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lu pour vous numéro 37

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"Lu pour vous", numéro 37*

*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

Sommaire :

  • Actualités techniques : une « éponge chimique » peut extraire l’uranium des mers   
  • Electricité : la revanche du courant continu
  • Santé : un nouveau biocide contre les maladies nosocomiales
  • Inventeurs et inventions : composants   électronique comme des coraux
  • Biotechnologie : des puces électroniques solubles dans l’eau
  • Aéronautique : le futur Boeing 797, technologie   de l’aile volante
  • Cybernétique : un robot-chien enrôlé par l’armée américaine

 

 

Actualités techniques : une « éponge chimique » peut extraire l’uranium des mers   

Extraire de l’uranium directement des mers pourrait bientôt devenir une réalité Des chercheurs américains de l’Energy  Oak  Ridge National Laboratory( ORNL) auraient en effet résolu le problème de son extraction. Jusqu’à  présent, la très faible concentration de cet uranium- environ 3,2 microgrammes par litre – rendait  le coût de ce type d’opération trop élevé, malgré un fort potentiel de ressources : il y aurait près de 4,5 milliards de tonnes d’uranium naturel dans les océans, qui pourraient alimenter les centrales nucléaires pendant des siècles !

Nommé HiCap, le  matériau développé par les scientifiques serait capable d’extraire de cinq à sept fois plus d’uranium, et sept fois plus vite que les meilleurs absorbants actuels au monde. De petit diamètre, le HiCap  est constitué de fibres de polyéthylène de grande superficie, tapissées avec des composés chimiques ayant une grande affinité avec l’uranium .Le combustible nucléaire est ensuite récupéré grâce à une dilution dans de l’acide et l’adsorbant peut être régénéré grâce à un simple lavage à la potasse. Plus économique, de grande capacité et réutilisable, cette « éponge » à uranium est peut-être une solution viable au problème de la pénurie d’uranium terrestre qui se profile dangereusement.

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Source ; Science et Vie, n° 1142, novembre 2012, signéJ.J.

 

Electricité : la revanche du courant continu

Dès les années 1880,la bataille électrique opposa le courant continu (DC),défendu par Edison, à notre courant alternatif (AC)-les fameux 50 Hz.

Autant dire, deux conceptions de l’électricité ; quand la première mise sur un flot  d’électrons unidirectionnel, le second leur fait changer de sens plusieurs fois par seconde. Or, le courant alternatif bénéficia d’un fabuleux coup de pouce : l’invention du transformateur, qui lui permet de faire la transition entre la basse tension des foyers et la haute tension nécessaire au transport longue distance. Quand, faute de matériel  équivalent, le courant continu ne franchissait que de faibles distances , imposant une centrale dans chaque quartier .Résultat ;le courant continu fut cantonné à des applications très locales. Mais depuis, la situation s’est inversée : ces problèmes de transport ont été résolus par l’électronique, tandis que l’extension tentaculaire des réseaux électriques a mis en évidence les limites fondamentales de l’AC. Seul le courant continu permet de relier des réseaux nationaux de fréquence différente ( Jean Nakache d’Alstom ). « Il est aussi indispensable pour assurer des liaisons sous-marines  , les allers –retours  de l’alternatif supportant mal le transport dans les câbles ». Mieux : depuis environ une décennie, le courant continu s’impose pour les lignes aériennes longue distance (plus de 700 km) qui acheminent l’énergie des grands barrages vers les mégalopoles chinoises, brésiliennes ou indiennes. En effet, « le courant continu ne connaît pas les pertes propres à l’alternatif, liées au déphasage entre intensité du courant et tension » (Jean Nakache) A tel point que l’Allemagne, alimentée par ses éoliennes en mer du Nord, envisage de convertir une partie de ses grandes artères électriques en DC.

Avant une conversion totale ? L’idée  est dans l’air. Même si on ne sait pas encore concevoir et piloter un réseau de courant continu.

La guerre des courants est donc loin d’être terminée.

Source : Science et Vie n° 1142,novembre 2012.

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Santé : un nouveau biocide contre les maladies nosocomiales

Les maladies nosocomiales sont des infections contractées à l’Hôpital en respirant ou absorbants les spores de bactéries apportées par les autres patients.

L’équipe de Mathias Houlé ,de l’université de Saint Boniface à Winnipeg au Canada ,vient de tester un biocide commercial de la famille de la guanidine nommé Akwaton et produit par la Société Fosfaton Akwaton International(à Winnipeg).Les chercheurs affirment que ce composé cristallin obtenu par oxydation de la guanine,- une base azotée que l’on rencontre notamment dans l’ADN sous forme de nucléotide- dilué à seulement 0,05 pour cent dans l’eau, perce en moins de deux minutes à 20°C  les membranes des staphylocoques dorés(intoxications alimentaires),des Pseudonomas  aeruginosa (diverses graves infections),de Salmonella choleraesuis (salmonelloses), des colibacilles (diarrhées),de Clostridium difficile (inflammation du côlon) et même du staphylocoque doré résistant à la méthicilline (Journal of Medical Microbiology,9août 2012).Pour comparaison ,les solutions à base d’eau oxigénée (volatile) communément utilisées  sont à 3 pour cent et celles d’alcool(très volatil) à 70 pour cent. Inodore, incolore, non corrosif et non toxique,ce biocide à déjà  été largement utilisé dans l’industrie agro-alimentaire et … pour élaborer des bains de bouche .Il devrait maintenant se mettre au service de la lutte contre les maladies nosocomiales.

Source :Pour  la Science ,n° 420,octobre 2012,signé François Savatier  

 

Inventeurs et inventions : composants   électronique comme des coraux

L’idée : si l’on parvenait à contrôler les protéines qui, dans la nature, façonnent le squelette des coraux marins ou les carapaces des crustacés, on pourrait produire des composants sur mesure pour l’électronique, en les laissant tout simplement ….pousser en laboratoire ! De quoi économiser de l’énergie et de l’argent par rapport aux procédés de gravure actuels.

Luke Bawazer, post- doctorant en biochimie à l’Université de Leeds(Angleterre)

« En Californie, mon directeur de thèse étudiait les silicatéïnes ,j’ai tout de suite été fasciné par ces protéines à l’origine de la croissance des coraux : capables de fabriquer des biominéraux naturels comme les os, les dents ou  les coquillages, elles constituent une super boîte à outils qu’il ne reste plus qu’à exploiter .En les faisant évoluer ,on pouvait créer de nouveaux biomatériaux .L’idée m’est venue de synthétiser  des composants électroniques, de la même manière que les coraux fabriquent leur squelette ou les crustacés leur carapace.

Il suffit de contrôler le milieu dans lequel elles évoluent. Si ces protéines fabriquent  dans la nature des minéraux qui seront à la base d’os ou de corail, c’est parce qu’elles ont à leur disposition du calcium et du fer. Ainsi, en les plongeant dans  des environnements  riches en silicium et en développant  les bon processus de sélection, on pourra les faire évoluer jusqu’à fabriquer des matériaux intéressants pour l’électronique.

Le concept : plonger les silicatéïnes dans un milieu enrichi  en nanoparticules d’oxyde de silicium. Dans des boîtes Pétri se sont alors déposés de fines feuilles, des filaments et mêmes des réseaux cristallins composés de silicium ! On n’est pas encore à faire pousser des composants électroniques…mais on a montré qu’on peut faire pousser des matériaux en laboratoire.

Il y a encore beaucoup à faire pour contrôler la composition et la structure des matériaux. Il faut  d‘abord mieux  comprendre les processus de biominéralisation, et en particulier le rôle qu’y jouent les enzymes : elles cassent et créent des liaisons chimiques ,mais on ne sait pas encore comment.

Avantages de la méthode : elle est rapide et  elle se fait  dans l’eau et à température ambiante. Elle sera donc peut-être coûteuse et économe en énergie : plus besoin de modeler le matériaux à haute température comme dans l’industrie micro-électronique .Et les possibilités sont infinies : faire pousser des nanodiodes grâce à la fluorescence de certaines protéines ;des matériaux magnétiques via certains métaux… On peut tout imaginer ! »

Source : Science et Vie ,n° 1142,novembre 2012,propos recueillis par M.F.

 

Biotechnologie : des puces électroniques solubles dans l’eau

Des chercheurs ont conçu un circuit biodégradable et biocompatible, fait de magnésium et de silicium, qui pourrait avoir de multiples applications médicales.

Un circuit électronique qui se dissout dans l’eau jusqu’à disparaître pourrait être à l’origine d’une révolution en médecine .En effet, si l’on savait  fabriquer des dispositifs médicaux qui se désintègrent à l’intérieur d’un corps au bout d’un certain temps sans laisser de résidu, il n’y aurait plus besoin d’opérer le patient pour le récupérer. Des chercheurs américains ,coréens et chinois viennent ainsi de fabriquer un circuit biodégradable capable de s’échauffer lorsqu’on le soumet à des micro-ondes .Puis, ils l’ont implanté sous la peau d’une souris. Leur but : échauffer  localement les tissus après intervention chirurgicale, afin de lutter contre les infections post-opératoires .Résultat : le rongeur n’a développé aucune réaction inflammatoire .Et après trois semaines, seuls quelques rares résidus du dispositif ont été décelés.

Pour parvenir a un tel circuit totalement biodégradable et biocompatible , exit les métaux comme le cuivre ou l’argent et les éléments toxiques, place au magnésium. C’est un élément conducteur et très réactif, qui peut servir à faire une antenne et du fil de connexion. Quant au silicium, également utilisé, sa présence dans le corps humain est inoffensive .Les chercheurs ont ensuite travaillé sur l’épaisseur du circuit :elle ne dépasse pas les 100 nanomètres(nm),soit 10 000 fois moins qu’un circuit traditionnel. Une finesse qui permet d’accélérer la dissolution, qui est d’environ 4,5 nm par jour .Pour maîtriser la vitesse de disparition de ces dispositifs, on peut aussi jouer sur l’enrobage du circuit, en choisissant la soie .Selon sa structure cristalline, celle-ci disparaît en quelques minutes, quelques mois, voire quelques années, sans effets toxiques pour le corps.

Quelles pourraient   être les applications médicales de cette électronique biodégradable ? Les scientifiques évoquent des outils pour injecter et diffuser des médicaments-comme les antibiotiques-de façon contrôlée ,ou des capteurs de température, de pression ,d’acidité pour surveiller  l’état de santé d’un malade durant un certain temps. Plus étonnant, les chercheurs ont créé une caméra de 64 pixels, implantable dans le corps humain qui pourrait préfigurer une imagerie médicale d’un nouveau  genre.

puce biodgradable


Source : Science et Avenir, n° 789, novembre 2012, signé Cécile Michaut 

 

Aéronautique : le futur Boeing 797, technologie   de l’aile volante

Son design révolutionnaire qui combine aile et fuselage a été développé en collaboration avec le Centre de recherche de la NASA.

Il aura une envergure de 265pi (80,77m)-comparativement aux 64,3 m du 747) - et pourra emporter 1000 passagers sur 16 000 km à mach 0,88 (1061km/h) ,comparées aux 78,85m d’envergure du A380 et de  sa vitesse de 925km/h. Il pourra  donc utiliser les pistes aménagées pour l’A380.

Il y a plusieurs grands avantages dans le  design » Fusion aile et fuselage »,le plus important étant le ratio « Ascenseur et traînée » qui devrait augmenter d’un étonnant 50%.Il en résultera une réduction de poids globale de l’avion d’environ 25% et donner une efficacité supérieure de 33% en carburant vs l’A380.La forte rigidité de la cellule est un autre facteur clé de cette technologie. Cela réduit les turbulences et crée moins de stress sur la cellule et ajoute à l’efficacité en carburant , ce qui permettrait de maintenir la vitesse de croisière mentionnée .

La date de l’introduction du 797 sur le marché est encore incertaine.

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Source : présentation remarquable du projet du Boeing 797 par Daniel Renoux, du bureau de l’UDISS

 

Cybernétique : un robot-chien enrôlé par l’armée américaine

Voici LS3,le nouveau robot-chien de l’armée américaine .Ce monstre électronique et de métal est capable d’évoluer sur tous les terrains :boueux, caillouteux, ensablé, recouvert de végétation ,enneigé, voir givré. Rien ne semble pouvoir l’arrêter. Il court à plus de 11km/,gravit les pentes les plus raides comme un chamois, franchit  des murets de pierre, toujours d’un pas alerte mais mécanique .Un grand coup de pied sur ses flancs et il fait deux pas de côté pour revenir d’aplomb sur ses quatre pattes.

L’animal est bien une machine de guerre .Il est développé par la société Boston Dynamics pour le compte de la Darpa, l’Agence américaine pour les projets de recherche avancée de défense. Le rôle de cette machine est de soulager les combattants sur le terrain en portant leur matériel. Dans cette version, le robot est aussi capable de suivre de manière autonome une personne et de répondre à ses instructions vocales et gestuelles.

L’armée américaine prévoit de l’enrôler dès 20133 dans le corps des Marines, pour une série de tests réels.

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Source : Science et Avenir ,n° 789,novembre 2012,signé O.H. www.bostondynamics.com/robot-lshtml

   
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