lu pour vous numéro 94

Détails

" Lu pour vous " n° 94*

Sommaire

  • High-Tech : bientôt une batterie qui rechargera votre smartphone en une minute
  • High-Tech: made in France version kaki
  • Merveille d'ingénierie : le tunnel ferroviaire du Gotthard à travers les Alpes suisses
  • Science & techniques - énergie : hydrogène, la ressource que personne n'attendait
  • Un projet d'hydroliennes installées dans des canalisations est lancé
  • Science - recherche : le train japonais Maglev bat le record du monde de vitesse
  • Etude - conjoncture : si l'océan était un pays, il serait la septième puissance économique
  • Science & futur : la première centrale électrique houlomotrice entre en service
  • Science & futur : le concept d'un immeuble « moulin à vent » prend forme

High-Tech : bientôt une batterie qui rechargera votre smartphone en une minute.

Les chercheurs de l'université américaine de Stanford ont découvert par hasard que le graphite se combinait à merveille avec l'aluminium pour confectionner des batteries.

Des batteries qui durent plus longtemps, ne risquent pas de prendre feu et se chargent en une minute ? Voilà la promesse des scientifiques de Stanford , qui reconnaissent que cette avancée est le fruit du hasard. « L'aluminium, est depuis longtemps un matériel attractif pour confectionner des batteries, principalement pour son faible coût, sa faible inflammabilité et ses grandes capacités de stockage, » explique l'université californienne. Mais jusqu'ici, les tentatives de création de batteries ont échoué, car il manquait un matériau qui se couplerait à l'aluminium et pourrait supporter plusieurs cycles de charge.

Jusqu'au coup de chance de Stanford et de son professeur de chimie Hongjie Dai : » Nous avons découvert accidentellement qu'il suffisait d'utiliser du graphite, qui, en gros, s'apparente à du carbone ».

Le remplaçant des batteries lithium-ion.

Ce progrès pourrait permettre de remplacer les batteries lithium-ion, moins performantes. L'avantage le plus impressionnant reste la vitesse de charge. Les équipes de Stanford évoquent des performances « jamais vues » : un chargement complet en .... Une minute. La longévité de ces nouvelles batteries est elle aussi bien meilleure que celle des batteries actuelles : plus de 7 500 cycles, contre 1 000 pour une batterie au lithium-ion standard.

Cette nouvelle batterie est aussi plus sûre. « Elle ne prendra pas feu, même si vous la percez », promet le professeur Hongjie Dai. Un problème constaté sur quelques batteries au lithium-ion de smartphones, qui pouvaient prendre feu, voire exploser(2). Elles ont aussi causé des départs de feu dans plusieurs Boeing 787(3) l'année dernière. Leur seul défaut est leur faible voltage(4), environ 2 volts, contre 3,6 pour le lithium-ion. Ce qui pourrait brider la puissance des téléphones. Mais les équipes de Stanford affirment pouvoir régler ce problème à terme.

Si la recherche s'est pour l'instant concentré sur de petites batteries aluminium-ion pour smartphones, la technologie pourrait être utilisée bien au-delà de la téléphonie, par exemple pour stocker des énergies renouvelables sur un réseau électrique. Encore à l'état de prototype, les batteries aluminium-ion devront passer l'étape de la production industrielle pour confirmer leurs performances.

Source : le figaro on line high- tech du 7 avril 2015, par Jamal el Hassan, journaliste

1 https://n ews.stanford. edu/news/2015/marchl/aluminum-ion-ba ttery-033115.html
2 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=69157
3 http://www.leflgaro .fr/flash-eco/2014/12/02/97002-20141202FILWWW00057-boeing-787-les-causes-des-problemes.php
4 httpt//www.lefigaro.fr/soci etes/2014/01/15/20005-20140115ARTFIG00541-boeing-intervient-apres-un-nouveau-probleme-de-batterie-sur-un-787.php

High-Tech · made in France version kaki

lpv941Les PME françaises excellent dans l'équipement des troupes spéciales, de plus en plus sollicitées. Démonstration de force au Salon Sofins.
Un buggy volant, Pégase, qui plane à 3000 mètres d'altitude. Des navires pour commandos marine, Ecume, capables de parcourir 370 kilomètres et de rattraper n'importe quelle embarcation. Un gilet pare-balles fin et ultraléger. Le Salon des forces spéciales Sofins 2015, qui se déroule du 14 au 16 avril dans le camp du 1ae régiment de dragons parachutistes de Martignas-sur Jalles, en Gironde, est l'occasion d'exposer le top de la technologie française auprès d'une quarantaine de délégations nationales, dont les Etats-Unis, le Royaume-Uni ou les pays du Golfe. « L'idée est que les équipements puissent être testés sur place, des drones aux fusils ou aux jumelles de vision nocturne», explique Benoît de Saint-Sernin, président du Cercle de l'arbalète, et organisateur de ce salon.
Marché porteur

lpv942Pourquoi ce grand raout consacré aux forces spéciales ? L'avènement de guerres asymétriques, où l'ennemi est plus souvent constitué de djihadistes en 4 x 4 que de blocs militaires façon guerre froide, a forcé les armées à développer leurs troupes d'élites, capables d'opérations coup de poing, ultrarapides et souvent nocturnes. La France va ainsi augmenter les effectifs de ses forces spéciales de 25% d'ici à2019, à 4 000 hommes. « Le segment est en développement partout dans le monde, y compris dans les pays émergents», constate Jean-Pierre Maulny, directeur adjoint de l'institut de relations internationales et stratégiques (Iris).

Un marché porteur pour les industriels tricolores spécialistes du créneau, loin de se limiter aux champions traditionnels (Thales, Sagem, Airbus DS). « Les forces spéciales ont besoin d'équipements très spécifiques, très rapidement et en petite quantité, ce qui correspond bien à la flexibilité des PME», souligne Emmanuel Nabet, directeur marketing de Photonis, spécialiste des technologies de vision nocturne (170 millions d'euros de chiffre d'affaires, 1 000 salariés). La société Ardanti Défense propose ainsi des systèmes ultrarapides de cartographie en 3D des lieux d'intervention. « Il fallait en général trois semaines pour avoir une carte complète, on le fait en quelques heures », explique le fondateur François Ardant. La société Ouvry propose, elle, des combinaisons NRBCE (protection contre risques nucléaire, radiologique, biologique, chimique et explosif). Quant à Elno, elle développe des casques de communication par conduction osseuse, où le son passe par les os du crâne et non par l'oreille, ce qui permet d'entendre un message très clairement même dans un environnement bruyant.

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Merveille d'ingénierie : le tunnel ferroviaire du Gotthard à travers des Alpes suisses.

Réaliser le tunnel du Gotthard a demandé des décennies de travail éreintant à plus de 2600 personnes, à un prix dépassant 10 milliards de dollars. Mais après 23 ans de travail, le résultat est spectaculaire. Quand il ouvrira finalement en juin de l'année prochaine, il sera le plus long tunnel au monde, plus long que celui dans le Nord du Japon et le tunnel sous la Manche.

Mais ce n'est pas seulement la longueur qui le sépare des deux autres. Les deux passent partiellement sous l'eau ; le tunnel suisse a demandé des forages à travers du granite et du quartz sous le massif du Gotthard. Grâce à des puits de 800 m de profondeur pour pomper de l'air à l'intérieur et introduire des millions de tonnes de ciment pour les murs et pour percer un total de 152 km de tunnels, puits d'aération et passages ( il y a deux tunnels (jumeaux) parallèles, un pour chaque direction). Les ouvriers se sont frayé un chemin à travers 13 millions de m3 de roches.

Tout ceci aurait été impossible sans le développement récent de foreuses de haute précision, capables de creuser un tunnel si long. Les ingénieurs avaient besoin de satellites pour tracer le chemin entier, une erreur même de quelques millimètres obligeait de refaire des parties entières du tunnel. Pour des raisons environnementales, le béton provenait du rocher excavé plutôt que des cours d'eau, comme c'est souvent le cas avec la construction de tunnels. Ceci nécessitait le développement de composés entièrement nouveaux pour sceller les murs contre d'éventuelles fuites. Ceci est complétement différent et n'avait jamais été fait avant.

Le tunnel Gotthard d'origine, réalisé en 1881, de 15 kilomètres, est trop escarpé et tortueux pour les trains de marchandises modernes. Ainsi 1,2 million de gros camions routiers traversent chaque année les vallées suisses, et avec eux la pollution de l'air et le bruit comparables à ceux des villes comme Paris, par exemple.

Le nouveau tunnel, à 600 mètres d'altitude en-dessous de son prédécesseur, permettra aux trains de marchandises de traverser à 160 km/heure transportant le double de la charge de ceux traversant actuellement par l'ancien tunnel. Pour chaque trois train de marchandises, un train de passagers y passera à 250 km/h.

Source : Time magazine, volume 185, n°14, avril 2015,

Science & techniques - énergie · hydrogène, la ressource que personne n'attendait.

lpv944On pensait qu'il n'y a pas d'hydrogène exploitable sur terre. Erreur ! De vastes gisements de ce gaz ultra propre ont été détectés. La course est lancée.

Incolore, inodore, silencieuse, ultra-volatile : cette ressource souterraine était jusqu'ici passée inaperçue. A peine les géologues envisageaient-ils son existence.

Tout indique désormais que le sous-sol terrestre recèle et diffuse en continu de ... l'hydrogène. Plus exactement du dihydrogène H2.
Qui n'a pas entendu parler des vertus de l'hydrogène dont la combustion n'émet que de l'eau pure (H2O) ? L'hydrogène a beau être présent partout, il n'est disponible nulle part sur Terre sous forme exploitable ! Il ne se trouverait jamais à l'état pur, mais combiné à d'autres atomes pour former de l'eau ou des hydrocarbures dont on ne peut l'arracher qu'après de coûteux et polluants efforts.

Les quelques 700 milliards de mètres cube d'hydrogène utilisés chaque année par l'industrie, proviennent à 96% de traitements lourds du charbon du gaz et du pétrole. Le reste est issu de la difficile électrolyse de l'eau.

Or, voilà que l'hydrogène s'avère être un produit naturel ! Autrement dit : une source d'énergie... dont il reste à évaluer tout le potentiel.
Depuis une décennie, une poignée de géologues, géochimistes et ingénieurs pétroliers parcourent le Globe pour traquer ces émissions souvent incompréhensibles et mettre la main sur l'élément le plus petit de l'Univers, le plus léger, le plus insaisissable, mais aussi le plus énergétique par unité de poids. Sa densité d'énergie est deux fois et demie supérieure à celle du gaz naturel.

Ce sont des balbutiements d'une possible ressource future.

lpv945« Il est encore impossible de miser sur cet hydrogène naturel, lâche Paul Lucchese, chargé de nouvelles technologies de l'énergie au CEA. Nous disposons de trop peu d'informations, tant sur les réserves disponibles que sur les technique et coûts d'extraction ».
En 1997, les robots d'Ifremer exploraient la dorsale Atlantique, au sud des Açores, par – 2 300 mètres. En train de repérer les sources hydrothermales en traçant le méthane qui se dégage, l'équipe des chercheurs est tombé sur des fluides très enrichis en hydrogène. L'équipe a identifié ensuite sept sites à hydrogène. Américains, Russes et Japonais en décèleront ailleurs. Preuve que le phénomène est général. Jean-Luc Charlou, ancien chercheur à Ifremer a éclairé le mécanisme en jeu dans ces zones très actives, ou le manteau terrestre entre en contact avec l'océan. Simple : le fer contenu dans cette couche du manteau s'oxyde au contact de l'eau de mer et dégage ainsi du hydrogène.
Une réaction éphémère ? Non, à dix ans d'intervalle sur le même site, les émissions continuaient au même rythme. De récents calculs indiquent que ces sites peuvent produire durant au moins 25 000 ans à flux continu.

Sur la terre ferme, des sites analogues à ces milieux sous-marins extrêmes en température et pression ont été décelés : au cœur de sublimes sources d'eau azur du sultanat d'Oman (des bulles qui s'échappent contiennent plus de 80% d'hydrogène), aux Philippines, en Nouvelle Calédonie.
Un premier constat s'impose : que ce soit sous l'océan ou sous terre, de l'hydrogène s'échappe en quantité du sous-sol. Second constat : les conditions thermodynamiques de ces réactions paraissent incroyablement variées, se déroulant aussi bien à plus de 300°C qu'à moins de 100°C, dans l'eau de mer ou l'eau douce, en conditions acides et basiques.

Des géologues ont bel et bien détecté des sorties d'hydrogène dans la grande plaine russe. Elles se manifestent au niveau de légères dépressions (2-3 m de profondeur) d'une centaine de mètres à quelques kilomètres de diamètre. Ces trous de sorcière, aux contours étrangement jaunis, ne trouvaient pas d'explications valable jusqu'à présents. L'hydrogène en serait donc la clé : en réagissant avec la roche, la molécule H2 aurait provoqué des effondrements à l'origine de ces cuvettes. Images satellites à l'appui, plusieurs milliers de ces structures apparaissent de Moscou jusqu'au Kazakhstan, le long de lignes de failles anciennes. De telles dépressions apparaissent tout au long de la côte Est américaine. En 2012, une compagnie gazière canadienne a transpercé, à 60 km de Bamako (Mali), une poche d'hydrogène pur à 98% dans une nappe phréatique ; il s'agissait d'un ancien forage de recherche d'eau scellé il y a vingt ans à la suite d'une explosion de gaz...C'était donc de l'hydrogène.
Un grand mystère entoure encore les mécanismes géologiques à l'œuvre sur ces cratons continentaux.

Un marché en progression.

Eminemment diffus, ces flux sont difficiles à évaluer. On a aucune idée des débits réels ni des réserves.

Difficile de dire, donc, si cette ressource naturelle pourra alimenter toute la planète et son milliard d'automobiles, ou simplement compléter à la marge une production manufacturière d'hydrogène.

La demande actuelle en hydrogène atteint déjà le quart du volume de la consommation de gaz naturel. Ce marché progresse de 10% par an, le monde a de plus en plus besoin d'hydrogène !

Bientôt l'heure H ?

Source : Science et Vie, n° 1172, mai 2015, par Vincent Nouyrigat.

Un projet d'hydroliennes installées dans des canalisations est lancé

lpv947La société américaine LucidEnergy lance les LucidPipe, des sections de canalisations équipées d hydroliennes qui se montent en une journée sur un réseau municipal

Le passage de l'eau fait tourner les pales et entraîne des turbines, produisant de l'électricité. Conçues pour prélever le minimum de pression les LucidPipe peuvent donc se monter en série pour maximiser l'énergie produite. Quatre premières hydroliennes ont été installées en janvier dernier dans une canalisation de Portland.

Elles produisent de quoi alimenter 150 foyers.

 

 

Science – recherche : le train japonais Maglev bat le record du monde de vitesse

Le train à sustentation magnétique de la compagnie Central Japan Railways a réussi à atteindre ce jeudi 16 avril les 590 km/h ; Ouverture au public en 2027.

En décembre 2003, le train japonais Maglev est devenu le plus rapide du monde en atteignant la vitesse de 581 km/. Il vient de battre son propre record en atteignent cette fois 590 km/h sur une ligne expérimentale. Un porte-parole de la société a même affirmé que le train pouvait dépasser la barre des 600 km/h. Cette entreprise espère pouvoir exporter son Maglev aux Etats-Unis, pour construire une ligne Washington – New-York avec l'aide financière de l'Etat japonais et le soutien du premier ministre Shinzo Abe.

Le Maglev ne sera ouvert au public qu'en 2027 et la société a prévu que les trains n'y dépassent pas les 505 km/h. Le premier tronçon opérationnel reliera Tokyo à Nagoya en seulement 40 minutes, soit la moitié moins de la durée actuelle.

Source : Le Figaro on line éditorial, du 17 avril 2015, signé Amélie Charnay.

Etude – conjoncture : si l'océan était un pays, il serait la septième puissance économique.

lpv948Les mers rapportent 2500 milliards de dollars par an dans le monde, selon une étude WWF, contre 2900 milliards pour la France. Mais cette manne financière est menacée par la pollution.

Dans son étude sur l'économie des océans intitulée « Reviving the Ocean Economy », l'association de défense des animaux affirme en outre que les océans valent au total 24 000 milliards de dollars. La première source de richesses est liée à la faune et la flore des océans : les coraux, les poissons, la mangrove, la végétation sous-marine. Ces ressources directement extraites des océans sont valorisées 6900 milliards de dollars, selon l'étude. Les lignes de transport maritime constituent également une source de richesse, évaluées à 5 200 milliards de dollars. Les activités liées au tourisme, moins directement liées aux ressources maritimes, sont-elles valorisées 7800 milliards de dollars.

Les auteurs de l'étude concèdent que certaines ressources sont difficiles à valoriser ; Selon eux près de 70% de ces richesses issues des océans dépendent de la bonne santé des mers. Ils souhaitent ainsi mettre en lumière la dimension économique de l'océan car à leurs yeux, cette ressource indispensable à notre survie est totalement négligée par les gouvernements et les traités de protection de l'environnement.

La détérioration des océans n'a jamais été aussi rapide que ces dernières décennies et la situation ne cesse de se dégrader. En 2012, lors d'un sommet mondial de la Terre en Afrique du Sud les chefs d'Etats s'étaient engagés à restaurer les stocks de poissons pour 2015 mais la situation s'est en fait dégradée. A ce rythme, les scientifiques prévoient la disparition des récifs coralliens d'ici 2050. Le rapport ajoute que près de 40% de la faune marine a disparu entre 1970 et 2010 et que près de 30% de la flore a été détruite.

Des objectifs de développement durable pour 2030 ont été fixés en septembre dernier

L'ONU a proposé des objectifs en 8 étapes pour améliorer la protection des espaces marins. Les océans pourraient bénéficier de ces mesures ainsi que les qui seraient éventuellement prises lors du Sommet de Paris qui se tiendra en décembre prochain. Reste à savoir si l'intérêt économique de la protection des océans parviendra à convaincre les chefs d'Etat.

Source : Le Figaro on line du 23 avril 2015, signé Mathilde Golla et Der Spiegel on line du 23 avril 2015, signé nik/afp

Etude du (WWF)- World Wide fund for Nature avec le Global Change Institue de l'université australienne du Queensland et du Boston Consulting Group.

Science & futur : la première centrale électrique houlomotrice entre en service.

lpv949Cette centrale vient d'être connectée avec succès au réseau australien. Au large de Perth, ses trois bouées de 11 m de diamètre immergées entre 25 et 50 m montent et descendent au gré des vagues. Elles sont reliées à des pompes hydrauliques fixées sur le fond, elles- mêmes connectées à des tuyaux qui envoient l'eau sous pression à des turbines d'une centrale électrique sur la côte. Chacune des bouées de Ceto 5, le dispositif développé par Camergie Wave Energy, produit actuellement 240 kw, mais la version 6, en préparation, devrait multiplier leur puissance par quatre. Utiliser les courants plutôt que la marée, comme les centrales marémotrices déjà existantes, rend la production permanente et l'infrastructure plus discrète. Le tout sans pollution, et avec un impact positif sur le littoral, car les bouées attirent aussi la faune marine !

Source : Science et Vie, n° 1172, mai 2015, signé E.L.

 

Science & futur : le concept d'un immeuble « moulin à vent » prend forme.

lpv9491Bien plus qu'un nouveau bâtiment à l'architecture originale, son anneau extérieur abrite notamment de cabines d'observation tournantes, le Dutch Windwheel, imaginé par le cabinet d'architecture néerlandais Doepel Strijkers, doit accueillir en son centre une technologie encore jamais intégrée dans une construction : une éolienne sans pale. Baptisée Ewicon (Electrostatic Wind Energy Converter) ; elle se présente sous la forme d'une grille de tubes en acier horizontaux qui, lorsque le vent les traverse, diffuse des gouttelettes d'eau se chargeant positivement en créant un champ électrique. Comparé à une éolienne classique, l'absence de mouvement évite le bruit et réduit les coûts de maintenance. Ses concepteurs espèrent que, couplée à des panneaux photovoltaïques sur le toit, cette technologie permettra au bâtiment de produire plus d'énergie qu'il n'en consomme. Verdict en 2025, date prévue pour sa construction dans le port de Rotterdam.

Source : Science et Vie, n° 1172, mai 2015, 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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