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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

© DR / KAERI / A. De Groot

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

(C) ESA. BepiColombo
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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Le bioéthanol
Une filière agro-industrielle produit un biocarburant de plus en plus présent dans les réservoirs.

Le bioéthanol, un carburant agricole

Les biocarburants sont utilisés depuis les débuts de l'utomobile. Ainsi, Nikolaus Otto, l'un des inventeurs du moteur à explosion, avait conçu son moteur pour qu’il puisse fonctionner à l’éthanol. La mythique Ford T roulait également au bioéthanol. Ces carburants d’origine végétale ont été abandonnés au profit du pétrole. 
Parmi les biocarburants, certains sont incorporés dans le gazole qui alimente les moteurs Diesel. Le bioéthanol, quant à lui est intégré dans l'essence (moteurs à explosion). La proportion d'éthanol est limitée à 5 % en volume dans les supercarburants sans plomb SP95 ,10 % pour le SP95-E10. Le superéthanol E85 quant à lui contient entre 65 et 85 % en volume d'éthanol.
La matière première à partir de laquelle est synthétisé cet éthanol provient, en France, des betteraves, des céréales ainsi que de résidus de la production de sucre et d’amidon. Au Brésil, où se trouve le plus important parc de véhicules roulant à l'éthanol, on utilise la canne à sucre.
L'un des intérêts du bioéthanol est son impact environnemental réduit : en prenant en compte chaque étape, de la production à la consommation, l'éthanol européen permet en moyenne une réduction de 70 % des émissions de gaz à effet de serre par rapport à l’essence (chiffre de l’année 2017 calculé par l’association européenne ePURE). Le carburant Superéthanol E85, qui contient 85 % d’éthanol en été et 65 % en hiver, réduit donc les émissions de gaz à effet de serre de plus de 50 % par rapport à l’essence pure. Il réduit également les émissions de particules fines de 90% et celles d’oxydes d’azote de 30%. De plus, les coproduits générés par la production de l'éthanol (pulpes de betteraves et drêches de céréales) sont valorisés dans l’alimentation animale, qu’ils enrichissent en cellulose et en protéines. 

Du flexfuel aux boîtiers pour tout véhicule

Lors des débuts de la commercialisation de l'E85, seuls les véhicules à carburant modulable (flexfuel) pouvaient utiliser ce nouveau carburant, ainsi que tous les autres types d'essence. Le principe est d’adapter le fonctionnement du moteur à explosion classique à la proportion d’éthanol présente dans le réservoir, car un litre d’éthanol contient un tiers d’énergie en moins qu’un litre d’essence. Il faut donc augmenter les temps d’injection pour injecter davantage de carburant dans les cylindres quand la proportion d’éthanol est plus élevée. Le calculateur du véhicule doit donc disposer de la donnée relativé à la proportion d’éthanol dans le carburant, soit en analysant en continu l’oxygène dans les gaz d’échappement grâce à un capteur appelé "sonde lambda", soit en mesurant la proportion d’éthanol directement dans le carburant. La norme technique de l’éthanol pour les carburants prévoit une quasi absence d’eau, ce qui évite tout risque de corrosion des pièces métalliques. La maîtrise de la chaîne d’approvisionnement de l’éthanol et des carburants assure l’absence de reprise d’eau par l’éthanol. L’éthanol étant présent depuis longtemps en petites proportions dans le SP95 et le SP95-E10, les polymères en contact avec le carburant, dans les réservoirs, durites et joints, ont été conçus  pour être insensibles à l’éthanol pour la plupart des modèles immatriculés depuis 2000 et de nombreux autres modèles avant cette date. 
Ces véhicules ont connu un succès limité en France. En revanche, des boîtiers d'adaptation, ont été développés pour que des véhicules à essence récents puissent rouler au Superéthanol E85. Placés entre le calculateur d'injection et le moteur, ces boîtiers servent à injecter la bonne quantité de carburant en fonction de la proportion d’éthanol présente dans le réservoir, pour un fonctionnement optimal. De cette manière, une voiture équipée d’un boîtier E85 pourra rouler à l’ensemble des carburants essence (SP98, SP95, SP95-E10 et E85).
La récente homologation de ces boîtiers joue certainement dans le succès du carburant "vert", qui est surtout favorisé par la hausse des prix des hydrocarbures fossiles.

Publié le 04/10/2018

Yassa HARBANE
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