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Tchouri ou l'âge des comêtes

La mission Rosetta de l'ESA a montré que la comête « Tchouri » (67P Churyumov-Gerasimenko), sur laquelle l'atterrisseur de la sonde a fini par s'écraser, est composée à près de 40 % de molécules organiques. D'après les travaux de Jean-Loup Bertaux, du Laboratoire atmosphères, ...

Cassini, la descente finale

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Cassini est un projet  d'exploration spatiale très ambitieux, avec une sonde qui aura passé près de 20 ans dans l'espace. La sonde Cassini elle-même est la première à être mise en orbite autour de Saturne, dont les missions Voyager ...

Alzheimer et l'immunité du cerveau

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La maladie neurodégénérative d’Alzheimer est la cause la plus courante de démence, puisqu'elle serait à l’origine de près de 70% des cas. Ses premières ...

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Un tamis moléculaire plus performant et vert

La purification du gaz naturel

Le gaz naturel extrait du sol a besoin que l'on élimine l'eau et le dioxyde de carbone qu'il contient, afin que seul le méthane reste présent. Dans l'optique de développer des procédés industriels plus efficaces de séparation de gaz, une équipe de chercheur·euse·s a conçu un nouveau matériau poreux, KAUST-8. De la famille des MOF (metal organic framework), extrêmement stable et facilement recyclable, il s'agit d'un matériau cristallin poreux composé d'ions métalliques d'aluminium associés à des ligands organique de type pyrazine.

Au-delà de la purification du gaz naturel, KAUST-8 peut aussi être utilisé comme un agent déshydratant. Il peut par exemple jouer un rôle de dessiccant en chimie, de déshumidificateur de l’air par absorption d’eau dans des systèmes de climatisation ou encore de protection de certaines substances contre la dégradation ou la corrosion sous l’effet de l’humidité. Ses performances de captage sélectif de l’eau, ses capacités de régénération à faible coût énergétique et son potentiel d'adaptation sont d'un intérêt majeur dans le domaine de l'énergie et de l'environnement, vers ce qui peut être qualifié de chimie verte.

Des structures poreuses qui piègent les molécules

Dans le domaine de la chimie, les matériaux poreux fonctionnent comme une éponge à l'échelle des molécules. Leur structure cristalline forme des pores de dimension nanométrique, soit une succession de canaux et de cages, qui permet d'adsorber des composés spécifiques en fonction de leur taille. L'industrie utilise généralement des zéolithes, une variété d'aluminosilicates stable chimiquement, efficace et facile d'utilisation. La régénération du matériau KAUST-8 est atteinte en chauffant à des températures beaucoup moins élevées que dans le cas des zéolithe, d'où un processus moins énergivore au cours des cycles d'utilisation.

Les simulations numériques ont prédit que KAUST-8 était capable de purifier le gaz naturel avec de meilleures performances que les zéolithes. D'un diamètre de seulement trente-six centièmes de nanomètres, les tunnels formés par les pores de KAUST-8 ne laissent pas le méthane pénétrer à l'intérieur du tamis, au contraire des molécules d'eau et de dioxyde de carbone. Par le jeu des interactions chimiques, l'eau reste piégée en se liant aux sites métalliques d'aluminium du matériau et le dioxyde de carbone en se liant aux atomes de fluor de la pyrazine. De plus, la structure et la chimie du matériau peuvent être modulées, afin de les adapter à la séparation d’autres molécules de tailles différentes comme le propane et le propylène qui joue un rôle majeur dans le domaine de la pétrochimie.

Article réalisé à partir d'un entretien avec Guillaume Maurin, chercheur au CNRS.

Publié le 5 juillet 2017

En savoir plus

Un nouveau matériau pour purifier le gaz naturel, communiqué de presse du CNRS

Comment un matériau poreux peut-il trier les gaz ?, en direct des laboratoires de l'Institut de chimie

Représentation en trois dimensions de quelques molécules, sur Sciences en ligne

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Un milliard d'étoiles à l'étude
Lancé en 2013, le satellite européen Gaia observe depuis lors les étoiles de notre galaxie, la Voie Lactée. Cette semaine, l’ESA se félicite de la cartographie du ciel la plus détaillée jamais réalisée.

L’astrométrie, cette science des positions et des mouvements des objets célestes, est sous le feu des projecteurs grâce à Gaia. L’Agence spatiale européenne (ESA) et le Consortium DPAC - une collaboration de 450 scientifiques issus de 25 pays européens - ont choisi la date du 14 septembre 2016 pour dévoiler au public la moisson de données récoltée par ce satellite depuis fin 2013, soit mille jours après son lancement.

Les observations de Gaia constituent « le premier Catalogue décrivant en détail l’état du ciel au début du XXIe siècle », selon l’Observatoire de Paris. Et pour cause : il fournit les positions de plus d’un milliard d’étoiles dans la Voie Lactée -soit de l'ordre de 1% de la galaxie-, avec une précision inégalée de 0,5 à 15 millièmes de seconde de degré. A titre de comparaison, 1 millième de seconde de degré est l'angle sous lequel on verrait une pièce de 1 euro placée à 4 000 km !

Mais Gaia n’est pas la première mission du genre lancée par l’ESA. Déjà, dans les années 90, le satellite Hipparcos avait permis d’établir un catalogue de 2,5 million d’étoiles dans la Voie Lactée. Un recul qui permet d’en apprendre davantage aujourd’hui sur ces astres. Grâce à la combinaison de données d’Hipparcos et Gaia, deux millions d’étoiles voient ainsi leurs mouvements et leur distance à la Terre connues avec une précision jamais atteinte auparavant. « C’est une avancée majeure très attendue pour toutes les études sur la physique des étoiles et la compréhension de notre galaxie », lit-on sur le site de l’Observatoire de Paris, qui s’implique depuis 20 ans dans le projet Gaia. Autre acteur français majeur : le Cnes, via la mise en œuvre d’un centre de traitement pour 40% du volume - astronomique - de données.

Et l’exploration se poursuit. Prochainement, Gaia recensera et mesurera aussi un très grand nombre de naines brunes, de planètes extrasolaires, d’astéroïdes, de supernovae et de galaxies. Ses observations dans la durée apporteront des données encore plus précises sur les étoiles déjà recensées. « Dès l’automne 2017, de nouveaux résultats seront publiés, avec cette fois les vitesses et les distances du 1.15 milliard d’étoiles du catalogue Gaia, avec en outre leurs photos d’identité (température, âge, composition…) », prévoit Olivier La Marle, responsable du thème astronomie-astrophysique au CNES. De quoi apporter de nouveau du grain à moudre aux scientifiques sur l'origine et l'évolution de notre galaxie.

Pour en savoir plus :

Le site du Cnes

Crédit illustration : ESA/Gaia

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