La rétro-​​ingénierie

dimanche 15 juin 2014
par  Neimad
popularité : 100%

Connaissez-​​vous la rétro-​​ingénierie ?

Prenons quelques exemple :

  • Vous avez huit ans ans, vous essayer de voir comment fonc­tionne le jouet-​​robot. Vous com­mencez par le sou­lever, le sou­peser, le tourner dans tous les sens, vous appuyez sur les bras, le ventre, vous sou­levez le cache où se trouve les piles…
  • On vous offre un nouveau portable-​​tablette-​​ordinateur-​​appareil photo, mais on a oublié de vous fournir la notice…
  • Vous partez en vacances, vous devez prendre en main un voilier, vous essayer de voir comment il fonc­tionne, comment répond le navire, sans savoir au début si vos mou­ve­ments sont dus à des gestes de votre part, à la mer ou au vent…
  • Vous faites partie d’une mul­ti­na­tionale de cos­mé­tiques, vous essayez de repro­duire la "crème rajeu­nis­sante", d’une autre firme, vous vous en pro­curez un flacon et vous ana­lysez ses com­po­sants…
  • Vous êtes faus­saire et vous voulez repro­duire un "véri­table" vase Ming, il faut vous d’abord com­prendre comment ils étaient conçus et créés, avec quels maté­riaux, quelles tech­niques…
  • Vous voyagez dans le temps, vous perdez votre montre en 850 de notre ère. Qu’auraient pensé les hor­logers de l’époque ? Auraient-​​ils compris le fonc­tion­nement de votre montre ?
  • Un OVNI atterrit dans votre jardin et laisse un objet tech­no­lo­gi­quement très avancé, peut-​​être par accident, peut-​​être inten­tion­nel­lement, vous ne savez pas. A quoi sert-​​il ? Que peut-​​il faire ? Comment apprendre à s’en servir rapi­dement ? Et comment éviter les accidents ?

Dans tous les cas, vous faites une décou­verte empi­rique, vous partez de l’objet seul pour retrouver son auteur, son usage, sa source d’énergie, son fonc­tion­nement… Quand on essaie de com­prendre le fonc­tion­nement d’un objet, de réécrire son manuel d’utilisateur, de retrouver sa méthode de conception, on appelle cela de la rétro-​​ingénierie.

Ce terme est aujourd’hui utilisé en infor­ma­tique, mais on le trouve aussi dans d’autres domaines (dans la répa­ration d’objets manu­fac­turés, en élec­tro­nique, en ufologie…).

De manière plus large, la rétro-​​ingénierie [1] peut être vue comme un principe de déduction "à rebours" des modes opé­ra­toires habi­tuelles de la recherche scien­ti­fique, puisqu’il ne s’agit pas de pro­duire une tech­nique nou­velle à partir des connais­sances acquises pré­cé­demment, et d’avancer petit à petit vers une tech­nique plus précise, plus efficace, plus puis­sante, mais de com­prendre une tech­no­logie plus avancée qui dépasse ses facultés actuelles de com­pré­hension et d’avancer plus vite que de simples tâton­ne­ments et des coups de chance.

 Définition

La rétroin­gé­nierie [2], également nommée rétro­con­ception, ingé­nierie inversée ou ingé­nierie inverse, est "l’activité qui consiste à étudier un objet pour en déter­miner le fonc­tion­nement interne ou la méthode de fabri­cation" [3].

Cette ingé­nierie inversée est une ingé­nierie essen­tiel­lement pra­tique, en ce sens qu’elle ne passe pas par les "lois" de la phy­sique. Elle s’appuie uni­quement sur l’analyse des événe­ments et en déduit les causes pos­sibles et les réponses à avoir [4]. Cette logique peut s’appliquer dans de nom­breux domaines, et pas seulement ceux liés à des objets physiques…

 Les origines de la rétroingénierie

Les peuples de l’Antiquité com­mu­ni­quaient, copiaient leurs voisins et envoyaient leurs élites apprendre auprès des castes les plus savantes. Ainsi, les Egyp­tiens récu­pé­rèrent la tech­nique du char chez les Assy­riens, les phi­lo­sophes Grecs (Solon, Thalès, Platon…) par­tirent apprendre les mathé­ma­tiques auprès des Egyp­tiens, les pre­miers Romains rem­pla­cèrent leurs bou­cliers ronds par des bou­cliers ovales comme ceux des Celtes et imi­tèrent les Gaulois qui fabri­quaient des côtes de maille et des casques…

Les Romains en par­ti­culier, nous raconte l’historien Polybe, avait récupéré une birème phé­ni­cienne et étudié la façon dont elle était construite pour copier son procédé de stan­dar­di­sation et accé­lérer la pro­duction de leurs propres navires.

Les pre­miers médecins qui pra­ti­quèrent vivi­section et dis­section sur des cadavres essayaient de com­prendre comment fonc­tionnait le corps humain. Il s’agit donc d’un type de rétroin­gé­nierie basé sur la biologie.

De même, les phy­si­ciens Faraday, Ampère, Watt, Edison et Ben­jamin Franklin ont essayé de com­prendre le phé­nomène de l’électricité et celui de la foudre. L’excitation des pattes de gre­nouille par l’électricité avait créé un débat entre ceux qui pen­saient que la vie était animée par l’électricité (ce qui donna le mythe de Fran­ken­stein…) et ceux qui dis­tin­guaient l’électricité phy­sique et l’électricité animale (ce qui dériva vers l’idée d’un magné­tisme animal…). Ils essayaient chacun à leur manière de percer les secrets de mère Nature. Il s’agit d’une forme de rétro-​​ingénierie appliqué à la physique.

 Les applications en informatique

A partir des cir­cuits infor­ma­tiques, il est pos­sible, à partir d’algorithmes spé­ci­fiques (déas­sem­bleur, décom­pi­lateur), de retrouver les bases du pro­gramme infor­ma­tique qu’il génère. La "rétroin­gé­nierie logi­cielle" peut également s’appliquer à la récu­pé­ration des données entre un ordi­nateur et son péri­phé­rique, qui permet de com­mu­niquer à son tour avec le péri­phé­rique. Ce type de rétro-​​ingénierie est en par­ti­culier utilisé pour la pro­duction de logi­ciels libre pour la fabri­cation de pilotes (pour impri­mantes, webcam, cartes graphiques…).

La rétroin­gé­nierie logiciel pose le pro­blème de la légalité. Le film Pay­check, inspiré d’une nou­velle de Philip K. Dick, met d’ailleurs en scène au début du film un per­sonnage qui est payé pour com­prendre la tech­no­logie uti­lisée par un concurrent à partir de l’objet phy­sique. En évitant de voler les codes et les plans de ses adver­saires, le "copieur" peut faire croire à une décou­verte simul­tanée et amé­liorer encore la tech­no­logie qu’il a copiée.

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​Source : 3dscanco​.com

 Les applications en cryptographie

Consé­quence la rétro-​​ingénierie en infor­ma­tique, ce type de rétro-​​ingénierie essaie de décrypter le système de déchif­frement d’un logiciel crypté ou sim­plement encodé.

Par exemple, un code qui rem­pla­cerait toutes les lettres de l’alphabet par des chiffres cor­res­pon­dants uti­li­serait une table de déchif­frement très simple (A=1 ; B=2…). Il suf­firait de lister les nombres uti­lisés pour s’apercevoir qu’il n’y en a que 26 et que le chiffre le plus utilisé est le 5, qui cor­respond au E, la lettre la plus fré­quente de la langue française.

Il existe évidemment des codes beaucoup plus com­plexes, mais les "cas­seurs de code", comme cer­tains détec­tives pour résoudre des énigmes poli­cières [5], com­mencent tou­jours pas lister les infor­ma­tions en leur pos­session, puis essayaient de regrouper les points communs, de voir les dif­fé­rences, bref d’établir une analyse qui peut être logique ou statistique.

Il ne part pas de rien, puisqu’il existe un nombre limité de modes de cryptage, mais il faut ensuite trouver la bonne clef pour lire le message. De toute façon, le système de déchif­frement sera moins com­plexe que la liste des codes à déchiffrer, non pas parce qu’il permet de lire clai­rement le message codé, mais sim­plement parce que le nombre d’opérations à effectuer se réduit à un nombre de signes plus réduit que le message plus réduit. Le déchif­frement d’un code cor­respond donc à une tech­nique de réduction des données, en éliminant toute réfé­rence au "sens" de ces données. Le sens du message ne vient qu’après opé­ration du code de décryptage, comme mode de véri­fi­cation si on veut.

 Les applications en linguistique

Cham­pollion a procédé par rétroin­gé­nierie pour déchiffrer ou décoder le système des hié­ro­glyphes, et ce, notamment grâce à la Pierre de Rosette. La répé­tition de cer­tains sym­boles le mettait sur la voie d’une tra­duction lit­térale, mais Champion a fini par découvrir que les hié­ro­glyphes n’utilisaient pas seulement des vocables ou des sym­boles mais un système mixtes qui s’appuyaient à la fois sur des sons et des sym­boles qui pou­vaient valoir un mot entier ou sim­plement rap­peler dans quel sens lire le hié­ro­glyphe précédent…

D’un certain point de vue, une autre langue est un code a percer. Les hié­ro­glyphes égyp­tiens étaient un système plus com­plexe que les langues syl­la­biques comme la nôtre. Il fallait donc pro­céder par rétroin­gé­nierie. Les glyphes maya, le linéaire A utilisé autrefois en Crète et le linéaire C qui en dérive et qui était utilisé à Chypre consti­tuent d’autres sys­tèmes de langue qu’il nous est encore impos­sible de déchiffrer. A la dif­fé­rence d’une com­mu­ni­cation codée, les Mayas, les Crétois et les Chy­priotes de l’antiquité ne sont plus là pour com­mu­niquer entre eux, les scien­ti­fiques doivent donc faire avec le corpus qu’ils possèdent…

 Les applications en biologie et en robotique

Que ce soit pour com­prendre la façon dont com­mu­niquent les animaux (abeilles, fourmis, dau­phins…) ou la manière dont les êtres vivants apprennent à se déplacer, construisent des nids, des toiles d’araignées… les scien­ti­fiques peuvent s’inspirer de ce qui existe pour construire des modèles et es appliquer par exemple en robo­tique. Il s’agit aussi d’une forme de rétroingénierie.

D’ailleurs, la cyber­né­tique inventée dans les années xxx prenait pour modèle le fonc­tion­nement (d’un point de vue logique) des neu­rones de notre système nerveux. Le système de feedback qui est l’origine de la cyber­né­tique s’appelle d’ailleurs le "neurone formel de Muc­Culloch et Pitts" [6].

 Les applications en ufologie

En ufo­logie, on utilise parfois le terme de "rétro-​​ingénierie" pour désigner la récu­pé­ration de tech­no­logies extra-​​terrestres, en par­ti­culier à partir du crash supposé d’un OVNI à Roswell (Nouveau Mexique, Etats-​​Unis) en 1947. En effet, des avancées tech­no­lo­giques majeures ont été réa­lisées aux Etats-​​Unis dans les années 50, le tran­sistor, la fibre optique, etc.

Evi­demment, on peut aussi trouver des pré­cur­seurs à ces inven­tions. Les défen­seurs de la rétro-​​ingénierie en matière ufo­lo­gique rétor­queront que Roswell n’a fait qu’accélérer des décou­vertes qui auraient peut-​​être été faites des années plus tard et que cette tech­no­logie exi­geait jus­tement un minimum de connais­sances scien­ti­fiques pour être com­prise et reproduite.

Dans l’état actuel de nos connais­sances sur l’affaire Roswell, il ne semble pas qu’il y ait eu de rétro-​​ingénierie concernant le tran­sistor et la fibre optique, mais il y a bien eu des ten­ta­tives de création d’avions furtifs de forme ronde sou­levés par une série de tur­bines situées autour du cockpit [7]. Cet objet n’ayant jamais réussi à voler avec effi­cacité, où ont-​​ils pris l’idée de faire voler un avion en forme de "sou­coupe volante" ? Simple coïn­ci­dence ? Volonté de mani­pu­lation de l’opinion pendant la guerre froide ? Les docu­ments déclas­si­fiées de la NASA [8]viennent de faire rebondir l’hypothèse ufo­lo­gique : plu­sieurs corps ayant été retrouvés par les mili­taires sur le lieu du crash, il ne pouvait pas s’agir d’un ballon sonde comme le gou­ver­nement l’avait affirmé pendant des années (et continue de l’affirmer). Si extra-​​terrestres il y avait, alors quelle forme avait leur appareil ?

L’idée de la décou­verte d’une tech­no­logie "alien" par les êtres humains a été exploité par le film et la série Stargate  : dans cette his­toire, des extra-​​terrestres ont ins­tallé des "portes des étoiles" sur les pla­nètes pour pouvoir se télé­porter aisément entre les mondes. Les hommes du XXe siècle découvrent un exem­plaire de cette porte dans les sables d’Egypte et com­mencent leur explo­ration de l’Univers. De même, quelques années plus tard, ils découvrent un vaisseau laissé sur Terre par les "Anciens", Atlantis, et tentent de percer son fonctionnement…

 Les applications en archéologie et en ethnologie

L’archéologue se trouve parfois confronté à des objets ou à des monu­ments construits avec des tech­niques qu’il ne connaît pas, sans notice expli­cative. Les étapes inter­mé­diaires n’existent pas ou sont très éloi­gnées du résultat final, comme les pyra­mides du plateau de Gizeh en Egypte ou la machine d’Anticythère [9].

De même, l’ethnologie qui découvre une nou­velle tribu, un nouveau peuple, décou­vrait en même temps une nou­velle langue, un nouveau système de parenté, une nou­velle économie, une nou­velle religion, de nou­velles tech­niques de chasse, etc. Ce sont dans les pre­miers mois, dans les pre­mières semaines, que l’ethnologue applique les prin­cipes de la rétro-​​ingénierie puisqu’il essaie de com­prendre comment fonc­tionne une société à partir des com­por­te­ments de ses membres, en essayant de s’adapter à eux. Il produit déjà ses pre­mières "règles" pour expliquer ce qu’il voit. Ce n’est qu’après l’apprentissage de la langue qu’il affinera ses concep­tions par un dia­logue avec les membres de la communauté.

 Les applications en psychologie

La psy­cho­logie com­por­te­mentale, à l’opposé de la psy­cha­nalyse, chercher à modifier le com­por­tement des per­sonnes et à les aider à vivre avec leur phobie, par exemple, sans chercher à com­prendre comment fonc­tionne la "boîte noire" de notre cerveau, ni à chercher les causes de ces phobies. Or, les résultats de la psy­cho­logie com­por­te­mentale sont très pro­bants et par­viennent à diminuer la phobie, voire à la faire dis­pa­raître. Ses détrac­teurs indiquent qu’un pro­blème psy­cho­lo­gique (un refou­lement), s’il ne peut pas s’exprimer au travers de cette phobie, s’exprimera d’une autre manière dans le com­por­tement ou le corps de la per­sonne. Le fait est qu’elle donne une réponse immé­diate à la souf­france de la per­sonne et qu’elle lui permet de vivre mieux.

D’une cer­taine manière, la psy­cho­logie com­por­te­mentale est une forme de rétroin­gé­nierie, qui déduit un état de crise à partir du com­por­tement de la per­sonne et propose une liste d’actions pro­gres­sives qui dimi­nuent le stress et aident la per­sonne à sur­monter ses craintes.

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​Source : proftnj​.com

 Les applications en physique quantique

La phy­sique quan­tique est une forme très claire de rétro-​​ingénierie car les sta­tis­tiques per­mettent de décrire le com­por­tement "hasardeux" des par­ti­cules, sans que l’on com­prenne exac­tement comment et pourquoi les par­ti­cules agissent de cette manière. Ces sta­tis­tiques sont d’autant plus effi­caces qu’elles s’appliquent à des par­ti­cules dans leur ensemble et non pas à une par­ticule isolée [10]. C’est pourquoi Ein­stein s’opposait à la théorie quan­tique : elle rem­place des lois par des sta­tis­tiques. Or "Dieu ne joue pas aux dés", disait-​​il. Aujourd’hui, la phy­sique quan­tique est uti­lisées dans toutes les tech­no­logies modernes sans que l’on com­prenne "comment ça marche", comment fonc­tionne le monde des par­ti­cules et comment il s’articule avec notre univers quo­tidien et les lois de la physique.

 Les applications sociologiques et philosophiques

Il est pro­bable que beaucoup de nos com­por­te­ments sont dictés par des croyances sur l’état du monde, la façon dont il fonc­tionne (avec ou sans Dieu), les com­por­te­ments attendus par les autres (ce qu’il faut faire/​ne pas faire en société), etc. Quand ces com­por­te­ments ne pro­duisent pas l’effet attendu, cela étonne mais cela peut aussi engendrer de la souf­france. On cherche ensuite à se ras­surer ou on change sa "règle" de vie. Pourtant, nous pouvons vive sans ces "règles". Nous ne savons vraiment comment pensent les autres mais nous vivons avec eux ; nous ne savons pas exac­tement ce que animent nos diri­geants mais nous votons pour eux ; nous ne savons pas en détail comment le monde fonc­tionne mais nous vivons dedans. Au final, nous connaissons vraiment très peu de choses sur ce qui nous entoure mais, étran­gement, cela ne nous empêche d’évoluer dans ce monde.

De ce point de vue, les "modèles com­por­te­mentaux" seraient plus impor­tants que les croyances qui y sont asso­ciées. Ainsi, les rituels reli­gieux seraient plus impor­tants que les croyances, les actions morales que les inten­tions, etc.

 Logique de la rétroingénierie

La rétroingénierie s’appuie sur trois outils :

  1. Le jeu des questions-​​réponses, qui, régu­liè­rement enre­gis­trées, per­mettent de lister les actions et les réac­tions, puis d’étudier les occur­rences pour en tirer des règles de com­por­tement : c’est la base de l’apprentissage auto­ma­tique utilisé par cer­tains jeux vidéos pour anti­ciper les déci­sions du joueur, par des navi­ga­teurs Internet qui s’adaptent à vos habi­tudes…
  2. L’algorithme : les actions et les consé­quences pos­sibles peuvent être for­ma­lisées sous la forme d’un algo­rithme ; l’intérêt de l’algorithme réside dans la non-​​rétroactivité du pro­cessus, c’est-à-dire qu’il n’y a pas d’égalité entre A=>B et B=>A, et dans sa non-​​transitivité (Si A=>B et que B=>C, alors on NE peut PAS dire que A=>C) : il permet de résoudre des pro­blèmes avec des infor­ma­tions par­cel­laires, d’explorer des ter­ri­toires asy­mé­triques, de recon­naître un visage sous dif­fé­rents angles, de suivre… [11]
  3. Le modèle : la rétroin­gé­nierie devient efficace et capable de repro­duire ou de pro­duire un objet fonc­tionnel à partir du moment où elle devient capable de créer un modèle (réel ou mental) de l’objet d’origine. Ce modèle sera plus facile à construire s’il est plus simple que celui d’origine. L’enjeu de la construction d’un modèle, à la façon d’un modèle réduit, est de réduire l’objet d’origine à ses spé­ci­fi­cités les plus géné­rales, à ses réac­tions habi­tuelles et arché­ty­pales, comme le neurone formel de la cyber­né­tique est la réduction aux seuls rap­ports élec­triques du neurone bio­lo­gique, sans tenir compte de la com­mu­ni­cation chimique/​hormonale qui existe au niveau du cerveau.

 Conclusion

En élar­gissant l’ingénierie à l’ensemble des tech­niques, nous avons vu que la rétroin­gé­nierie devait recevoir une défi­nition plus large. Le terme d’objet devrait être rem­placé par celui de "signi­fiant", de "système" ou de "tech­nique". En soi, le mode d’interrogation que suppose la rétroin­gé­nierie peut s’appliquer à tous les aspects d’un objet x : le pro­cessus de fabri­cation, le fonc­tion­nement et sa finalité.

Dans le roman de science-​​fiction Stalker des frères Strou­gaski, les hommes découvrent des objets à cer­tains endroits de la terre dont ils ne mécon­naissent pas les pos­si­bi­lités et la finalité. Ces objets défiant parfois les lois de la phy­sique, ils peuvent s’avérer très dan­gereux pour ceux qui les découvrent, les "Stalkers". Les meilleurs Stalkers sont ceux adoptent les com­por­te­ments adé­quats (avancer pru­demment, se sur­veiller mutuel­lement, etc.). Ces "com­por­te­ments adé­quats" ne per­mettent pas de com­prendre la finalité de ces objets, mais ils per­mettent de les mani­puler en dimi­nuant le danger, ils forment donc des "réponses adé­quats" à la pré­sence de ces objets.

Cette logique n’est pas seulement valable pour les objets manu­fac­turés, mais aussi pour les pro­duc­tions du vivant, la psy­cho­logie, les sociétés humaine…

La rétro-​​ingénierie est une méthode qui serait uti­lisée pour ana­lyser un objet extra-​​terrestre, mais aussi pour apprendre à se servir d’un pouvoir extra-​​sensoriel. Dans les deux cas, quelque chose n’est pas expliqué, quelque chose n’est pas visible, et c’est à l’esprit humain de deviner…

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Le monde est étrange, vous ne trouvez pas ?


[1] Depuis la réforme de l’orthographe de 1991, il est pos­sible de retirer le tiret des mots com­posés. Le terme de rétroin­gé­nierie sera donc utilisé plus bas.

[2] tra­duction de l’anglais reverse engineering)

[3] Source : wiki­pedia

[4] Autrement dit, elle s’appuie sur la déduction et s’interdit toute induction. La rétroin­gé­nierie s’appuie sur ce qui est , l’’étant" de Hei­degger, pour pro­duire des effets obser­vables et mesu­rables. D’une cer­taine manière, cette manière de voir reflète plus pro­ba­blement le réel que les "lois" de la phy­sique qui peuvent tou­jours être reflète être réfutées et expli­quées par une autre loi (comme la loi de la gravité par celle de la rela­tivité res­treinte…). Le phi­lo­sophe Witt­gen­stein définit d’ailleurs le monde comme l’ensemble des événe­ments pos­sibles et le langage comme la seule arti­cu­lation pos­sible de la pensée. Arrivé au summum de son effi­cacité, la rétroin­gé­nierie devrait être capable de dupliquer un objet sans l’expliquer, comme si l’on devenait capable de parler une langue sans la comprendre.

[5] Je pense en par­ti­culier à Sherlock Holmes.

[6] Cf. la confé­rence de Macy de 1942, et la publi­cation qui en est issue : "A Logical Cal­culus of Ideas Immanent in Nervous Activity". Ce texte est également considéré comme le premier article de sciences cog­ni­tives, puisqu’il permet de rendre compte de la manière dont notre cerveau traite les infor­ma­tions qu’il reçoit. Cer­tains se sont servi de cette ana­logie "for­melle" entre le cerveau et une machine neu­ronale pour indiquer que la pensée pourrait prendre un autre support que le sub­strat bio­lo­gique. Une machine pen­sante au sens Turing ou un dia­logue "cyber­né­tique" entre l’homme et la machine devien­drait pos­sible. Cette ana­logie a été très féconde puisqu’elle est l’origine de la PNL ou Pro­gram­mation Neuro-​​​​Linguistique et des his­toires de science-​​​​fiction où un scien­ti­fique par­vient à trans­férer son esprit dans une machine, comme dans le film Tron

[7] Voir l’article de Porjet 22 sur les projets Avrocar et Silverburg

[8] Voir http://​www​.pro​jet22​.com/​​o​v​n​i​-​​​u​fo/​br…

[9] Voir l’article de Projet 22 sur Le méca­nisme d’Anticythère

[10] Il n’est d’ailleurs pas pos­sible d’isoler com­plè­tement une par­ticule, de l’observer dans son entier, car on ne peut jamais connaître à la fois sa vitesse et sa position (cf. principe d’incertitude d’Heinsenberg. La dualité onde-​​​​corpuscule cache en réalité notre incom­pé­tence à définir ce qu’est une électron, un photon ou un quark. Ces par­ti­cules sont créées par la des­cription que l’on donne du phé­nomène observé en labo­ra­toire. En soi, elles n’existent pas.

[11] La logique de la rétroin­gé­nierie l’éloigne donc mathé­ma­tiques et la rap­proche de la phy­sique, en par­ti­culier des prin­cipes de la ther­mo­dy­na­mique), avec ses lois pleines d’exceptions (entropie, flèche du temps, pro­ba­bilité quantique…).


2 votes

Commentaires

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dimanche 15 juin 2014 à 11h03 - par  Jil-​​San

article bien complet ! j’achète ! lol
à quand la création de retroin­ge­nieur et de classe de retroingenierie ?

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