Présentation

Une exposition proposée par le CNRS à retrouver sur www.cnrs.fr/extremes-sciences.

Avec le CNRS, explorez la science extrême : du centre de la Terre au cosmos, des frontières du vivant jusqu'au coeur de la matière en passant par la découverte des instruments,des plus puissants aux plus précis. Des recherches qui repoussent les limites de la connaissance !

Commissariat d'exposition

Direction éditoriale

Brigitte Perucca, Direction de la communication du CNRS.
Fabrice Impériali, Direction de la communication du CNRS.

Comité éditorial

Loïc Bommersbach, Institut national des sciences de l'Univers du CNRS.
Christina Cantrel, Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS.
Jean-Michel Courty, Institut de physique du CNRS.
Catherine Dematteis, Institut de physique du CNRS.
Anne de Reynies, Institut des sciences biologiques du CNRS.
Christiane Grappin, Institut national des sciences de l'Univers du CNRS.
Halima Hadi, Institut écologie et environnement du CNRS.
Conceição Silva, Institut écologie et environnement du CNRS.
Sophie Timsit, Institut des sciences biologiques du CNRS.
Adèle Vanot, CNRS Images.

Coordination de projet

Marie-Noëlle Abat, Direction de la communication du CNRS.
Émilie Smondack, Direction de la communication du CNRS.
Patrice Brugère, RATP.

Conception graphique et réalisation

Sarah Landel, Direction de la communication du CNRS.

Secrétariat de rédaction

Stéphanie Lecocq, Direction de la communication du CNRS.

Remerciements

Merci aux chercheurs qui ont participé à l'élaboration des contenus scientifiques de cette exposition

Julien Aubert, Elena Avignone, Frédéric Barras, Karim Benzerara, Gilles Boetsch, Stephan Borensztajn, Julien Burger, Mathilde Cannat, Philippe Cardin, Daniel Choquet, Fabrice Chrétien, Emmanuel Dormy, Axel Ducourneau, Adrien Ducret, Javier Escartin, Guillaume Fiquet, Alexandre Fournier, Philippe Gaucher, Mathilde Lathil, Nadine Le Bris, Sébastien Marais, Max Marangolo, Sébastien Merkel, Tâm Mignot, J.-M. Panaud, May Penrad-Mobayed, Thierry Perez, Mireille Raccurt, Didier Raoult, Christian Sardet, Shahragim Tajbakhsh.

Du noyeau de la terre au cosmos

Au centre de la terre

Les géophysiciens modélisent et expérimentent le champ magnétique dans les profondeurs extrêmes du noyau liquide de la Terre, océan caché de métal en fusion.

Les scientifiques auscultent des sites hydrothermaux grâce à des observatoires plongés à 1700 mètres de profondeur sur le fond de la dorsale Atlantique.

Dans les abysses

Chasse aux neutrinos en eaux profondes ! À 2500 mètres de fond, le télescope sous-marin Antares traque les neutrinos de très haute énergie.

Ultrarapide

La caméra du télescope HESS II est capable de photographier les objets du cosmos en quelques milliardièmes de seconde.

Les satellites Planck et Fermi détectent le rayonnement fossile et les sources cosmiques de rayonnement gamma pour dévoiler l'Univers aux astrophysiciens.

Infiniment lointain

Les astronomes découvrent chaque jour des objets cosmiques spectaculaires : galaxies,nébuleuses, nuages de gaz…

Appréhender le vivant

Extrêmement aride

Les chercheurs tentent de mieux comprendre les processus à l'origine de l'adaptation des espèces vivant dans les milieux les plus arides.

Dans les froids polaires

Par leur capacité à résister au froid et à jeûner pendant des mois, les manchots représentent de fascinants objets d'étude de l'adaptation au milieu polaire.

Une très grande biodiversité

Dans la forêt amazonienne, l'un des plus importants réservoirs de biodiversité de la planète, les scientifiques ont déjà répertorié 200000 espèces, sur un total estimé à 1,8 million.

Dans les profondeurs des océans

Loin des rayons du soleil, les chercheurs étudient comment les espèces s'adaptent à leur milieu en utilisant d'autres sources d'énergie.

Les scientifiques traquent les traces fossiles des cyanobactéries, des organismes parmi les tout premiers à s'être développés sur Terre, il y a plus de 2 milliards d'années.

Extrêmement ancien

Les biologistes sont parfois confrontés à de bien étranges phénomènes : énormes virus capables d'infecter d'autres virus, colonies de bactéries qui se pourchassent et se dévorent…

Extrêmement étrange

Le plancton constitue 98 % de la biomasse des océans. Les scientifiques étudient le rôle très important qu'il joue dans l'équilibre écologique des écosystèmes marins.

Des espèces minuscules

Les chercheurs travaillent à mieux comprendre l'extraordinaire complexité des êtres vivants, codée par l'ADN en interaction avec son environnement.

Grâce aux techniques d'imagerie cellulaire, les scientifiques observent avec de plus en plus de finesse le fonctionnement du cerveau.

L'extrême complexité du vivant

Certaines cellules ont la capacité de survivre et de se multiplier au-delà de l'imagination des biologistes.

Au coeur de la matière

La plus grande des machines

À raison de 600 millions de collisions de particules par seconde, le LHC, la plus grande machine scientifique jamais construite par l'homme, sonde la matière et l'Univers grâce à ses détecteurs géants.

Ultrasensible

Les scientifiques travaillent avec des instruments ultrasensibles pour détecter la métamorphose des neutrinos, suivre pas à pas l'évolution d'une molécule au millionième de seconde, contrôler la matière atome par atome.

Des pressions extrêmes

Les physiciens reconstituent en laboratoire les pressions extrêmes que l'on trouve dans le manteau de la Terre ou dans les étoiles afin d'étudier les comportements des matériaux.

Extrêmement froid

Pour étudier de nouveaux comportements de la matière, certains instruments sont amenés à des températures inférieures à 2,17 kelvins. Ce qui en fait les endroits les plus froids de l'Univers !

Crédits photographiques

Simulations numériques du noyau liquide. Les lignes représentent le mouvement, les couleurs la température. Vue du pôle. © CNRS Photothèque / IPGP - Emmanuel Dormy.
Simulations numériques du noyau liquide. Les lignes représentent le mouvement, les couleurs la température. Vue équatoriale. © CNRS Photothèque / IPGP - Emmanuel Dormy.
Le manteau terrestre est représenté en bleu là où le champ magnétique global est entrant, en rouge là où il est sortant. Le noyau liquide est représenté par des cylindres emboîtés. © IPGP (CNRS / Université Paris Diderot), A. Fournier.
Représentation du champ magnétique de la Terre dans le noyau par assimilation de données spatiales et simulation numérique. © IPGP (CNRS / Université Paris Diderot), J. A ubert / CHAMP, Oersted et SAC-C / Finlay et al. GJI 2012.
L'expérience « Derviche Tourneur Sodium ». Cette sphère d'inox remplie de sodium liquide à 125 °C, modèle réduit du noyau terrestre, doit aider à comprendre l'origine du champ magnétique des planètes. © CNRS Photothèque - Hubert Raguet / IsTerre (CNRS/UJF/UdS/IRD/IFSTTAR).
alle de contrôle du robot téléopéré VICTOR 6 000 de l'Ifremer pendant des travaux sur le plancher océanique lors d'une campagne océanique. © Ifremer-CNRS/Victor, campagne Momarsat 2011.
Mise à l'eau, à bord du navire océanographique Pourquoi Pas ?, d'une bouée devant recevoir les données d'instruments connectés à 1 700 mètres de profondeur par signal acoustique, puis les retransmettre à terre par satellite. © Ifremer-CNRS/ Victor, campagne Momarsat 2011.
Déploiement par le bras du robot VICTOR 6 000, à proximité d'une colonie de moules et de sources hydrothermales, d'un instrument mesurant la température et la teneur en oxygène de l'eau. © Ifremer-CNRS/Victor, campagne Momarsat 2011
Récupération par un bateau pneumatique du navire océanographique Pourquoi Pas ? d'un ascenseur remontant échantillons et instruments du plancher océanique. © Ifremer-CNRS/Victor, campagne Momarsat 2011.
L'observatoire « fond de mer » MOMAR, installé près du champ hydrothermal Lucky Strike par 1 700 mètres de fond, communique chaque jour les données des capteurs à une bouée en surface. © Ifremer-CNRS/Victor, campagne Momarsat 2011.
Prélèvement à l'orifice de sortie d'une source de fluides hydrothermaux à environ 350 °C. © Ifremer-CNRS/Victor, campagne Momarsat 2011.
Mise à l'eau des triplets d'Antares, premier télescope sous-marin européen à neutrinos de haute technologie à 2 500 mètres de fond. © C. Lionel-Dupont/Fedephoto.com
Mise à l'eau du robot Victor 6 000 de l'Ifremer pour effectuer des opérations sous-marines sur Antares, premier télescope sous-marin européen à neutrinos. © CNRS Photothèque/CPPM - Jean-François Dars.
Les cinq télescopes de HESS II (4 télescopes de 12 mètres de diamètre et un grand télescope central de 28 mètres de diamètre), dédiés à la détection au sol des rayons gamma très énergétiques. © HESS Collaboration, Clementina Medina.
Plan focal de la caméra de HESS II, dédié à la détection au sol des rayons gamma très énergétiques pour percer les mystères des phénomènes les plus violents de notre Univers. © J. Bolmont - www.bolmont.eu
Le grand télescope central (28 mètres de diamètre) de HESS II, dédié à la détection au sol des rayons gamma très énergétiques pour percer les mystères des phénomènes les plus violents de notre Univers. © Christian Foehr 2012.
Carte du ciel intégral en rayons gamma vu par le satellite Fermi, dédié à la recherche de sources cosmiques de rayonnement gamma. © NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration.
Simulation du ciel vu par Planck, un satellite destiné à mesurer avec une précision inégalée le rayonnement fossile, la première lumière émise dans l'Univers. © ESA.
Vue artistique du satellite Planck, destiné à mesurer avec une précision inégalée le rayonnement fossile, la première lumière émise dans l'Univers. © ESA-AOES medialab.
Coup d'oeil vers la galaxie lenticulaire Centaurus A, connue pour ses émissions fortes en ondes radio et rayons X. © ESO.
Image de l'amas de galaxies Abel 2 744 obtenue en combinant des observations avec le télescope spatial Hubble et le Very Large Telescope (lumière visible, de couleur bleue, verte et rouge) et Chandra (rayons X, en rose). © ESO.
Les Dentelles du Cygne, un des plus grands rémanents de supernova, un évènement extrême de la fin de vie de certaines étoiles. © Canada-France-Hawaii Telescope - J.-C. Cuillandre (CFHT) & G. A nselmi (Coelum).
Les feux de brousse sont un des fléaux de la région sahélienne. Ils peuvent détruire d'immenses surfaces de pâturages. © CNRS Photothèque - Axel Ducourneau.
L'eau est une ressource pour la conservation des sols et de la biodiversité en région sahélienne. © CNRS Photothèque - Axel Ducourneau.
Manchots Adélie, Pygoscelis adeliae, sur un petit iceberg dérivant. Vision double sous-marine et dans l'air au large de la base Dumont d'Urville, Terre Adélie, Antarctique. © CNRS Photothèque - Erwan Amice.
Tempête en Terre Adélie ! Horizon bouché, le vent souffle, la neige recouvre les vulnérables poussins Manchots Adélie. © CNRS Photothèque - Mireille Raccurt / LEHNA.
C'est la fin de la saison de reproduction en Antarctique, beaucoup de Manchots empereurs sont partis en mer et leurs poussins attendent leur retour sur une banquise bien mouvementée. © CNRS Photothèque - Mireille Raccurt / LEHNA.
Vue de l'inselberg des Nouragues en Guyane, par temps ensoleillé. La couleur noire du granite est due à un biofilm principalement constitué de cyanobactéries. © CNRS Photothèque - Claude Delhaye.
Les grottes sous-marines hébergent parfois des visiteurs imposants. L'environnement devient extrême pour le chercheur plongeur qui doit alors savoir s'effacer et observer. © Thierry Perez - IMBE.
Grottes et grands fonds des îles Marquises sont pour ces crevettes Stenopus pyrsonotus un refuge. Ces dernières sont adaptées à l'obscurité et à la faible quantité de nourriture. © Thierry Perez - IMBE.
Cette espèce vit en symbiose avec des bactéries qui utilisent le sulfure d'hydrogène, un composé toxique abondant dans son environnement. © Nadine Le Bris - Ifremer.
Alvinella. Ce ver vit sur les parois brûlantes de cheminées naturelles d'où s'échappe un fluide riche en énergie pour les bactéries dont il se nourrit. © Mescal2012 - Ifremer.
Candidatus Gloeomargarita lithophora, une espèce de cyanobactérie mise en évidence dans des stromatolites recueillis dans un lac de cratère mexicain et cultivés en laboratoire. © CNRS Photothèque, Karim Benzerara, Stephan Borensztajn.
Filaments de cyanobactéries Palaeocolteronema cenomanensis, ayant gardé leur couleur d'origine légèrement bleutée, présentes dans de l'ambre datant du milieu du Crétacé (95 à 100 millions d'années). © CNRS Photothèque / Géosciences Rennes / Université Rennes 1.
Colonie de bactéries Myxococcus xanthus (en vert) dévorant une microcolonie de bactéries Escherichia coli (en rouge). © CNRS Photothèque - Frédéric Barras, Adrien Ducret, Tâm Mignot.
Mimivirus, le plus gros virus du monde, qui défie les définitions des microbes. Il vit dans les cellules de notre environnement et peut infecter l'homme. © Didier Raoult.
Les crabes, comme tous les crustacés, passent par de multiples stades larvaires. À ce stade mégalope, ils mesurent environ 1 millimètre. Celui-ci a été collecté dans l'océan Atlantique lors de l'expédition Tara Oceans. © Christian Sardet / CNRS / Tara Oceans / Chroniques du plancton.
Radiolaires coloniaux Collozum inerme collectés dans la baie de Villefranche-sur-Mer. Les points blancs représentent les individus des colonies, les points jaunes les algues symbiotiques. © Christian Sardet / CNRS / Chroniques du plancton.
Larves, embryons et des protistes : radiolaires, diatomées, dinoflagellés. Plancton collecté à l'Observatoire océanologique de Villefranche-sur-Mer. © CNRS Photothèque / Tara Oceans - Christian Sardet.
Architecture de neurones de souris révélée grâce à une protéine fluorescente de méduse exprimée artificiellement. © Bordeaux Imaging Center, Sébastien Marais, Elena Avignone, Daniel Choquet.
Neurones d'hippocampe de rat en culture exprimant une protéine fluorescente. © Bordeaux Imaging Center, Sébastien Marais, Daniel Choquet.
>Chromosomes en écouvillon d'amphibiens : de taille géante, ils constituent un excellent modèle pour étudier les mécanismes moléculaires de la transcription. © CNRS Photothèque - May Penrad-Mobayed / Institut Jacques Monod.
Immunomarquage de l'appareil reproducteur du ver Cænorhabditis elegans, permettant de visualiser l'ADN en bleu, l'enveloppe nucléaire en vert et une protéine d'intérêt en rouge. © CNRS Photothèque - Julien Burger / Institut Jacques Monod.
Cellule-souche (en jaune) du muscle squelettique sur une fibre musculaire (en bleu) de souris en culture. © F. Chrétien, J.-M. Panaud, S. Tajbakhsh.
Cellules souches musculaires de souris qui survivent post-mortem et conservent leur potentiel de régénération après transplantation. © Mathilde Lathil, Shahragim Tajbakhsh, Fabrice Chrétien.
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) et son tunnel. Tout au long des 27 kilomètres de tunnel du LHC, à 100 mètres sous terre, les particules sont lancées à 99,9999991 % de la vitesse de la lumière. © 2011 Cern.
Image du détecteur CMS avant sa fermeture. L'expérience CMS au LHC est dédiée à la recherche du boson de Higgs et de nouvelles physiques au-delà du Modèle standard. © 2006 Cern.
Partie interne du détecteur Atlas au LHC. L'expérience Atlas est dédiée à la recherche du boson de Higgs et de nouvelles physiques au-delà du Modèle standard. © Cern.
Trajectographe de l'expérience CMS au LHC, dédiée à la recherche du boson de Higgs et de nouvelles physiques au-delà du Modèle standard. © Collaboration CMS / 2007 Cern.
Des flashs lasers ultracourts pour exciter une molécule et suivre pas à pas son évolution au millionième de seconde. © CNRS Photothèque - Emmanuel Perrin.
Détecteur géant Super-Kamiokande utilisé dans l'expérience T2K au Japon, qui étudie le mécanisme d'oscillation des neutrinos. En bas de l'image, une équipe inspecte le détecteur pendant qu'il est encore vide. © Kamioka Observatory, ICRR, Université de Tokyo.
Contrôler la fabrication de couches minces en étudiant leur surface atome par atome grâce à un microscope à effet tunnel. © CNRS Photothèque - Hubert Raguet.
Préparer les mesures optiques sur de la matière comprimée grâce à des enclumes en diamant à plusieurs millions d'atmosphères, soit autant qu'au centre de la Terre. © CNRS Photothèque - Cyril Frésillon.
Des flashs lasers ultrapuissants compriment et échauffent la matière au centre de cette enceinte à vide, afin d'atteindre les conditions que l'on retrouve au centre de la Terre ou dans les étoiles. © CNRS Photothèque - Kaksonen.
Cellule diamant pour la diffraction radiale. La couleur bleue vient du laser éclairé au travers du diamant pour la mesure de la pression. © UMET (CNRS / Université Lille 1) S. Merkel.
À un millionième de degré du zéro absolu, la matière se présente sous un nouvel état : le condensat de Bose-Einstein. Tous les atomes d'un gaz se regroupent dans une même onde quantique. © CNRS Photothèque - Benoît Rajau.