Hypergravité

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L'hypergravité est définie comme étant la condition dans laquelle la force de gravité est supérieure à celle de la surface de la Terre. Ceci est exprimé comme étant supérieure à 1 g. Les conditions de l'hypergravité sont créés sur Terre pour la recherche sur la physiologie humaine en combat aérien et en vol spatial, ainsi que des tests de matériaux et d'équipements pour les missions spatiales. La fabrication de d'aubes de turbines d'aluminiure de titane à 20 g est explorée par des chercheurs de l'Agence spatiale européenne (ESA)[1].

Tout cela est d'une extrême importance, car la physiologie humaine et les matériaux sont utilisés pour construire des avions, des véhicules spatiaux et des structures, qui sont tous habitués à la gravité normale de la Terre. Des scientifiques de la NASA ont récemment établis des recherches sur les impacts de météorites, et après avoir testé certaines souches de bactéries, ils ont découvert que la plupart des souches étaient capables de se reproduire sous des pressions supérieures à 7 500 g.

Des recherches récentes menées sur les extrêmophiles au Japon impliquaient une variété de bactéries, y compris Escherichia coli et Paracoccus denitrificans (en) étant soumis à des conditions d'une extrême gravité. Les bactéries ont été cultivées, tout en étant mis en rotation dans une ultracentrifugeuse à haute vitesse correspondant à 403 627 fois "g" (l'accélération due à la pesanteur normale). Une autre étude qui a été publiée dans les "Proceedings" de l'Académie Nationale des sciences, rapporte que certaines bactéries peuvent exister même en cas d'extrême "hypergravité". En d'autres termes, ils peuvent encore vivre et se reproduire malgré les forces gravitationnelles qui sont 400 000 fois plus grande que ce qui est ressenti ici, sur Terre. Le Paracoccus denitrificans a été l'une des bactéries qui affiche non seulement la survie, mais aussi la croissance cellulaire robuste dans ces conditions d'hyperaccéleration qui sont habituellement trouvées seulement dans des environnements cosmiques, tels que sur les étoiles très massives ou dans les ondes de choc de supernovas. L'analyse a montré que la petite taille des cellules procaryotes est un facteur essentiel pour une croissance réussie dans l'hypergravité. La recherche a des implications sur la possibilité de l'existence de exobacteria et de panspermie. Une préoccupation de cette pratique est le mouvement rapide. Si vous déplacez votre tête trop rapidement pendant que vous êtes à l'intérieur d'une centrifugeuse en mouvement rapide, vous pourriez vous sentir mal à l'aise comme si vous basculiez en avant. Cela peut se produire lorsque les liquides de votre oreille interne qui permette la sensation d'équilibre dans les canaux semi-circulaires deviennent confus. Certaines expériences utilisant des centrifugeuses comprennent souvent des dispositifs qui fixent la tête des sujets en place, juste pour éviter que l'illusion de voyager à travers l'espace, cependant, la tête fixé n'est pas pratique et confortable[2],[3].

Afin de comprendre et de décrire l'influence de la gravité dans les systèmes, l'observation du comportement en microgravité et à 1 g (où g est l'accélération de la pesanteur à la surface de la Terre) ne suffit pas[4].

Effets d'hypergravité sur la synthèse de matériaux[modifier | modifier le code]

Des conditions élevées de gravité générées par centrifugation est appliquée dans l'industrie chimique, la coulée, et la synthèse de matériaux[5],[6],[7],[8]. La convection et transfert de masse sont fortement affectés par les conditions gravitationnelles. De nombreux chercheurs ont rapporté que le haut le niveau de gravité peut effectivement influer sur la composition de la phase et de la morphologie des produits[5].

Effets d'hypergravité sur le taux de vieillissement des rats [modifier | modifier le code]

Depuis que Pearl a proposé la théorie du taux de vie (en), de nombreuses études ont démontré sa validité sur des poïkilothermes. Chez les mammifères, cependant, la démonstration expérimentale satisfaisante fait encore défaut parce qu'une augmentation imposée de l'extérieur du taux métabolique de base de ces animaux est généralement accompagnée par des perturbations homéostatique général et par le stress. L'étude actuelle a été basée sur la constatation que les rats exposés à la gravité légèrement augmenté sont en mesure de s'adapter avec peu de stress chronique, qui s'accompagne d'un niveau plus élevé de dépenses métabolique (augmentation de «taux de la vie»). Le taux de vieillissement de 17 mois des rats qui avaient été exposés à 3,14 fois la pesanteur normale dans une centrifugeuse animale pour 8 mois . La teneur en lipofuscine apparemment élevé dans le cœur et les reins, le nombre réduit et augmentation de la taille des mitochondries du tissu cardiaque. D'autre part, l'apport alimentaire en régime permanent par jour et par kg de poids corporel, ce qui est sans doute est proportionnelle au «taux de vie» ou/et dépenses métabolique, était d'environ 18% plus élevé que chez les témoins après une première 2e période d'adaptation. Enfin, bien que la moitié des animaux centrifugés ont vécu seulement un peu plus que les animaux qui ne l'ont pas été (en moyenne environ 343 par rapport à 364 jours sur la centrifugeuse, différence statistiquement non significative), la moitié restante (les plus longs survivants) vivaient sur la centrifugeuse une moyenne de 520 jours (plage 483-572) par rapport à une moyenne de 574 jours (502-615) pour les témoins, calculé à partir du début de la centrifugation. Par conséquent, ces résultats montrent qu'une augmentation modérée du niveau du métabolisme de base des jeunes rats adultes adaptés à l'hypergravité par rapport aux témoins de la pesanteur normale est accompagnée d'une augmentation à peu près semblable dans le taux de vieillissement et de la réduction de la survie organe, en accord avec la théorie du taux de vieillissement de Pearl, déjà démontré expérimentalement avec les poïkilothermes.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. « Un certain attrait pour l'hypergravité »
  2. Than, Ker, « Bacteria Grow Under 400,000 Times Earth's Gravity », National Geographic- Daily News, National Geographic Society, (consulté le 28 avril 2011)
  3. Shigeru Deguchi, Hirokazu Shimoshige, Mikiko Tsudome, Sada-atsu Mukai, Robert W. Corkery, Susumu Ito et Koki Horikoshi, « Microbial growth at hyperaccelerations up to 403,627 xg », Proceedings of the National Academy of Sciences,‎ (DOI 10.1073/pnas.1018027108, Bibcode 2011PNAS..108.7997D, lire en ligne)
  4. http://www.esa.int/esaMI/Education/SEMAEVZRA0G_0.html
  5. a et b Xi Yin, Kexin Chen, Heping Zhou et Xiaoshan Ning, « Combustion Synthesis of Ti3SiC2/TiC Composites from Elemental Powders under High-Gravity Conditions », Journal of the American Ceramic Society, vol. 93, no 8,‎ , p. 2182–2187 (DOI 10.1111/j.1551-2916.2010.03714.x)
  6. R.A. Mesquita, D.R. Leiva, A.R. Yavari et W.J. Botta Filho, « Microstructures and mechanical properties of bulk AlFeNd(Cu,Si) alloys obtained through centrifugal force casting », Materials Science and Engineering: A, vol. 452-453,‎ , p. 161–169 (DOI 10.1016/j.msea.2006.10.082)
  7. Jian-Feng Chen, Yu-Hong Wang, Fen Guo, Xin-Ming Wang et Chong Zheng, « Synthesis of Nanoparticles with Novel Technology: High-Gravity Reactive Precipitation », Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 39, no 4,‎ , p. 948–954 (DOI 10.1021/ie990549a)
  8. Yoshiyuki Abe, Giovanni Maizza, Stefano Bellingeri, Masao Ishizuka, Yuji Nagasaka et Tetsuya Suzuki, « Diamond synthesis by high-gravity d.c. plasma cvd (hgcvd) with active control of the substrate temperature », Acta Astronautica, vol. 48, nos 2-3,‎ , p. 121–127 (DOI 10.1016/S0094-5765(00)00149-1)