron sous tous rapports, sauf leur masse, bien plus élevée. Les leptons diffèrent des autres constituants de base de la matière, les quarks, parce qu'ils ne sont pas sensibles aux interactions fortes. Tous les membres du groupe des leptons sont des fermions, parce qu'ils ont un spin 1 2 {\displaystyle \scriptstyle {\frac {1}{2}}} \scriptstyle \frac{1}{2}98.
Particules virtuelles
Article détaillé : Particule virtuelle.

Les physiciens pensent que le vide peut être rempli de paires de particules « virtuelles », comme des électrons et des positrons, qui se créent et s'annihilent rapidement ensuite130. La combinaison de la variation d'énergie nécessaire à la création de ces particules, et du temps pendant lequel elles existent, reste en dessous du seuil de détectabilité exprimé par le principe d'incertitude de Heisenberg :

Δ E × Δ t ≥ ℏ {\displaystyle \Delta E\times \Delta t\,\geq \,\hbar } \Delta E\times \Delta t\,\geq \,\hbar .

Pratiquement, l'énergie demandée pour créer les particules, Δ E {\displaystyle \scriptstyle \Delta E} \scriptstyle \Delta E, peut être « empruntée » au vide pour une durée Δ t {\displaystyle \scriptstyle \Delta t} \scriptstyle \Delta t, dans la mesure où le produit n'est pas plus grand que la constante de Planck réduite ℏ ≈ 6 , 6 × 10 − 16 e V . s {\displaystyle \scriptstyle \hbar \approx 6,6\times 10^{-16}\,eV.s} \scriptstyle \hbar \approx 6,6 \times 10^{-16} \,eV.s131. Donc pour une paire électron-positron virtuelle, Δ t ≤ 6 , 6 × 10 − 22 s {\displaystyle \scriptstyle \Delta t\leq 6,6\times 10^{-22}\,s} \scriptstyle \Delta t \leq 6,6 \times 10^{-22} \, s132.
Une sphère avec un signe – en bas à gauche - symbolise l'électron, tandis que des paires de sphères avec des signes opposés représentent les particules virtuelle
Vue schématique de paires électron-positron virtuelles apparaissant au hasard près d'un électron (en bas à gauche). Les particules virtuelles, portant une charge électrique, masquent en partie la charge de l'électron pour les autres particules. Puisqu'il y a un nombre immense de particules virtuelles qui existent à tout moment, la charge électrique de l'électron nu — si une telle entité existe — est donc infinie selon l'équation de Dirac66.

Tant qu'une paire virtuelle électron-positron subsiste, la force coulombienne du champ électrique ambiant entourant un électron fait que le positron est attiré par ce dernier, tandis que l'électron de la paire est repoussé. Ceci provoque ce que l'on appelle la « polarisation du vide »note 11. En fait, le vide se comporte comme un milieu ayant une permittivité diélectrique supérieure à l'unité. Donc la charge effective d'un électron est plus faible que sa valeur nominale134. Elle est de plus en plus élevée en s'approchant de la particule : les charges portées par les particules virtuelles masquent celle de l'électron135,136,137. Les particules virtuelles provoquent un effet de masquage comparable pour la masse de l'électron138.

L'interaction avec des particules virtuelles explique aussi la légère déviation (environ 0,1 %) entre le moment magnétique intrinsèque de l'électron et le magnéton de Bohr (le moment magnétique anomal)113,139. La précision extraordinaire de l'accord entre cette différence prévue par la théorie et la valeur déterminée par l'expérience est considérée comme une des grandes réussites de l'électrodynamique quantique140.

En physique classique, le moment angulaire et le moment magnétique d'un objet dépendent de ses dimensions physiques. Il paraît donc incohérent de concevoir un électron sans dimensions possédant ces propriétés. Le paradoxe apparent peut être expliqué par la formation de photons virtuels dans le champ électrique engendré par l'électron. Ces photons font se déplacer l'électron de façon saccadée (ce qui s'appelle Zitterbewegung en allemand, ou mouvement de tremblement)141 qui résulte en un mouvement circulaire avec une précession. Ce mouvement produit à la fois le spin et le moment magnétique de l'électron69,142. Dans les atomes, cette création de photons virtuels explique le décalage de Lamb observé dans les raies spectrales135.
Interaction
Champs électrique et magnétique

Un électron engendre un champ électrique qui exerce une force attractive sur une particule positivement chargée, comme un proton, et une force répulsive sur une particule négative. La valeur de cette force est donnée par la loi de Coulomb143. Quand un électron est en mouvement, il engendre aussi un champ magnétique144, cause du magnétisme145. La loi d'Ampère-Maxwell relie le champ magnétique au mouvement d'ensemble des électrons (le courant électrique) par rapport à un observateur. C'est cette propriété d'induction qui fournit l'induction électromagnétique qui fait tourner un moteur électrique146. Le champ électromagnétique d'une particule chargée animée d'un mouvement arbitraire est exprimé par les potentiels de Liénard-Wiechert, valables même quand la vitesse de la particule s'approche de celle de la lumière (relativiste)147.
Un graphique avec des arcs montrant le mouvement d'une particule chargée.
Une particule de charge q part de la gauche à la vitesse v à travers un champ magnétique B orienté vers le lecteur. Puisque q est négatif pour un électron, il suit donc une trajectoire incurvée vers le haut. Si la charge de la particule est nulle, elle se déplace en ligne droite. Si elle est de charge positive, sa trajectoire est incurvée vers le bas.

Quand un électron se déplace dans un champ magnétique, il est soumis à une force de Lorentz, dirigée perpendiculairement au plan défini par le champ et la vitesse de l'électron. Cette force perpendiculaire à la trajectoire contraint l'électron, dans un champ magnétique uniforme, à suivre une trajectoire hélicoïdale dans le champ, sur un cylindre (imaginaire) dont le rayon est appelé « rayon de Larmor ». L'accélération due à ce mouvement en courbe conduit l'électron à émettre de l'énergie sous forme de rayonnement synchrotron148,149,note 12. L'émission d'énergie à son tour provoque un recul de l'électron, ce qui est connu sous le nom de « force d'Abraham-Lorentz-Dirac », qui crée une friction qui ralentit l'électron. Cette force est provoquée par une réaction du propre champ de l'électron150.
Interaction électromagnétique

En électrodynamique quantique, l'interaction électromagnétique entre particules est transmise par des photons. Un électron isolé, qui ne subit pas d'accélération, ne peut pas émettre ni absorber un photon réel : ceci violerait la conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement. En revanche, des photons virtuels peuvent transférer de la quantité de mouvement entre deux particules chargées. C'est cet échange de photons virtuels qui, en particulier, engendre la force de Coulomb151. Une émission d'énergie peut avoir lieu quand un électron en mouvement est défléchi par une particule chargée, comme un proton. L'accélération de l'électron résulte en émission de rayonnement continu de freinage152.
Une courbe montre le mouvement de l'électron ; un point rouge montre le noyau, et une ligne ondulée le photon émis.
Ici, le rayonnement continu de freinage est produit par un électron e défléchi par le champ électrique d'un noyau atomique. Le changement d'énergie E 2 − E 1 {\displaystyle \scriptstyle E_{2}-E_{1}} \scriptstyle E_2 - E_1 détermine la fréquence f du photon émis.

Une collision inélastique entre un photon (lumière) et un électron solitaire (libre) s'appelle « diffusion Compton ». Cette collision résulte en un transfert d'énergie et de moment entre les particules, qui modifie la longueur d'onde du photon par une quantité appelée « décalage Compton »note 13. La valeur maximale de ce décalage est h / ( m e c ) {\displaystyle \scriptstyle h/(m_{e}\,c)} \scriptstyle h/(m_e\,c) (avec h {\displaystyle \scriptstyle h} \scriptstyle h, la constante de Planck, m e {\displaystyle \scriptstyle m_{e}} \scriptstyle m_e, la masse de l'électron et c {\displaystyle \scriptstyle c} \scriptstyle c, la vitesse de la lumière), que l'on désigne sous le nom de « longueur d'onde de Compton »154. Pour un électron, elle vaut 2,43×10-12 m2. Une telle interaction entre la lumière et les électrons libres est appelée « diffusion Thomson » ou « diffusion linéaire de Thomson »155.

La force relative de l'interaction électromagnétique entre deux particules, comme un électron et un proton, est donnée par la constante de structure fine. C'est une quantité sans dimension formée par le rapport de deux énergies : l'énergie électrostatique d'attraction (ou de répulsion) à la distance d'une longueur d'onde de Compton, et l'énergie au repos de la charge. La constante est donnée par α ≈ 7,297353×10-3, qui vaut approximativement 1/1372.

Quand des électrons et des positrons entrent en collision, ils peuvent s'annihiler, donnant 2 ou 3 photons. Si l'électron et le positron ont un moment négligeable, il peut se former un état lié (positronium) avant que l'annihilation ne se produise, donnant 2 ou 3 photons, dont l'énergie totale est 1,022 MeV156,157. Par ailleurs, des photons de haute énergie peuvent se transformer en une paire d'électron et positron par un processus inverse de l'annihilation que l'on appelle « production de paires », mais seulement en présence d'une particule chargée proche, comme un noyau, susceptible d'absorber le moment de recul158,159.

En théorie des interactions électrofaibles, la composante gauche de la fonction d'onde de l'électron forme un doublet d'isospin faible avec le neutrino-électron. Vis-à-vis des interactions faibles, les neutrinos-électrons se comportent en effet comme des électrons. Chaque membre de ce doublet peut subir une interaction par courant chargé transformant l'un en l'autre par émission ou absorption de boson W±, cette transformation étant à la base de la désintégration β des noyaux. L'électron, comme le neutrino, peut subir une interaction par courant neutre couplé au Z0, ce qui est notamment la cause de la diffusion électron-neutrino160. En plus de l'isopsin, l'électron est doté d'une hypercharge selon la théorie électrofaible161.

L'effet de souffle, ou blast, est l'effet sur l'organisme d'une explosion.

Sommaire

1 Types d'effets
2 Autres dommages « collatéraux »
3 Notes et références
4 Voir aussi
4.1 Articles connexes
4.2 Bibliographie
4.3 Liens externes

Types d'effets

Une explosion est une onde de surpression. Cette onde a plusieurs effets :

l'onde de choc dans l'air percute la personne et provoque une onde de choc dans son corps (réfraction) ; cette onde de choc interne peut provoquer des dommages internes ayant des effets à retardement ; par ailleurs, la surpression provoque des dégâts à l'oreille, pouvant aller jusqu'à la rupture du tympan ou à l'arrachement de la cochlée de ses attaches ; c'est le « blast primaire » (ou blast auriculaire concernant les effets sur l'audition ; surdité temporaire ou définitive) ;
elle projette des objets (débris, éclats) qui occasionnent des plaies (victime polycriblée) ; c'est le « blast secondaire » ;
lorsque l'onde de choc atteint une personne, celle-ci se trouve pendant un très court instant avec une surpression d'un côté et la pression atmosphérique de l'autre ; ceci crée une force qui peut projeter la personne, avec des traumatismes liés à la chute ; c'est le « blast tertiaire » ;
l'effroi provoqué par l'explosion induit fréquemment un traumatisme psychique, que l'on qualifie parfois de « quatrième blast ».

On considère qu'il faut une pression proche de 3 kg·cm-2 avant d'observer des lésions (uniquement dues à la pression) pouvant être mortelles. Toutefois, il a été prouvé que l'homme peut supporter des pressions plus grandes. On rapporte même la survie d'un équipage de sous-marin ayant été soumis à une pression de 21 kg·cm-2, avec toutefois des dommages irréversibles aux oreilles. Ces valeurs dépendent néanmoins de la vitesse de variation de la pression. Une variation supérieure à 1 kg·cm-2 en moins d'une milliseconde est considérée comme un blast. Si ces taux ne sont pas atteints, on est alors en présence d'un barotraumatisme ou d'un traumatisme dû à des sons de forte intensité.
Autres dommages « collatéraux »

brûlures, si l'explosion s'accompagne de chaleur ;
effondrement de bâtiment (voir l'article Sauvetage-déblaiement) ;
intoxication et/ou brûlures externes par les gaz, vapeurs et microparticules toxiques dégagés par l'explosion et/ou la munition : dans le cas d'armes chimiques, d'armes perforantes, mais parfois aussi d'armes conventionnelles, comme les « obus à balles de plomb » par exemple, qui sont sources d'une faible quantité de vapeur de plomb (à l'impact des billes de plomb, s'il est très violent) ou sources de quantités plus importantes de vapeurs toxiques suite à sublimation du plomb en vapeur de plomb en cas d'incendie.
lésions ostéopathiques (crâniennes, structrelles et viscérales). Ces trois types de lésions sont infiniment moins perceptibles et incomparables sur le plan clinique par rapport aux différentes lésions précitées chez les sujets exposés d'une manière directe au blast. Cependant elles sont présentes à des degrés divers chez tous les sujets, même fortement éloignés, mais ayant ressenti sont effet "coup de fouet" brusque. Celui-ci pouvant par exemple entraîner une simple chute de sa propre hauteur qui sera à priori négligée en absence de traumatisme. L'intérêt de ses lésions est bien évidemment quasi nul en première intention par rapport aux soins médicaux d'urgence à apporter aux sujets exposés. La prise en charge sur le moyen et long terme de l'ensemble des sujets présentant ou ressentant des troubles divers (dont l'origine sera parfois difficile à rapprocher des effets du blast) ou se disant encore "choqués" pourra passer par l'étude de ces lesions.

Notes et références
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Voir aussi

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Effet de souffle, sur Wikidata

Articles connexes

Onde
Onde de choc
Toxicité des munitions
Explosion
Surdité
Séquelles de guerre

Bibliographie

(en) Major Jeff Garner & Stephen J. Brett (2007) « Mechanisms of Injury by Explosive Devices » Anesthesiology Clinics ; Trauma ; Volume 25, Issue 1, mars 2007, Pages 147–160 (résumé)
(en) Stephen J Wolf et al. (2009) « Blast injuries » The Lancet ; volume 374, Issue 9687, 1–7 August 2009, Pages 405–415 (résumé)
(en) Steven Housden (2012) « Blast injury: A case study » International Emergency Nursing (résumé)

Liens externes

« Explosions : Trois types de Blast » Le Généraliste no 2155, 20 novembre 2001 ;
Effets du blast, analyse et statistiques, sfar.org ;
(en) « Blast Injuries: Essential Facts » (Blessures par explosions, faits essentiels) par les CDC américains) ;
(en) « Section 5.0 Effects of Nuclear Explosions »

Un électron peut être « lié » au noyau d'un atome par la force de Coulomb attractive162. Un système d'électrons liés à un noyau en nombre égal à la charge positive de ce dernier est appelé un « atome neutre »163. Si le nombre d'électrons est différent, le système s'appelle un « ion »164. Le noyau des atomes comporte des protons et, en général, des neutrons. Les atomes sont donc formés de trois particules : électrons, neutrons et protons165,166. Le comportement ondulatoire d'un électron lié est décrit par une fonction appelée « orbitale atomique ». Chaque orbitale a son propre ensemble de nombres quantiques, tels que l'énergie, le moment angulaire et la projection de ce dernier sur un axe donné167. Suivant le principe d'exclusion de Pauli, chaque orbitale ne peut être occupée au plus que par deux électrons, de spins différents168.

Les électrons peuvent changer d'orbitale par émission ou absorption d'un photon dont l'énergie égale la différence d'énergie potentielle entre ces orbitales atomiques169. D'autres méthodes de transfert d'orbitale comprennent les collisions avec des particules comme les électrons, et l'effet Auger170. Pour s'échapper d'un atome, l'énergie de l'électron doit être hissée au-dessus de son énergie de liaison à l'atome. Ceci peut arriver dans l'effet photoélectrique, quand un photon incident a une énergie qui dépasse l'énergie d'ionisation de l'électron qui l'absorbe171.

Le moment angulaire orbital des électrons est quantifié. Comme l'électron est chargé, il produit un moment magnétique orbital proportionnel à son moment angulaire. Le moment magnétique total d'un atome est égal à la somme des moments magnétiques propres et orbitaux de tous les électrons et du noyau. Celui du noyau, cependant, est négligeable par rapport à celui des électrons. Les moments magnétiques des électrons qui occupent la même orbitale (électrons en paire) s'annulent172.

En physique, la liaison chimique entre atomes résulte d'interactions électromagnétiques, décrites par les lois de la mécanique quantique173. Selon leur proximité du noyau, les chimistes considèrent les électrons de cœur et les électrons de valence ; ce sont ces derniers qui interviennent dans la liaison chimique174. Les plus fortes sont les liaisons covalentes et les liaisons ioniques, qui permettent la formation de molécules175. Dans une molécule, les électrons se déplacent sous l'influence de plusieurs noyaux, et occupent des orbitales moléculaires, de la même façon qu'ils occupent des orbitales dans des atomes isolés176. Un facteur fondamental dans ces structures moléculaires est l'existence de paires d'électrons : celles-ci sont des électrons de spins opposés, ce qui leur permet d'occuper la même orbitale moléculaire sans violer le principe d'exclusion de Pauli (de la même manière que dans les atomes). Les orbitales moléculaires différentes ont des distributions spatiales de densité d'électrons différentes. Par exemple, dans les paires liantes — qui lient les atomes ensemble, on trouve des électrons avec une densité maximale dans un relativement petit volume entre les atomes. Au contraire, pour les paires non liantes, les électrons sont distribués dans un grand volume autour des noyaux177. C'est l'existence de paires liantes, où des électrons périphériques sont mis en commun par deux atomes voisins, qui caractérise la liaison covalente. La liaison ionique s'établit lorsque deux ions sont fortement liés par attraction électrostatique178, ce qui se produit si un électron d'un atome a une orbitale moléculaire majoritairement située à proximité de l'autre atome.

Les réactions d'oxydoréduction — des échanges d'électrons — englobent la combustion, la métallurgie, l'électrochimie, la corrosion et la respiration cellulaire179,180.
Conductivité électrique
Quatre éclairs frappent le sol
Un éclair de foudre consiste en premier lieu en un courant d'électrons181. Le potentiel électrique nécessaire pour la foudre peut être engendré par un effet triboélectrique182,183.

Si un corps a trop d'électrons, ou pas assez, pour équilibrer les charges positives des noyaux, il a une charge électrique non nulle : négative s'il y a trop d'électrons ; positive dans le cas contraire. Si les charges s'équilibrent, le corps est dit neutre184.

Des électrons se déplaçant indépendamment, comme dans le vide, sont dits « libres ». Les électrons de valence dans les métaux se comportent aussi comme s'ils étaient libres. De plus, il peut y avoir dans un solide des trous, qui sont des endroits où manque un électron. Ces trous peuvent être comblés par les électrons voisins, mais cela ne fera que déplacer les trous. On peut avoir dans des solides une prédominance de la conduction de l'électricité par le déplacement de trous, plutôt que par le déplacement d'électrons. En fait les particules porteuses de charge dans les métaux et autres solides sont des « quasi-particules », de charge électrique négative ou positive, semblables aux électrons réels185.

Quand les électrons libres se déplacent — que ce soit dans le vide ou dans un métal, ils produisent un courant de charges net, que l'on appelle courant électrique, qui engendre un champ magnétique. De même, un courant peut être engendré par un champ électrique, éventuellement provoqué par un champ magnétique variable (induction électromagnétique). Ces interactions sont décrites mathématiquement par les équations de Maxwell186.

À une température donnée, chaque matériau a une conductivité électrique qui détermine la valeur du courant électrique quand un potentiel électrique est appliqué. Des exemples de bons conducteurs comprennent des métaux comme le cuivre et l'or, tandis que le verre et le Teflon sont de mauvais conducteurs (ce sont des isolants). Dans tout matériau diélectrique, les électrons restent liés à leurs atomes respectifs, et le matériau se comporte comme un isolant électrique. La plupart des semi-conducteurs ont un degré de conductivité variable entre les extrêmes du conducteur et de l'isolant187. Par ailleurs, les métaux ont une structure en bandes électroniques dont certaines ne sont que partiellement remplies. La présence de ce type de bandes permet aux électrons de se comporter comme s'ils étaient libres ou délocalisés. Quand un champ électrique est appliqué, ils peuvent se déplacer comme les molécules d'un gaz (appelé « gaz de Fermi »)188 à travers la matière, un peu comme des électrons libres. Ces phénomènes sont à la base de toute l'électricité : électrocinétique, électronique et radioélectricité.

En raison des collisions entre électrons et atomes, la vitesse de dérive des électrons dans un conducteur est de l'ordre du mm/s. Cependant la vitesse à laquelle un changement de courant en un point de la matière se répercute sur les courants en d'autres points, la célérité, est typiquement 75 % de la vitesse de la lumière dans le vide189. Ceci se produit parce que les signaux électriques se propagent comme une onde, avec une vitesse qui ne dépend que de la constante diélectrique, ou permittivité190, du milieu.

Les métaux sont de relativement bons conducteurs de la chaleur, avant tout parce que les électrons délocalisés peuvent transporter de l'énergie thermique d'un atome à l'autre. Cependant, contrairement à la conductivité électrique, la conductivité thermique d'un métal est pratiquement indépendante de la température. Ceci s'exprime mathématiquement par la loi de Wiedemann et Franz188, qui dit que le rapport de la conductivité thermique à la conductivité électrique est proportionnel à la température. Comme le désordre thermique du réseau du métal accroît la résistivité du milieu, cela conduit le courant électrique à dépendre de la température191.

Quand on les refroidit en dessous d'une température critique, les substances peuvent subir une transition de phase qui leur fait perdre toute résistivité au courant électrique, phénomène appelé « supraconductivité ». Dans la théorie BCS, ce comportement est expliqué par des paires d'électrons (formant des bosons) qui entrent dans l'état connu sous le nom de « condensat de Bose-Einstein ». Ces paires de Cooper voient leur mouvement couplé à la matière environnante par des vibrations du réseau nommées « phonons », évitant ainsi les collisions avec les atomes responsables de la résistance électrique192,193,194,195.

Dans les conducteurs solides, les électrons sont des quasi-particules. Quand ils sont fortement confinés aux températures proches du zéro absolu, ils se comportent comme s'ils se décomposaient en deux autres quasi-particules, des spinons et des chargeons196,197. La première transporte le spin et le moment magnétique ; la seconde, la charge électrique : c'est la séparation spin-charge.
Interaction de la lumière et des électrons

« Je veux [...] vous parler du domaine de la physique le mieux connu, à savoir l'interaction de la lumière et des électrons. La plupart des phénomènes qui vous sont familiers mettent en jeu cette interaction de la lumière et des électrons — c'est le cas, par exemple, de l'ensemble des phénomènes physiques traités par la chimie et la biologie. Seuls les phénomènes de gravitation et les processus nucléaires échappent à cette théorie [...] »

— Richard Feynman198
La lumière du Soleil, qui provient du haut à la droite, illumine le sol d'une forêt qui comprend des arbres feuillus
La diffusion Rayleigh explique l'effet Tyndall, lequel se manifeste lorsque des rayons solaires passent à travers la brume : la lumière est diffusée.

L'incandescence, qui apparaît dans les matériaux chauffés199, est provoquée par les changements d'orbitales des électrons dans l'atome. La luminescence est une émission de lumière qui survient à de relativement basses températures200 et est aussi une conséquence des changements d'orbitales des électrons dans l'atome. Quand un électron est accéléré, il peut rayonner de l'énergie sous forme de photons201,202. Ce rayonnement électromagnétique se manifeste sous la forme d'ondes radio, de micro-ondes, d'infrarouges, de lumière visible (perçue par l'œil humain203), d'ultraviolets, de rayons X ou de rayons gamma.

La diffusion optique, une interaction entre la lumière et les électrons, explique la réflexion optique204. La diffusion Rayleigh permet d'expliquer la couleur du ciel205 et la couleur des plumes de certains oiseaux206. La réfraction des ondes électromagnétiques est aussi issue de l'interaction de la lumière et des électrons207. Ces phénomènes optiques sont aussi causés par l'interaction des photons avec d'autres particules chargées tel le proton208. La plupart des interactions des photons avec la matière se ramènent à trois phénomènes : effet photoélectrique, diffusion Compton et production de paires électron-positron (ou matérialisation)209,210. Ils se manifestent la plupart du temps en présence d'électrons, car ce sont les particules chargées les moins lourdes211,212.
Mouvement et énergie

Selon la relativité restreinte d'Albert Einstein, quand la vitesse d'un électron se rapproche de la vitesse de la lumière, du point de vue d'un observateur, sa masse relativiste augmente, ce qui rend de plus en plus difficile de l'accélérer à partir du repère de l'observateur. Ainsi, la vitesse d'un électron peut s'approcher de la vitesse de la lumière dans le vide c, mais jamais l'atteindre. Si un électron relativiste, c'est-à-dire se déplaçant à une vitesse proche de c, est injecté dans un milieu diélectrique comme l'eau, où la vitesse de la lumière est significativement inférieure à c, il va se déplacer plus vite que la lumière dans le milieu. Le déplacement de sa charge dans le milieu va produire une légère lumière appelée « rayonnement Tcherenkov »213,214,215 par effet Vavilov-Tcherenkov.
La courbe part de l'unité et s'incurve fortement vers l'infini à la vitesse de la lumière
Le facteur de Lorentz γ en fonction de la vitesse v. Il part de l'unité et tend vers l'infini quand v tend vers c.

Les effets de la relativité restreinte sont basés sur une quantité appelée facteur de Lorentz216, défini comme

γ = 1 / 1 − v 2 / c 2 {\displaystyle \gamma =1/{\sqrt {1-{v^{2}}/{c^{2}}}}} \gamma=1/ \sqrt{ 1-{v^2}/{c^2} },

où v est la vitesse de la particule. L'énergie cinétique K e {\displaystyle \scriptstyle K_{e}} \scriptstyle K_e d'un électron se déplaçant à la vitesse v est :

K e = ( γ − 1 ) m e c 2 , {\displaystyle K_{\mathrm {e} }=(\gamma -1)m_{\mathrm {e} }c^{2},} K_\mathrm{e} = (\gamma - 1)m_\mathrm{e} c^2,

où m e {\displaystyle \scriptstyle m_{e}} \scriptstyle m_e est la masse de l'électron217. À titre d'exemple, l'accélérateur linéaire de SLAC peut accélérer un électron jusqu'à environ 51 GeV218. Puisque la masse de l'électron est de 0,51 MeV/c2, ceci donne une valeur d'environ 100 000 pour γ {\displaystyle \scriptstyle \gamma } \scriptstyle \gamma . Le moment relativiste d'un tel électron est donc 100 000 fois celui que la mécanique classique prédirait à un électron de cette vitessenote 14.

Comme un électron se comporte également comme une onde, à une vitesse donnée, il a une longueur d'onde de De Broglie caractéristique donnée par

λ e = h p , {\displaystyle \lambda _{e}={\frac {h}{p}},} \lambda_{e} = \frac{h}{p},

où h est la constante de Planck et p la quantité de mouvement219,74.

Un joint de chaussée, ou joint de dilatation, est un dispositif permettant d'assurer la continuité de la circulation au droit d'une coupure du tablier d’un pont. Il permet, notamment, à la structure de se dilater en fonction de la température (ou de l’hygrométrie pour les structures en bois), des effets du trafic et des effets propres à chaque matériau sans subir de gêne lors de ces déplacements.

Lorsque les tabliers sont très longs, des joints intermédiaires sont prévus pour limiter l'amplitude des variations de longueur dues à la température ou aux effets différés dans le cas des structures en béton (retrait, fluage) et l'intensité des efforts transmis en tête des appuis. La longueur maximale de tablier continu sans joint de dilatation est couramment de l'ordre de 500 à 600 m. Le record de tablier sans joint est toutefois détenu par le viaduc du Loing sur l’autoroute A19 dont la longueur est de 1 008 m.
joint à peigne à dents arrondies

Sommaire

1 Propriétés requises pour un joint
2 Utilisation des joints
3 Le souffle
3.1 Mouvements de liberté
3.2 Détermination du souffle
3.2.1 Dilatation due à la température
4 Étanchéité de l'ouvrage
4.1 Étanchéité au ras du joint
4.2 Étanchéité dans le vide du joint
4.3 Continuité de l’étanchéité au droit du trottoir
5 Typologie
5.1 Joint non apparent à revêtement normal
5.2 Joint non apparent à revêtement amélioré
5.3 Joint à hiatus
5.4 Joint à peigne en console
5.5 Joint à pont appuyé
5.6 Joint à pont en bande
6 Comparaison des différents types
7 Pose des joints mécaniques
7.1 Différents types de pose
7.2 Pose en feuillure
7.2.1 Réservation
7.2.2 Mise en place du ferraillage complémentaire et coffrage
7.2.3 Bétonnage/coulage des joints
8 Voir aussi
9 Notes
10 Voir aussi
10.1 Articles connexes
10.2 Bibliographie

Propriétés requises pour un joint

Un joint doit avoir les propriétés suivantes1 :

Assurer la liberté de mouvement du pont;
Donner une continuité de la surface de roulement
Ne pas être une source de bruit et de vibration ;
Avoir une bonne étanchéité ou une bonne évacuation des eaux.

Utilisation des joints
Positionnement des joints selon le type de pont
haut : pont à poutres à travées indépendantes
milieu : pont à poutres à travée continue
Bas : Pont suspendu

Un joint est nécessaire sur un pont, un viaduc ou une passerelle dans tous les cas où il y a possibilité de mouvements relatifs entre deux éléments de structure de l'ouvrage et quand la zone du mouvement affecte la chaussée supportant la circulation 2.

Seules les structures en voûte, en cadre fermé ou en portique ouvert ne comportent pas de joints de chaussées en raison des faibles portées mais surtout parce qu'elles sont encastrées sur leurs appuis2.

Le joint est d'autant plus complexe que les mouvements relatifs sont importants et qu'il est plus ou moins affecté par le trafic routier.

Le joint peut ne pas être apparent et il est alors recouvert par le matériau de la chaussée. C'est une disposition qui n'est possible que si le revêtement peut accepter les mouvements de dilatation et de contraction. Le joint est alors réduit à sa plus simple expression technique et économique; mais, techniquement, l'ouvrage comporte un joint de chaussée3.
Le souffle

On appelle "souffle", ou parfois "jeu", d'un joint le déplacement relatif maximal prévisible des deux éléments en regard, mesuré entre leurs deux positions extrêmes4.
Mouvements de liberté

Le modèle de joint devra satisfaire aux trois degrés de liberté correspondant aux trois directions du déplacement relatif des deux éléments par rapport à l'axe de la voie : longitudinale, transversale et verticale4.

La composante longitudinale est, en général, la plus importante. Elle représente les mouvements de contraction et d'extension réversibles ou non de la structure sous l’effet de la température, du retrait ou d’un autre phénomène4..

La composante transversale apparaît dans le cas d'ouvrages courbes ou biais et elle est la conséquence d'une déformation particulière du tablier (sous l'action de la température surtout) et de l'effet du trafic (force centrifuge et freinage). Dans le cas de grands ponts suspendus ou à haubans l'action du vent peut être sensible dans la valeur 1re cette composante4.

La composante verticale est faible, mais pas négligeable.
Détermination du souffle

Les éléments ou paramètres nécessaires à la détermination du souffle du joint sont la température, le retrait, le fluage, le coefficient de dilatation thermique, les actions.
Dilatation due à la température

La variation de longueur en fonction de la température moyenne d'une structure sans contrainte, part la plus importante du souffle, résulte de l'expression5 :
Δ l = l ∗ λ ∗ Δ T {\displaystyle \Delta l=l*\lambda *\Delta T} {\displaystyle \Delta l=l*\lambda *\Delta T}

où Δ l {\displaystyle \Delta l} \Delta l est la modification de la longueur, l est la longueur dilatable, λ {\displaystyle \lambda } \lambda est le coefficient de dilatation, et Δ T {\displaystyle \Delta T} \Delta T la différence de température, en degrés Celsius.

La longueur dilatable est connue avec précision. Le coefficient de dilatation couramment admis pour le béton armé est 10−56.

L'écart de température est quant à lui fonction de nombreux paramètres comme : la latitude, l'altitude, la zone géographique, l'environnement du site, etc. En France, à défaut de justifications précises, les textes considèrent des variations de températures de +30 °C à -40 °C, en supposant une température initiale à l'origine de la construction comprise entre +5/+8° et +14/+15 °C et un coefficient de dilatation forfaitaire du béton armé de 1.10−5. En d'autre terme la plage de température s'étale de -27°/-30 °C à +38°/+47 °C. Dans la pratique, le projeteur utilisera les relevés météorologiques nationaux pour une première approximation, puis locaux pour affiner.

Si l'ouvrage est courbe la valeur de Δ l {\displaystyle \Delta l} \Delta l est fonction du rayon de courbure, de même que la direction du déplacement qui n'est pas obligatoirement suivant une tangente à la courbe de l'ouvrage, sauf si les culées de l’ouvrage comportent des butées de limitation de déplacement transversal. En outre la longueur dilatable à prendre en compte n'est pas la longueur développée courbe, mais une longueur nettement inférieure7.

Pour les ouvrages biais, la valeur de Δ l {\displaystyle \Delta l} \Delta l est la résultante de deux composantes du mouvement : suivant une perpendiculaire à l’axe du joint et suivant une parallèle au joint8.

Les écartements dus au retrait ou au fluage du béton sont très faibles.

Une méthode rapide (mais exacte) pour calculer les souffles est la suivante (pour la France métropolitaine, donc avec les valeurs moyennes de température citées ci-dessus) : vous multipliez la demi longueur de l'ouvrage (en mètres) par 0,7 pour les ponts en béton ou précontraints ou par 1 pour les ponts métalliques; le résultat est en centimètres : exemple : un pont de 40 m de long en béton : 40/2=20 donc 20*0.7=14 mm de souffle par joint. Cela permet de déterminer rapidement quel est la gamme de joint dont on aura besoin.
Étanchéité de l'ouvrage

La présence d’une couche d’étanchéité dans les ouvrages d'art a trois incidences sur les joints nécessite d’assurer la continuité de l'étanchéité de l'ouvrage au ras du joint, dans le vide du joint, dans le caniveau et dans la bordure de trottoir9.
Étanchéité au ras du joint

Lorsque l’étanchéité générale de l’ouvrage est en asphalte ou en feuille de bitume armé préfabriquée, il est indispensable que des dispositifs appropriés et efficaces soient réalisés sur tous les bords de l’étanchéité pour éviter que les eaux de ruissellement ne puissent s'infiltrer sous la chape, où, par cheminement, elles contamineraient tout ou partie du tablier.

La technique classique, c'est-à-dire le relevé d'étanchéité dans une engravure, n'étant pas possible le long du joint, il a fallu rechercher des dispositifs adaptés à chaque joint et qui permettent de résoudre ce problème9.
Étanchéité dans le vide du joint

La plupart des joints sous revêtement ne laissent traverser qu'une faible partie des eaux de ruissellement et dans la majorité des cas, notamment en rase campagne, un simple drainage de la surface de l’appui sous-jacent donne une solution satisfaisante10.

Dans le cas des joints pour trafic élevé (T0 ou T1 en France), certains modèles peuvent être considérés comme étanche à l’eau, pour d'autres modèles il est nécessaire de prévoir un dispositif de recueil des eaux passant à travers le joint10.
Continuité de l’étanchéité au droit du trottoir

Ainsi sur les autoroutes de rase campagne et les voies rapides, dans la majorité des cas, il est possible de poursuivre le joint de chaussée jusqu'à la corniche10.
Typologie
joint à hiatus

Depuis les années 1980, les joints de chaussées sont classés en quatre grandes familles :

Joint non apparent à revêtement, normal ou amélioré,
Joint à hiatus (ou à lèvres) et remplissage du vide par un produit élastique,
Joint à pont en porte à faux,
Joint à pont souple, appuyé ou en bande,

La réglementation européenne en cours d’élaboration distinguera six familles11 :

Joint sous revêtement,
Joint à revêtement amélioré,
Joint à un seul hiatus,
Joint à matelas,
Joint cantilever,
Joints à plaques appuyées,
Joint modulaire,

Joint non apparent à revêtement normal
Joint non apparent à revêtement normal

Le pontage au-dessus du vide se fait par diverses solutions d'un intérêt secondaire car le domaine d’emploi est surtout limité par les possibilités du revêtement à supporter la compression et surtout la traction. C'est pourquoi on utilise, parfois, au droit du joint, un matériau de chaussée plus performant12.

Le joint non apparent à revêtement normal consiste en la mise en place d'une feuille, de cuivre ou de bitume élastomère armé, formant une lyre dans le vide du joint, fixée sur la structure et prise en sandwich dans l'étanchéité de l'ouvrage. La lyre est remplie par un mastic et le revêtement courant de la chaussée est mis en œuvre sur le joint13

Il peut équiper les ouvrages supportant un trafic de 550 à 2000 poids lourds jour (T1 à T0 en France), mais il est surtout adapté au cas des trafics de 50 à 300 PLMJA (T3 et T2). La capacité de souffle d’un tel joint est limitée principalement par l'aptitude du revêtement à supporter les sollicitations alternées de traction et de compression. Le souffle est limité à 5 à 10 mm maximum sous un trafic T0 et T1 et 10 à 15 mm sous les autres trafics13.

La chaussée au droit du joint doit obligatoirement être souple et avoir une épaisseur minimale de l'ordre de 10 cm13.
Joint non apparent à revêtement amélioré
Joint non apparent à revêtement amélioré

Le joint est ici constitué d’un revêtement enrobé spécial s’appuyant sur une plaque de pontage. Le revêtement amélioré est un enrobé composé en général d’un bitume modifié par l'adjonction de polymères.

Dans le cas du choix d’un joint à revêtement amélioré pour un joint longitudinal, il est conseillé, pour diminuer les risques de fluage, d'orniérage ou de glissance, d'adopter les dispositions suivantes14 :

Diminuer les largeurs du joint et de la plaque de pontage par rapport à celles requises pour une mise en œuvre classique,
Chanfreiner les angles des arêtes des lèvres des maçonneries pour éviter, lors des mouvements verticaux différentiels un poinçonnement de la tôle de pontage.

Joint à hiatus
Joint à hiatus

Les joints à hiatus (le hiatus étant le vide séparant les deux structures), antérieurement dénommés joints à lèvres, comprennent en général un matériau qui comble le vide entre les lèvres. Celles-ci peuvent être en acier (profilé, fonte, . .), en alliage d’aluminium, en élastomère, en béton de ciment, en mortier de polymère thermodurcissable (résine époxy par exemple), etc .

Le remplissage du vide est assuré par un profilé en élastomère (en caisson, en V, etc .) ou en mousse d'élastomère. Celui-ci n'a qu'un rôle d'étanchéité mais non de support de la roue, sinon ce serait un joint à bande12.

En général le souffle possible est limité par l’importance du hiatus tolérable pour l’usager et par les chocs subis par le joint. Pour augmenter le domaine d'emploi on est alors conduit à multiplier les modules de base12.
Joint à peigne en console
Joint cantilever

Le joint cantilever, ou joint en porte-à-faux ou joint en console, est constitué de deux parties métalliques symétriques en forme de peigne, complétées par une plaque de caoutchouc extrudé sous-jacente permettant d’assurer l’étanchéité15.

Les dents du peigne peuvent avoir plusieurs formes : triangulaires, trapézoïdales ou arrondies. La présence de dentures triangulaires permet l'emploi de ce joint sur des ouvrages d'un biais allant jusqu'à 20 gr.
Joint à pont appuyé
Joint à pont appuyé

Les joints à pont appuyé comportent un élément ancré sur un côté de la structure, souvent en forme de peigne, mais pas obligatoire, s’appuyant sur un élément ancré dans l’autre partie de la structure. Le pont peut ainsi être une tôle en acier enrobée d'une couche de caoutchouc, par adhérisation.

Le confort, sous réserve d'une pose correcte et après l'exécution du tapis, est excellent lorsqu’il y a un peigne.

Ce modèle de joint n'est pas étanche. Aussi, il doit être complété par un dispositif de recueil des eaux. Celui-ci peut être constitué par une bavette en caoutchouc pincée sous le joint et formant une gouttière dans le vide entre les maçonneries.
Joint à pont en bande
Joint à pont en bande

Le joint utilise ici les propriétés élastiques d’une bande en élastomère (dénommée plaque pont) pour permettre les mouvements prévus de la structure. La bande élastomère peut aussi enrober un ensemble de nervures en fonte, rigidifiant un peu le pont.

La liaison à la structure est faite par des vis prenant appui dans les nervures des éléments de joints encadrant la plaque pont.
Comparaison des différents types
Famille de joints Confort à l'usager Robustesse Étanchéité Capacité de souffle
Sous revêtement normal Excellent Valable sous faible trafic lourd (T2-T3 en France) Dépend du principe du joint - Très mauvaise
Sous revêtement amélioré Excellent Résistance à la fatigue Satisfaisante - Valable sous trafic lourd (T0 en France) Satisfaisante - Très faible
A hyatus, avec remplissage Moyen, selon la distance entre lèvres - Le ressaut du véhicule peut être une source de nuisances Dépend de la technique du modèle mais les chocs des roues obligent A un ancrage de qualité et à renforcer la structure En principe satisfaisante - Tolérance par rapport au souffle nominal faible
en porte à faux En général excellent car ces joints ont presque toujours un peigne - Bonne tenue sous trafic T0 Étanche ou nécessite l'ajout d'un dispositif de recueil des eaux - Très bonne
A pont souple appuyé En général très bon surtout avec un peigne, ce qui est très fréquent Le pont subit de nombreuses sollicitations qui entrainent une fatigue. Comportement moyen sous trafic T0 Nécessite l'ajout d'un dispositif de recueil deseaux - Très bonne
A pont souple en bande Variable selon la conception de la bande subissant les mouvements du souffle - Bruit parfois signalé comme importants - Usure prématurée de la bande en principe satisfaisante - Tolérance par rapport au souffle nominal faible
Pose des joints mécaniques

Le confort des usagers dépend d'une part du bon nivellement des arêtes (en général métallique) au niveau supérieur de la couche de roulement et d'autre part de la pérennité des ancrages du joint liée aux sollicitations dues aux chocs engendrés par le trafic16.

Or l’expérience montre qu'il est difficile de très bien régler un tapis en béton bitumineux sur l’arête d'un joint. C’est pourquoi on procède la plupart du temps au calage du joint après revêtement en réglant celui-ci sur le revêtement16.
Différents types de pose

La pose du joint après la mise en œuvre de l’étanchéité et du revêtement peut se faire au moins suivant quatre dispositions dont les principes sont les suivants17,18.

pose des ancrages dans une feuillure réservée lors du bétonnage, cas le plus courant,
joints posés en ossature gabarit, par scellement des ancrages dans des trous forés dans le béton,
joints liaisonnés à la structure par scellement d’acier passifs,
joints liaisonnés à la structure par collage.

Pose en feuillure
Réservation

Les maçonneries sont réalisées en ne coulant pas une section à chaque extrémité de la dalle et/ou de la culée (ou mur garde-grève). Des armatures en attente sont prévues pour assurer la liaison entre le béton de l’ouvrage et celui assurant l'ancrage du joint19. Pour permettre la circulation, une planche est déposée au-dessus du vide entre les maçonneries et la réservation est remplie par un matériau facile à déposer ultérieurement19
Mise en place du ferraillage complémentaire et coffrage

Une fois réalisé, le revêtement est scié de part et d'autre du joint pour dégager la zone de pose20.

Le ferraillage de la feuillure est réalisé et relié aux aciers en attente de l’ouvrage conformément aux règles en vigueur. Ce ferraillage va permettre d'armer cette zone de béton très fortement sollicitée20.

Le polystyrène, facile à découper et à déposer, est utilisé pour le coffrage. Toutefois pour les joints de souffle supérieur à 8 cm, la réalisation d'un sandwich de polystyrène et de contreplaqué est recommandée21,22.

Les ancrages sont ensuite positionnés.
Bétonnage/coulage des joints

Le remplissage de la réservation peut être fait avec divers matériaux23 :

du béton prêt à l’emploi,
du mortier à base de liant hydraulique,
du mortier à base de liant résine,
un enrobé amélioré à base d’un liant (bitume modifié par adjonction de polymères) et de granulats.

Destruction et création
Un photon frappe un noyau de la gauche, avec la paire électron-positron s'échappant à droite.
Production d'une paire électron-positron par collision d'un photon avec le noyau d'un atome.
Article détaillé : Capture électronique.

Les électrons sont détruits lors de la capture électronique qui survient dans les noyaux d'atomes radioactifs. En 1937, étudiant les réactions nucléaires dans le vanadium 49, le physicien américain Luis Walter Alvarez observe le premier des captures électroniques220,221.

La plupart des électrons de l'Univers ont été créés lors du Big Bang222,223. Ils peuvent être aussi produits par radioactivité β des noyaux radioactifs224 et dans des collisions de haute énergie telles celles engendrées par la pénétration de rayons cosmiques dans l'atmosphère terrestre225,226. Il existe trois processus de création d'électrons.

La variation de longueur en fonction de la température moyenne d'une structure sans contrainte, part la plus importante du souffle, résulte de l'expression5 :
Δ l = l ∗ λ ∗ Δ T {\displaystyle \Delta l=l*\lambda *\Delta T} {\displaystyle \Delta l=l*\lambda *\Delta T}

où Δ l {\displaystyle \Delta l} \Delta l est la modification de la longueur, l est la longueur dilatable, λ {\displaystyle \lambda } \lambda est le coefficient de dilatation, et Δ T {\displaystyle \Delta T} \Delta T la différence de température, en degrés Celsius.

La longueur dilatable est connue avec précision. Le coefficient de dilatation couramment admis pour le béton armé est 10−56.

L'écart de température est quant à lui fonction de nombreux paramètres comme : la latitude, l'altitude, la zone géographique, l'environnement du site, etc. En France, à défaut de justifications précises, les textes considèrent des variations de températures de +30 °C à -40 °C, en supposant une température initiale à l'origine de la construction comprise entre +5/+8° et +14/+15 °C et un coefficient de dilatation forfaitaire du béton armé de 1.10−5. En d'autre terme la plage de température s'étale de -27°/-30 °C à +38°/+47 °C. Dans la pratique, le projeteur utilisera les relevés météorologiques nationaux pour une première approximation, puis locaux pour affiner.

Si l'ouvrage est courbe la valeur de Δ l {\displaystyle \Delta l} \Delta l est fonction du rayon de courbure, de même que la direction du déplacement qui n'est pas obligatoirement suivant une tangente à la courbe de l'ouvrage, sauf si les culées de l’ouvrage comportent des butées de limitation de déplacement transversal. En outre la longueur dilatable à prendre en compte n'est pas la longueur développée courbe, mais une longueur nettement inférieure7.

Pour les ouvrages biais, la valeur de Δ l {\displaystyle \Delta l} \Delta l est la résultante de deux composantes du mouvement : suivant une perpendiculaire à l’axe du joint et suivant une parallèle au joint8.

Les écartements dus au retrait ou au fluage du béton sont très faibles.

Une méthode rapide (mais exacte) pour calculer les souffles est la suivante (pour la France métropolitaine, donc avec les valeurs moyennes de température citées ci-dessus) : vous multipliez la demi longueur de l'ouvrage (en mètres) par 0,7 pour les ponts en béton ou précontraints ou par 1 pour les ponts métalliques; le résultat est en centimètres : exemple : un pont de 40 m de long en béton : 40/2=20 donc 20*0.7=14 mm de souffle par joint. Cela permet de déterminer rapidement quel est la gamme de joint dont on aura besoin.

Technique
Schéma avec la projection des points d'auscultation : vert : foyer mitral ou apexien, rouge : foyer tricuspididien, bleu : foyer aortique, jaune : foyer pulmonaire, bleu clair : foyer d'Erb.

L'auscultation du cœur se fait de principe chez un patient torse nu, dans une ambiance silencieuse. Le patient est classiquement allongé sur le dos (décubitus dorsal), mais certaines anomalies peuvent s'entendre mieux en position assise ou le patient allongé sur le côté gauche (décubitus latéral gauche).

Les principaux lieux d'écoute sont :

un peu en dessous de l'extrémité interne de la clavicule droite (deuxième espace intercostal droit, contre le sternum) : foyer aortique ;
un peu en dessous de l'extrémité interne de la clavicule gauche (deuxième espace intercostal gauche, contre le sternum) : foyer pulmonaire ;
au niveau de la pointe du cœur, (repéré à la palpation de la partie gauche du thorax) : apex ou foyer apexien (mitral) ;
en dedans de la zone précédente, sous le sternum : foyer xiphoïdien (tricuspide).

La reconnaissance des différents bruits ou anomalies requiert une pratique assidue : les anomalies sont très souvent discrètes et peuvent échapper à une oreille non habituée.
L'auscultation normale
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Bruits du cœur normaux
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On entend à n'importe quel foyer (un peu plus clairement à l'apex) le Tap-poum, c'est-à-dire la succession de deux bruits (sons brefs) rapprochés :

le premier bruit, appelé B1, correspond à la fermeture de la valve mitrale, au début de la contraction ventriculaire gauche, de l'ouverture de la valve aortique et de l'éjection du sang dans l'aorte. C'est la fin de la diastole et le début de la systole ;
le deuxième bruit, appelé B2, de même tonalité que le premier (contrairement à ce que peut laisser entendre l'expression « Tap-poum »), correspond à la fermeture de la valve aortique, au début de la relaxation ventriculaire gauche, de l'ouverture de la valve mitrale et du remplissage du ventricule gauche par l'oreillette. C'est la fin de la systole et le début de la diastole.

Des phénomènes parallèles à ceux décrits ci-dessus ont lieu au niveau du cœur droit.

On peut analyser également le rythme cardiaque (fréquence, irrégularité) par l'auscultation cardiaque.
L'auscultation anormale

Trois types d'anomalies peuvent s'entendre : les anomalies des bruits physiologiques, des bruits surajoutés et des souffles cardiaques.
Anomalies des bruits physiologiques

Le B1 comme le B2 peuvent être dédoublés, pouvant témoigner d'un décalage entre le cœur droit et le cœur gauche, le plus souvent indices d'une maladie du premier, surtout s'il est fixe, c'est-à-dire quel que soit le temps de la respiration. Un dédoublement variable avec cette dernière peut être tout à fait normal. Ces dédoublements s'observent en cas de bloc de branche. Le dédoublement de B2 peut être entendu dans la communication inter-auriculaire.

Il peut être perçu un « éclat » des bruits cardiaques : l'éclat du B1, perçu à l'apex, traduit généralement une sclérose de la valve mitrale dans le cadre d'un rétrécissement mitral ; l'éclat du B2 au niveau du foyer aortique dans le cadre d'une hypertension artérielle ou au foyer pulmonaire dans le cadre d'une hypertension artérielle pulmonaire.

Les bruits du cœur peuvent également être assourdis (par diminution de leur intensité) dans le cadre d'un épanchement pleural ou d'un épanchement péricardique, d'une insuffisance cardiaque ou lors d'une obésité. D'autres circonstances ou l'on trouve l'assourdissement des bruits cardiaques sont les valvulopathies comme l'insuffisance mitrale lors de l'eclat du B1 et le rétrécissement de la valve aortique ou pulmonaire selon le siége de l'auscultation dans le contexte d'un assourdissement du B21.
Les bruits surajoutés

Dans certaines affections cardiaques, il est possible d'entendre un troisième bruit, appelé B3 (après le B2), voire un quatrième, appelé B4 (situé entre le B3 et le B1). Ils sont communément appelés « galops ». Ces bruits sont donc diastoliques. Dans certains cas, on peut entendre un bruit d'ouverture d'une valve (clic).

Le B3 semble être le résultat de la tension rapide des cordages tendineux lors du remplissage ventriculaire rapide, ainsi que de l'expansion du ventricule.

Un B3 est souvent le signe clinique d'une pathologie qui crée une surcharge de volume due à une insuffisance cardiaque, ou encore de l'augmentation du flot entre les valves qui accompagne une régurgitation tricuspidienne ou mitrale.

On peut également retrouver un B3 de façon physiologique chez les jeunes en bonne santé; dans ce cas-ci, il représenterait l'expansion rapide d'un ventricule souple.

Le B4 survient lors du remplissage actif du ventricule, et ce son représente la poussée du sang par la contraction auriculaire contre un ventricule peu compliant. Ce manque de compliance est souvent créé par une hypertrophie ventriculaire ou une ischémie myocardique.

Le B4 est signe de compliance ventriculaire diminuée habituellement par surcharge de pression (ex. : cardiopathie hypertensive, sténose aortique) ; lors de la contraction auriculaire il y a augmentation de résistance au remplissage ventriculaire créant le B4.
En cas d'immobilité d'une valve, comme on peut le voir par exemple lors d'un rétrécissement aortique important, un bruit peut disparaître (abolition du B2 dans le cas cité).
Les bruits systoliques

Un clic mésotélésystolique (milieu et fin de systole) peut être perçu dans le cadre d'un prolapsus de la valve mitrale.
Les bruits diastoliques

Les deux types de galop, B3 et B4, sont diastoliques. En cas de rétrécissement mitral, il peut être entendu un claquement d'ouverture mitral, bruit sec, près du B2, entendu à l'apex.
Le souffle cardiaque

Il est secondaire à un régime d'écoulement sanguin turbulent dans le cœur.

Il est caractérisé par :

sa localisation : foyer où il est le mieux entendu ;
ses paramètres temporels :
systolique ou diastolique (suivant qu'il se situe entre B1 et B2 ou entre B2 et B1)
en début de période : protosystolique ou protodiastolique
en milieu de période : mésosystolique ou plus rarement mésodiastolique
en fin de période : télésystolique ou télédiastolique
sur toute la période : holosystolique ou holodiastolique.
son timbre, la terminologie en restant très subjective : râpeux, musical…
ses irradiations : autres lieux où il peut s'entendre, différent de sa localisation principale ;
sa variation avec la respiration ou avec la position.

Par exemple, un souffle d'insuffisance mitrale est typiquement décrit comme un souffle holosystolique musical au foyer apexien.

Un souffle organique correspond à une anomalie du cœur. Il est opposé au souffle fonctionnel correspondant à l'augmentation du débit cardiaque provoqué par le stress et provoquant ainsi de petites turbulences.
Article détaillé : Souffle cardiaque.
Autres anomalies

Le frottement péricarditique est un bruit continu, systolo-diastolique, qui s'entend lors des péricardites. (à distinguer du « frottement pleural » qui, lui, cesse à l'arrêt de la respiration).

Chez le patient porteur d'une valve artificielle mécanique, il existe un bruit métallique d'ouverture de cette dernière.
Techniques complémentaires

Le phonocardiogramme est la représentation des phénomènes auditifs sur un papier déroulant. Il a un intérêt essentiellement pédagogique mais n'est plus guère utilisé en pratique courante.

Notes et références

↑ Collège National des Enseignants de Cardiologie et Maladies Vasculaires (CNEC), « Cours » [archive], sur campus.cerimes.fr (consulté le 1er mars 2016)

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v · m
Cœur
Parois Endocarde · myocarde · péricarde (épicarde)
Cavités Atria · ventricules
Valves Mitrale · aortique · tricuspide · pulmonaire · de la veine cave inférieure (d'Eustachi) · du sinus coronaire (de Thébésius)
Tissu cardionecteur Nœud sinu-atrial · nœud atrio-ventriculaire · faisceau de His · fibres de Purkinje
Vascularisation Artères coronaires (gauche et droite) · sinus coronaire

Le Big Bang est la théorie scientifique la plus largement acceptée pour expliquer les premiers stades de l'évolution de l'Univers227, dont l'âge est estimé en 2011 à environ 13,75 milliards d'années228. Pendant la première milliseconde après le Big Bang, les températures atteignent 107 K, et les photons ont une énergie moyenne supérieure à 1 MeV. Ils ont donc des énergies suffisantes pour réagir ensemble et former des paires d'électron-positron :

γ + γ ⇋ e + + e − , {\displaystyle \gamma \,+\,\gamma ~\leftrightharpoons ~\mathrm {e} ^{+}\,+\,\mathrm {e} ^{-},} \gamma \,+\, \gamma ~\leftrightharpoons ~\mathrm e^{+} \,+\, \mathrm e^{-},

où γ est un photon, e+ un positron et e- un électron. Inversement, des paires électron-positron s'annihilent pour émettre des photons énergétiques. Il y a donc pendant cette période un équilibre entre électrons, positrons et photons. Au bout de 15 secondes, la température de l'Univers est descendue sous la valeur où la création de paires positron-électron peut avoir lieu. La plupart des électrons et des positrons qui restent s'annihilent, relâchant des photons qui réchauffent l'univers pour un temps229.

Pour des raisons encore inconnues de nos jours, pendant le processus de leptogénèse, il y a en fin de compte plus d'électrons que de positrons230. Il en résulte qu'un électron sur environ un milliard a survécu au processus d'annihilation. Cet excès a compensé l'excès des protons sur les antiprotons, dans le processus appelé « baryogénèse », ce qui résulte en une charge nette nulle pour l'Univers231,232. Les protons et neutrons qui ont survécu ont commencé à réagir ensemble, dans un processus appelé nucléosynthèse primordiale, formant des isotopes de l'hydrogène et de l'hélium, ainsi qu'un tout petit peu de lithium. Ce processus a culminé au bout de 5 minutes233. Tous les neutrons résiduels ont subi une désintégration β, avec une vie moyenne de mille secondes, relâchant un proton, un électron et un antineutrino, par le processus :

n ⇒ p + + e − + ν ¯ e , {\displaystyle \mathrm {n} ~\Rightarrow ~\mathrm {p} ^{+}\,+\,\mathrm {e} ^{-}\,+\,{\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} },} \mathrm n~ \Rightarrow ~\mathrm p^+ \,+\, \mathrm e^{-} \,+ \,\bar{\mathrm \nu}_\mathrm e,

où n est un neutron, p un proton et ν ¯ e {\displaystyle \scriptstyle {\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} }} \scriptstyle\bar{\mathrm \nu}_\mathrm e un antineutrino électronique. Pour la période allant jusqu'à 300 000-400 000 ans, les électrons restants sont trop énergétiques pour se lier aux noyaux atomiques234, et toute la lumière circulant dans l'Univers est constamment diffusée par ces électrons. Il suit une période que l'on appelle la « recombinaison », où les atomes neutres sont formés, et l'univers en expansion devient transparent au rayonnement235.
Dans les étoiles
Un arbre logique dans lequel des atomes se créent et se détruisent au fur et à mesure que certaines réactions nucléaires s'effectuent.
Dans ce schéma montrant la chaîne proton-proton, un exemple de nucléosynthèse stellaire qui prédomine dans les étoiles d'une taille similaire ou inférieure à celle du Soleil.

Environ un million d'années après le Big Bang, la première génération d'étoiles commence à se former235. Dans une étoile, la nucléosynthèse stellaire aboutit à la production de positrons par fusion de noyaux atomiques et désintégration β+ des noyaux ainsi produits, qui transforme l'excès de protons en neutrons. Les positrons ainsi produits s'annihilent immédiatement avec les électrons, en produisant des rayons gamma. Le résultat net est une réduction constante du nombre d'électrons, et la conservation de la charge par un nombre égal de transformations de protons en neutrons. Cependant, le processus d'évolution stellaire peut aboutir à la synthèse de noyaux lourds instables, qui à leur tour peuvent subir des désintégrations β-, ce qui recrée de nouveaux électrons236. Un exemple en est le nucléide cobalt 60 (60Co), qui se désintègre en nickel 60 (60Ni)237.

Au bout de sa vie, une étoile plus lourde que 20 masses solaires peut subir un effondrement gravitationnel pour former un trou noir238. Selon la physique classique, ces objets stellaires massifs exercent une attraction gravitationnelle suffisamment forte pour empêcher tout objet, y compris le rayonnement électromagnétique, de s'échapper du rayon de Schwarzschild239. Cependant des astrophysiciens pensent que les effets quantiques permettent au trou noir d'émettre un faible rayonnement de Hawking à cette distance et que des électrons (et des positrons) sont créés à l'horizon des trous noirs240.

Quand des paires de particules virtuelles — comme un électron et un positron — sont créées au voisinage de l'horizon, leur distribution spatiale aléatoire peut permettre à l'une d'entre elles d'apparaître à l'extérieur : ce processus est nommé effet tunnel quantique. Le potentiel gravitationnel du trou noir peut alors fournir l'énergie qui transforme cette particule virtuelle en une particule réelle, ce qui lui permet de se répandre dans l'espace241. En échange, l'autre membre de la paire reçoit une énergie négative, ce qui résulte en une perte nette de masse-énergie du trou noir. Le rythme du rayonnement de Hawking croît quand la masse décroît, ce qui finit par provoquer l'évaporation complète du trou noir242.
Par les rayons cosmiques
Un arbre logique représentant la production de particules.
Une grande gerbe de particules — pions, muons, électrons, protons, neutrons, positrons — est engendrée lorsqu'un rayon cosmique énergétique frappe l'atmosphère terrestre.

Les rayons cosmiques sont des particules se déplaçant dans l'espace avec de très grandes énergies. Des événements avec des énergies jusqu'à 3×1020 eV ont été observés243. Quand ces particules rencontrent des nucléons dans l'atmosphère terrestre, elles engendrent une gerbe de particules, comprenant des pions244. Plus de la moitié du rayonnement cosmique observé au niveau du sol consiste en muons. Le muon est un lepton produit dans la haute atmosphère par la désintégration d'un pion245. À son tour, le muon va se désintégrer pour former un électron ou un positron. Donc, pour le pion négatif π-,

π − → μ − + ν μ ¯ , {\displaystyle \mathrm {\pi } ^{-}~\rightarrow ~\mathrm {\mu } ^{-}\,+\,{\bar {\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } }}},} \mathrm \pi^{-} ~\rightarrow ~ \mathrm \mu^{-}\, + \,\bar{\mathrm \nu_{\mathrm \mu}},
μ − → e − + ν ¯ e + ν μ , {\displaystyle \mathrm {\mu } ^{-}~\rightarrow ~\mathrm {e} ^{-}\,+\,{\bar {\mathrm {\nu } }}_{\mathrm {e} }\,+\,\mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } },} \mathrm \mu^{-} ~ \rightarrow ~ \mathrm e^{-}\, + \,\bar{\mathrm \nu}_\mathrm e \,+\,\mathrm \nu_{\mathrm \mu},

où μ {\displaystyle \mathrm {\mu } } \mathrm \mu est un muon et ν μ {\displaystyle \scriptstyle \mathrm {\nu } _{\mathrm {\mu } }} \scriptstyle \mathrm \nu_{\mathrm \mu} un neutrino muonique.
Observation
Une lueur ondoyante dans le ciel nocturne au-dessus du sol couvert de neige.
Les aurores polaires sont principalement provoquées par des électrons énergétiques en provenance du Soleil, pénétrant dans l'atmosphère246.

L'observation à distance des électrons exige la détection de l'énergie qu'ils rayonnent. Par exemple, dans des environnements riches en phénomènes énergétiques comme la couronne des étoiles, les électrons libres forment un plasma et transmettent de l'énergie par rayonnement continu de freinage. Le gaz d'électrons peut subir une onde de plasma, qui consiste en ondes provoquées par des variations synchronisées de la densité d'électrons, ce qui provoque des émissions d'énergie détectables avec des radiotélescopes247.

Dans les conditions de laboratoire, les interactions d'un électron peuvent être observées au moyen de détecteurs de particules, ce qui permet la mesure des propriétés spécifiques telles que l'énergie, le spin ou la charge171. La mise au point des pièges de Paul et de Penning permet de contenir des particules chargées dans un petit volume pour de grandes durées. Ceci permet des mesures précises des propriétés des particules248,note 15.

Les premières images de la distribution en énergie d'un électron ont été réalisées par un groupe de l'université de Lund en Suède, en février 2008. Les scientifiques ont utilisé des impulsions très brèves de lumière (de 1 attoseconde, soit 10-18 s), qui ont permis pour la première fois d'observer le mouvement de l'électron250,251.

La distribution des électrons dans les solides peut être visualisée par spectrométrie photoélectronique UV analysée en angle. Cette technique utilise l'effet photoélectrique pour mesurer le réseau réciproque — représentation mathématique des structures périodiques utilisée pour déduire la structure originelle. L'ARPES peut être utilisée pour déterminer la direction, la vitesse et la diffusion des électrons au sein du solide252.
Applications

Les propriétés de l'électron sont exploitées dans le microscope électronique253, le tube cathodique254, le soudage255, l'effet laser256, le capteur photographique257 et l'accélérateur de particules258.
Article détaillé : Liste d'applications des propriétés de l'électron.
Expressions

Électron anti-liant : électron occupant une orbitale moléculaire antiliante259 ;
Électrons appariés : électrons de spin opposés occupant une même orbitale atomique ou moléculaire259 ;
Électron Auger : électron émis par effet Auger260 ;
Électron célibataire : qui occupe seul une orbitale atomique ou moléculaire259 ;
Électron de conduction : situé dans la bande de conduction d'un solide259 ;
Électrons équivalents : électrons d'un atome ayant les mêmes nombres quantiques n et l, ils occupent donc la même sous-couche259 ;
Électron K, L… : qui appartient à la couche K, L, etc.259 ;
Électron liant : occupe une orbitale liante d'une molécule et participe donc à la liaison chimique259 ;
Électron libre : électron faiblement attaché au noyau d'un atome260. Également, de façon imagée, se dit d'une personne agissant selon ses valeurs, en dehors des normes établies par une institution8.
Électron optique : présent dans la couche non saturée la plus externe de l'atome, il intervient dans les liaisons chimiques259 ;
Électron périphérique : synonyme d'électron de valence261 ;
Électron secondaire : électron émis par un solide frappé par des électrons259 ;
Électron de valence : présent dans la couche non saturée la plus externe de l'atome, il émet des rayonnements électromagnétiques qui sont étudiés en spectroscopie atomique259 ;
Électron-volt : unité de mesure de l'énergie surtout utilisée en physique des particules259 ;
Rayon classique de l'électron : si l'électron est considéré comme une sphère, son rayon théorique tel que calculé selon la mécanique quantique262 ;
Rayon de l'électron : rayon théorique de l'électron262 ;
Théorie des électrons de Lorentz : proposée par Hendrik Lorentz vers la fin du XIXe siècle259,263.

D'autres expressions, tels « modèle de l'électron libre264 » et « gaz d'électrons265 », comprennent le mot « électron ».

Essence est un nom commun, plus rarement un nom propre, ayant plusieurs significations1.

Sommaire

1 Nom commun
2 Nom propre
3 Notes et références
4 Voir aussi

Nom commun

en chimie, l’essence est un liquide complexe, odorant, insoluble dans l'eau, mais soluble dans les huiles et les solvants organiques, obtenu par distillation de plantes ou de parties de plantes ;
en cuisine, l’essence est le résultat d'une distillation, d'une réduction d'infusion de plante ou d'une cuisson de carcasse de gibier ou de parures de poisson, d'une macération dans du vinaigre ou du vin ;
en mécanique, l'essence désigne le carburant d'un moteur à allumage commandé.
en parfumerie, les essences sont des substances volatiles et aromatiques extraites des plantes par distillation ;
en pétrochimie, l’essence est un hydrocarbure liquide et inflammable utilisé principalement comme carburant pour les moteurs à allumage commandé dit « moteurs à essence » ;
en philosophie, l’essence est la nature intime d’un être ou d’une chose ;
en sylviculture, l’essence forestière est une espèce d’arbre apte à produire du bois ;
En philosophie l'essence correspond à « ce qu'un être est2 » ;
en phénoménologie, l'essence signifie « Idées, structures universelles de la conscience en acte3 » ;
en didactique de l'EPS[Quoi ?], l'essence représente les éléments constitutifs d'une activité que l'on ne peut changer sans déformer celle-ci (confusions possibles entre la référence à l'essentialisme et à la phénoménologie[pas clair]).

Nom propre

dans la mode, Essence est un magazine mensuel américain destiné aux femmes.
Essence, groupe de thrash metal danois.
Essence, titre du dernier épisode de la saison 8 de la série télévisée X-Files.

Notes et références

↑ Définitions lexicographiques [archive] et étymologiques [archive] de « essence » du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales
↑ Définitions lexicographiques [archive] et étymologiques [archive] de « essence » (sens A) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales
↑ Définitions lexicographiques [archive] et étymologiques [archive] de « essence » (sens A2) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales