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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

Une mission exceptionnelle

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

Qui est touché par la maladie d'Alzheimer ?

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 ...

Vers un nouvel outil de génie génétique

Que sont les ARN circulaires ?

L'ARN, acide ribonucléique constitué principalement d'un seul brin de nucléotide, est une molécule non codante ou participant à l'expression du

Observation directe d'une exoplanète

L'instrument Sphère et ses techniques de détection

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La microfluidique pour réduire la pollution

La physique de la microfluidique

La microfluidique, science des fluides au niveau du micromètre, est apparue au début des années 2000. Les phénomènes mettant en jeu les fluides existent partout dans la nature, ...

L'accélération de l'expansion de l'Univers

Le modèle cosmologique à l'épreuve

Une des énigmes majeures de l'astrophysique est de comprendre l'accélération de l'expansion de l'Univers. Afin de caractériser la nature de l'énergie ...

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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Les catastrophes naturelles
Souvent dévastatrices, les catastrophes naturelles mobilisent d'importants moyens d'étude et d'action.

Information et sensibilisation des acteurs

La "journée internationale pour la prévention des catastrophes naturelles" de l’Organisation des Nations Unies (ONU) est l'occasion de sensibiliser le public aux différentes thématiques liées aux risques naturels.

Avalanches, inondations, submersions marines, orages, tempêtes, feux de forêt, séismes, cyclones, éruptions volcaniques, affaissements de terrain, la liste est longue ; mais ces phénomènes naturels ont comme point commun de survenir brutalement et d'avoir des conséquences parfois dramatiques sur les biens et les personnes, ainsi que sur l'environnement.

En France, 300 catastrophes naturelles ont été recensées en 30 ans. Dans l'histoire un peu moins récente, c'est l'éruption volcanique de la Montagne Pelée, Martinique, le 8 mai 1902, qui reste la catastrophe la plus meurtrière avec environ 28 000 victimes.

Pour faire face à ces risques, les axes de travail sont les suivants :

  • mieux connaître et répertorier les risques naturels : inventaire et cartographie des dangers et des risques associés ;
  • partager l'information sur les catastrophes et leurs causes : informer, éduquer, prévenir et aussi alerter de leur éventuelle survenue :
  • prendre en compte les connaissances sur les risques dans l’urbanisme et la construction ;
  • atténuer les risques et les conséquences éventuelles par des aménagements et travaux préventifs (mitigation : réduction de la vulnérabilité).

La gestion des risques

3 grandes catégories d’acteurs sont concernés par la gestion des risques naturels :

- l'État et les collectivités territoriales,

- les particuliers et les professionnels (en particulier les assureurs),

- les experts (scientifiques et techniciens) comme le service central d’hydrométéorologie et d’appui à la prévision des inondations), le bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), Météo-France, l'INERIS, etc.

Ainsi, le préfet consigne dans le « DDRM Dossier Départemental sur les Risques Majeurs) toutes les informations essentielles sur les risques naturels et technologiques majeurs au niveau de son département., ainsi que sur les mesures de prévention et  de sauvegarde prévues pour limiter leurs effets :

-les décrets sur le zonage sismique de la France et les communes soumises à risque volcanique,

- les plans de prévention des risques naturels et technologiques,

- les plans particuliers d’intervention

- les plans de secours spécialisés,

- les arrêtés préfectoraux concernés (risque feu de forêt ou risque particulier),

- les atlas de zones inondables,

- les cartes de localisation des phénomènes avalancheux,

- les divers inventaires menés par les établissements publics compétents (BRGM),

- des mesures de prévention existantes (annonce de crues),

- des connaissances locales (mémoire du risque). »

Un domaine pluridisciplinaire

Les connaissances mobilisées par la prévention des catastrophes naturelle sont par essence pluridisciplinaires. Par exemple, l'étude des cavités souterraines, dont l'effondrement représente un risque important, relève de l'hydrogéologie, de la géotechnique, de la géologie, etc. Les technologies apportent de nouveaux outils. La surveillance satellitaire a ainsi changé la donne, en matière de suivi des risques, mais également de gestion des opérations de sauvetage en cas de catastrophe.

Par ailleurs, les sciences humaines convoquent la mémoire des risques pour augmenter la faculté de « résilience » collective face aux catastrophes.

Avec la diffusion des technologies de l'information, de nouveaux outils de prévention et de prévision des risques en temps réel sont appelés à émerger. En effet, les données issues des réseaux sociaux ou du positionnement des smartphones pourraient venir compléter les informations des organismes qui collectent en temps réel des données de capteurs répartis sur le territoires. L'objectif serait de « développer des dispositifs de prévention et de gestion des risques à même d’améliorer la diffusion de l’information avant, pendant et après la survenue d’une catastrophe naturelle et, in fine, faire en sorte que les citoyens adoptent les bons comportements face aux risques ».

En savoir plus

 

La rédaction de Sciences en ligne
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