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lu pour vous numéro 101

Détails

" Lu pour vous " n° 101*

Sommaire

  • Science & futur : les prochaines éoliennes n’auront plus de pales
  • Electronique : un matériau à base de bois pourrait remplacer le silicium des puces
  • Science & Technologie : 1600 km/h, la voiture de tous les records
  • Science – astronomie : la première agonie d’un soleil saisie en détail
  • A la une : Paradis extrasolaire : Il existe des terres plus vivables que la nôtre
  • Science & futur : un moteur qui doit révolutionner le vol spatial va être testé

Science & futur : les prochaines éoliennes n’auront plus de pales.

lpv101 1Produire de l’électricité grâce à des éoliennes sans pales... voici le projet un peu fou sur lequel travaille depuis quatre ans Vortex Bladeless, une start-up espagnole, qui vient de déménager à Boston, aux Etats-Unis, afin d’y trouver les financements nécessaires. Le principe, radicalement différent de celui des éoliennes conventionnelles, consiste à utiliser l’effet aérodynamique des tourbillons d’air, un effet vortex bien connu en aéronautique. Une idée qui se traduit sous la forme d’un mât en deux parties : un cône vertical ultraléger, creux et mobile, en fibres de verre et de carbone, se fixe sur un tube rigide arrimé au sol. Sous l’action du vent, la partie supérieure et conique du mât oscille : c’est ce mouvement qui produit de l’électricité grâce à un système de bobines et d’aimants.
Des dizaines de tests ont déjà été réalisés à l’aide de différents prototypes.

Selon leur hauteur, les mâts captent 15 à 30 % d’énergie cinétique de moins que les systèmes actuels. Un manque à gagner compensé, selon les concepteurs, par la possibilité de placer deux fois plus de mâts que d’éoliennes tripales dans un champ de même taille. Vortex Bladeless prévoit déjà de commercialiser différents modèles : elle proposera avant la fin de l’année un mât de 3 m de hauteur produisant 100 W, dans un an, un mât de 13 m développant 4 kW ; puis, d’ici quatre ans, un modèle d’environ 127 m de hauteur qui devrait, lui, atteindre 1 MW de puissance.

Source : SCIENCE et VIE, n° 1 175, août 2015, signé E.T.-A.

Electronique : un matériau à base de bois pourrait remplacer le silicium des puces.

lpv101 2Comment diminuer l'empreinte écologique des puces électroniques, utilisées par milliards dans le monde et qui finissent dans des décharges ?
Une équipe de chercheurs menée par Zhenquiang Ma, de l'université du Wisconsin (Etats-Unis), vient de trouver une solution : elle a réussi à concevoir des puces biodégradables à base de cellulose.

Pour cela, les scientifiques ont d'abord réduit du bois en une pulpe de fibres de cellulose de taille nanométrique. A partir de cette préparation, ils ont fabriqué un papier transparent ultrarésistant qu’ils ont recouvert de poly époxyde (une résine) afin qu’il n’attire ni l’eau, ni les moisissures de l'air.
Ce matériau est capable de remplacer la couche de silicium qui, sur une puce, sert habituellement de support aux composants électroniques. Et comme cette couche représente 99 % du silicium d'une puce, la remplacer par une à base de cellulose rend la puce biodégradable.

Autres avantages : les puces conçues à partir de ce papier ultrarésistant sont flexibles et moins chères.

Deux atouts intéressants pour concevoir, notamment, de futurs écrans souples.

Source : Science et Vie, n° 1 175, août 23015, signé S.F.

Science & Technologie · 1600 km/h, la voiture de tous les records.

lpv101 6Des ingénieurs promettent de faire rouler la voiture la plus rapide de tous les temps. Une quête de l'inutile ? Peut-être, mais Muriel Valin a été impressionnée par cet art de la mécanique poussé à l'extrême.

Les moteurs sont prêts. Le châssis et les roues aussi. Si les derniers tests donnent satisfaction, ce bolide effilé devrait sortir ce mois-ci de son hangar du centre technique à Bristol, en Angleterre.

La Bloodhound SSC, c’est son nom, démarrera alors ses premiers tours de piste à 300 km/h.... Jusque-là rien de très surprenant, c’est devenu une vitesse de pointe classique des Formule 1. Sauf que, dès le mois d’octobre, ce même véhicule tentera de s’attaquer à un objectif nettement plus ambitieux : égaler le record mondial de vitesse terrestre de 1 228 km/h ! Plus vite que la vitesse du son, à 1 224 km/h.
Avant, l’année prochaine, de tenter d’atteindre la barre des 1 000 miles par heure, soit 1 609 km/h ! Paris-Marseille en une petite demi-heure, si le parcours était parfaitement droit et plat. Irréaliste,

Pas si sûr... Car l’équipe de l’ingénieur Richard Noble n’en est pas à son premier coup. C’est justement elle qui a établi en 1997, le record de 1 228 km/h... jamais égalé depuis.

« Juste après le record, je me suis dit que c’était la première et la dernière fois que je faisais un truc pareil ! », déclara Andy Green, le pilote de la Royal Air Force qui conduisait le bolide. Visiblement, le temps lui a fait changer d’avis.

130 000 chevaux !

Cette fois, l’engin est encore plus puissant : 130 000 chevaux contre 106 000. La réalisation de ce gros bijou technologique a nécessité 55 millions d’euros de budget, mobilisé plus de 280 entreprises (Rolls-Royce, Intel, Castrol, Rolex...) et a été suivie de bout en bout par plus de 5 000 écoles et universités en Angleterre.
Mark Elvin, l’un des ingénieurs en chef, responsable de la conception de la voiture, n’exclut pas de retombées, par exemple dans le domaine du ferroviaire. Mais il reconnaît : « Notre objectif est avant tout de donner envie aux générations futures de s’impliquer dans les sciences et les techniques, en montrant que les exploits les plus fous sont possibles ».

Car il faut bien l’avouer : la Bloodhound SSC est avant tout un rêve de fans de grosses cylindrées, en quête d’un projet démesuré pour relever des défis mécaniques hors normes. En théorie, il n’existe pas de limite de vitesse pour une voiture de ce type, à condition d’avoir la puissance correspondante pour les moteurs, commente Mark Elvin. Mais, dans notre projet, nous avons dû prendre en compte les contraintes d’accélération et de décélération pour qu’elles soient supportables par la voiture comme par le pilote. »

Un exemple de casse-tête : le moteur choisi pour démarrer le Bloohound SSC, un réacteur d’avion, peut s’endommager si jamais il reçoit de l’air à une vitesse supérieure à celle du son... ce qui a obligé à placer le cockpit juste devant, afin de freiner ce flux.

Quels moteurs choisir ? Quelle forme dessiner ? Comment garantir que ce bolide va rouler et ne pas décoller ni se renverser ? Les ingénieurs anglais ont dû à chaque fois innover (voir infographie).

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Autre contrainte liée au record : trouver un terrain parfaitement plat, sec et dur. Plutôt que la route Paris-Marseille, c’est le désert du Kalahari, en Afrique du Sud, qui a été choisi. « La conduite sur piste désertique n’est pas évidente à simuler, souligne Mark Elvin. Lors des tests, nous allons augmenter la vitesse par paliers de 80 km/h et voir progressivement ce qui va se passer. »

Le Bloodhound SSC sera-t-il à la hauteur des ambitions de ses concepteurs ? Le verdict tombera dans quelques mois... à moins qu’entre-temps, le bolide ne se fasse pas doubler dans la dernière ligne droite. Car deux autres équipes américaine et australienne, préparent des voitures visant le même record (la Aussie Invader et la North American Eagle). Tout laisse penser qu’elles sont moins avancées. Mais elles sont bien la preuve que la technologie est désormais prête. Et que, si le défi est fou, il est bel et bien en passe d’être relevé...

Source : Science et Vie, n° 1 175, août 2015, par Muriel Valin.

Sciences- astronomie : découverte d’une nouvelle exo planète, cousine de la Terre.

Elle tourne autour d’une étoile ressemblant bien à notre Soleil et exactement à la bonne distance. Les astronomes, enthousiastes, spéculent sur la possibilité de vie sur elle .La Nasa vient d’annoncer avoir détecté, dans les profondeurs du cosmos, un corps céleste ressemblant- à confondre- à notre Terre .Détectée par le télescope spatial Kepler, la Kepler-452b est probablement une planète rocheuse. Elle est 60% plus grande que la Terre et tourne en 385 jours autour de son étoile. Les chercheurs autour de Jon Jenkins du Ames Research Center de la Nasa à Moffett Field ‘ (Californie), publieront sous peu les résultats de l’étude en cours dans « Astronomical Journal ». L’exo planète se situe dans la constellation du cygne à environ 1 400 années-lumière de la Terre. L’étoile centrale de l’exo planète ressemble à notre Soleil, mais avec six milliards d’années et plus vieille (d’un milliard et demi d’années).

Cela pourrait être intéressant, car la plupart des exo planètes découvertes jusqu’à ce jour, tournent autour d’étoiles plus froides.

La distance à son étoile est comparable à celle de notre Terre au Soleil. Théoriquement il est donc possible qu’il y ait de l’eau sur Kepler-452b, mais on ne peut pas le prouver directement.

La « zone habitable » est comprise entre : assez loin pour que toute l’eau ne s’évapore pas instantanément et assez près pour qu’il n’y est pas seulement de la glace.

A ce jour, selon la Nasa, il y a 1 030 exo planètes confirmées.

Source : SPIEGEL on line du 23 juillet 2015, signé chs.

Actus- Astronomie : la première agonie d’un soleil saisie en détail.

lpv101 7Cette étoile est à court d'hydrogène. Elle brûle encore de l'hélium, mais plus pour longtemps .Si, il y a quelques centaines de millions d'années, M2 Puppis, qui gravite à 200 années-lumière de nous, dans la constellation de la Poupe, ressemblait encore à notre Soleil,elle s'est métamorphosée aujourd'hui en une géante rouge.... qui éjectera bientôt sa matière dans l'espace. Grâce à Sphere, un instrument installé sur le Very Large Telescope, au Chili, qui corrige avec une précision inédite les turbulences de l'atmosphère, Pierre Kervela et son équipe ont réussi à la photographier, assistant pour la première fois dans tous ses détails à une agonie solaire.

Les astronomes ont ainsi découvert qu'un cocon de gaz et de poussières entoure déjà la géante, car l'étoile a commencé à exploser, formant une sorte de disque surmonté de deux cônes symétriques.

Ils ont aussi pu observer la danse d'une étoile jumelle, plus jeune, qui, à mesure qu'elle tourne autour de L2 Puppis, sculpte sa gangue de poussières. A partir de ce cliché, ils peuvent même prédire la forme que prendront les restes de l'étoile morte. Ils devraient se déployer autour de la géante, formant une nébuleuse bipolaire : un gigantesque papillon aux couleurs brillantes au centre duquel trônera le cœur éteint de l'astre.

Souce : Science et Vie, n° 1 175, août 2015, signé é M.F.

A la une : paradis extra solaires.

Il existe des terres plus vivables que la nôtre.

On croyait notre petite planète bleue idéalement configurée pour que la vie prospère et s’épanouisse ? Erreur ! Il y a beaucoup mieux dans l’Univers. Et on sait même à quoi ressemble le « paradis » : une planète deux fois plus massive, orbitant autour d’une naine orange, dotée d’une gravité supérieure. C’est ici que le vivant se trouve dans les meilleures conditions possibles. Pas sur Terre....Bonne nouvelle : de tels « paradis » se chiffrent par milliards dans le cosmos.
Vingt ans après la découverte de la première planète extrasolaire, la Terre n’est définitivement plus unique, et elle n’est même plus idéale...
Pour le scientifique à quoi ressemble le paradis ? Le canadien René Heller, de l’université McMaster (Ontario), et l’américain John Armstrong de l’université Weber (Utah), viennent de répondre à cette question.

C’est la première description scientifique de la planète « super-habitable ». L’aboutissement d’un raisonnement qui interroge chaque caractéristique géophysique afin de tracer les contours du monde qui offrirait les meilleures conditions pour que la vie puisse émerger et évoluer. Et le premier signe tangible d’un profond changement de perspective sur la place que l’on occupe dans l’Univers.

Aujourd’hui, alors que près de 2 000 exo planètes ont été détectées, les astronomes reconnaissent que les mondes extrasolaires sont bien plus varié qu’imaginé.

La Terre ne représente qu’un type de planète habitable parmi des dizaines d’autres possibles, dont l’atmosphère, le climat et la géologie sont en train d’être modélisés.

René Heller et John Armstrong, les premiers, se sont libérés de notre planète pour repartir de zéro, ou plutôt de nulle part, compilant toutes les études des planétologues avec un fil conducteur jusqu’ici négligé. « Notre idée s’est construite autour de la longévité comme critère essentiel de l’habitabilité. Pour une raison à la fois simple et évidente : il faut du temps pour que la vie apparaisse et évolue. »

Le seul cas de la Terre donne en effet des chiffres frappants : si les analyses isotopiques des sédiments suggèrent qu’une forme de vie primaire pouvait déjà exister moins d’un milliard d’années après la formation de notre planète, il a fallu attendre deux milliards d’années, soit deux fois plus longtemps, pour qu’apparaissent les premiers organismes pluricellulaires.

A partir de là, les deux chercheurs ont établi une méthode : lister les conditions nécessaires à l’apparition d’une vie sur une planète, et ajuster les processus géophysiques afin qu’ils les satisfassent le plus longtemps possible.

A commencer par la source d’énergie : pour qu’il y ait de la vie, il faut une étoile qui lui apporte de la lumière. Or, plus une étoile est petite, plus sa durée de vie est grande. « Les étoiles naines consomment leur hydrogène plus lentement, ce qui accroît leur longévité et offre plus de temps à la vie pour évoluer », précise René Heller.

Les étoiles naines rouges, moitié moins massives que le Soleil, voient ainsi leur durée de vie se prolonger sur plusieurs dizaines de milliards d’années, contre dix milliards pour notre Soleil. Seulement, ces naines rouges ont aussi des inconvénients : elles émettent des flots de rayons X et UV considérés comme nocifs pour le développement d’une biologie. « Sans compter qu’elles ont une luminosité si faible que leur zone habitable se situe très près d’elles, si près que les planètes seraient à portée de leurs jets de plasma », ajoute François Forget.

Au vrai, d’autres astres offrent le parfait compromis : des naines orange que les spécialistes ont affublées de la lettre K. De masse intermédiaire entre les naines rouges et le Soleil, elles cumulent tous les avantages : durée de vie de l’ordre de vingt milliards d’années et activité modérée. « Oui ! Elles pourraient être l’optimum de l’habitabilité », confirme Jérémy Leconte, à l’institut canadien d’astrophysique (Toronto).

3 conditions nécessaires à la vie.

Passons à la planète qui orbite autour de cette naine orange. Les exobiologistes s’accordent sur trois conditions nécessaires à la vie.

Il faut d’abord qu’elle soit dotée d’une surface, seul média capable de stabiliser un système biochimique. Elle doit donc être tellurique.
Il faut aussi qu’elle soit riche d’une atmosphère, « essentielle à la vie en surface car elle sert de médiateur pour le transport de l’eau et des nutriments sous forme d’embruns ou de vapeur », explique John Armstrong.
Il faut enfin qu’elle soit entourée d’un champ magnétique, seule barrière capable d’empêcher le rayonnement cosmique et les éruptions stellaires de la dépouiller de son enveloppe gazeuse.

Mais la planète idéale ne doit être trop petite non plus ; de 1 à 6 fois la masse de la Terre autour d’une étoile K et qu’elle soit dans la fameuse zone d’habitabilité, soit entre 0,25 et 1,3 unité astronomique pour une étoile de type K.

Une planète idéale pour trois grandes raisons :

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Combien y a-t-il de ces édens dans notre galaxie ? Pour l’instant, aucun n’a été détecté. Mais le chercheur a fait le calcul sur le coin de table. Et ses chiffres donnent le vertige. Les naines orange idéales constituent 12,1 % des étoiles et sont donc quelque 24 milliards rien que dans la Voie lactée. Or, près d’un tiers pourrait abriter une planète de 2 à 3 masses solaires dans leur zone habitable. Près de 5 milliards de planètes super habitables se cacheraient alors dans notre petit coin d’Univers ! Cinq milliards de paradis dans notre seule galaxie !

Bien sûr, ces travaux ne sont pas définitifs. De nombreuses hypothèses et incertitudes demeurent. Et en l’absence d’une description de l’apparition de la vie sur Terre, impossible d’être sûr qu’une condition nécessaire n’a pas été oubliée .La composition de l’atmosphère de l’étoile et, liée à la fois à la composition de l’étoile et aux processus de formation planétaire, est encore impossible à simuler.

Les télescopes spatiaux vont être mobilisés : en 2018, le JWST étudiera l’atmosphère des plus grosses planètes rocheuses. ARIEL et WFIRST, s’ils sont sélectionnés, se concentrerons dans les années 2020 sur les exo planètes les plus proches... Reste à dénicher celle vers laquelle pointer. « Dans les données collectées par Kepler, 4 607 signaux n’ont pas encore été étudiés. La majorité sont des exo planètes dont on ne sait encore rien ! », insiste avec gourmandise René Heller.

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On aura alors toutes les raisons de penser que, pour la première fois, on voit vraiment le paradis.

Et qu’il n’est pas sur Terre, mais dans le ciel, en de multiples exemplaires.

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Source : Science et Vie, n° 1 174, juillet 2015, par Mathilde Fontez.

Pourra-t-on visiter un jour un de ces paradis terrestre ?

Sans doute jamais. Aucun des moyens de propulsion existants ou envisagés aujourd'hui, les plus futuristes soient-ils, ne permettrait d'aller explorer une exo planète dans un temps raisonnable. Il suffit d'observer New Horizons. Cette sonde, la plus rapide de l'histoire, qui doit atteindre Pluton ce mois-ci après neuf ans et demi de voyage, mettrait près de cent mille ans pour atteindre Alpha du Centaure, l’étoile la plus proche de nous, située à 4,3 années-lumière !
Dommage, parce que justement, cette naine orange de type K Pourrait bien abriter une planète super habitable. Une planète de la taille de la Terre a été déjà découverte en 2012, mais elle est trop chaude pour être habitable. Depuis quelques mois, les astronomes en suspectent une deuxième. Cette planète-ci serait plus éloignée de son étoile et donc potentiellement plus froide. Mais on est vraiment à la limite de la détection. Il faudra attendre 2017 pour avoir confirmation de l'existence de ce paradis à la fois si proche et si lointain.

Science & futur : un moteur qui doit révolutionner le vol spatial va être testé.

lpv101 13C’est un moteur capable de faire passer la température de l’air qui circule à l’intérieur, pour assurer la combustion du carburant, de 1 000°C à 150°C en un centième de secondes. Et qui, pour accomplir cet exploit, ne requiert pas davantage d’espace qu’un moteur de fusée traditionnel, alors même que ce type de refroidissement intense passe usuellement par une installation de la taille d’une usine. C’est ce que promet la société britannique Reaction Engine avec son concept de moteur Sabre (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine), qui, gage de la solidité du concept, vient d’être approuvé par l’US Air Force.
L’intérêt ? Doter un futur avion spatial de la capacité de circuler sans les lourds réservoirs à oxygène liquide indispensables aux moteurs actuels des navettes spatiales.

Car le Sabre, s’il brûlera bien ce type de carburant pour, une fois atteinte la frontière de l’espace, accélérer encore jusqu’à se placer en orbite, saura s’en passer dans l’atmosphère. Là, en mode « jet », il se satisfera de l’oxygène de l’air pour brûler de l’hydrogène liquide, son carburant, et se propulser au-delà de Mach 5 (7 200 km/h)... Toute la difficulté étant alors de dissiper la chaleur de l’air. Une difficulté qui a donc théoriquement été levée.
Avant un test vers l’espace, les premières applications de ce concept devraient concerner des supersoniques.

Source : Science et Vie, n° 1 174, juillet 2015, signé S.F.

*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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