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Titan Krios

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Le Titan KriosTM est un microscope électronique doté d'une caméra ultrasophistiquée, capable de fournir des images révolutionnaires par leur résolution. ...

Le LHC haute luminosité

Des données cruciales pour la recherche

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Vitiligo

Une maladie de la peau assez fréquente

Le vitiligo se manifeste par l'apparition de zones dépigmentées sur la peau, due à la disparition de mélanocytes, les cellules pigmentaires productrices de mélanine, pigment de la peau. Si les causes exactes de la maladie restent mystérieuses, ...

La lutte contre la drépanocytose

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Désintégration du neutron et matière noire 

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence ...

Une symbiose à l'épreuve du milieu

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Duo de choc : les recherches récentes montrent qu’une plante hôte et un champignon peuvent s’associer par-delà leur milieu naturel. Aidée de son symbiote, la plante devient plus résistante.

Le raisinier des mers antillais en voyage au Sénégal

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L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

Le notion de « voiture volante » tend à disparaître au profit de celle de « taxi aérien ». En effet, si nous entendons par « voiture volante » un véhicule qui peut à la fois être utilisé sur route et dans les airs, la probabilité est très faible que de tels véhicules soient utilisés opérationnellement un jour. Un aéronef doit à la fois être léger et « propre » d’un point de vue aérodynamique (le moins possible d’appendices extérieurs au fuselage) tandis qu’un véhicule terrestre doit être résistant aux petits chocs voire à des crash tests, d’où la présence de pare-chocs et de roues, pneus et amortisseurs de taille importante pour ne pas se détériorer à la moindre ornière.
Les véhicules que nous voyons apparaître aujourd’hui sont des engins volants purs, pour la plupart à capacité de décollage et atterrissage verticaux. Il existe des véhicules avec une partie « véhicule terrestre » et une partie « véhicule aérien », mais leur complexité les rend peu compétitifs.

- Quelles sont les technologies employées ?

La cellule de ces taxis aériens est en matériau composite, leur propulsion est assurée par un ensemble de moteurs électriques distribués sur la cellule actionnant des hélices et alimentés soit par des batteries, soit par des batteries et un turbo-générateur. Ils sont équipés de nombreux capteurs électromagnétiques et optiques.

- Quels sont les défis spécifiques à relever dans ce domaine ?

Du fait du grand nombre de moteurs qui équipent ces engins, ils devront être très automatisés car leur pilotage n’est pas gérable par un humain. D’un point de vue technique, ces véhicules devraient pouvoir être réalisés avec de bons niveaux de sécurité et de performance d’ici 4 ou 5 ans. En revanche, la navigation et l’intégration de ces engins dans l’espace aérien aux côtés des autres utilisateurs de cet espace ne sont pas encore matures sans pilote à bord. Il est donc vraisemblable qu’il soit nécessaire de garder un pilote à bord pendant un certain temps. Il est actuellement difficile d’estimer ce temps car une utilisation d’aéronefs automatisés, voire autonomes, ne peut se faire qu’avec un système de gestion du trafic aérien significativement différent de celui d’aujourd’hui fondé sur des échanges vocaux entre pilotes et contrôleurs.

- Ces nouveaux modes de transport prennent-ils en compte les enjeux écologiques, de quelle manière ?

Oui, comme indiqué plus haut, les propulseurs de ces aéronefs peuvent être alimentés par des batteries, sans émettre de polluants en vol. En outre, la distribution de la propulsion sur de nombreux moteurs permet de diminuer le niveau de bruit de cette propulsion. 

- Combien de temps entre l'idée d'un projet, le prototype et sa commercialisation ?

La réponse à cette question n’est pas facile. L’idée du taxi aérien n’est pas nouvelle, mais la technologie pour les réaliser n’existait pas jusqu'à ces toutes dernières années. Nous avons actuellement les technologies nécessaires pour réaliser le véhicule avec un pilote à bord. Il en manque encore quelques-unes pour le faire voler sans pilote (dans le véhicule et au sol). Quant à sa commercialisation, tout est affaire de viabilité économique. Le coût des voyages pendant la phase « pilote à bord » sera encore élevé mais pourrait être acceptable pour certaines applications comme l’évacuation sanitaire. Le marché pourrait se développer lorsque ces véhicules pourront évoluer automatiquement, mais ce n’est pas pour demain !

   - Quelle est l'implication de  l'ONERA dans ce domaine ?

Un taxi volant évoluant dans l'espace aérien : voilà un thème qui fait appel à un grand nombre de nos compétences, tant pour la définition du véhicule que pour son opération !  L’ONERA travaille depuis de nombreuses années sur les véhicules automatisés tels que les drones (véhicules volant sans personne à bord) ou de transport de passagers (projet Européen PPlane entre 2009 et 2012 et projet SAFRAN / ONERA de taxi aérien depuis 2017). L’ONERA travaille également sur les systèmes sol et bord (capteurs et systèmes de capteurs + interface homme-machine par exemple) pour faire évoluer ces taxis en toute sécurité, sur des outils de simulation pour évaluer les risques que leurs trajectoires induisent là où ils volent ou encore sur des modélisations permettant d’analyser le niveau de sécurité de leur utilisation.
Publié le 29/05/2018

Pour en savoir plus

  • sur l'ONERA, le centre de recherche aérospatial français : www.onera.fr

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La foudre et les neutrons
La foudre participe à la production de neutrons dans l'atmosphère

(C) Thomas Bresson - Eclairs, CC BY 2.0

On sait depuis près de soixante ans que sous l’impact des « rayons cosmiques » - essentiellement des protons de haute énergie dont l’origine reste inconnue - les noyaux des atomes percutés à haute altitude éclatent en gerbes de débris, parmi lesquels se trouvent des neutrons. Un neutron ainsi produit peut alors entrer en collision avec un noyau d’azote (7 protons et 7 neutrons) de l’atmosphère et produire du carbone 14 radioactif (6 protons et 8 neutrons), en éjectant un proton et en prenant sa place au sein du noyau. Au début des années 1970, les mesures du taux de carbone 14 et de ses fluctuations dans les cernes des arbres révèlent qu’outre le bombardement cosmique, un autre mécanisme producteur de neutrons devrait exister. Curieusement, les études montrent une corrélation entre l’augmentation du taux de carbone 14 et le nombre d’éclairs et de coups de foudre dans le ciel. Les physiciens se mettent alors à chercher une liaison entre les deux phénomènes et les mesures dans les années 1980 montrent qu’effectivement un coup de foudre produit entre 10 et 100 millions de neutrons ! Mais par quel mécanisme ? C’est ce qui est en train d’être élucidé, du moins partiellement… Les recherches récentes indiquent qu’un coup de foudre est amorcé lorsqu’une particule cosmique percute violemment un atome de l’atmosphère terrestre. L’énergie de la collision se matérialise alors via la relation E=mc2 en de nouvelles particules, dont des électrons et des positons (anti-électrons) qui se déplacent à de très grandes vitesses entrant en collision avec des atomes neutres et les ionisant. C’est ce processus d’ionisation qui rend l’air conducteur et amorce la décharge électrique qu’est la foudre ou l’éclair. Simultanément, lors de certains chocs, les électrons sont fortement décélérés et un « rayonnement de freinage » ou bremsstrahlung comportant des rayons gamma est émis. Si l’énergie de ces photons gamma dépasse 10,5 MeV, alors ils sont capables d’arracher des neutrons aux atomes d’azote. Les rayons cosmiques seraient donc à l’origine de la production de neutrons dans l’atmosphère selon deux mécanismes différents : collision directe avec les atomes, déclenchement de foudres émettrices de rayons gamma qui arracheraient des neutrons aux noyaux d’azote. Si les mécanismes en jeu sont compris dans les grandes lignes, de nombreux détails restent encore à élucider. Quoi qu’il en soit, ces recherches permettront à terme de mieux estimer les taux de carbone 14 dans le passé, ce qui conduira à de meilleurs datations.

(C) Thomas Bresson - Eclairs, CC BY 2.0

En savoir plus

http://physicsworld.com/cws/article/print/2017/oct/19/a-natural-neutron-source

Kamil Fadel
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