Des résultats obtenus au Large Hadron Collider, ou LHC, le grand collisionneur de hadrons du Cern, pourraient remettre en cause le modèle standard, pilier de la physique des particules depuis un demi-siècle.

Sommes-nous sur le point de détecter des signes d’une physique encore inconnue ? C’est ce que semblent suggérer les résultats récents des recherches que nous menons au grand collisionneur de hadrons du Cern (Large Hadron Collider ou LHC).

Si ces indices se confirmaient, ils remettraient en cause la théorie – appelée modèle standard (MS) – qui domine la physique des particules depuis cinquante ans. Les résultats indiquent, en effet, que le comportement de certaines particules subatomiques dans le LHC n’est pas conforme aux prédictions de ce modèle.

Les particules fondamentales sont les briques élémentaires de la matière : des particules subatomiques indivisibles (qui ne peuvent pas être décomposées en unités plus petites). Quatre forces fondamentales – la gravitation, l’électromagnétisme, l’interaction faible et l’interaction forte – régissent leurs interactions.

Le LHC est un immense accélérateur de particules installé dans un tunnel circulaire de 27 kilomètres sous la frontière franco-suisse. Son objectif principal est justement de mettre à l’épreuve le modèle standard.

Cette théorie constitue notre meilleure compréhension des particules et des forces fondamentales, mais elle n’est pas complète. Elle ne rend pas compte de la gravité ni de la matière noire – cette forme de matière invisible, encore jamais mesurée directement, qui représenterait environ 25 % de l’univers.

Au grand collisionneur de hadrons, des faisceaux de protons circulant en sens opposé sont mis en collision afin de déceler des indices d’une physique encore inconnue. Les nouveaux résultats proviennent de LHCb, une expérience du LHC consacrée à l’analyse de ces collisions.

Ce résultat repose sur l’étude de la désintégration – une forme de transformation – de particules subatomiques appelées mésons B. Nous avons analysé la manière dont ces mésons B se désintègrent en d’autres particules, et constaté que ce processus spécifique n’est pas conforme aux prédictions du modèle standard.

Une théorie élégante

Le modèle standard repose sur deux des avancées les plus révolutionnaires de la physique du XXᵉ siècle : la mécanique quantique et la relativité restreinte d’Einstein.

Les physiciens peuvent comparer les mesures réalisées dans des installations comme le LHC aux prédictions issues du modèle standard afin de tester rigoureusement cette théorie. Malgré son caractère incomplet, plus de cinquante ans de tests toujours plus exigeants n’ont encore révélé aucune faille dans ce cadre théorique. Du moins, jusqu’à aujourd’hui.

Notre mesure, acceptée pour publication dans la revue Physical Review Letters, met en évidence un écart de quatre écarts-types par rapport aux prédictions du modèle standard.

Concrètement, cela signifie que, après prise en compte des incertitudes liées aux résultats expérimentaux et aux prédictions théoriques, la probabilité qu’une fluctuation aléatoire des données produise un écart aussi important – si le modèle standard est correct – est d’environ 1 sur 16 000.

Même si ce résultat reste en deçà du standard ultime de la physique – ce que l’on appelle les cinq sigma, soit cinq écarts-types (environ une chance sur 1,7 million) – les indices commencent à s’accumuler. Cette hypothèse est renforcée par des résultats issus d’une autre expérience, CMS, publiés plus tôt en 2025.

Bien que les résultats de CMS soient moins précis que ceux de LHCb, ils sont en bon accord avec ces derniers, ce qui consolide l’ensemble. Nos nouveaux résultats proviennent de l’étude d’un type particulier de processus, appelé désintégration électrofaible « pingouin ».

Des événements rares

Le terme « pingouin » désigne un type particulier de désintégration (transformation) de particules de très courte durée de vie. Dans ce cas, nous étudions la manière dont le méson B se désintègre en quatre autres particules subatomiques – un kaon, un pion et deux muons.

Avec un peu d’imagination, la configuration des particules impliquées peut évoquer la silhouette d’un pingouin. Surtout, l’étude de cette désintégration permet d’observer comment un type de particule fondamentale, le quark bottom, peut se transformer en un autre, le quark étrange.

Cette désintégration « pingouin » est extrêmement rare dans le cadre du modèle standard : sur un million de mésons B, un seul se désintègre de cette manière. Nous avons analysé avec précision les angles et les énergies auxquels ces particules sont produites lors de la désintégration, et déterminé avec exactitude la fréquence du processus. Nos mesures de ces paramètres ne correspondent pas aux prédictions du modèle standard.

L’étude fine de ce type de désintégration constitue l’un des objectifs majeurs de l’expérience LHCb depuis sa création en 1994. Les processus « pingouin » sont particulièrement sensibles aux effets de nouvelles particules potentiellement très massives, qui ne peuvent pas être produites directement au LHC. De telles particules peuvent néanmoins exercer une influence mesurable sur ces désintégrations, en plus de la contribution attendue du modèle standard. Ce type d’observation indirecte n’est pas inédit. Par exemple, une forme de radioactivité a été découverte près de quatre-vingts ans avant que les particules fondamentales qui en sont responsables – les bosons W – ne soient observées directement.

Perspectives

L’étude de ces processus rares nous permet d’explorer des aspects de la nature qui ne deviendront peut-être accessibles autrement qu’avec des collisionneurs de particules dont on ne disposera au mieux que dans les années 2070. Un large éventail de nouvelles théories pourrait expliquer nos résultats. Beaucoup d’entre elles font intervenir de nouvelles particules appelées « leptoquarks », qui unifient deux types de constituants de la matière : les leptons et les quarks.

D’autres théories envisagent des particules plus massives, analogues à celles déjà décrites par le modèle standard. Ces nouveaux résultats permettent de contraindre ces modèles et d’orienter les recherches à venir.

Malgré notre enthousiasme, des questions théoriques ouvertes subsistent et nous empêchent d’affirmer avec certitude que nous avons observé une physique au-delà du modèle standard. La principale difficulté tient aux « pingouins charmants » (charming penguins), un ensemble de processus prévus par le modèle standard dont les contributions sont extrêmement difficiles à estimer. Les évaluations récentes suggèrent que leurs effets ne sont pas suffisamment importants pour rendre compte de nos données.

De plus, la combinaison d’un modèle théorique et des données expérimentales issues de LHCb indique que ces « pingouins charmants » – et donc le modèle standard – peinent à expliquer les résultats anormaux observés.

De nouvelles données, déjà collectées, devraient nous permettre de trancher dans les prochaines années : dans nos travaux actuels, nous avons analysé environ 650 milliards de désintégrations de mésons B enregistrées entre 2011 et 2018 pour identifier ces processus « pingouin ». Depuis, l’expérience LHCb a enregistré trois fois plus de mésons B.

D’autres avancées sont prévues dans les années 2030 afin de tirer parti des futures améliorations du LHC et de constituer un jeu de données 15 fois plus important. Cette étape décisive pourrait permettre d’apporter des preuves définitives – et, peut-être, d’ouvrir la voie à une nouvelle compréhension des lois fondamentales de l’Univers.

William Barter travaille pour l’Université d’Édimbourg. Il reçoit des financements de UKRI. Il est membre de la collaboration LHCb au CERN.

Mark Smith ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

La thérapie à la lumière rouge s’impose aujourd’hui comme une tendance majeure de la « beauty tech », portée par les influenceurs et rendue accessible au travers de dispositifs à domicile. Elle est associée à des effets séduisants tels que réduction des signes de l’âge, amélioration de l’acné ou encore accélération de la cicatrisation. Que savons-nous des effets avérés ou supposés de cette technologie ? Est-elle sans risques ?

Les dispositifs de thérapie à la lumière rouge destinés au grand public se présentent le plus souvent sous la forme de masques faciaux rigides ou souples, conçus pour épouser les contours du visage. Leur prix varie d’une centaine à environ mille euros. Ils intègrent un ensemble de diodes électroluminescentes (LED) disposées sur leur face interne, émettant une lumière visible rouge, parfois associée à du proche infrarouge. L’utilisateur porte ce masque pendant une durée déterminée (généralement quelques minutes), afin d’exposer uniformément la peau à cette lumière. D’autres formats existent également, tels que des panneaux lumineux ou des dispositifs portatifs ciblant des zones spécifiques du corps, mais le masque facial constitue aujourd’hui la forme la plus emblématique.

Cet intérêt croissant pour la thérapie à la lumière rouge repose sur plusieurs facteurs complémentaires. D’une part, les avancées technologiques ont permis la miniaturisation de systèmes LED, rendant possible leur utilisation hors des cabinets médicaux. Dans ces derniers, la lumière rouge est utilisée notamment en dermatologie, où elle est employée pour le traitement de l’acné, des plaies, des ulcères et des cicatrices. D’autre part, ces dispositifs sont souvent présentés comme des solutions non invasives, ce qui contribue à leur accessibilité et à leur adoption par le grand public. Enfin, les réseaux sociaux participent à leur visibilité, en diffusant des retours d’expérience et des contenus d’usage, qui s’ajoutent aux publications scientifiques et aux communications commerciales existantes.

Commençons par préciser ce que l’on appelle thérapie à la lumière rouge. Aussi appelée photobiomodulation, elle repose sur l’utilisation de longueurs d’onde spécifiques, généralement comprises entre 630 et 660 nm, parfois étendues au proche infrarouge (environ 800–900 nm). Ces longueurs d’onde peuvent pénétrer dans la peau jusqu’au derme sans provoquer d’échauffement significatif ou de dommages comparables aux UV.

Quels sont les effets biologiques de la photobiomodulation ?

Au niveau biologique, la photobiomodulation serait liée à plusieurs mécanismes cellulaires encore en cours d’étude. Le mécanisme principal évoqué dans les travaux repose sur une interaction avec les mitochondries (petites structures cellulaires qui produisent l’énergie – sous forme d’une molécule appelée adénosine triphosphate : ATP – à partir des nutriments et de l’oxygène), en particulier avec l’enzyme cytochrome c oxydase, un acteur clé de la chaîne respiratoire. Plusieurs travaux suggèrent que cette enzyme agit comme un chromophore capable d’absorber la lumière rouge, entraînant des modifications de son état redox (gain ou perte d’électrons) et une stimulation du métabolisme, notamment via une augmentation de la production d’ATP et l’activation de voies de signalisation intracellulaires.

Ces processus s’accompagnent de plusieurs effets biologiques principalement observés in vitro et dans des modèles animaux. Une augmentation de la production d’ATP a notamment été mesurée après exposition à ces longueurs d’onde. Par ailleurs, la lumière semble moduler le stress oxydatif, c’est-à-dire le déséquilibre entre la production de molécules réactives de l’oxygène et les systèmes de défense antioxydants de la cellule. Ce déséquilibre est susceptible d’endommager les lipides, protéines et l’ADN lorsqu’il est excessif, mais peut aussi jouer un rôle de signal biologique à faible niveau. Ce processus implique notamment une production contrôlée d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de monoxyde d’azote, deux molécules impliquées dans les voies de signalisation cellulaire. Enfin, ces signaux biochimiques activent des cascades intracellulaires (kinases, facteurs de transcription) favorisant des processus de réparation et de régénération tissulaire.

Des effets modestes

Ces mécanismes restent encore débattus, notamment concernant le rôle exact du cytochrome c oxydase, dont l’implication directe n’est pas unanimement démontrée. Malgré ces incertitudes mécanistiques, la photobiomodulation a été largement étudiée sur le plan clinique, avec des résultats globalement positifs mais variables selon les indications.

Dans le cas du vieillissement cutané, plusieurs essais rapportent une légère amélioration des rides fines, de la texture et de l’élasticité de la peau après plusieurs semaines de traitement. Ces effets seraient liés à la stimulation des fibroblastes (cellules de base des tissus conjonctifs) et à l’augmentation de la production de collagène. Une revue souligne que les effets observés sont réels mais hétérogènes et encore mal standardisés.

Concernant la cicatrisation, les données suggèrent un potentiel effet, mais les preuves restent encore incomplètes et parfois contradictoires. La lumière rouge pourrait intervenir dans les différentes phases de la réparation tissulaire (inflammation, prolifération et remodelage) en stimulant l’activité de cellules clés comme les fibroblastes et les macrophages (cellules du système immunitaire). Elle favoriserait ainsi la production de collagène, la migration cellulaire et possiblement l’angiogenèse (formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux existants), contribuant à la reconstruction du tissu lésé. Cependant, les données cliniques sont hétérogènes : certaines études montrent une accélération de la cicatrisation, tandis que d’autres ne retrouvent pas d’effet significatif.

Enfin, dans le traitement de l’acné, la lumière rouge agit principalement par des effets anti-inflammatoires et une modulation de l’activité des glandes sébacées (situées dans la peau et impliquées dans la synthèse et sécrétion du sébum). Les études rapportent une diminution des lésions inflammatoires et des rougeurs, avec des résultats globalement modérés et variables selon les protocoles. Elle est souvent plus efficace lorsqu’elle est combinée à d’autres thérapies lumineuses.

Un niveau de preuve limité

Malgré des résultats encourageants dans plusieurs domaines, la photobiomodulation reste une discipline en développement, dont le niveau de preuve est limité par plusieurs facteurs méthodologiques. De nombreuses études reposent sur des effectifs réduits, ce qui limite la robustesse statistique et la généralisation des résultats. Par ailleurs, l’hétérogénéité des protocoles expérimentaux (durée d’exposition, intensité lumineuse, fréquence des traitements) complique la comparaison entre études et peut expliquer certaines divergences observées.

Ces limites méthodologiques contrastent avec la diffusion rapide de dispositifs grand public (masques LED, panneaux, appareils portatifs), aux performances variables et peu standardisées. L’écart entre les conditions expérimentales (paramètres contrôlés, doses précises, suivi médical) et l’usage domestique peut conduire à une surestimation des effets, parfois amplifiée par des discours commerciaux optimistes.

En résumé, la photobiomodulation repose sur des mécanismes biologiques plausibles et des résultats expérimentaux et cliniques encore partiellement concordants. Le niveau de preuve reste à ce jour modéré, en raison notamment du nombre limité d’essais randomisés contrôlés de grande ampleur et de l’hétérogénéité des protocoles. Les données disponibles suggèrent des effets potentiels dans plusieurs indications dermatologiques, mais leur amplitude et leur reproductibilité varient selon les conditions d’utilisation. Cette technologie s’inscrit ainsi dans un champ de recherche en structuration, nécessitant des études complémentaires standardisées afin de préciser ses indications et ses paramètres optimaux.

Dans ce contexte, des effets indésirables restent rares mais possibles, principalement sous forme d’irritations cutanées transitoires ou d’inconfort oculaire en cas de mauvaise utilisation. Les données actuelles ne mettent pas en évidence de toxicité majeure aux paramètres utilisés en photobiomodulation, mais les effets d’un usage prolongé ou non encadré restent encore insuffisamment documentés. Certaines situations peuvent également nécessiter des précautions particulières, notamment chez les personnes présentant une sensibilité accrue à la lumière ou des pathologies dermatologiques spécifiques.

L’utilisation de dispositifs commerciaux de lumière rouge doit donc être envisagée avec prudence, en particulier en dehors d’un cadre médical. Il est recommandé de solliciter un avis médical ou dermatologique en cas d’usage à visée thérapeutique. Par ailleurs, les dispositifs disponibles sur le marché présentent une qualité variable : il convient de vérifier des paramètres tels que la longueur d’onde (généralement 630–660 nm pour le rouge), la puissance d’émission, ainsi que la présence de certifications de sécurité.

Coralie Thieulin ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Vous lancez une machine, versez une dose de lessive et attendez un linge propre : taches éliminées, fibres et couleurs préservées, même à basse température. Derrière ce geste quotidien se cache une chimie sophistiquée. Les formulations actuelles mobilisent souvent plus de 30 ingrédients, chacun jouant un rôle précis. Pourtant, on voit apparaître des lessives mettant en avant des listes plus courtes, parfois réduites à moins de 10 composants, portées par une demande de transparence et de moindre impact environnemental. Mais peut-on vraiment simplifier sans perdre en efficacité ?

Une lessive ne se contente pas de nettoyer. Elle doit simultanément décoller les salissures, préserver les tissus et fonctionner dans des eaux de qualité variable. Pour y parvenir, chaque ingrédient remplit un rôle précis. Les tensioactifs forment la colonne vertébrale de la formulation. Leur structure amphiphile – une tête hydrophile avec affinité pour l’eau et une chaîne hydrophobe attirant les graisses – leur permet de s’intercaler entre les salissures et les fibres, de les décoller et de les maintenir en suspension dans le bain de lavage.

Les enzymes complètent cette action en ciblant des taches spécifiques : les protéases décomposent les taches protéiniques (sang, œuf), les amylases s’attaquent aux amidons (sauces, pâtes, riz), tandis que les lipases hydrolysent graisses et huiles. Leur efficacité à basse température explique en grande partie pourquoi les lessives modernes peuvent nettoyer sans chauffer fortement l’eau. D’autres ingrédients assurent des fonctions complémentaires, comme l’efficacité du lavage en eau dure (une eau riche en ions calcium et magnésium, une eau calcaire), la stabilité de la formulation ou la limitation de la redéposition des salissures sur les fibres.

Cette complexité s’est construite au fil des décennies pour répondre à des exigences toujours plus élevées. Certaines fonctions restent difficiles à concilier : améliorer la blancheur peut altérer les couleurs vives, tandis que renforcer l’efficacité à basse température exige souvent des systèmes enzymatiques plus élaborés. Notons que la réglementation européenne n’impose pas l’affichage de la liste complète des ingrédients sur l’emballage, mais seulement des classes de composants avec des fourchettes de pourcentages. Obtenir la liste exhaustive reste souvent complexe pour le consommateur. Si la liste détaillée est théoriquement accessible en ligne, elle est en pratique plus ou moins facile à consulter, parfois dispersée dans des documents techniques.

Les deux moteurs de la simplification

Les formulations tendent aujourd’hui à se raccourcir sous l’effet de deux dynamiques. La première est réglementaire. Ainsi, les phosphates, autrefois largement utilisés comme agents séquestrants, ont été fortement limités puis pratiquement éliminés des lessives ménagères en Europe depuis 2013. Rejetés dans les eaux usées après le lavage, les phosphates contribuent à l’eutrophisation des milieux aquatiques, c’est-à-dire à un enrichissement excessif en nutriments. Ils favorisent ainsi la prolifération d’algues, qui appauvrit l’eau en oxygène et peut entraîner une perte de biodiversité.

La seconde dynamique est sociétale. Une demande croissante de transparence et de réduction de l’empreinte environnementale pousse les fabricants à proposer des formules plus courtes. Azurants optiques, qui donnent une impression de blancheur plus éclatante sans agir directement sur le nettoyage, parfums, conservateurs, remplissent des fonctions réelles, mais sont de plus en plus contestés pour leurs effets allergènes potentiels ou leur persistance dans l’environnement. Certains labels, comme l’Écolabel européen, vont au-delà de la réglementation en les excluant ou en les limitant strictement, privilégiant certains critères écologiques au détriment d’autres performances.

Simplifier, c’est arbitrer

Réduire le nombre d’ingrédients ne consiste pas à supprimer des composants sans conséquence. Il s’agit de recomposer un nouvel équilibre entre contraintes souvent contradictoires.

Le cercle de Sinner, cadre classique en chimie du lavage, illustre ces arbitrages. Il repose sur quatre paramètres interdépendants : action chimique, température de l’eau, temps de contact et action mécanique. Pour obtenir un niveau de propreté donné, ces facteurs se compensent : réduire l’un impose d’en renforcer un autre.

C’est exactement la logique des programmes « éco » des machines à laver : en abaissant la température à 30 ou 40 °C au lieu de 60 °C, ils allongent la durée du cycle. Si cette baisse de température permet de réduire la consommation d’énergie, elle peut rendre aussi le lavage moins efficace, ce qui nécessite des formulations souvent plus sophistiquées, capables d’agir à froid. Le lavage à basse température ne simplifie donc pas nécessairement les formules, et peut au contraire conduire à les complexifier.

Du bidon à la dosette : la complexité change de forme

L’évolution des formats de lessive illustre la manière dont la complexité est parfois redistribuée plutôt qu’éliminée. Les lessives liquides, aujourd’hui dominantes, sont pratiques et efficaces à basse température, mais transportent une part importante d’eau, souvent plus de la moitié de la formulation et nécessitent des conservateurs. Les formats concentrés ou solides visent à réduire l’emballage et l’impact du transport, mais nécessitent un dosage plus précis de la part du consommateur.

Dans ce contexte, le volume du flacon n’est pas toujours un bon indicateur : les fabricants indiquent généralement sur l’emballage le nombre de lavages, qui reflète mieux la concentration et facilite la comparaison entre produits.

Le surdosage reste fréquent : par habitude ou par crainte d’un résultat insuffisant, beaucoup de consommateurs versent plus que la dose recommandée. Au-delà d’un certain seuil, les tensioactifs supplémentaires n’améliorent plus le nettoyage ; ils sont simplement rejetés dans les eaux usées, augmentant inutilement la charge environnementale.

Les dosettes multi-compartiments offrent une autre réponse élégante : en séparant physiquement des ingrédients incompatibles (certaines enzymes et agents oxydants qui se neutraliseraient dans un mélange unique), elles préservent l’efficacité de chacun jusqu’au moment du lavage, tout en imposant une dose prédéfinie qui limite mécaniquement le surdosage. La complexité chimique n’a pas disparu ; elle a simplement été intégrée dans l’architecture du produit.

Performance maximale ou performance suffisante ?

Le véritable enjeu réside ici. Les lessives classiques sont conçues selon une logique de performance maximale : elles doivent venir à bout des situations les plus exigeantes – taches tenaces, eau très calcaire, textiles délicats – même si ces cas restent minoritaires dans la vie quotidienne.

Pourtant, l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) le rappelle : la très grande majorité du linge porté n’est que peu ou modérément sale, et il est recommandé d’espacer les lavages. Viser systématiquement la performance maximale revient à surdimensionner la formulation pour des usages qui ne le justifient pas. Dans la pratique, pour le linge du quotidien, des doses modérées et des cycles à basse température sont généralement suffisants. À l’inverse, pour des taches plus tenaces – vêtements de sport ou de travail –, il peut être plus pertinent d’avoir recours à des détachants ciblés plutôt que d’augmenter systématiquement les doses de lessive.

Adapter les formulations aux usages majoritaires implique donc de passer d’une approche universelle à une logique de performance suffisante, c’est-à-dire une efficacité adaptée à la grande majorité des lavages quotidiens. Ce n’est pas une régression technique, mais un choix de conception assumé qui rend enfin visibles les arbitrages. Les lessives pour linge blanc (avec agents de blanchiment et azurants optiques) et celles pour linge foncé (sans ces composants pour préserver les couleurs) en sont l’illustration parfaite : on ne peut pas optimiser simultanément ces deux objectifs.

Enfin, le prix joue un rôle important. Les lessives revendiquant une formulation plus simple ou un impact réduit sont souvent plus chères à l’achat que les produits classiques, en raison du coût plus élevé des ingrédients alternatifs d’origine végétale ou biodégradable, des volumes de production généralement plus faibles et des certifications spécifiques. Toutefois, ce surcoût à l’achat ne se traduit pas nécessairement par un coût plus élevé à l’usage. Grâce à une concentration souvent supérieure et à un dosage plus précis, le prix par lavage peut s’approcher, voire s’aligner sur celui des lessives classiques, notamment avec les marques de distributeurs écologiques qui offrent aujourd’hui un excellent rapport qualité-prix.

Au fond, la simplification ne change pas seulement les formules, elle interroge aussi nos habitudes d’usage. Et c’est peut-être là son véritable apport : non pas viser une performance maximale en toutes circonstances, mais ajuster le niveau de performance réellement nécessaire selon les situations.

Véronique Sadtler ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.