S'inscrire identifiants oubliés ?

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

Comment détecter les exoplanètes ? L'entreprise est difficile puisque les planètes n'émettent pas de lumière par elles-mêmes, elles réfléchissent ...

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

» lire tous les articles 1 2 3 4 5 6 7 8
sciences en ligne
exploratheque
du premier stage au premier emploi


Cassini, la descente finale
Fin de mission pour la sonde Cassini

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 1 et 2 avaient précédemment fourni des clichés alléchants. Cet orbiteur a ainsi pu effectuer de nombreuses révolutions autour de Saturne, l'une des quatre planètes du système solaire à posséder un système d'anneaux. L'origine de ces anneaux reste d'ailleurs un mystère, malgré l'observation approfondie qui a pu être en être faite par les instruments de Cassini.

Embarqué et largué par Cassini, le module Huygens, dont le développement a été confié aux Européens, a atterri en 2005 sur l'une des nombreuses lunes de Saturne, Titan. Ce satellite lointain présente des analogies avec la Terre, notamment son atmosphère dense de diazote et d'hydrocarbures, qui a permis du reste de ralentir la descente de l'atterrisseur au moyen d'un parachute. Elle semble avoir été modelée par des phénomènes d'érosion similaires à ceux que nous connaissons sur Terre. Des lacs et des rivières d'hydrocarbures ont pu être observés ; de plus le sous-sol de Titan pourrait également renfermer un vaste océan d'eau liquide. D'où l'intérêt des scientifiques en quête d'une éventuelle présence de vie. 

De nombreuses retombées

La moisson de données scientifiques qu'a déjà fournie Cassini est impressionnante : des gigaoctets de photographies, l'observation de la dynamique d'évolution de ses anneaux, de l'atmosphère et de ses perturbations gigantesques, des poussières, du champ magnétique. Cassini a montré que ces différents éléments interagissent étroitement.

Outre la conception de ce type de projet, la qualité du "pilotage" des sondes est également l'un des facteurs de leur réussite. En effet, les aléas, pannes et le déroulement de la mission impliquent de nombreuses prises de décision, pour optimiser en fonction des contraintes diverses (carburants, etc.). La descente en direction de Saturne, le Grand Finale, est le dernier morceau de bravoure de cette mission exceptionnelle : il s'agit d'éviter les satellites de Saturne, pour ne pas les contaminer et compromettre ainis une éventuelle exploration future et pour glaner le maximum de renseignements sur l'atmosphère de la planète. 

publié le 13 septembre 2017

En savoir plus

La rédaction de Sciences en Ligne
Twitter Facebook Google Plus Linkedin email
Entrées associées