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lu pour vous numéro 83

Détails

« Lu pour vous » n°83*

Sommaire

  • Science-futur : un kit permet de convertir toute voiture à essence en hybride solaire
  • Evénement-espace : on s'est posé sur la comète
  • Actualité-santé : la course aux diagnostics rapides contre Ebola progresse
  • Champignons : féerie en sous-bois
  • Les plus grands chantiers du monde : le premier complexe gazier flottant
  • Science-futur : le Canada expérimente la centrale qui piège ses rejets de C02
  • Science-futur :
    • France : un dirigeable pourrait remplacer les satellites
    • France : rendez- vous en 2025, les automobiles consommeront 1litre aux 100 km
    • Londres: la ville verticale sans fin anticipe l'évolution urbaine

Science-futur : un kit permet de convertir toute voiture à essence en hybride solaire.

lpv831Transformer toute voiture en un hybride alimenté partiellement par de l'énergie solaire, c'est le défi relevé par des chercheurs italiens grâce à un kit inédit, composé de panneaux photovoltaïques sur le toit et le capot (280 watts-crête), d'une batterie lithium-ion, d'un système de commande et de deux moteurs électriques montés sur les roues arrières.

lpv832Ce prototype, installé sur une Fiat Punto et validé sur permet, selon les chercheurs d'économiser jusqu'à 20% de carburant et de réduire de 18 à 22 % les émissions de CO2. D'ici un an, ils espèrent équiper taxis et véhicules d' entreprise avant de passer à une production en série dans deux ans.

Source : SCIENCE et VIE, n°1166, novembre 2014, signé M. V.

 

 

 

 

Evénement-espace : on s'est posé sur la comète

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Source Science et Avenir, n°814, décembre 2014, par Audrey BOEHLi

Actualités-santé : la course aux diagnostics rapides contre Ebola progresse.

lpv835Un test français est capable de détecter le virus en moins d'un quart d'heure.

Mis au point par le CEA (Commissariat à l'énergie atomique) avec la société Vedalab spécialisée dans les diagnostics rapides, eZyscreen est ainsi capable de détecter le virus en moins d'un quart d'heure à partir d'une goutte de sang. Et ce, pour un coût de 10 euros, soit 20 fois moins que le diagnostic actuel se fondant sur une analyse par PCR (réaction en chaîne par polymérase), un test plus long et qui nécessite d'énormes machines.

« Cela changerait la donne d' avoir non pas un résultat en six heures avec les tests classiques de laboratoire mais en un quart d'heure seulement», expliquait récemment le Pr Jean-François DELFRAYSSI, coordinateur de la lutte contre Ebola pour la France.
»Notre test a été validé sur des échantillons, explique Laurent BELLANGER, du CEA. Il nous reste à obtenir la validation clinique sur le terrain en Guinée d'ici à la fin de l'année. « Du côté des équipes anglo-saxonnes (qui s'occupent du Libéria et de la Sierra Leone), la situation paraît plus confuse.

Alors que la société américaine Corgenix dispose depuis six mois d'un test rapide analogue, il n'a toujours pas été validé par l'OMS pour être testé sur le terrain », s'alarme son président, Doug SIMPSON.

Le nec plus ultra du diagnostic consisterait en un test capable de repérer le virus avant l'apparition des symptômes. Mais il n'existe à l'heure actuelle aucun test aussi sensible.

Source : SCIENCE et AVENIR, n°514, décembre 2014, signé H.R.

Champignons : féerie en sous-bois

lpv836Le photographe australien Steve AAXFORD a découvert d'étonnantes créatures souvent inconnues des manuels d'histoire naturelles.

Fascinant !

Le paradis se trouve parfois juste derrière chez soi. Et Steve AXFORD ne dira pas le contraire car c'est au cœur même de sa propriété, en Nouvelle-Galles du Sud, que ce photographe a réalisé la plupart de ses spectaculaires images d'espèces tropicales. Trois hectares de forêt humide, un sol de basalte rouge profond hérité d'un ancien volcan, beaucoup de chaleur et des pluies abondantes... Des conditions idéales !

« En dix ans, au fil de mes randonnées en Tasmanie et dans l'état de Victoria j'ai acquis une bonne connaissance des champignons. Mais, en sillonnant ma propriété, j'ai était stupéfait de croiser une multitude de nouveaux spécimens, très souvent impossibles à identifier », raconte t-il.

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Source : Hors-Série SCIENCE et AVENIR, octobre-décembre 2014 ; signé Andreina DE BEI, photos : Steve AXFORD

Les plus grands chantiers du monde : le premier complexe gazier flottant.

lpv839Ce bâtiment flottant, le plus gros jamais construit, sera à la fois une plate-forme d'extraction et une usine de liquéfaction du gaz naturel. Un outil révolutionnaire qui pourra être réutilisé après l'épuisement d'un gisement.

Ce sera le plus grand objet flottant jamais construit par l'homme : 74 mètres de large, près de 100 mètres de hauteur, 488 mètres de longueur. Soit presque 10% de plus que le plus grand supertanker (458 mètres), 23% de plus que le plus long porte-conteneurs (398 mètres et 35% de plus que le plus grand paquebot de croisière du monde (360 mètres), actuellement en construction dans les chantiers navals de Saint-Nazaire. Il faut presque sortir de l'industrie navale pour trouver des équivalents à sa (dé)mesure: si on pouvait le poser à la verticale, le bâtiment rivaliserait avec les 101 étages de la Taipei de Taïwan qui, du haut de ses 509 mètres, a détenu le prestigieux titre de plus grande tour du monde jusqu'en 2010.

Avec ses réservoirs pleins, il pèsera plus de 600 000 tonnes, soit l'équivalent de 430 000 voitures de taille moyenne. Sa fabrication consommera quelque 260 000 tonnes d'acier ... soit 35 fois plus que la tour Eiffel (7 300 tonnes) !
Il s'agit en fait d'une véritable usine flottante, chargée d'extraire et de liquéfier du gaz naturel en pleine mer. Imaginé par le pétrolier anglo-néerlandais Royal Dutch Shell, le projet a été baptisé Prelude, du nom du premier gisement qu'il sera chargé d'exploiter dans le bassin de Browse, à 200 kilomètres au nord-ouest des côtes australiennes.

Les gisements off-shore de gaz représenteraient 40% des réserves gazières mondiales, et leur exploitation devrait augmenter de 50 % d'ici à 2020.

Habituellement, l'exploitation de ce type de gisement off-shore est réalisée depuis une plate-forme fixe reliée au fond marin, d'où elle extrait le gaz piégé dans les nappes souterraines. Une fois extrait, le gaz est acheminé vers la terre via d'interminables gazoducs jusque dans une usine où il est liquéfié, ce qui réduit son volume de 600 fois. Il peut ainsi être efficacement stocké, avant d'être acheminé par bateau jusqu'à son marché de destination.

Ces dispositifs nécessitent de très lourds investissements, qui ne sont rentables que pour de très grandes nappes de gaz. Or, la demande mondiale 'en gaz naturel, en plein essor nécessite d'exploiter des nappes plus petites, pas assez rentables pour ce type d'installation. D'où ce concept inédit d'usine flottante, dont l'objectif est triple : liquéfier le gaz sur place dès son extraction, puis le stocker à bord, avant de servir de point de livraison aux méthaniers en pleine mer.

lpv838Certes, une telle installation présente elle aussi un coût monstrueux de plusieurs milliards de dollars, supportés par le groupe pétrolier et ses partenaires du joint-venture: le japonais lnpex (17,5%), la compagnie gazière coréenne Kogas (10%) et le fond américain Opic (5%).
Mais la grande différence, c'est que cet investissement sera, lui, réutilisable : une fois Le gisement tari (au bout de 20 à 25 ans), il suffira de remorquer l'usine flottante vers la côte pour lui faire subir une maintenance et elle sera prête à reprendre le large pour exploiter un autre champ gazier. La capacité de production de Prelude sera de 5,3 millions de tonnes par an : 3,6 millions de tonnes de gaz naturel liquéfié (GNL), 1,3 millions de tonnes de condensat (un pétrole léger à haute valeur marchande), et enfin 0,4 million de tonnes de gaz de pétrole liquéfié (le GPL), un mélange de butane et de propane), les différents coproduits du méthane.

Tout l'enjeu du projet consiste donc à faire tenir une usine de liquéfaction sur un bâtiment de 488 mètres de long, taille limite imposée par le chantier naval de Samsung Heavy Industries, en Corée du Sud. Samsung s'est associé au français Technip pour concevoir et fabriquer cet objet flottant non identifié. Le coréen prendra en charge la fabrication de la coque, tandis que le Français garde la main sur les procédés de traitement du GNL à bord. Autrement dit, sur l'usine à gaz.

Un défi technique, mais aussi de sécurité, le gaz étant hautement inflammable. Autre élément clé du projet: l'infrastructure sous-marine {les têtes de puits, les collecteurs ...), qui opérera à 245 mètres de profondeur et à laquelle Prelude sera connecté, a été confiée à l'américain FMC Technologies. Le système de contrôle de l'usine de liquéfaction est quant à lui fabriqué à Singapour.

Le fonctionnement de Prelude reprend globalement les étapes classiques d'extraction et de liquéfaction du gaz, issues des installations terrestres. Mais leur synthèse sur une plate-forme flottante destinée à rester plus de vingt années en haute mer a nécessité de nombreuses adaptations et innovations.

Tout d'abord, pour compacter, « il a fallu diviser par quatre les dimensions de l'usine de liquéfaction par rapport à ce qui se pratique par terre », résume Alain POINCHEVAL, directeur exécutif du projet chez Technip.

Près de 600 ingénieurs ont planché sur ce défi à travers le monde : chez Technip (à Paris, en Inde, et à Kuala Lumpur, (en Malaisie), chez FMC Technologies (aux Etats-Unis, en Inde, en France et en Malaisie). Des études d'ingénierie qui ont nécessité près de 1,6 million d'heures de travail.

La stratégie de base a consisté à exploiter au mieux la configuration naturelle du bâtiment : les réservoirs de GNL seront disposés en fond de cale, et l'usine au-dessus. Pour optimiser l'espace, la coque elle-même contient des unités qui participent à la liquéfaction du gaz, comme les systèmes de refroidissement à eau de mer, ceux de production d'air comprimé et ceux de production d'électricité de puissance. L'une des astuces consiste à utiliser de l'eau de mer pour participer au refroidissement du gaz, ce qui permet de se passer d'une partie des volumineux processus de refroidissement.

Pour éviter le réchauffement du gaz durant la compression, Prelude utilisera de l'eau de mer 10 degrés plus froide qu'en surface, pompée à 150 mètres sous la coque par huit tubes de un mètre de diamètre. Des manchons de fixation permettront de les maintenir et d'éviter qu'elles ne collisionnent entre elles. Leur profil extérieur sera doté de stries hélicoïdales pour réduire la fatigue due aux vibrations induites par vortex. Le design de ces prises d'eau a été longuement testé et a fait l'objet de dépôts de brevets. Elles seront connectées à des pompes qui aspireront l'eau avec une puissance herculéenne : une heure suffira pour pomper (puis rejeter en mer) l'équivalent de seize piscines olympiques (50 000 mètres cubes) !

Les procédés de liquéfaction ont dû s'adapter au milieu marin. Première exigence : résister à la corrosion. Pour s'en assurer, Shell a exigé un soudage des parties métalliques en pleine pénétration, c'est-à-dire sur toute l'épaisseur du métal, et pas seulement sur la surface. Les équipements ont également reçu un traitement anticorrosion spécifique : un spray d'aluminium, beaucoup plus efficace que les peintures classiques.

Le ballottement des liquides dans les gigantesques réservoirs de stockage pose aussi un problème. Ces réservoirs disposent d'une capacité de 220 000 mètres cubes pour le GNL, 90 000 mètres cubes pour le GPL, et 126 000 mètres cubes pour le condensat. Soit au total l'équivalent de ... 145 piscines olympiques. Pour éviter la formation d'énormes vagues à l'intérieur même du bâtiment, ces réservoirs ont notamment été compartimentés : il y en a six pour le GNL, quatre pour le GPL et deux pour le condensat.

Ultime défi : l'ancrage du monstre.
Prelude sera amarré au plancher océanique pour rester en permanence connecté et opérationnel par tous les temps (certaines plateformes flottantes peuvent se déconnecter du puits en cas d'urgence), pour rentabiliser au maximum.
L'ancrage a été conçu et dimensionné pour résister à des cyclones de catégorie 5 et à des vents de 300 à 400 km/h. Une maquette au 1/60 de 4,5 tonnes a permis de tester le comportement par grand vent et forte houle.

Résultat : ce colosse sera arrimé au fond marin à l'aide de 16 chaînes de 250 mètres de longueur, reliées à des ancres géants, d'énormes cylindres en acier de 65 mètres de longueur et de 5,5 mètres de diamètre enfoncés dans le plancher océanique.
En surface, les chaînes d'ancrage seront reliées à la tourelle, une énorme colonne verticale montée sur roulements qui traverse le bâtiment et dont la position reste constamment fixe par rapport aux fonds marins et aux puits. Avec ses 93 mètres de hauteur et ses 30 mètres de diamètre, elle pèsera 1 150 tonnes et sera fabriquée en cinq tranches de 15 mètre chacune.

Dernier défi: le chargement du GNL dans les méthaniers. Ils devront s'amarrer à un bâtiment beaucoup plus haut qu'eux, en haute mer, et opérer quelles que soient les conditions météos. Il faut pouvoir transborder du gaz à -162°c d'un bâtiment qui bouge vers un bateau qui bouge. Le tout durant 12 à 20 heures, le temps nécessaire pour effectuer la manœuvre.

Pour cela, des bras de chargement spécifiques, adaptés aux conditions imposées par Prelude ont été développés. Prelude sera assisté par trois remorqueurs déployant chacun une force de traction de 100 tonnes. Ils aideront les méthaniers à s'amarrer et pourront intervenir en cas d'urgence. Car l'opération de chargement en pleine mer est très sensible. En cas de fuite pendant la manœuvre, le méthane, qui repasserait en phase gazeuse, pourrait s'embraser et entraîner la perte des navires.

S'il venait à s'échapper sous l'eau, le méthane réduirait drastiquement la densité de l'eau sous le bâtiment et risquerait d'entraîner ses 600 000 tonnes, le méthanier et les remorqueurs vers le fond de l'océan.

La rotation des équipages vers le sol sera assuré par hélicoptère, grâce à un héliport accolé aux quartiers d'habitation, un véritable immeuble pouvant accueillir 300 personnes (équipage, équipes d'opération t de maintenance. 130 personnes seront nécessaires pour faire fonctionner Prelude. Il sera à 100% autonome au niveau énergétique. Il sera doté de sept chaudières alimentées au méthane, qui feront tourner des turbines à vapeur reliées à des générateurs électriques. L'eau potable sera elle aussi produite à bord par dessalement d'eau de mer à l'aide d'un procédé d'osmose inverse.

Débutée en octobre 2012 la fabrication de Prelude mobilise actuellement près de 5 000 personnes, encadrées par plus de 200 salariés de chez Shell.

Prelude devrait être remorqué sur site début 2016, pour une mise en service à la mi 2016.

Source : Hors-Série SCIENCE et VIE, n°269, décembre 2014, par Pierre-Yves BOCQUET.

Science-futur : le Canada expérimente la centrale qui piège ses rejets de C02.

lpv8391Saskatchewan (Canada) : un million de tonnes de C02 par an, l'équivalent des émissions annuelles de 25 000 voitures.
C'est ce qu'ambitionne de capturer le canadien SaskiPower, qui a inauguré en octobre Boundary Dam, la première centrale au charbon équipée d'un système de capture du C02 à grande échelle.

Jusqu'ici, quelques projets pilotes avaient été mis en service avant d'être abandonnés, et les volumes captés étaient dix fois moins importants.

A BoundaryDam, 95% des rejets de la centrale seront piégés chimiquement. Pour compenser les coûts du captage, la société va vendre l'essentiel de ce C02 à des pétroliers, qui l'utiliseront pour faciliter l'extraction des hydrocarbures. Le reste devrait être injecté à plus de 3 km sous terre, dans un aquifère salin.

Source: Science & Vie, n°1167; décembre 2014, signé B.B.

Science-futur

France : un dirigeable pourrait remplacer les satellites.

lpv8392En 2022, le dirigeable Stratobus imaginé par Thales Alenia Space, mi- drone mi- satellite, se déplacera peut-être dans la stratosphère. Capable de rester en vol stationnaire jusqu'à 20 km du sol, il serait chargé de nombreuses missions similaires à celles de satellites : télécommunications, sécurité ou encore navigation ... Il pourrait notamment soulager les réseaux de téléphonie là où ils sont saturés.

L'engin, long de 70 à 100 rn et large de 20 à 30 rn, peut porter 200 kg de charge utile et permettre de couvrir le territoire sur 200 km .Il devrait utiliser l'énergie solaire pour fonctionner, avec une nouvelle technologie, encore en développement, qui permettra d'amplifier et de mieux concentrer la lumière du soleil. Seul point noir : sa durée de vie de seulement cinq ans, contre quinze ans pour le satellite.
En revanche, il coûte dix fois moins cher. Le premier modèle apte à un test en vol devra voir le jour en 2019.

Source: SCIENCE et VIE, n°1167, décembre 2014, signé F.C.

France : rendez-vous en 2025. Les automobiles consommeront 1 litre aux 100 km.

Jusqu'où pourra-t-on aller en matière d'économie de carburant pour se déplacer ?

Le constructeur Renault apporte la réponse la plus ambitieuse à ce jour : il annonce l'arrivée, d'ici dix ans, d'une nouvelle génération de voitures de série capables de rouler sur 100 km avec un seul litre d'essence. Pour illustrer son propos, l'entreprise a dévoilé un premier démonstrateur, EOLAB, lors du dernier Mondial de l'automobile, à Paris. Ce prototype consomme effectivement 1 litre aux 100 km en étant propulsé par un moteur thermique 3 cylindres (75ch) couplé à un moteur électrique.

Son secret ? Il tient à une centaine d'innovations concernant essentiellement son poids (400 kg de moins qu'une Clio) et son aérodynamisme. Toit en magnésium, plancher en matière composite, enjoliveurs mobiles ...

« Aujourd'hui, nous avons la preuve qu'il est déjà possible de parvenir à cette performance avec un prototype. Et en 2025, une fois que les prix auront baissé et que les procédés industriels auront été adaptés, il y aura bel et bien des voitures consommant 1litre aux 100 km en circulation », annonce Christophe DEVILLE, de Renault.

Source : SCIENCE et VIE, n°1167, décembre 2014, signé M.V.

Londres : la ville verticale sans fin anticipe l'évolution urbaine.

lpv8393Et si, au lieu de continuer à s'éteindre horizontalement sur les campagnes, les villes pouvaient croître vers le haut ?
L'idée pourrait se concrétiser un jour grâce à » la ville verticale sans fin », tour imaginée par l'agence chinoise Sure Architecture. Sa structure est très éloignée de celle des gratte-ciels traditionnels.

Ici, pas d'étages superposés les uns sur les autres : ils sont contenus entre deux rampes parallèles sans fin, qui s'élèvent en s'enroulant de manière irrégulière autour d'un axe invisible (la tour est creuse). Outre son aspect esthétique, le procédé permet ainsi de faire grandir la tour en cas de besoin. Il suffirait en effet d'ajouter des morceaux de rampes au sommet et de rallonger les 6 piliers en acier qui constituent sa structure pour ajouter des niveaux. D'une hauteur initiale de 200 m (soit 55 étages), elle pourrait passer à 250 rn, voire 300 m .... Les architectes envisagent de l'implanter en priorité dans les villes très denses, comme Londres, deuxième plus grosse agglomération d'Europe.

Source : SCIENCE et VIE, n° 1167, décembre 2014, signé L.B.

*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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