lu pour vous numéro 111

Détails

" Lu pour vous " n° 111*

Sommaire

  • Environnement-climat : tempête extrême dans l’Atlantique nord
  • Science & Futur : Des petits bateaux solaires pourraient jouer les livreurs
  • Science & Découvertes : Mururoa – la vie doit beaucoup au hasard !
  • Science : Physique nucléaire : nouveaux éléments au système périodique
  • Science : nouveaux matériaux – quand les gouttes d’eau jouent au trampolin
  • High-tech : la start-up France Craft
  • Technologies : Des prototypes de téléviseurs spectaculaires
  • Science & Technologie : L’ordinateur arrive dans l’oreille
  • Technologie : la voiture – robot Verti-Go
  • Science-Technologie : un géant chinois pour accélérer les particules

Environnement - climat : tempête extrême dans l'Atlantique nord.

Dans l'Atlantique nord monte un temps dangereux. Un tourbillon de basse pression fait remonter de l'air chaud vers le pôle Nord ou la température deviendra de 30 degrés au-dessus de la normale. La pression de l'air atteindra, d'ici 24 heures, 920 millibars (1000 en moyenne) et le vent atteindra la force d'un ouragan.

Les marins devraient contourner la région. Des vagues de 15 m de haut sont escomptées ; en pleine mer elles atteindront le double de la hauteur moyenne.

L'orage « Frank » a atteint la Grande Bretagne. L'écosse et l'Irlande du Nord a vu ce mercredi (30/12) des vents de 120km/h et des pluies torrentielles. Des milliers d'habitations sont restées sans électricité et des rues et de liaison ferroviaires ont été fermées. C'est le troisième déluge dans un mois.

En Norvège et en Islande, des vents ont atteint 260 km/h, comme les ouragans les plus puissants. A 1 500 km du pôle Nord, aux Spitzberg, on a mesuré {(par bouées) 15 degrés de plus que la moyenne à cette époque.

Source : Der Spiegel on line des 29 et 30 décembre 2015, signés boj et boj/dpa.

Science & Futur : des petits bateaux solaires pourraient jouer les livreurs.

lpv1111Alors que les technologies des drones et des véhicules autonomes arrivent à maturité, deux étudiants londoniens, Oliver Lehtonen et Philippe Hohlfeld, ont imaginé un petit bateau recouvert de cellules solaires capable de distribuer, seul, des marchandises. Nommé Water Strider, il a reçu le prix Blue Sky Transport Design de DHL.

Muni de 12 m2 de panneaux solaires fournissant 8KMh d'énergie, il possède une capacité d'emport de 5m3, soit l'équivalent d'un van. Il est également pourvu d'hydrofoils, des ailes immergées permettent à la coque du bateau de s'élever au-dessus de l'eau pour gagner en vitesse tout en économisant de l’énergie. Son terrain d’action serit les villes traversées par des cours d’eau (ce qui est la cas de 85% des capitales européennes) ou situées le long des côtes.

Source : Science & Vie, n° 1177, octobre 2015, signé S.F.

Science & Découvertes : Mururoa – la vie doit beaucoup au hasard !

lpv1112En suivant, sur la durée, comment la vie s’est reconstituée après les essais nucléaires des années 1960, des chercheurs ont établi le rôle crucial que joue le hasard.

Repères : Entre 1960 et 1996, la France a effectué 210 essais nucléaires, dont 50 aériens, comportant une puissance cumulée d’environ 13 mégatonnes (1000 fois Hiroshima). Résultat, le faune et la flore ont dû se reconstituer entièrement sur une terre devenue « vierge ». Comment ? Sous la pression de l’environnement comme on le croyait ? Eh bien, non.

L’étude a consisté à observer méticuleusement, durant trente ans, l’évolution des populations de mollusques d’un atoll paradisiaque du Pacifique, devenu un enfer atomique à la fin des années 1960 après avoir servi de terrain à essais nucléaires atmosphériques français.
Et l’analyse statistique fine qui vient d’être réalisée sur ces données originales a permis pour la première fois de mesurer le rôle crucial du hasard dans le repeuplement de cet atoll. Le hasard plus que la nécessité..

Jamais on n’a pu mesurer à quel point la composition en espèces d’un écosystème n’est pas déterminé par le milieu, mais se construit principalement au fil des événements, de façon chaotique et aléatoire.

Le comité scientifique du centre d’expérimentation nucléaire souhaitait suivre l’évolution de plusieurs écosystèmes, avant et après les explosions. Sur une petite île près de Mururoa, Fangataufa est une petite île de corail qui dissimule un sublime lagon de 45 km2, pour seulement 5 km2 de terres émergées.

lpv1113Première mission un an avant le premier essai nucléaire. Pendant un mois, Bernard Salvat, jeune chercheur à l’Ecole des hautes études d’histoire naturelle, récolte tous les coquillages sur différentes portions du territoire précisément délimitées, et référence chaque spécimen. De quoi observer en détail l’impact des futures explosions. Le premier essai, en 1966, d’une puissance de 8 fois celle de Hiroshima, n’a pas d’impact sérieux sur la faune. La deuxième explosion, en août 1968, 173 fois celle de Hiroshima (2,6 mégatonnes de TNT), est dévastatrice. Les populations de certaines espèces de mollusques ont été totalement décimées par l’onde de choc et par la chaleur dégagée par l’explosion. Au bout de quelques jours, une fois que la radioactivité a à peu près disparue, l’opération a laissé un territoire vierge à reconquérir.

L’américain Stephen Hubbell a introduit en 2001 la théorie neutre. Son postulat fondamental : toutes les espèces situées au même rang de la chaîne alimentaire possèdent une chance égale de se reproduire, de se développer ou de mourir, et ce, peu importe le milieu. Une hypothèse volontairement simplificatrice. La répartition spatiale des espèces dans une région devient aléatoire. Dans deux milieux quasi identiques, les communautés peuvent être radicalement différentes. C’est une théorie purement statistique.

Les relevés sur l’atoll de Fangatauga sont la solution miracle pour mesurer statistiquement la part du hasard et des effets environnementaux dans la construction d’un écosystème.

Le couple se reforme. Durant plusieurs mois, l’écologue statisticien applique ses méthodes d’analyse
Aux trente ans d’inventaire des mollusques, calcule les indices de variation de la composition en espèces de l’écosystème, évalue la contribution de chaque campagne d’échantillonnages à cette diversité, etc.

Les résultats dévoilés en mai 2015 sont, cette fois, à la hauteur des espérances. Le recensement des carnivores montre de grandes variations d’abondance d’une année sur l’autre, et selon les zones de l’atoll (voir la courbe ci-dessous). « Ces communautés sont structurées de façon aléatoire dans l’espace et dans le temps, ce qui correspond à la signature de la théorie neutre », souligne Pierre Legendre. Si le nombre d’individus herbivores a globalement peu évolué après les explosions (voir courbe ci-dessous), le nombre d’espèces à, lui, beaucoup augmenté. « Un accroissement qui correspond également à un phénomène neutre ».

Une espèce chasse l’autre.

Plus généralement, les statistiques montrent que, dans la grande majorité des cas, les espèces ayant repeuplé le site après les essais nucléaires ne sont pas les mêmes qu’auparavant : et que les changements ne sont pas identiques d’un site à l’autre ! Sans doute, ces résultats montrent que le hasard a eu ici une importance beaucoup plus significative que les niches environnementales dans la reconstruction de l’écosystème.

Clair : « Avec les aléas des courants marins, les larves de différentes espèces se sont installées à divers endroits de l’atoll. La roue a tourné et les espèces dominantes ont changé. »

Mais il y a une exception : sur la zone particulière du récif, dite supra littorale, les mêmes espèces apparaissent avant et après, et dans des abondances similaires. Et cela n’est cette fois-ci pas dû au hasard. « Ces substrats rocheux situés au–dessus du niveau moyen de haute mer, ne reçoivent de l’eau que par les embruns et les grandes marées, décrit Bernard Salvat. Très peu d’espèces de mollusques sont adaptées pour survivre dans des conditions aussi difficiles. »

Dans des cas extrêmes, c’est donc l’environnement, et non le hasard, qui décide indirectement des espèces gagnantes (voir courbe).
Au final, la théorie neutre et celle des niches se complètent pour décrire les événements sur Fangataufa.
La composition des mollusques a été complètement reconfigurée. Autour du lagon, le hasard a redistribué les cartes.

Source : Science et Vie, n° 1177, octobre 2015, par Simon Devos

Science - Physique nucléaire : nouveaux éléments au système périodique.

Des chimistes complètent le système périodique avec quatre éléments.
Accroissement du tableau le plus célèbre de la science : le système périodique des éléments est complété avec les éléments 113, 115, 117 et 118.

C’est la première fois après quatre ans que l’Union internationale des chimistes (IUPAC) a admis l’introduction de nouveaux éléments. Ils n’ont pas encore un nom ; suivant l’habitude, c’est aux découvreurs de le proposer.
Le 113 sera le premier élément baptisé en Asie, ses découvreurs travaillent à l’Institut Riken, au Japon .Les éléments 115, 117 et 118 sont attribués aux chercheurs de Russie et des Etats-Unis, ils travaillent au Centre de recherches nucléaires, à Dubna et au Lawrence Livermore National Laboratort, en Californie.

Source : Der Spiegel on line du 4 janvier 20163, signé boj.

Science : nouveau matériaux – quand les gouttes d’eau jouent au trampoline.

lpv1114Pour des raisons de sécurité, les avions sont souvent dégivrés. Des chercheurs de matériaux expérimentent ainsi avec des surfaces qui repoussent activement les gouttes d’eau. Un premier pas fascinant leur a réussi maintenant.
En hiver, avant le décollage, les surfaces portantes des avions sont traitées avec un liquide composé d’eau, de glycol et d’autres additifs pour empêcher le dépôt de neige ou la formation de glace.

On pourrait économiser totalement ce dégivrage si l’eau ne pourrait plus adhérer sur les ailes ou si elle était même repoussée activement.
Des chercheurs suisses ont montré, qu’en principe, de tels matériaux sont envisageables, mais dans la pratique pas si simple à mettre en œuvre.

lpv1115A la recherche de substances repoussant la glace, les chercheurs ont inculqué en quelque sorte aux gouttes d’eau, le saut au trampoline. Cela a réussi avec certains matériaux sous une pression diminuée (rapport de l’équipe de Dimos Poulikakos de l’Ecole fédérale technique de Zürich (ETH) dans la revue « Nature ».

Pour cela, les chercheurs ont posé une minuscule goutte sur une surface de silicium spécialement aménagée ; ils ont ensuite diminué la pression dans la chambre d’expérimentation et regarder, à l’aide d’une caméra à haute vitesse, ce qui se passait. Ainsi, à un vingtième de la pression atmosphérique normale, la goutte à commencer à sautiller.

Selon les scientifiques, c’est à cause de la concordance de l’évaporation normale de l’eau et de la microstructure de la surface du matériau ; « La surpression formée par l’évaporation entre la surface et la goutte, projette à chaque choc la goutte en hauteur, comme une plume ».

La composante la plus importante serait la surface du matériau, c’est elle qui repousse les gouttes d’eau. Il est possible d’obtenir des matériaux correspondants. Dans l’essai, les chercheurs ont analysé entre autres, des nanotubes d’aluminium traité en surface et du carbone.

« Pour arriver à rendre le mécanisme de trampoline encore plus apte, il faudrait arriver à le faire fonctionner également à pression normale ».

Source : Der Spiegel on line du 5 novembre 2015, Internet revue « Nature » Des gouttes d’eau sautillantes.

High-tech: la start-up France Craft.

lpv1116Ces français ont créé une voiture modulaire.

La start-up vient avec une ambition aussi simple qu’immense « faire de l’automobile autrement » en rupture totale avec les modèles économiques actuels.

Les cofondateurs de France Craft détestent l’expression « voiture en kit », mais elle résume parfaitement leur concept. Leurs véhicules seront livrés en pièces détachées, en fonction des options choisies par les clients. Avec leur look résolument carré, ils rompent avec tous les codes de l’automobile. Et ce dès fabrication. Ici, il n’est pas question d’usine, de chaînes de montage... mais de carrossiers indépendants monter à qui Marc Chevreau, cofondateur et directeur de France Craft, rêve de redonner à la fois du travail et de la valeur. Ce sont des professionnels de l’automobile qui auront la charge de monter les véhicules de la start-up française.

L’autre pari de France Craft est de lutter contre l’obsolescence des véhicules, tout en les rendant « personnalisables à l’extrême ». Faciles à assembler, ces voitures et utilitaires seront donc aussi faciles à réparer, voire à faire évoluer. Sur une même base de châssis, il sera ainsi possible de changer la carrosserie pour avoir un habitacle plus grand. Ces voitures sont électriques, les batteries seront-elles aussi faciles à renouveler. Selon les modèles choisis, les voitures auront une autonomie de 100 à 200 km. « Nous réfléchissons encore au modèle économique. Elles pourraient aussi être proposées en location », souligne Simon Mercarelli, directeur de France Craft. « Nous voudrons aussi offrir la possibilité à des créateurs d’imaginer de nouveaux modules pour nos autos ».

France Craft vise avant tout le marché des entreprises et des collectivités, tout en espérant toucher aussi les particuliers. L’entreprise espère pouvoir commercialiser auprès de revendeurs ses premiers « kit de vente » dès le premier semestre 2016. Ils comprendront un véhicule de démonstration, une formation et un support de vente, le tout pour 20.000 euros. France Craft estime que ses voitures devraient ensuite être proposées aux clients finaux pour 10 000 euros environs.

Source : le figaro on line du 4 janvier 2016, php

Technologie : des prototypes spectaculaires.

lpv1117Les téléviseurs de l’avenir font des vagues. Derrière les coulisses, à la foire de Las Vegas, les fabricants montrent des études de téléviseurs surprenantes. Beaucoup à l’air d’un futur lointain : des écrans enroulables ou transparents, des téléviseurs qui changent leur formes.

En partie avec des portes ouvertes, en partie derrière des portes fermées il y va aussi de réveiller très tôt l’intérêt pour des produits qui arriveront beaucoup plus tard sur le marché. Ou de sonder quel type de projet en recherche pourrait effectivement attirer l’intérêt des clients.

On peut découvrir des écrans transparents et d’autres aussi fins que le papier, des écrans enroulables et des téléviseurs démesurés, tordus.

Source : Der Spiegel on line du 7 janvier 2016, de Las Vegas Transmis par Matthias Krem

Science & Technologie : l’ordinateur arrive dans l’oreille.

Le premier ordinateur dans l’oreille au monde est près réalisé (le « Dash » de la start-up Bragi). A la foire CES de Las Vegas, le journaliste Matthias Kremp, l’a fourré dans l’oreille.

Il a l’air d’un casque d’écoute sans fil, et il en est de fait un. Mais quand on enlève le couvercle de sa boîte, on remarque que c’est quelque chose de différent.

Même s’il est sans fil et entre en contact par Bluetooth avec un « handy » ou un MP3, les deux moitiés d’autres écouteurs sont toujours reliées par fil. Pour le « Dash » c’est d’une manière quelconque différent. Chaque écouteur peut être autonome, malgré cela, en stéréo, la musique écoutée est parfaitement synchrone. C’était un des plus importants défis au développement du « Dash ». La solution a été trouvé dans une technologie conçue par le fabricant NXP, dénommée Near Field Magnetic Induction (NFMI), utilisé depuis presqu’une dizaine d’années dans des écouteurs.

En général, les « Dash » sont plutôt ordinateurs qu’écouteurs. Tous les deux disposent d’un processeur, d’enregistreur, d’antennes et plus. Pour le « Dash » on a développé un vrai système de fonctionnement avec un programme de recherche étalé sur 50-60 ans.

Pour la programmation, on a engagé des chercheurs expérimentés en logiciels de 40 à 50 ans. Résultats : l’ensemble des logiciels ne prend que trois mégabytes, comparés aux systèmes comme Android ou IOS, avec des centaines de mégabytes.

Pour optimiser la consommation du courant, on trouve entre les deux écouteurs une balance des charges (load balancing) : quand l’un des deux est surchargé, une partie de la charge est transmise à l’autre. Ainsi on s’assure de recharger les deux côtés approximativement en même temps.

Les premiers 4 500 exemplaires expédiés aux contractants disposent de fonctions qu’aucun autres écouteurs sans fil ne peut offrir.
On peut les utiliser pour écouter de la musique ou de téléphoner et stocker des milers de chansons. Au sport, ils peuvent enregistrer le nombre de pas effectués et le pouls et aussi donner des directives Comme le « Dash » est en plus étanche, il fonctionne également à la nage, sous la douche ou sous la pluie.

Au premier essai, dans le cadre de la foire, ces écouteurs ont fait bonne impression. La pose dans les oreilles est simple et on n’a pas senti qu’ils pourraient sortir facilement. Le son de la musique paraissait correct, comme sans l’appareil. Mais il faudrait des tests plus approfondis pour confirmer.

Source : Der Spiegel, on line du 8 janvier 2016, par Matthias Kremp.

Technologie : la voiture-robot VertiGo.

lpv1118Cette voiture télécommandée monte sur les murs. Des étudiants suisses ont développé un robot qui vient à bout de la gravité.
Il s’agit d’un véhicule de la dimension d’une petite voiture télécommandée. Il a l’air d’une simple structure et est composé de quatre roues menues, une plate-forme étroite et de deux hélices.

Mais ce petit jouet, le VertiGo peut monter à la verticale sur un mur lisse à la vitesse de 15km/h, en dépit de ka gravitation. David Krummenacher, constructeur de machines à l’Ecole technique confédérale de Zûrich (ETH), avec cinq étudiants a développé sur la demande de Disney.

« Disney voulait un robot capable de monter rapidement sur un mur, abstraction faite du matériau employé pour sa réalisation. Ainsi les aimants et ventouses ont été éliminés dès le début, car ils n’auraient fonctionnés que sur certaines surfaces. La solution : les hélices. Elles sont l’unique force de propulsion des VertiGo.

Les hélices de huit pouces proviennent d’un modèle d’avion du commerce, ainsi que les moteurs électriques d’une capacité maximale de 630 Watts. Les hélices peuvent pivoter de 360°.

Les hélices sont mises au point pour former en principe trois forces différentes : une pour l’orienter dans la direction désirée, une pour contrecarrer la gravitation et permettre la montée au mur et une force qui produit une compression qui prend en charge le déplacement sur le mur. Le guidage et l’accélération s’effectuent avec une télécommande normale.

Seulement une technique affinée permet au robot un démarrage vertical au mur et tourner dessus comme au sol.

L’équipe de Krummacher ont programmé pour cela un algorithme lequel calcul la position des hélices pour éviter l’écrasement du véhicule. A l’aide d’une unité de mesure inertiale (IMU), le robot sait à tout moment quelle est son inclinaison. Grâce aux détecteurs infrarouges, VertiGo sait quand il s’approche d’un mur. Alors, il soulève les roues avant et arrive tout seul en haut ; sans les détecteurs, il aurait besoin d’une rampe.

Au développement, l’équipe a regardé avant tout le poids du robot, plus il est lourd, plus difficile devient l’équilibre au mur. Ce n’est donc pas étonnant de voir VertiGo un peu dénudé, mais il n’y avait pas la possibilité d’un design attractif.

L’électronique se trouve sur une plate-forme en fibres légères de carbone, les roues avec les suspensions sont en photopolymères durcis par UV, produits en impression 3D. Le robot pèse à ce jour environ 2kg.

Pour prévenir des accidents pendant les essais de grimpée, VertiGo a été attaché à une corde de pêche. Il y a eu néanmoins une seule chute avec la casse d’une roue.

Pour l’introduction sur le marché d’une super-auto télécommandée il faudrait encore attendre. Le prototype a été réalisé à la main par l’équipe.

Comme utilisation pour le robot on peut par exemple prévoir l’inspection des murs de tunnels, difficilement accessibles, de parties des ponts ou des façades de maisons.

Le développement de VertiGo continuera, car il semble évident qu’un robot avec des hélices pourra également voler. Il le peut, car l’équipe l’a constaté involontairement ; mais dans l’air, il ne peut pas être contrôlé. Il se pourrait que VertiGo puisse un jour monter le long d’un mur, décrocher et atterrir sur un autre mur sans s’écraser.

Source : Der Spiegel on line du 7 janvier 2016 ; par Christoph Stockburger

Science-Technologie : un géant chinois pour accélérer les particules.

Fin octobre, la Chine a annoncé qu'elle allait lancer la construction du plus grand accélérateur de particules au monde entre 2020 et 2025. S'il voit le jour, il sera au moins deux fois plus vaste que le LHC, principale installation actuelle, construite par le Cern de part et d'autre de la frontière franco­ suisse. Le LHC a permis de confirmer, en 2012, l'existence d'une particule élémentaire désormais mondialement célèbre, le boson de Higgs. C'est précisément ce boson qui est au cœur du projet chinois. L'accélérateur envisagé par Pékin, long de 50 à 100 kilomètres, devrait en produire des millions, soit bien plus que les centaines générées par l'européen qui, lui, ne mesure que 27 kilomètres.

Le LHC génère avec les bosons de Higgs de nombreuses autres particules. « Notre future installation créera un environnement extrêmement pur, qui ne produira que des bosons de Higgs » a expliqué Wang Yifang, le directeur de l'institut chinois de la physique des hautes énergies.

Le nouvel accélérateur chinois pourrait générer sept fois plus d'énergie que celui du Cern, qui vient quasiment de doubler sa puissance à 13 tétra électronvolts mais qui, poursuit Wan Yifang, atteint ses limites en termes de niveau d'énergie.

Source : Science et Avenir hors-série, janvier-février 2015, info non signée.

*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

   
© UNION DES INGÉNIEURS ET SCIENTIFIQUES DES SAVOIE - 2011