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Les 90 ans du mot astronautique

En 1927, le mot « astronautique » apparaît pour la première fois dans un bulletin officiel de la Société Astronomique de France, sous la plume de l'ingénieur en aéronautique Esnault-Pelterie  ; dans sa brochure, il tente d'accréditer cette nouvelle science considérée ...

Le canal à houle

(C) Marlene Thyssen. CC Bys 4.0

L’impact du changement climatique sur le littoral

Selon un dernier rapport du GIEC, les océans se seraient élevés de plus de 20 cm depuis la fin du XIXe siècle, et cette élévation pourrait atteindre 1 mètre d'ici ...

La stabilité du collagène

(C) Iramis - CEA. La spectrométrie de masse permet de sonder la stabilité de modèles de la triple hélice de collagène après irradiation.

Le collagène

Les propriétés mécaniques des tissus humains tels la peau, les ongles ...

Diatomées marines et climatologie

Diatomées pennées. Auteur : UBO

La pompe biologique de carbone
Les océans, qui contiennent 65 fois plus de dioxyde de carbone (CO2) que l’atmosphère, jouent un rôle crucial dans la régulation du climat. Ils sont en effet capables d’échanger ...

Emilie du Châtelet (1706-1749)

Longtemps ignorée, Emilie du Châtelet incarne désormais la femme des Lumières par excellence. Il aura fallu attendre le XXe siècle et un regain d'intérêt pour l'Histoire féminine pour que d'aucuns s'intéressent à la première femme authentiquement scientifique. ...

De la lumière superfluide

C'est la récente prouesse d'une équipe italo-canadienne réunissant l'Ecole Polytechnique de Montréal et le CNR Nanotec de Lecce : produire une lumière capable de s'écouler comme un liquide "parfait", entourant le moindre obstacle sans jamais s'évanouir. ...

Clichés d'astéroïdes

(C) ESO/Vernazza et al. Dans le sens des aiguilles d’une montre en partant du haut à gauche, les astéroïdes Amphitrite, Bamberga, Pallas et Julie.

Les observations

L'instrument SPHERE (Spectro-Polarimètre à Haut contraste dédié ...

Des signaux électriques chez les bactéries

(C) By Lamiot - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20798283

Depuis la fin des années 1970, les microbiologistes savent que, chez de nombreux microorganismes, la vie communautaire passe par la production d’une matrice adhésive extracellulaire constituée de polymères qu’ils excrètent. Ce tapis appelé biofilm sur lequel ils se développent et qui les lie, joue notamment le rôle d’un support permettant la communication entre les cellules. Si, par exemple, la nourriture vient à manquer à des bactéries situées au centre d’une colonie, celles à la périphérie arrêtent la production du biofilm, si bien que la colonie cesse de croître. Jusqu’à récemment, on pensait que c’est grâce des molécules excrétées au centre et migrant par diffusion vers l’extérieur que les cellules périphériques sont averties. Mais grâce à des expériences menées à l’Université de San Diego en Californie, il apparaît qu’il s’agit en fait de signaux électriques, lesquels se révèlent beaucoup plus efficaces pour la communication que les messages chimiques. Il a été démontré que le manque de nourriture provoque l'expulsion d’ions potassium (K+) hors des bactéries. Ces ions déclenchent à leur tour l’émission de K+ par d’autres bactéries et ainsi de suite. Ainsi, c’est une onde de « libération de K+ » qui se propage de proche en proche, à quelques millimètres par heure, et parvient aux cellules à la périphérie de la colonie, lesquelles cessent alors la production de biofilm. Les chercheurs ont ensuite montré que le nuage d’ions K+ qui poursuit son chemin hors du biofilm permet de recruter des bactéries libres qui viennent alors se joindre à la colonie. Chose extraordinaire, cela attire non seulement les bactéries de la même espèce mais aussi d’autres bactéries ! Par ailleurs, ces mêmes ions K+ permettent à deux biofilms de communiquer. Ainsi, sous certaines conditions, les colonies se synchronisent : pendant que l’une se nourrit, l’autre marque une pause et inversement, ce qui leur permet de gérer la nourriture de façon optimale. Cette grande découverte, à savoir la communication électrique entre les bactéries, soulève une question intéressante : sachant que les signaux électriques le long des neurones se propagent grâce à la sortie d’ions K+, cette communication électrique bactérienne serait-elle l’ancêtre du neurone ?

Publié le 28/11/2017

En savoir plus

https://www.scientificamerican.com/article/bacteria-use-brainlike-bursts-of-electricity-to-communicate/

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Le canal à houle
Application à la modélisation des états de mer et de leurs effets sur le littoral et les structures maritimes

(C) Marlene Thyssen. CC Bys 4.0

L’impact du changement climatique sur le littoral

Selon un dernier rapport du GIEC, les océans se seraient élevés de plus de 20 cm depuis la fin du XIXe siècle, et cette élévation pourrait atteindre 1 mètre d'ici à la fin du siècle, impactant par là le quotidien de plus d'un milliard de personnes. De fait, dix des plus grandes villes du monde sont menacées de disparaître partiellement. Il est donc essentiel de pouvoir suivre l'évolution de cette montée des eaux causée par le réchauffement climatique et ses conséquences sur le littoral et sur la stabilité des profils de côte. Il importe également de développer des moyens permettant d'évaluer les performances des structures de défense maritime telles les digues, môles, jetées, brise-lames.

Un outil au service de la modélisation

L'Ecole Supérieure d’Ingénieurs des Travaux de la Construction (ESITC) a ainsi décidé de construire un canal à houle. Cet outil servira à réaliser des essais sur des représentations simplifiées à échelle réduite des différents "états de mer" et de leurs effets. En l'occurrence, la houle, mais aussi les situations de déferlement susceptibles d'impacts violents et répétés. Long de 40 mètres, large d'1 mètre, le canal est semblable à une longue veine vitrée. Il est conçu pour modéliser des vagues hautes de 15 mètres et pour affiner la fiabilité des prévisions, grâce à ses dimensions hors norme, qui visent à limiter les inévitables effets d'échelle d'un modèle réduit (on s'appuie sur des rapports de similitude, notamment celle de Froude, l'un des pionniers de l'hydrodynamique, mais des grandeurs telles la pesanteur et la tension de surface restent constantes quelle que soit l'échelle). Le système mécanique de génération de vagues (le batteur à houle) sera sophistiqué. Le responsable de projet, Guillaume Carpentier nous le décrit : " il sera capable de reproduire ce qui s'est passé lors de tempêtes passées (dont les spectres représentatifs ont été préalablement enregistrés). Par superposition de "trains d'onde" à un rythme approprié, il est possible de focaliser l'impact en un endroit bien précis, où une instrumentation adaptée (des capteurs de pression à dynamique suffisante) et tout une chaîne d'acquisition et de traitement des données sert à mesurer les grandeurs mécaniques".

Applications

Rappelons que l'expérimentation reste fondamentale pour compléter, valider et améliorer les modélisations et simulations numériques. Celles-ci se fondent en effet sur la résolution d’équations censées représenter le réel, avec d’inévitables limites, liées à la représentation incomplète des phénomènes par des lois, ou à des approximations dans la résolution numérique des équations. La confrontation des modélisations avec des données expérimentales est donc impérative. L'expérimentation nourrit également les théories.

Les travaux maritimes et portuaires faisant partie intégrante de l'enseignement dispensé par l'ESITC, le canal à houle bénéficiera aux élèves-ingénieurs, en particulier ceux du master spécialisé "Ouvrages maritimes et portuaires" créé en 2011, mais aussi aux chercheurs et aux entreprises du secteur, dans le cadre de contrats de prestation. Co-financé et co-piloté par le CEREMA (Centre d'étude et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement), la DGPR (Direction générale de la prévention des risques), la DGITM (Direction générale des infrastructures, des transports et de la mer), et l'ESITC, l'équipement devrait être prêt pour utilisation à partir de juin 2018. Des souffleries pourraient s'ajouter pour étudier les ouvrages offshore tels les éoliennes.
Publié le 08/01/2018

Pour en savoir plus

 

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