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Génomique et médecine personnalisée

L'essor de la génomique

L'intégralité du génome humain a été séquencée, de manière globale, au début des années 2000, dans le cadre d'un projet scientifique d'ampleur inédite. 3 milliards de bases (nucléotides) ont ...

Mercure et environnement

Un comité international de scientifiques a produit une évaluation mondiale du mercure pour l'UNE (Nations Unies pour l'environnement). Le rapport de 2018 démontre une augmentation significative du mercure dans l'atmosphère avec une ...

La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.

Nouvelle exploration du sol martien

© NASA/JPL-Caltech

Douzième mission du programme Discovery de la NASA, et unique mission de 2018, InSight (INterior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) a été lancée le 5 mai 2018 et arrivera à destination de Mars le 26 novembre prochain. Son but est d'affiner ...

Des bactéries résistantes aux radiations

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Des rayons nocifs

La radioactivité se caractérise par l'émission de rayonnements alpha, bêta et gamma. Les dommages induits par ces rayonnements ionisants ...

Le nouvel or vert

Fabien Esculier, chercheur à l’École des Ponts ParisTech, a récemment publié les résultats de ses recherches portant sur une gestion alternative des urines et matières fécales. Ces recherches font partie du programme OCAPI (Optimisation des cycles Carbone, Azote et Phosphore en ville) qui ...

BepiColombo

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La mission spatiale BepiColombo, lancée le 20 octobre 2018, depuis le Centre Spatial de Kourou en Guyane, se dirige vers Mercure.

Deux orbiteurs pour étudier Mercure

Après les sondes américaines Mariner10 en 1973 et Messenger ...

Lasers à l'honneur pour le Prix Nobel 2018

Arthur Ashkin a été primé pour l'invention des «pinces optiques», dont le principe repose sur l'utilisation des forces liées à la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent. Cette force va alors permettre de maintenir et de déplacer des objets microscopiques, voire nanoscopiques tels des atomes, des virus, des bactéries et autres cellules vivantes.
L'avantage de cette technique est qu'elle est non-destructive : les faisceaux lasers peuvent atteindre les éléments internes d'une cellule sans en détruire la membrane. C'est pourquoi elle est très utilisée en biologie où des chercheurs ont, par exemple, réussi à sonder et mesurer les forces entre des particules et l'élasticité de l'ADN ou encore à désobstruer des vaisseaux sanguins.

 

La seconde moitié du Prix a été attribuée à Gérard Mourou, professeur et membre du Haut-collège de l’École polytechnique et Donna Strickland de l'Université de Waterloo, au Canada, pour avoir conjointement élaboré une méthode de génération d’impulsions optiques ultra-courtes de haute intensité.

Dans les années 1980, l'amplification des faisceaux lasers semblait marquer le pas.
La technique mise au point par Mourou et Strickland se nomme «amplification par impulsions» (chirped pulse amplification, CPA). Elle consiste à étirer une brève impulsion laser dans le temps, à l'amplifier puis à la comprimer à nouveau. Le fait d'allonger l'impulsion réduit sa puissance de crête, ce qui permet de l'amplifier sans endommager le dispositif. L'impulsion est ensuite comprimée dans un temps plus court, ce qui augmente considérablement son intensité. Ces impulsions ultra-courtes ont une durée de quelques dizaines de femto-secondes (1fs = 10-15 s), et disposent d'une très haute puissance de l'ordre du pétawatt (1PW=1015 W).

Cette découverte a contribué à l’avancement de la science dans plusieurs domaines de la physique en permettant notamment de fabriquer des lasers de plus en plus intenses pour sonder la matière. Grâce à la précision de coupe obtenue grâce à des impulsions brèves et intenses, la technique CPA a permis des avancées dans le domaine de la chirurgie réfractive de l’œil et du traitement de la cataracte. Elle a également conduit à l'observation de phénomènes ultrarapides tels que les phases transitoires de réactions chimiques.

Publié le 04/10/2018

En savoir plus :

Sur les pinces optiques :
https://www.photoniques.com/articles/photon/pdf/2013/04/photon201366p45.pdf

Sur la CPA :
http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article382
http://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/impulsions-lasers-femtoseconde-attoseconde_defis-du-cea.pdf

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Les atouts de la voiture électrique
Les avantages environnementaux de l'électromobilité dépendent de nombreux facteurs.

Des impacts à clarifier

Si l'intérêt des véhicules électriques pour la réduction de la pollution de l'air, en particulier dans les villes, est évident, il n'en est pas de même pour ce qui est de sa contribution à la lutte contre le changement climatique et plus généralement de son empreinte écologique. Pour clarifier ces deux aspects, une étude publiée en fin d'année 2017 a inventorié les avantages de la démocratisation de l'électromobilité à l'horizon 2030. Cette étude s'appuie en particulier sur la comparaison de huit véhicules : six berlines aux motorisations électrique et hybride, et deux voitures à moteur thermique - sur l'ensemble de leur cycle de vie.

Les résultats de l'étude

Les voitures électriques n'émettent pas à proprement parler de gaz à effet de serre pendant leur fonctionnement. Néanmoins, l'impact sur le climat des véhicules électriques dépend de l'origine de l'électricité consommée ; ainsi, l'intérêt de ces véhicules est largement lié à la nature des centrales électriques de production du pays, ce qu'on appelle le mix énergétique. De plus, l'étape de fabrication et la fin de vie influent dans le bilan carbone global, comme c'est également le cas pour les véhicules non électriques.
Cet impact carbone globale serait 2 à 3 fois inférieur à celui des véhicules essence et diesel. A titre d'exemple : une berline électrique émettrait sur l'ensemble de son cycle de vie 44% de gaz à effet de serre de moins qu'un véhicule Diesel, et une citadine électrique en émettrait 63% de moins qu'un véhicule à motorisation essence. Toutefois, l'empreinte écologique d'une voiture électrique dépend avant tout de l'impact des éléments de conservation de l'énergie stockée, c'est-à-dire de la batterie.

La nécessaire prise en compte globale de la filière électrique

Aussi, pour pouvoir passer en France de 130 000 véhicules en circulation à plusieurs millions en 2030, la réduction de la pollution induite par la fabrication des batteries représente une condition importante de la soutenabilité de la filière. On le sait les accumulateurs électriques utilisent des terres rares (lithium, cobalt, nickel, manganèse) dont l'extraction est polluante ; l'étude rappelle que 40% de l'empreinte environnementale serait intrinsèquement liée à la conception des batteries, et avance comme proposition l'utilisation de ces batteries en seconde vie pour stocker de l'électricité. Celle-ci permettrait en effet de réduire l'usage des ressources naturelles, fossiles et minérales essentielles à la fabrication des batteries. L'amélioration du recyclage des éléments de la batterie en développant une économie circulaire est également un enjeu crucial.

Par ailleurs, lorsqu'une voiture stationnée est en charge, elle est à même d'importer et d'exporter une partie de son électricité vers le réseau, et pourrait constituer en cela un atout de flexibilité supplémentaire au système électrique français. Le rapport estime qu'un parc de près 4,5 millions de véhicules électriques (les objectifs de transition énergétique pour 2030) représenterait une consommation avoisinant les 12 térawatt-heure par an, soit environ la production annuelle de deux réacteurs nucléaires ; un potentiel électrique considérable qui permettrait de mieux contrôler les surcharges, d'atténuer les pics de consommation et même de réguler l'excès d'énergie induit par les énergies renouvelables. Cette gestion « intelligente » du réseau électrique est ce qu'on appelle le vehicle-to-grid, ou V2G.

publié le 16/02/2018

Pour en savoir plus

Yannis Benzaïd
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