lu pour vous numéro 135

Détails

" Lu pour vous " n° 135*

Sommaire :

  • Science & futur : un concept de moto antichute est à l'étude.
  • Science & futur : la première voiture électrique qui roule au solaire.
  • Science & futur : l'avion électrique personnel est en bonne voie.
  • Science & futur : inauguration d'une ferme géante en plein désert.
  • Actus techno-mécanique : voici le premier matériau qui, chauffé, se met à rétrécir.
  • Science & techniques : quand l'ordinateur réinvente les objets.
  • Nature - recyclage : une mine d'or dans nos vieux téléphones portables.

Science & futur - un concept de moto antichute est à l'étude.

lpv1351BMW a dévoilé le 11 octobre dernier le concept futuriste de la Motorrad Next 100, préfigurant les caractéristiques de la moto à l'ère connectée pour 2030-2050.
Finies les chutes : elle se conduira même sans casque ! « Auto-stabilisé », ce concept ajustera de lui-même son équilibre pour pallier les défaillances du pilote... et tenir debout tout seul, même à l'arrêt.

Les échanges d'informations entre l'engin et son pilote passeront essentiellement par des lunettes de réalité augmentée fournies par la moto, qui projetteront dans le champ de vision du conducteur la trajectoire optimale à adopter dans les courbes.

Enfin, cette moto au design rétro-futuriste, encore au stade du concept, sera évidemment zéro émission, même si le constructeur ne fournit, à ce stade, aucun détail sur son futur mode de propulsion.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017, signé H.L.

Science & futur - la première voiture électrique qui roule au solaire.

lpv1352Sion, la première voiture électrique de la jeune pousse Sono Motors, se charge toute seule grâce à sa carrosserie couverte de panneaux solaires. Son autonomie, suffisante pour les trajets quotidiens, est d’environ 30km pour cinq heures d’exposition, 50km pour huit heures.

Vitesse maxi 140 km/h. Tarifs : entre 12 000 et 16 000 euros, mais les batteries seront vendues séparément.

Une campagne de financement participatif est ouverte pour un monospace de 6 places prévu en 2018.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017, signé E.T.-A.

Science & futur - l'avion électrique personnel à décollage vertical est en bonne voie.

lpv1353Celui de l'allemand Lilium Aviation est le l'un des plus prometteurs. « Nous voulons développer un avion du quotidien », explique son président : un biplace capable de voler à 3 000m d'altitude. La trentaine de petites turbines électriques pivotantes du Lilium Jet permettront de combiner les avantages d'un hélicoptère et d'un avion. Il pourra atterrir et décoller verticalement de manière autonome grâce à un ordinateur de bord. Puis, en vol, faire pivoter ses moteurs afin de propulser l'appareil comme un avion (jusqu’à 400 km/h en vitesse de pointe). Son autonomie annoncée est de 500 km ; il se rechargera sur une prise de secteur, et pour plus de sécurité, sera équipé de batteries et de moteurs redondants.

Aucune fourchette de prix n'a été annoncée, mais ses créateurs affirment qu’il devrait être bien moins élevé qu'un de taille similaire. Son poids à charge maximum tourne autour de 600 kg.

Le Lilium Jet devrait pouvoir être piloté avec un simple permis pour avions légers. Premier test avec une personne à bord en 2017. Commercialisation prévue en 2018.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017, signé E.T-A.

Science &-futur - inauguration d'une ferme géante en plein désert.

lpv1354La Sundrop Farm, inaugurée le 6 octobre dernier dans le sud de l'Australie, produira 15 000 tonnes de tomates par an sur 20 hectares implantés en plein désert ! Et cela en quasi autonomie.

Pour fonctionner, cette ferme n'a en effet besoin que de l'énergie du soleil et de l'eau de mer puisée dans le golfe de Spencer voisin. Ses 13 000 miroirs dirigent les rayons solaires vers un concentrateur, qui accumule m'énergie. Les 3 MW de puissance thermique produits serviront ensuite à alimenter une unité de désalinisation d'eau de mer pour irriguer les cultures installées sous serre : des plants de tomates cultivés en hydroponie, c'est-à-dire hors sol et, plus précisément ici, sur un support inerte à base de coque de noix de coco.

Enfin, les promoteurs de cette Sundrop Farms affirment cultiver sans pesticides, mais avec des insectes prédateurs. La compagnie, qui planifie déjà des exploitations similaires au Portugal et aux Etats-Unis, compte amortir les quelque 200 millions de dollars d'investissement de l'installation grâce à une facture d'énergie nulle. Elle prévoit également d'ajouter d'autres fruits et légumes à sa production dans un futur proche.

Si elle ne précise pas dans quelle mesure elle emploie des engrais chimiques (issues de la pétrochimie), son exploitation quasi-autonome a en revanche le mérite de s'affranchir de l'utilisation de terres arables et de l'eau potable, deux recources qui se raréfient à l'échelle mondiale. Une initiative intéressante pour l'autonomie alimentaire des régions désertiques.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017, signé H.L.

Actus technos - mécanique : voici le premier matériau qui, chauffé, se met à rétrécir.

lpv1355Alors qu'un matériau solide tend généralement se dilater lorsqu'il est chauffé, les chercheurs du MIT viennent d'en inventer un, qui au contraire, devient plus petit... grâce à sa forme ingénieuse.

La structure de base qui le compose à la taille d'un morceau de sucre, elle est composée de rayons interconnectés qui lui donne une forme étoilée. Certains de ces rayons sont rigides et composés de cuivre, d'autres sont plus élastiques et faits de polymères. Lorsque le matériau est chauffé au­ delà de 280°C, les rayons les plus solides exercent des contraintes mécaniques sur les plus souples, ce qui réduit le volume du cube.

Ce nouveau matériau, mélangé à d'autres, pourra être employé dans le domaine de la construction de l’électronique.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017, signé S.F.

Science & techniques -industrie : quand l'ordinateur réinvente les objets.

Des algorithmes intelligents permettent désormais de concevoir n'importe quel objet à partir de contraintes prédéfinies. Résultat : des design complétement inédits qu’il s’agisse d'une chaise ou d'un avion. Muriel Valin nous fait découvrir ce nouveau monde des objets

« Dessine-moi une chaise ». Cette requête est celle d'un ingénieur à un ordinateur. Et la réponse étonnante est une chaise inédite, avec ces structures rondouillardes, déclinées en milliers de variantes : un peu plus large ou plus tarabiscotée. A première vue, cette chaise ne paraît pas ultraconfortable. Qu’importe, à ce stade, le plus intéressant n'est pas tant la praticité que la démarche : il s'agit d'un des premiers objets au monde dessiné par un programme informatique. Une vraie révolution dans l'histoire du design ou, jusqu’ici, l'ordinateur était cantonnée au rôle d'assistant comme dans la conception assistée par ordinateur (CAO).

Ici, il a pris la main, ou plutôt le crayon, et inventé lui-même des formes sans idées préconçues, mais en respectant des contraintes et des objectif que des ingénieurs lui ont imposés. En l'occurrence, inventer un objet à quatre pieds, avec assise haute, utilisant le moins de matériau possible. En s'appuyant sur divers algorithmes, dont des modèles évolutionnistes inspirés du vivant. L'ordinateur a calculé des millions de formes possibles. Et retenu les configurations qui répondent le mieux à la demande initiale, dessinant au final des chaises à l'allure très différente de ce qu'un humain aurait pu esquisser.

lpv1356Née aux Etats-Unis, cette approche baptisée "conception générative" commence tout juste à se concrétiser sous forme d'objets et de structures fabriqués exclusivement à l'aide d'une machine. Et certains commencent même à être commercialisés. Dès 2006, la Nasa avait prouvé l'intérêt de cette approche. En tâchant de concevoir une antenne pour microsatellites, les ingénieurs s'étaient rendu compte, à leur grande surprise, que l'ordinateur avait obtenu une forme bien plus efficace que toutes celles qu'ils avaient esquissées eux­ mêmes. Mais cet essai était resté sans suite.

Logique ; cette approche ayant été jusqu'ici principalement déployée pour minimiser le coût en matériau, ce sont surtout des structures filaires qui ont vu le jour, souvent impossible à réaliser avec des techniques classiques. Mais l'arrivée de l'impression 3D a tout changé : « il est alors possible de générer de nouveaux objets imaginés de cette manière. Pour la première fois dans les techniques de production via m'impression 3D nous ouvre des possibilités que nos outils et notre imagination ne savent pas encore pleinement exploiter. La conception générative va nous y aider ». « Au-delà de six variables comme la charge, les directions, l'énergie absorbée» l’homme ne peut plus concevoir et dessiner lui-même des formes », souligne Marc Davis (Autodesk, éditeur de logiciels pour la conception et l'ingénierie) qui travaille sur le sujet avec plusieurs laboratoires comme Cornell ou Berkeley. « L'ordinateur, lui, va brasser des centaines de paramètres différents et envisager 100 000 design d'un coup. Il arrivera ainsi à des réponses optimisées, sur commande, dont l'ingénieur pourra s'emparer ».
« Nous sommes en train de franchir une étape très importante, qui devait déboucher sur des résultats étonnants dans l'industrie si les études et mes designers s'approprient cette proche».

Chaussures, avions, pont, voilure, prothèse. Tout est possible. La conception générative pourrait redessiner complètement notre cadre de vie. Elle pourrait même redessiner le monde ... avec des formes aux allures souvent organiques.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017.

Nature - recyclage : Une mine d'or dans nos vieux téléphones portables

lpv1357Les Français stockent 100 millions de téléphones inutilisés. Le recyclage de ces appareils est encore balbutiant: Pourtant des techniques innovantes permettent de récupérer des métaux précieux comme l'agent, l'or, le platine ou le tantale.

Le fond de nos tiroirs est une mine d'or, d’argent, de cuivre, de tantale. Ce gisement faramineux, ce sont les téléphones portables obsolètes ou hors d'usage que l'on garde « au cas où ». Un récent rapport quantifie cette thésaurisation hexagonale à 100 millions d'appareils. Et le phénomène va en simplifiant puisqu'il s'en vend 25 millions par an en France. Les touches tactiles sont riches en indium, les batteries en lithium et en cobalt, les cartes électroniques en argent, cuivre, étain, or, platine, palladium, tantale, de matières rares qui sont utilisées dans les condensateurs.

Une partie de ces matières premières produites à l'extérieur, notamment en Chine, peuvent un jour faire défaut à l'industrie européenne. Une tonne de cartes électroniques peut contenir jusqu'à 1kg d'or, 5 kg d'argent, 9 kg de tantale et 250 kg de cuivre. Sa valeur est comprise entre 6 000 et 15 000 voire 50 000 euros pour les plus complexes. Les déchets électroniques (téléphones, ordinateurs, télévisions) recèleraient... 7% de tout l'or en circulation dans le monde. La production mondiale se situe autour de 25 tonnes par an.

Pourtant, le recyclage de ces appareils, qui entrent dans la catégorie des "petits appareils" avec 1,57 millions d'appareils mélange (PAM), est encore balbutiant. Si Ecosystème, l'organisme en charge des déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) revendique un taux de collecte de 38% de PAM, il est bien incapable de donner la part des téléphones portables. Les trois opérateurs nationaux de téléphonie mobile restent donc les principaux collecteurs avec 1,57 millions d'appareils volontairement rapportés par leurs clients selon leurs décomptes (2015). On ne collectionne que 15% environ des téléphones portables vendus annuellement. Or, un bon nombre d'appareils pourraient être réutilisés, même si les données manquent.

Une entreprise, issue d'une communauté Emmaüs, les Ateliers du bocage, en a collecté près de 3 millions depuis 2006, dont 1,25 millions fonctionnaient encore. Les mobiles hors d'usage sont quant à eux orientés vers des filières de recyclage ou les grandes sociétés de traitement des déchets, comme Véolia et Suez-environnement, se contente de les broyer pour séparer au mieux les plastiques et fibres de verre des cartes électroniques et des batteries ou se concentrent les métaux précieux. Tous ces éléments sont ensuite expédiés vers les trois seules usines européennes (en Belgique, Allemagne et Suède) de pyrométallurgie qui les traitent des flux mal contrôlés s'échappant cependant en Roumanie.

Dans des fours à 1 100°C les plastiques et résines sont réduits en cendres, ce qui permet de séparer les métaux précieux des cartes électroniques et de produire un cuivre impur raffiné par électrolyse pour une réutilisation dans l'industrie. Mais, si or, argent, palladium et cuivre sont bien récupérés, l'étain, le nickel et surtout le tantale sont perdus, les hautes températures ne permettant pas de les récupérer. Seule alternative, deux fois moins onéreuse mais plus polluante : l'hydrométallurgie. Elle est l'apanage de la Chine, de l'Inde et de l'Afrique ou les métaux précieux sont récupérés grâce à de bains acides. Mais le taux de recyclage n'excède pas 60% et les ouvriers subissent des conditions de travail très nocives.

Peu à peu, d'autres pistes se dessinent avec l'ambition de rendre plus rentable ce gisement déjà lucratif. Ainsi Nova Développement, une start-up française de recherche métallurgique, se consacre depuis 2006 à la valorisation des métaux précieux contenus dans les DEEE. « Nous croyons beaucoup à des procédés innovants comme l'eau à l'état supercritique », assène son fondateur Christian Thomas. La start-up s'est rapprochée du laboratoire Icare du CRNS d'Orléans qui travaille dans ce domaine. « A une température de 373°C et sous une pression de 221 bars, l'eau atteint un état ni liquide ni gazeux, intéressant pour décomposer la biomasse et en faire du biogaz, détaille Stéphane Rostyn., l'un des chercheurs du laboratoire. Nous n'avons pas imaginé que cela pouvait aussi avoir une application dans la destruction des plastiques entourant les matériaux récupérables des téléphones ». Et les premiers résultats sont très prometteurs !

« 30% des matières organiques d'une carte plongée dans un bain d'eau supercritique sont réduites à l'état de poudre ! Il n'est donc plus besoin de la broyer pour atteindre les matériaux intéressants ». poursuit l'expert. Ce système baptisé Remertox permet en outre de récupérer l'étain, le tungstène et le tantale, soit un taux de recyclage de 95% des métaux nobles. « Nous ambitionnons dans un premier temps d ‘ici à 2020 de produire 30 tonnes de tantale recyclé par an sur une production mondiale d'environ 200 tonnes », précise Christian Thomas.
Mais un bain d’eau supercritique n’est pas la seule voie exploitée. L'université d'Edinbourg (Royaume-Uni) quant à elle d'annoncer l'invention d'une «huile» qui serait efficace après un passage dans un bain d'acide doux. Les chimistes écossais livrent cependant trop peu d'informations sur ces composés pour que l'on puisse pour l'heure juger de son efficacité.

*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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