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lu pour vous numéro 60

Détails
« Lu pour vous » n° 60*
Sommaire
 
 
lpv601La force du premier transporteur du monde de colis ? Une qualité de service codifiée en 340 règles de conduite, et une organisation quasi militaire déployée dans tous les pays.
 
L’hégémonie :
 
Chiffre d’affaires dans les colis express en 2012 (en milliards d’euros) :
UPS : 33 / FedEx : 27 / DHL(Deutsche Post) :12,8 / US Post Services : 8,5 / TNT : 7,3 / La Poste : 5,6
Leader mondial de la livraison de colis : 4 milliards par an. Huitième flotte aérienne du monde, ce mastodonte génère 54 milliards de dollars de chiffre d’affaires et croule sous 6 milliards de cash.
UPS est deux fois plus rentables que ses concurrents les plus doués : 14% de marge opérationnelle quand FedEx et DHL, plafonnent à 8%, et TNT à moins de 3%.
 
lpv602«UPS a le même goût partout dans le monde », confirme Grégory GOBA-BLE, patron en France. «On n’aime pas démarrer une activité bricolée à la va-vite. Mais une fois qu’elle est au point, on la déploie partout ». Il a ainsi lancé, début 2013, le fret express, des palettes livrées en 24 ou 48 heures dans 40 pays d’un coup. La grande armée : 528 avions (dont 235 en propre) / 96 173 camions / 399 000 employés
 
Chaque employé a une routine, parfaitement rodée, et chaque poste une fiche très détaillée (cinq minutes de bouchon par camion coûte 105 millions de dollars par an. Chaque année, UPS dépense 4 milliards de dollars en fuel).
 
Tri des colis (dans le hub de Cologne, Allemagne) : les colis déchargés rejoignent un formidable circuit de tapis roulants qui forment des kilomètres de montagnes russes. A Cologne, son premier centre européen, UPS dispatche 190 000 colis par heure. Mais c’est Louisville, grâce à un investissement de 1 milliard de dollars, qui détient le record mondial de 416 000 colis par heure.
 
Louisville  est quasiment privatisé par la société. Le ballet des 130 atterrissages-décollages chaque nuit est organisé par 20 000 employés ! UPS gère dans les airs près de 40% des 16 millions de colis par Jour.
 
Source : CHALLENGES, N° 364- 7 novembre 2013,  signé Alice MERIEUX
 
 
lpv603La première hydrolienne raccordée au réseau électrique sera installée en mars près de l’île d’Ouessant, dans le Finistère.
Baptisé  Sabella, l’hydrolienne développée par la société française du même nom devra être immergée dès mars en Bretagne dans le passage du Fronveur, lieu de très forts courants, et raccordée au réseau électrique de l’île d’Ouessant. Avec ses 10 mètres de diamètre et son rotor activé à seulement dix tours par minute, cette hydrolienne pourrait produire de l’électricité pendant des années sans besoin de maintenance. »Avec une puissance d’un mégawatt, elle alimentera jusqu’à 600 foyers en électricité», indique Jean-François DAVIAU, président de Sabella. Une aubaine pour l’ile d’Ouessant, non raccordée au réseau national et alimentée par des groupes électrogènes coûteux. Dès 2016, elle pourra bénéficier d’une ferme de cinq hydroliennes, couvrant ainsi la moitié de sa population en électricité.
 
Source : LA  RECHERCHE, N° 481, novembre 2013, signé L.L.
 
 
lpv604Pas une semaine ne passe sans l’annonce d’un nouvel exploit réalisé par une imprimante 3D : ici un fusil automatique pour fanatiques des armes, là un gâteau avec ses décorations, quand ce n’est pas un projet de base lunaire à imprimer sur place.
 
Ces nouveaux outils ont été popularisés en 2006, avec l’apparition de la RepRap, imprimante tridimensionnelle conçue pour être auto réplicative, c’est-à-dire capable de produire les composants d’une machine qui serait sa copie. Mais il n’était alors question que de la fabrication couche par couche, par dépôt d’un fil de plastique fondu, d’objets conçus à partir d’un modèle 3D sur ordinateur. Aujourd’hui, le concept est le même, mais de nouvelles variantes utilisant toute sorte de matériaux sont apparues.
 
La plus surprenante est probablement l’impression de tissus vivants par dépôt de cellules. De nombreux laboratoires dans le monde planchent sur ces technologies avec l’ambition de fabriquer des organes transplantables : vessie, foie, cœur, os, muscles… Certains y voient déjà la révolution de la médecine régénératrice avec l’avènement de futures usines à organes !
 
Source : LA  RECHERCHE, N° 481, novembre 2013, signé Olivier HERTEL
 
 
lpv605C’est un moteur invisible à l’œil nu, à peine un point au creux de la main… et pourtant il tourne !
 
Formé d’une seule molécule de méthyl-butyle-sulfide déposée sur une surface de cuivre conductrice, le plus petit engin au monde, obtenu par les chercheurs de la Tuffs University (Massachusetts,U.S.A.), a un diamètre d’un nanomètre. Un milliardième de mètre. Mille fois plus petit que l’épaisseur d’un cheveu. Il ouvre la voie à des applications qui relevaient jusqu’à présent  de la science-fiction : piloté à distance, il pourrait pénétrer dans les vaisseaux et réparer les dégâts causés par un AVC, ou encore déposer un atome sur une cellule.
 
Ce moteur est l’une des dernières réalisations engendrées par la  «révolution nano» qui s’est imposée en moins de trois décennies, suivant la tendance de l’électronique à la miniaturisation  et profitant de la découverte de formes inattendues du carbone, comme le fullerène ou le graphène. Une révolution qui autorise les chercheurs à fabriquer, assembler et utiliser des structures d’une dizaine d’atomes…. Et promet des nano machines, capteurs-sondes et autres instruments capables de se loger dans  les replis du cerveau ou sous la peau, ou encore de former une poussière invisible pour faire inhaler des produits actifs dans le but de guérir… ou de contrôler.
 
Si cette nano-ingénierie se révèle fascinante, notamment lorsqu’elle est utilisée pour améliorer les performances du vivant, ou collecter de l’information, elle ne manque pas d’inquiéter, et de susciter la polémique. En effet, à l’échelle nanométrique, la matière présente des propriétés physico-chimiques différentes de celles que nous lui connaissons habituellement. D’abord à cause de l’extrême réactivité des nanoparticules. Une masse réduite en particules nanométriques acquiert une surface bien plus importante que  si elle formait un seul bloc.
 
Or la réactivité chimique est proportionnelle à la surface de mise en contact. Une expérience de petit déjeuner la montre bien : dans le lait, mieux vaut utiliser du chocolat en poudre qu’en tablette, la grande surface de contact apportée par l’état de particules favorisant la solubilité !  
 
Autre sujet d’inquiétude : la matière adopte, à ces dimensions, un comportement quantique, cette physique étrange qui s’applique au monde subatomique et prévoit qu’une seule particule se trouve dans deux endroits à la fois, ou encore traverse allègrement des barrières infranchissables comme celle d’une membrane cellulaire...
 
A l’échelle nanométrique, la matière se révèle ainsi sous un jour nouveau…laissant présager un domaine gigantesque à l’intérieur de plusieurs champs de recherche. Une convergence technologique baptisée NBIC (pour nanotechnologie, informatique et sciences cognitives) qui promet des réalisations à la fois ambitieuses  et inquiétantes : remplacer, notamment, les fonctions vitales défectueuses à cause de la maladie ou de la vieillesse. La perspective de disposer un jour d’un «homme augmenté » et immortel… Pour le meilleur ?
 
Source : SCIENCE  et AVENIR, Hors-Série N° 176, octobre/novembre 2013, signé Azar KHALATBARI
 
 
lpv606En complément de l’article sur le graphène paru dans le «Lu  pour  vous»  n°  49 du 13 mai 2013, de nouvelles applications  à ce matériau, qui fascine les scientifiques, sont imaginées tous les jours.
 
Un matériau miracle ! Flexible, transparent, meilleur conducteur thermique  que le cuivre, 100 à 300 fois plus résistant que l’acier, le plus performant des conducteurs électriques laisse entrevoir de nombreuses applications. Si prometteur, que l’Union Européenne vient d’accorder un milliard d’euros sur dix ans au projet Graphène : porté par 126 groupes de recherches académiques ou industriels (dont 15 français) provenant de 17 pays européens, il a précisément  pour but de développer ces applications.
 
Découverte à l’université de Manchester il y a moins de dix ans, en 2004, par les physiciens Andre GEIM et Konstantin NOVOSELOV ( récompensés en 2010 par le prix Nobel), la molécule miracle est pourtant issue d’un matériau des plus banals, le graphite, celui de nos mines de crayon. Et la méthode des deux physiciens fut tout aussi triviale : ils ont effeuillé ce graphite avec un morceau de scotch jusqu’à obtenir une feuille d’un seul atome d’épaisseur, le graphène. Les atomes de carbone y adoptent une structure en nid d’abeille, comme un grillage aux motifs hexagonaux.
 
lpv6012Depuis cette découverte, c’est la ruée : les chercheurs rivalisent pour découvrir des propriétés à ce matériau, inventer des méthodes de production pour un graphène de haute qualité ou de bas coût et imaginer des applications.                                     
Comme les électrons sont cent fois plus mobiles dans le graphène que dans les meilleurs semi-conducteurs connus, c’est un matériau de choix pour l’électronique rapide. En ligne de mire : des télécommunications à plus haut débit,  des radars à bas coût, ou encore la production d’ondes à fréquence très élevée, de l’ordre du térahetrz (THz), utilisées par exemple pour des scanners corporels dans les aéroports.
 
Cependant, le graphène a un handicap : il est conducteur. On ne peut donc jamais interrompre totalement la circulation des électrons .Par conséquent, un dispositif au graphène consomme continûment  de l’énergie. Il est donc plus adapté aux systèmes de communication sans fil (Wi-Fi) qu’aux ordinateurs.
 
Mais il peut très bien s’intégrer aux composants électroniques actuels, ce qui permet de l’envisager comme conducteur à la place du cuivre.
 
La combinaison des nombreuses propriétés du graphène lui ouvre d’autres territoires. Souple et transparent, il est idéal pour la fabrication de cellules photovoltaïques ou d’écrans adaptés aux livres électroniques pliables. Dans le domaine médical, certains imaginent déjà des rétines artificielles à base de graphène, ou encore des détecteurs de cellules cancéreuses ou d’agents pathogènes.
 
Découvert sur le Vieux Continent, le graphène offre une magnifique occasion aux industriels européens de retrouver une partie du leadership technologique perdu au profit des Asiatiques ou des Américains. Saisiront-ils leur chance ?
 
Source : SCIENCE et AVENIR Hors-Série, N° 176 octobre/novembre 2013
 
 
Zhichang LIU, chimiste à la Northwestern University dans l’Illinois (Etats-Unis)
 
Son idée : de par sa structure particulière en forme d’anneau, un sucre dérivé de l’amidon est capable de piéger des particules d’or, et de les faire s’agréger en fils très fins. Pourquoi ne pas tirer profit de cette particularité pour extraire simplement et écologiquement l’or  des minerais ? On se passerait ainsi des procédés ultratoxiques largement utilisés par l’industrie  minière….
 
Propos recueillis par O.D.
 
Comment vous est venue cette idée ?
 
Tout à fait par hasard. Elle m’est venue après avoir mélangé le contenu de deux tubes à essai. L’un contenait une solution de sels de potassium et d’or, l’autre de l’alpha-cyclo dextrine, un sucre dérivé de l’amidon  qui est produit par une bactérie. A l’origine je pensais obtenir des petites structures cubiques à larges spores, capables de stocker des gaz. Mais à ma grande surprise, en moins d’une minute,  j’ai vu se former de minuscules aiguilles brun pâle et brillantes. Au microscope électronique, je me suis alors rendu compte qu’il s’agissait de plusieurs de nano-fils d’ions d’or, retenus prisonniers dans les molécules d’alpha-cyclo dextrine. Vu la rapidité avec laquelle ces nanoparticules d’or e sont agrégées, l’ai rapidement réalisé que ce procédé pourrait intéresser l’industrie minière.
 
De quelle manière ces aiguilles d’or se forment-elles ?
 
Tout vient de la forme du sucre en question, l’alpha-cyclo dextrine. C’est en effet un assemblage de six molécules de glucose qui forment un anneau. Les ions potassium et or sont  piégés au centre de cet anneau. Une succession d’anneaux vont alors spontanément s’empiler les uns au-dessus des autres, alternant, au milieu, les ions potassium et les ions or…Jusqu’à former des aiguilles dorées de 1,3 nanomètre de diamètre.
 
Mais le sucre ne peut-il pas aussi piéger d’autres métaux ?
 
En fait, non. Et c’est justement son intérêt. Sa structure géométrique crée un environnement atomique particulièrement favorable à la liaison des ions potassium et des ions or qui s’imbriquent parfaitement. Des métaux comme le platine, le palladium, le cuivre ou le zinc, eux, n’arrivent pas bien à s’y fixer. L’alpha-cyclo dextrine fait donc naturellement le tri et ne précipite au bout du compte que de l’or.
 
Ce sucre pourrait-il, à terme, remplacer les produits utilisés aujourd’hui pour extraire l’or des minerais ?
 
Nous l’espérons. Parce qu’il  est facile à produire et qu’il ne coûte donc rien. Surtout, c’est un produit  totalement écologique en comparaison du cyanure, ce poison particulièrement dangereux pour l’environnement et les mineurs, utilisé dans l’industrie minière. Or, on n’avait encore pu trouver d’alternative à ce produit encore utilisé à 80% par les industriels. Nous avons déjà élaboré tout le processus chimique d’extraction. Il ne reste qu’à le développer : une cinquantaine de compagnies dans le monde se disent déjà intéressés par des partenariats.
 
Source : SCIENCE et VIE, N° 1153, octobre 2013
 
 
Pour exploiter le méthane piégé sous terre, des techniques alternatives sont en développement, mais aucune ne sera opérationnelle rapidement.
 
Pollution : les puits ne sont pas assez étanches pour le gaz.
 
Le matériau d’isolation n’est pas adapté à la taille nanométrique des molécules de méthane.
 
Les recherches menées au Laboratoire des sciences des matériaux multi-échelles pour l’énergie et l’environnement, à Cambridge (Etats-Unis), une unité mixte de chercheurs du CNRS et du MIT, explique pourquoi l’étanchéité des puits pour le gaz ne peut être assurée en l’état actuel du savoir-faire industriel. Pour comprendre, il faut examiner la structure même du puits : autour du métal, une paroi de ciment entre la roche et le «casing» doit assurer l’étanchéité du puits. «Or, le ciment n’adhère que partiellement au tubage ainsi qu’à la roche, laissant un espace libre de l’ordre du micromètre (un millième de millimètre), explique Roland PELLENQ, directeur du laboratoire. «Cela ne pose pas de problème pour les longues molécules de pétrole traditionnel, mais devient problématique pour le méthane. En effet, les molécules de ce gaz ont un diamètre de 4 angström, elles sont donc presque 5 000 fois plus petites que l’espace libre entre le casing et le ciment ou la roche et le ciment». Pas étonnant donc que les puits fuient en continu… dans l’atmosphère  mais aussi dans le sous-sol».  L’étanchéité ne sera résolue qu’après des recherches combinant chimie, physique et mécanique dans une approche multi-échelle, avec simulations numériques et expériences » conclut R. PELLENQ.
 
Une priorité avant de forer à tout va !
 
La fracturation hydraulique :
 
La fracturation hydraulique, largement utilisée outre-Atlantique et dans certains pays européens comme la Pologne, est pourtant la seule qui permet aujourd’hui  d’explorer, puis d’exploiter ce gaz de méthane diffus que contient la couche argileuse habituellement située au-delà de 1 500 mètres de profondeur. Car le caractère diffus du gaz rend son extraction très difficile : un forage vertical pour atteindre la couche de schiste argileuse, suivi par un forage horizontal sur quelques kilomètres.
Les plus optimistes ne prévoient pas leur faisabilité avant deux décennies, les plus réalistes parlent d’un demi-siècle.
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Source : Science et Avenir, N° 801, novembre 2013
 
 
lpv6013Robots bineurs  et tailleurs commencent à parcourir les champs. Une mutation aux enjeux importants : réduire l’usage des pesticides et faciliter le travail.
 
Pour soigner la vigne, rien de tel que la dextérité et l’efficacité d’un robot. Wall-Ye est un petit engin autonome qui sillonne les rangs des vignes à la recherche de sarments à tailler. Avec ses six caméras et son logiciel de reconnaissance de forme, il commande deux bras articulés munis de sécateurs électriques. Et c’est parti pour la délicate opération de la taille. Un travail fastidieux, qui se fait en fin d’hiver dans des conditions climatiques rigoureuses, alors que la main-d’œuvre est difficile à trouver. Pour le viticulteur, la période correspond aussi au stade ultime de la vinification en cave. Il a donc d’autres tâches à accomplir. Un robot, voilà la solution.
 
Ces machines seront demain omniprésents pour tailler la vigne mais aussi arracher les mauvaises herbes, tester la maturité des baies, les traiter… sans présence humaine. Sans faire de bruit, sans polluer et sans tasser les sols. Une révolution technologique en marche.
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*Les articles qui figurent dans cette rubrique sont transmis à titre d'information scientifique et / ou technique. Ils ne sont en aucun cas l'expression d'une prise de position de l'UDISS ou d'un jugement de valeur
 
   
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