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Transport de l’énergie électrique

La quasi-totalité de l’énergie électrique dans le monde est produite puis transportée vers les villes et les centres industriels sous forme de courant

Atmosphère de la Terre primitive

Auteur C Eeckhout.

L’atmosphère primitive et son évolution

Au Précambrien, l'atmosphère primitive de notre planète était dépourvue d’oxygène et riche en dioxyde de carbone (CO2) et en méthane, ainsi ...

En route vers le Soleil

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Un voyage d'enfer

Baptisée en hommage à l'astrophysicien américain Eugene Parker, qui a posé les bases de la théorie du vent solaire, la mission Parker Solar devrait contribuer à percer les mystères ...

Révolution hydrogène

L'hydrogène carburant :

L'hydrogène (ou dihydrogène - H2) est considéré comme étant un carburant propre puisque sa combustion n'émet ni CO2 ni particules fines, mais uniquement ...

Le verre se met au vert

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Le verre, un matériau traditionnel innovant

La production du verre est une activité millénaire, d’abord artisanale, puis industrielle. S’il existe différents types de verres qui se distinguent par leurs compositions, leurs ...

Des nano-balances pour peser des virus

Mesurer le nano monde

Un nano-objet a par définition des dimensions de l'ordre du nanomètre soit (10-9 m). À titre de comparaison, le diamètre d'un cheveu mesure entre 50 et 100 micromètres (10-6 m).

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Nouveau succès pour la mission New Horizons

Pluton et Charon
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Une première historique

Lancée le 19 janvier 2006, New Horizons est une mission spatiale dédiée à l'observation de Pluton et de la ceinture de Kuiper, cette région du système solaire en forme d'anneau ...

Des crustacés pour produire du biocarburant?

Crustacés xylophages

Les Limnories lignorum ou Limnories du bois sont de petits invertébrés xylophages capables d'ingérer le bois immergé dans l'eau de mer. Ils jouent ainsi un rôle important dans l'écosystème littoral en participant au recyclage de la cellulose et de la lignine, le composant du bois qui lui donne sa rigidité. Ils causent également des dégâts en s'attaquant aux coques des bateaux, aux pontons et autres constructions en bois.

Jusqu'à présent, la faculté des limnories à décomposer la lignine restait un mystère.
En étudiant l'intestin des limnories, une équipe de scientifiques a découvert que l'hémocyanine, protéine responsable de la couleur bleue du sang de ces invertébrés, joue un rôle primordial dans leur capacité à digérer les sucres du bois.

L'hémocyanine est une protéine connue pour son rôle de transporteur de l'oxygène chez certains invertébrés, de la même manière que l'hémoglobine chez les vertébrés.
Alors que l'hémoglobine lie l'oxygène grâce aux atomes de fer de sa structure, qui donnent au sang sa couleur rouge, l'hémocyanine fait de même avec des atomes de cuivre, à l'origine d'une couleur bleue. Les limnories exploitent les propriétés oxydantes de l'hémocyanine pour attaquer les liaisons au sein de la lignine.
 

Une nouvelle piste pour les énergies renouvelables ?

Le Professeur Simon McQueen-Mason, du département de biologie de l'université de York, qui conduit ces recherches, explique que : « Les limnories sont les seuls animaux pourvus d'un système digestif stérile connus à ce jour. Cela rend leur méthode de digestion du bois plus facile à étudier que celle d'autres créatures xylophages comme les termites, chez lesquelles la digestion est assurée par des milliers de microorganismes intestinaux ». 
Il ajoute : « Nous avons découvert que les limnories déchiquètent le bois en le mâchant en de minuscules morceaux avant de se servir de l'hémocyanine pour s'attaquer à la structure de la lignine. »

Les recherches menées par des équipes des universités de York, Portsmouth, Cambridge et Sao Paulo ont révélé que traiter le bois avec l'hémocyanine permet de doubler la quantité de sucre libérée, sans avoir recours à des traitements thermochimiques coûteux et énergivores.

La troisième génération de biocarburants, dont la recherche se focalise pour l'instant sur les microalgues, pourrait bien accueillir ce candidat innatendu. Cette découverte pourrait permettre, à terme, de réduire l'énergie nécessaire pour transformer le bois en biocarburant.

Publié le 14/12/2018

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L'horloge nucléaire
La recherche de la précision pousse les physiciens à innover en matière de mesure du temps.

Ce qui caractérise la performance d’une horloge, c'est la faiblesse de sa dérive au cours du temps : de combien diffère chaque jour l'heure qu'elle indique par rapport à sa référence ; autrement dit au bout de quelle durée se décale-t-elle d’une seconde ?
Par exemple, une montre à quartz dérive de quelques secondes par jour. Aujourd’hui, les meilleures horloges atomiques dévient d’une seconde en 16 milliards d’années, soit une durée plus longue que l’âge de notre univers. Pourtant, les physiciens espèrent faire beaucoup mieux. Comment ? Avec la mise au point d’une horloge nucléaire.

De l'atome au noyau

Comment fonctionne une horloge atomique ? Le principe d’une telle horloge consiste à caler la fréquence de la lumière issue d’un laser sur la transition entre deux niveaux d’énergie d’un atome. Si E est l’énergie d’une telle transition, alors E = h.f où h est la constante de Planck et f la fréquence du rayonnement émis lors de la désexcitation atomique, mais aussi celle du rayonnement laser qu’il faut employer pour exciter l’atome et provoquer sa résonance. La même idée peut être appliquée au noyau. En effet, le noyau possède également des niveaux d’énergie discrets. L’avantage du noyau sur l’atome est qu’il est beaucoup plus petit et non affecté par les perturbations électromagnétiques de l’environnement. Cette protection lui permettrait d'atteindre de bien meilleures performances. Le problème est que les niveaux d’énergie nucléaire sont toujours très espacés, si bien que les fréquences correspondantes sont très élevées et situées dans les rayons gamma qu’aucun laser n’est capable d’émettre.

Une découverte prometteuse

Cependant, les théoriciens nucléaires soupçonnent depuis plus de 40 ans que le noyau de thorium-229 ou 229Th doit posséder un état isomère excité noté - 229Thm - près de 8 eV seulement au-dessus de son état fondamental correspondant à l’énergie d’un photon UV. Comme les lasers UV existent, une horloge nucléaire au thorium pourrait être envisagée. Cependant, malgré de très nombreuses tentatives, personne n’avait encore jamais observé cet état du thorium, si bien que certais n’y croyaient plus. Mais cela a été fait en 2016 et confirmé récemment. Grâce à cette étape qui vient d’être franchie, la mise au point d’une horloge nucléaire n’est plus qu’une question technique, certes difficile à maîtriser, mais qui devrait voir le jour dans les années à venir.
Publié le 18/05/2018

 

 

Kamil Fadel
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