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Volume local

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Le Volume local est un ensemble de plus de 1 400 galaxies situées dans une zone de l'Univers observable proche de nous, à l'intérieur d'une distance de 11 mégaparsecs de la Terre[1],[2],[3].

C'est dans cette région de l'univers que le projet Local Volume Legacy (LVL) a été mené pour l'étude de 258 galaxies par la Spitzer Local Volume Legacy Survey Team à travers des cycles d'observations réalisés par le télescope spatial Spitzer à l'aide de l'Infrared Array Camera for Spitzer (IRAS) et du Photomètre imageur multibande de Spitzer (MIPS)[4],[5],[6],[7].

Le Volume local dans cette étude comprend toutes les galaxies présentes dans un sous-volume situé à moins de 3,5 mégaparsecs et un ensemble de galaxies spirales et irrégulières à l'intérieur de 11 mégaparsecs. Les objectifs de l'étude étaient de recueillir des données sur le taux de formation d'étoiles, sur la masse stellaire dans les populations d'étoiles plus anciennes, sur la poussière interstellaire et sur les interférences avec la lumière stellaire.

Dans le Volume local se trouve la Feuille locale, une zone de l'espace de forme aplatie qui contient environ 60 galaxies partagent la même vitesse propre et qui s'étend sur environ 7 mégaparsecs de rayon et environ 0,5 mégaparsec d'épaisseur. Le Groupe local, dont sont membres la Voie lactée et la galaxie d'Andromède, fait partie de la Feuille locale et donc, par suite, du Volume local. Le Volume local, à son tour, est inclus dans le Superamas local, aussi appelé superamas de la Vierge, lui-même sous-partie du superamas Laniakea.

Parmi les galaxies membres du Volume local, il y a plusieurs grandes galaxies ou galaxies particulières telles que Centaurus A, la galaxie de Bode (M81), la galaxie du Cigare (M82), la galaxie du Compas, la galaxie du Moulinet austral (M83), la galaxie du Moulinet (M101), la galaxie du Sombrero (M104), NGC 1512, M51, M74, M66 et M96.

On y trouve aussi les galaxies naines Poissons A et Poissons B, découvertes en 2015[8],[9], ainsi que les galaxies naines du Corbeau A et du Hérisson, découvertes en 2024.

Le Groupe local

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Le Groupe local, est le groupe de quelque 88 galaxies auquel appartient la Voie lactée et la Galaxie d’Andromède. Son diamètre est d’environ 3 Mpc (∼9,78 millions d'al). Le Groupe local semble être un représentant typique des groupes de galaxies qui se trouvent dans l’Univers. Il possède à peu près tous les types usuels de galaxies, à l’exception des galaxies elliptiques géantes, qui ne sont jamais présentes dans des structures aussi petites.

Image de la galaxie NGC 6822 ou galaxie de Barnard, distante d' environ 0,52 Mpc (∼1,7 million d'al) prise par l’instrument MIRI du JWST. Avec autant d’étoiles, les explosions de supernova sont nombreuses, et un exemple d’un rémanent de supernova est visible sur cette image (anneau rouge juste en dessous du centre)[10].

Les groupes de galaxies proches du Groupe local

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Les quatre groupes de galaxies du Volume local les plus proches du Groupe local sont le groupe de M81, le groupe Centaurus A/M83, le groupe IC 342/Maffei et le filament du Sculpteur. Un peu plus éloigné du Groupe local, on trouve le nuage des Chiens de chasse, un amas de galaxies étendu situé à une distance moyenne d’environ 4,4 millions de parsecs[11].

Groupe de M81

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Le groupe de M81, distant de 3,8 Mpc, dont le centre est situé dans la constellation de la Grande Ourse, compte près d'une quarantaine de galaxies connues dont les plus importantes sont M81 (NGC 3031), M82 (NGC 3034), NGC 2366, NGC 2403, NGC 2976, NGC 3077, NGC 4236 et IC 2574.

Groupe Centaurus A/M83

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Le groupe Centaurus A/M83 est un groupe de galaxies réparties dans les constellations de l'Hydre, du Centaure et de la Vierge. Ce groupe se divise en deux sous-groupes. Le sous-groupe de Centaurus A, à une distance moyenne d'environ 3.8 Mpc, contient une quarantaine de galaxies, naines pour la plupart, dont NGC 4945 et NGC 5102. Le sous-groupe de M83, situé à 4,56 Mpc, contient une dizaine de galaxies, dont NGC 5253.

Groupe IC 342/Maffei

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Le groupe IC 342/Maffei, situé dans les constellations de la Girafe et de Cassiopée, comporte deux sous-groupes. Le sous-groupe de IC 342 qui compte une dizaine de galaxies, dont IC 342, UGCA 86, NGC 1560, NGC 1569, la galaxie de la Girafe A,  la galaxie de la Girafe B et UGCA 105 et le sous-groupe de Maffei qui comprend neuf galaxies, dont Maffei 1, Maffei 2, Dwingeloo 1, Dwingeloo 2 et UGCA 92.

En 2019, il a  été établi que les galaxies Maffei 1 et 2 sont plus éloignées que ce que l'on pensait auparavant, de sorte qu'elles ne font plus partie du même groupe de galaxies que IC 342. En réanalysant la photométrie proche infrarouge du télescope spatial Hubble, les astronomes ont trouvé une distance pour Maffei 2 de 5,73 ± 0,40 Mpc. Avec cette distance, le groupe de Maffei se situe à 2,5 Mpc derrière le groupe IC 342 et présente une vitesse radiale vers le Groupe local négative de −128 ± 33 km s−1. Les groupes Maffei et IC 342 doivent donc être dorénavant considérés comme deux entités distinctes séparées par 2,5 Mpc. Le groupe IC 342 présente quant à lui une vitesse radiale de − 60 km s−1 . Les vitesses radiales négatives de ces deux groupes de galaxies distincts sont probablement la manifestation de l'expansion du Vide local depuis la direction des constellations de Persée et Poissons [12].

Groupe du Sculpteur

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Le groupe du Sculpteur, aussi nommé Filament du Sculpteur, est un groupe de galaxies étendu. On y trouve notamment les galaxies NGC 253 (ou galaxie du Sculpteur), NGC 247 et NGC 7793.

Le groupe des chiens de chasse I

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Le groupe des chiens de chasse I (en anglais, Canes Venatici I Cloud), région du Volume local nommée ainsi pour la distinguer de la concentration de galaxies du nuage des chiens de chasse II, est un amas de galaxies étendu, dont le centre gravitationnel est la galaxie M94, située à environ 4,25 Mpc (∼13,9 millions d'al). Ce groupe comporte plus de 30 galaxies, distantes de 2,28 Mpc (UGC9128) à 5,65 Mpc (NGC3738), situées dans la constellation des Chiens de chasse[13],[14].

Caractéristiques de onze galaxies du groupe des chiens de chasse I[13]
Galaxie Distance

en Mpc

Magnitude

Bande B

M94 4,25 −19,62
IC 4182 4,26 −16,19
NGC3738 5,65 −16,95
NGC3741 3,13 −13,18
NGC 4214 2,84 −17,13
NGC 4244 4,34 −18,08
NGC 4449 4,19 −18,21
UGC6541 4,26 −13,79
UGC7577 2,58 −14,20
UGC7605 4,61 −13,62
UGC9128 2,28 −12,51

À des distances plus éloignées de la Voie lactée, on trouve des galaxies isolées, telle Poissons A, située à environ 5,64 Mpc (∼18,4 millions d'al), puis les groupes de galaxies éloignés du Groupe local, dont le petit groupe de NGC 672, qui comprend trois galaxies. La distance entre NGC 672 et la Voie lactée est d'environ 7,18 Mpc (∼23,4 millions d'al)[15].

Les groupes de galaxies éloignés du Groupe local

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Il existe plusieurs groupes de galaxies distants de plus de 7 Mpc au sein du Volume local. Les listes de galaxies composant ces groupes (notamment celle du groupe M101), qui différent d’une étude à l’autre, sont, ci-dessous, celles publiées par l’astronome A.M. Garcia de l’observatoire de Lyon dans son article de 1993[16].

Le groupe  M101 (NGC 5457)

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Centré sur M101 (ou NGC 5457, aussi appelée la galaxie du Moulinet), distant de 7,2 Mpc, le groupe de NGC 5457 compte au moins six membres. Les cinq autres membres du groupe sont NGC 5204, NGC 5474, NGC 5477, NGC 5585 et UGC 8837.

Le groupe M106 (NGC 4258)

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Centré sur M106 (NGC 4258), distant de 7,3 Mpc, le groupe de M106 comprend plus de 20 galaxies. Les autres membres du New General Catalogue de ce groupe sont NGC 4144, NGC 4242, NGC 4248, NGC 4449, NGC 4460, NGC 4485, NGC 4490, NGC 4618, NGC 4625 et NGC 4736. La galaxie IC 3687 ainsi que 12 autres galaxies du Uppsala General Catalogue (UGC) complètent le groupe.

Cette image prise par le télescope spatial James Webb montre les galaxies NGC 4490 et NGC 4485 en interaction gravitationnelle à ~ 7,4 Mpc. NGC 4490 occupe le côté gauche de l'image, tandis que NGC 4485 apparaît en haut à droite du champ. Les deux galaxies sont reliées par un pont de gaz nouvellement formé (arraché par NGC 4490 à NGC 4485), courant lumineux rouge qui s'étend de gauche à droite à travers l'image[17]’[18]. Image composite issue de données captées en infrarouge proche et moyen.

Le groupe NGC 4631

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Le groupe de NGC 4631, distant de 7,41 Mpc, comprend au moins 14 galaxies situées dans les constellations des Chiens de chasse et de la Chevelure de Bérénice. Les autres membres sont NGC 4150, NGC 4163, NGC 4190, NGC 4214, NGC 4244, NGC 4308, NGC 4395, NGC 4631, IC 779, MCG 6-28-0, UGC 7605, UGC 7698 et UGCA 276.

Le groupe M51 (NGC 5194)

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Le groupe de M51 (NGC 5194), éloigné de 8,6 Mpc, compte au moins 10 membres. Les autres membres de ce groupe sont NGC 5023, NGC 5055 (M63), NGC 5195, NGC 5229, IC 4263, UGC 8215, UGC 8308, UGC 8320 et UGC 8331.

Image composite issue de données captées en infrarouge proche et moyen par le télescope spatial James Webb. Elle montre le cœur de la galaxie spirale M51, la galaxie dominante du groupe homonyme.

Le groupe M104

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Le groupe contesté de M104 (NGC 4594 ou Sombrero Galaxy), situé à 9,6 Mpc, comprendrait NGC 4487, NGC 4504, NGC 4802 et UGCA 289 et possiblement quelques autres galaxies.

Le groupe NGC 1023 situé à 10,4 Mpc relèverait quant à lui du Superamas de la Vierge.

Structure spatiale du Volume local et son environnement

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La structure spatiale du Volume local et de son voisinage a été décrite en détail par l’étude de Courtois et al. (2013)[19], qui présente une vidéo dont ils sont les auteurs, mise en ligne par l’IRFU, intitulée Cosmographie de l’Univers local - Cosmography of the local Universe.

La caractéristique principale du Volume local est une structure plate, la Feuille locale, où se concentre la majorité de la population du Volume local. Le plan de la Feuille locale coïncide avec le plan (équateur) du superamas local, le superamas de la Vierge, à quelques degrés près. La Feuille locale a approximativement la forme d'une paume humaine, car il s'agit d'un ellipsoïde triaxial, dont les axes majeur, moyen et mineur sont respectivement 10, 7 et 2 Mpc. Le centre de cet ellipsoïde est décalé par rapport à la Voie lactée d'environ 3 Mpc dans la direction des constellations du Lion et de la Vierge. La répartition des galaxies en dehors de la Feuille locale est asymétrique : une vaste région presque vide, le Vide local se trouve au nord le long de l'axe supergalactique SGZ > 0 (SGZ, axe qui pointe vers le pôle supergalactique nord) et la structure voisine plate, l'Éperon du Lion se trouve au sud à SGZ  < 0[20].

Liste de galaxies proches du Volume local

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Cette liste, non exhaustive, énumère les galaxies d'une certaine importance, situées au sein du Volume local, jusqu'à une distance de environ 4,20 Mpc (∼13,7 millions d'al).

Galaxie Ascension droite Déclinaison Distance (Mpc) Magnitude
Grand Nuage de Magellan 05h 23m 24,5s −69° 45′ 22″ 0,05 −17,87
Petit nuage de Magellan 00h 52m 44,8s −72° 49′ 43″ 0,06 −16,35
Galaxie naine du Phénix (ou ESO 245−07) 01h 51m 06,3s −44° 26′ 41″ 0,44 −9,96
IC 1613 (ou UGC 668) 01h 04m 47,8s +02° 07′ 04″ 0,65 −14,24
Leo A (ou UGC 5364) 09h 59m 26,4s +30° 44′ 47″ 0,69 −11,35
Galaxie naine irrégulière de Pégase

(ou UGC 12613 ou DDO 216)

23h 28m 36,2s +14° 44′ 35″ 0,76 −12,09
Galaxie du Triangle 01h 33m 50,9s +30° 39′ 37″ 0,84 −18,53
Galaxie de Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) 00h 01m 58,1s −15° 27′ 39″ 0,92 −13,91
Galaxie naine du Verseau (ou DDO 210) 20h 46m 51,8s −12° 50′ 53″ 0,94 −10,90
Galaxie naine de la Machine pneumatique

(ou AM 1001−270)

10h 04m 03,9s −27° 19′ 55″ 1,30 −9,40
Galaxie du Sextant A (ou UGCA 205) 10h 11m 00,8s −4° 41′ 34″ 1,32 −13,87
NGC 3109 10h 03m 06,6s −26° 09′ 32″ 1,34 −15,46
Galaxie du Sextant B (ou UGC 5373) 10h 00m 00,1s +05° 19′ 56″ 1,44 −14,03
ESO 294−10[21] 00h 26m 33,4s −41° 51′ 19″ 1,90 −10,95
KKR 25[22] 16h 13m 47,9s +54° 22′ 16″ 1,91 −9,44
ESO 410−05[21] 00h 15m 31,4s −32° 10′ 47″ 1,94 −11,59
IC 5152[23] 22h 02m 41,9s −51° 17′ 44″ 1,96 −15,56
NGC 300[21] 00h 54m 53,5s −37° 41′ 00″ 2,00 −17,65
KK98a 230 14h 07m 10,5s +35° 03′ 37″ 2,14 −8,84
NGC 55[21] 00h 14m 54,0s −39° 11′ 49″ 2,17 −17,90
UGC 8091 (ou GR 8)[24] 12h 58m 40,4s +14° 13′ 03″ 2,19 −12,02
UKS 2323−326 (ou UGCA 438)[25] 23h 26m 27,5s −32° 23′ 20″ 2,22 −12,90
UGC 9128[21] 14h 15m 56,5s +23° 03′ 19″ 2,24 −12,48
KKH 98[26] 23h 45m 34,0s +38° 43′ 04″ 2,58 −10,89
KKH 86[21] 13h 54m 33,5s +04° 14′ 35″ 2,60 −10,39
UGC 6817 (ou DDO 99)[21] 11h 50m 53,0s +38° 52′ 49″ 2,64 −13,52
UGC 8508[21] 13h 30m 44,4s +54° 54′ 36″ 2,69 −13,09
UGC 7577[21] 12h 27m 40,9s +43° 29′ 44″ 2,74 −14,33
UGC 9240[21] 14h 24m 43,4s +44° 31′ 33″ 2,80 −14,19
NGC 4214[21] 12h 15m 38,9s +36° 19′ 40″ 2,92 −17,18
NGC 4163[21] 12h 12m 09,1s +36° 10′ 09″ 2,94 −13,81
NGC 404[27] 01h 09m 27,0s +35° 43′ 04″ 2,98 −16,43
UGC 8651[21] 13h 39m 53,8s +40° 44′ 21″ 3,02 −12,96
NGC 5253 13h 39m 55,9s −31° 38′ 24″ 3,15 −16,83
UGCA 276 (ou DDO 113)[21] 12h 14m 57,9s +36° 13′ 08″ 3,18 −11,91
NGC 2366[28] 07h 28m 54,6s +62° 12′ 57″ 3,19 −16,11
NGC 3741[21] 11h 36m 06,2s +45° 17′ 01″ 3,19 −13,24
NGC 2403[29] 07h 36m 51,4s +65° 36′ 09″ 3,19 −19,23
ESO 321−14 12h 13m 49,6s −38° 13′ 53″ 3,20 −12,30
UGC 8833[21] 13h 54m 48,7s +35° 50′ 15″ 3,20 −12,43
UGCA 133 (ou DDO 44)[30] 07h 34m 11,4s +66° 53′ 19″ 3,21 −12,08
CGCG 269−049 12h 15m 46,8s +52° 23′ 17″ 3,23 −12,30
IC 342[31] 03h 46m 48,51s 68° 05′ 45,98″ 3,30 −21,00
UGC 8760[32] 13h 50m 50,6s +38° 01′ 09″ 3,31 −13,22
Holmberg II (ou UGC 4305)[33] 08h 19m 04,0s +70° 43′ 09″ 3,39 − 16,72
UGCA 15 (ou DDO 006)[34] 00h 49m 49,2s −21° 00′ 54″ 3,44 −12,45
KKH 37[35] 06h 47m 45,8s +80° 07′ 26″ 3,44 −11,61
NGC 4190 12h 13m 44,7s +36° 38′ 03″ 3,50 −13,88
Galaxie du Corbeau A[36] 12h 14m 45,6s −16° 23′ 49″ 3,50 −11,20
PGC 23521 (ou M81 Dwarf A)[37] 08h 23m 56,0s +71° 01′ 45″ 3,55 −9,15
ESO 540−30[38] 00h 49m 20,9s −18° 04′ 32″ 3,56 −11,49
UGC 4483[39] 08h 37m 03,0s +69° 46′ 31″ 3,58 −12,97
LEDA 28731 09h 57m 03,1s +68° 35′ 31″ 3,60 −12,85
Galaxie du Cigare (ou M82 ou NGC 3034)[40] 09h 55m 52,2s +69° 40′ 47″ 3,61 −19,68
ESO 540−32[41] 00h 50m 24,3s −19° 54′ 24″ 3,63 −11,45
NGC 7793[42] 23h 57m 49,7s −32° 35′ 30″ 3,63 −18,34
UGC 5428[43] 10h 05m 06,4s +66° 33′ 32″ 3,65 −12,78
NGC 247[44] 00h 47m 08,3s −20° 45′ 38″ 3,65 −18,21
NGC 2976[45] 09h 47m 15,3s +67° 55′ 00″ 3,66 −17,15
UGC 4459[46] 08h 34m 07,2s +66° 10′ 54″ 3,68 −13,44
Galaxie de Bode (ou M81 ou NGC 3031)[47] 09h 55m 33,3s +69° 03′ 55″ 3,70 −20,96
Holmberg IX (ou UGC 5336)[33] 09h 57m 32,0s +69° 02′ 45″ 3,70 −13,68
KDG73 (PGC 32667)[33] 10h 52m 57,1s +69° 32′ 58″ 3,70 −10,83
NGC 253 (ou galaxie du Sculpteur)[48] 00h 47m 33,1s −25° 17′ 18″ 3,70 −21,15
DDO 78[33] 10h 26m 27,4s +67° 39′ 16″ 3,72 −12,17
UGC 5442[49] 10h 07m 01,9s +67° 49′ 39″ 3,75 −12,60
IKN[33] 10h 08m 05,9s +68° 23′ 57″ 3,75 −12,13
F8D1[50] 09h 44m 47,1s +67° 26′ 19″ 3,75 −11,46
F6D1 (ou LEDA 3097828)[51] 09h 45m 10,0s +68° 45′ 54″ 3,78 −11,86
NGC 625[52] 01h 35m 04,6s −41° 26′ 10″ 3,78 −16,40
F12D1 (ou LEDA 166101)[53] 09h 50m 10,5s +67° 30′ 24″ 3,80 −12,87
LEDA 29231 (ou BK 5N)[54] 10h 04m 41,1s +68° 15′ 22″ 3,80 −10,40
PGC 31286 (ou BK06N) 10h 34m 29,8s +66° 00′ 30″ 3,80 −11,10
NGC 5128 (Centaurus A)[55] 13h 25m 27,6s −43° 01′ 09″ 3,81 −20,74
UGC 5139 (ou Holmberg I)[33] 09h 40m 32,3s +71° 10′ 56″ 3,84 −14,49
UGCA 292 (ou CVn I dwA)[56] 12h 38m 40,0s +32° 46′ 01″ 3,85 −11,93
NGC 3077[57] 10h 03m 20,6s +68° 44′ 04″ 3,85 −17,62
NGC 4449[58] 12h 28m 11,1s 44° 05′ 37″ 3,87 −18,17
Markarian 178 (ou UGC 6541) 11h 33m 28,9s +49° 14′ 14″ 3,89 −13,58
KKH 57 (ou PGC 2807133)[33] 10h 00m 15,9s +63° 11′ 06″ 3,90 −10,19
PGC 28759 (ou Arp's Loop)[59] 09h 57m 32,6s +69° 17′ 00″ 3,93 −11,54
HS98 117 10h 21m 25,2s +71° 06′ 51″ 4,00 −11,50
UGC 5692 (ou DDO 82)[33] 10h 30m 35,0s +70° 37′ 07″ 4,00 −14,63
NGC 4789A (ou UGC 8024 ou DDO 154)[60] 12h 54m 05,2s +27° 08′ 55″ 4,02 −13,92
Galaxie du Compas (ou ESO 97-G13)[61] 14h 13m 9,9s −65° 20′ 21″ 4,20 −20,65

Mesure de la distance des galaxies du Volume local

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La vitesse observée d'une galaxie comprend deux composantes. La première est sa vitesse de récession due à l'expansion de l'univers, c'est-à-dire le flux de Hubble (en anglais, Hubble flow). Cette portion de la vitesse observée est donnée par la constante de Hubble multipliée par sa distance (H0D). La deuxième composante de la vitesse observée est due aux interactions gravitationnelles avec d'autres objets, ce qu'on appelle la vitesse particulière d'une galaxie (vpec). Pris ensemble, la vitesse observée d'une galaxie est donnée par l’équation :

vobs = H0D + vpec.    

Dans l'Univers proche (c'est-à-dire à moins de quelques dizaines de Mpc de la Terre), la vitesse particulière peut constituer un élément substantiel de la vitesse observée. Cela signifie que les distances basées uniquement sur la vitesse de récession sont sujettes à de grandes erreurs systématiques. Ce problème requière l'utilisation de mesures des distances indépendantes du décalage vers le rouge, telles que celles basées sur des chandelles standards, pour l'étude des galaxies dans l'Univers proche. Pour les galaxies du Volume local, les mesures anciennes n'ont pas toujours été effectuées à partir de chandelles standards, tel que celles des étoiles du sommet de la branche des géantes rouges (en anglais, TRGB).

C’est la raison pour laquelle les estimations des distances données pour les galaxies du Volume local sont régulièrement révisées par les astronomes[62].

Références

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Liens externes

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Articles connexes

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