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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

Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben 

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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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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Le verre se met au vert
Les contraintes environnementales représentent un défi qui pousse l'industrie du verre à innover

Production du verre - Domaine public

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 formes, leurs propriétés, un de leurs points communs est d'avoir un procédé de fabrication très énergivore.

En effet, dans tous les segments de l’industrie verrière (verre plat, verre creux, verres techniques, etc.), la première étape de production du verre consiste dans la fusion, à une température d'environ 1 000°C d’un mélange dit « vitrifiable », constitué de silice et de fondants comprenant principalement des alcalins (sodium, calcium)  (70 % de silice, 15 % d'oxydes de sodium, 10 d'oxyde de calcium plus d'autres additifs minoritaires dans les verres silicosodocalciques tel le verre à bouteille). Cette première étape requiert une grande quantité d’énergie. Elle est suivie par différentes opérations qui nécessitent d'augmenter encore la température au-delà de 1 400°C pour réaliser « l'affinage » (élimination des bulles gazeuses).  Les opérations restantes servent à préparer le verre à son formage, puis au traitement de surface, et au parachèvement, etc. Ces procédés sont maîtrisés par des entreprises parfois très anciennes, qui innovent en permanence pour apporter à ce matériau toujours plus de fonctionnalités, à des coûts maîtrisés. Par exemple, des dépôts multicouches à la surface du verre rendent les vitrages « intelligents » : ils répondent à une sollicitation extérieure, comme c’est le cas pour les vitrages électrochromes dont la transmission lumineuse peut être contrôlée électroniquement.

Défis environnementaux et innovations

Aujourd’hui, l’un des défis majeur du secteur verrier est de diminuer sa consommation énergétique et ses impacts environnementaux, sous la pression des législations et des normes parfois encore plus exigeantes que fixent les acheteurs industriels. D’autant que l’empreinte carbone du verre est liée non seulement à la combustion de combustibles fossiles nécessaire à l’étape de fusion, mais aussi aux émissions de CO2 dues au procédé lui-même (schématiquement : SiO2 + CaCO3 +Na2CO3 -> SiO2.CaO.Na2O + CO2). A 1400 °C, ces émissions s’élèvent à environ 200 kg de CO2 par tonne de verre. L’intégration de 25 à 30 % de calcin issu du recyclage du verre, tend à diminuer l’empreinte carbone des verres recyclés.

De nombreuses pistes d’innovation sont explorées actuellement pour réduire l’empreinte environnementale des procédés verriers : par exemple la mise au point de capteurs permettant un meilleur suivi de la combustion dans les fours, plus généralement l’amélioration du rendement de ces fours, la filtration des émissions, l’ajustement de la composition du mélange vitrifiable visant à faire diminuer la température de fusion (tout en respectant bien sûr les contraintes de qualité), etc.. Déjà employé dans certains procédés verriers, le four électrique fait l’objet de recherches, même si le gaz semble avoir de beaux jours devant lui, quitte à ce qu’il soit du biogaz.

La chimie, la thermodynamique, le génie thermique et le génie des procédés, ainsi que la simulation sont mises à contribution pour tenter d’apporter une réponse technique à ces enjeux industriels. L’augmentation du prix du carbone, lequel traduit d’un point de vue économique l'impact environnemental que représentent les émissions de gaz à effet de serre, devrait jouer un rôle incitatif dans cette tendance de fond dans laquelle les industriels s'engagent.

Publié le 21/01/2019

Librement inspiré par une matinée de conférences à Mines ParisTech organisée par USTV et Carats Innovation. En remerciant Dr Franck Pigeonneau pour ses conseils.

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Le portail de l'industrie du verre http://www.verreonline.fr/index.php

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