S'inscrire identifiants oubliés ?

Anomalie de dilatation thermique

By Simon Mer - Own work, CC BY-SA 4.0
Généralement, les matériaux se dilatent lorsqu’ils sont chauffés. La raison en est qu’une élévation de température correspond à une augmentation de l’agitation des atomes, or cette agitation n’est pas symétrique. ...

Nucléosythèse et étoiles à neutrons

(C) NASA - Nébuleuse du Crabe, marquée par la présence d'une étoile à neutron
Mis à part quelques éléments légers comme l’hydrogène, l’hélium, le lithium… produits peu après le big bang, tous les noyaux atomiques naturels ...

Des réfrigérateurs à torsion

Impératifs environnementaux

Près de 20% de l’énergie électrique produite dans le monde est consommée par les climatiseurs, réfrigérateurs et congélateurs. De plus, ces machines frigorifiques utilisent des fluides frigorigènes dont la plupart sont des gaz ...

Les batteries au lithium pour un Nobel

De la petite électronique à la voiture électrique, la pile lithium-ion - non rechargeable - et surtout l'accumulateur - rechargeable - ont envahi notre quotidien. Sans cette technologie lithium-ion, téléphones mobiles, tablettes et autres appareils nomades n’existeraient pas ou seraient ...

Du champagne supersonique

Physique du bouchon de champagne

Tout le monde le sait, lorsqu’une bouteille de champagne est débouchée, le bouchon est souvent violemment propulsé… ce qui peut être dangereux s’il percute l’œil. La raison pour laquelle le bouchon saute à environ 50 km/h vient ...

Le matériau le plus noir du monde

Si vous pensiez qu’obtenir un noir intense était chose facile, vous vous trompiez. Depuis de nombreuses années, artistes et scientifiques cherchent la formule du véritable noir, ou du moins à s'en approcher. Par noir véritable, entendez une surface qui ne renverrait aucun rayon lumineux. Actuellement, ...

Organes sur puce, vers un futur bionique ?

Imaginez une puce tenant dans la main qui renfermerait un micro-poumon ? Science fiction ? Fantasme de savant fou ? Absolument pas, il s'agit de choses bien réelles et déjà brevetées ! Apparus courant 2010, les organes sur puce ...

50 ans de Lune

© NASA, 1968

Apollo, conquête spatiale et apports scientifiques

"Un petit pas pour l'homme, mais un grand pas pour l'humanité", les mots de Neil Armstrong sont restés dans l'Histoire, comme l’empreinte de la chaussure de Buzz Aldrin restera sur la Lune pendant des milliers d’années.
L'exploration de la Lune fut l'objet d'un enjeu politique et technologique majeur du XXe siècle, mais le coût financier exorbitant (150 milliards de dollars pour le programme Apollo, l'équivalent du coût de l'ISS pour 5 agences spatiales sur 20 ans) aura raison de ces projets à la fin des années 70, et ce malgré d'importantes retombées scientifiques.
Les analyses des échantillons récoltés révélèrent en effet une étrange similarité entre la composition isotopique des roches lunaires et celles de notre planète, avec une quantité notable d'éléments réfractaires (à haute température de vaporisation) sur notre satellite. Ces analyses viennent étayer l'hypothèse de « l'impact géant », qui suppose la collision d'un planètoïde de la taille de Mars avec la Terre, aboutissant à la formation de la Lune par accrétion des débris il y a 4,5 milliards d'années.
Cependant, ces échantillons ne sont pas représentatifs de la totalité de la Lune, sur laquelle de nombreuses zones restent inexplorées.
 

La course reprend, les découvertes aussi

Or, ces données sur les ressources et l'exploitabilité de la Lune sont cruciales dans le contexte moderne. Depuis les années 1990, ce sont donc des sondes qui ont repris l'exploration.
Avec la détection de glace au fond des cratères polaires par la sonde américaine Lunar Reconnaissance Orbiter en 2009, la possibilité d'utiliser l'eau et l'oxygène lunaire pour ravitailler les futurs explorations spatiales, voire de fabriquer directement les ergols de propulsion (hydrogène et oxygène liquides) a fait son chemin dans l’esprit des scientifiques, pour qui la face cachée et les pôles sont les nouveaux horizons de l’exploration lunaire.
Ainsi, l'alunissage du rover chinois Chang'e-4 sur la face cachée, en janvier 2019 devrait permettre d’en savoir plus sur l’exploitabilité des ressources de la Lune. Le retour des échantillons est prévu en fin d'année.

La Lune, tremplin de l'exploration spatiale

Tandis que des sondes et des atterrisseurs partent pour Mars, la NASA prépare la capsule Orion et la mission Artemis, qui prévoit de placer un équipage en orbite lunaire dans les années 2020 et de retourner sur son sol en 2024.
En associant cette capsule habitable au projet de Lunar Orbital Platform – Gateway, sorte d'ISS orbitant autour de la Lune, les Américains ont pour ambition de créer une véritable usine déstinée à la fabrication d'engins spatiaux, en prospectant le sol lunaire. Elle fera aussi office de base arrière de secours pour toute future installation humaine permanente, comme l’ambitieux « Moon Village » de L’ESA, sur le pôle Sud lunaire. Ces missions sont aussi des test d’autonomie, afin de préparer les futurs grandes expéditions vers Mars, qui seront longues de plusieurs années et où les astronautes seront appelés à décider et à agir seuls.

Pour en savoir plus sur la Lune: Histoire, projets à venir, sciences

 

Représentation d'artiste de la station Gateway et du vaisseau Orion en approche.

Représentation d'artiste de la station Gateway et du vaisseau Orion en approche.

© NASA

» lire tous les articles 1 2 3 4 5 6 7 8
sciences en ligne
exploratheque
du premier stage au premier emploi


Des réfrigérateurs à torsion
Une nouvelle méthode de réfrigération utilise les propriétés thermiques des matériaux élastiques

Impératifs environnementaux

Près de 20% de l’énergie électrique produite dans le monde est consommée par les climatiseurs, réfrigérateurs et congélateurs. De plus, ces machines frigorifiques utilisent des fluides frigorigènes dont la plupart sont des gaz à effet de serre susceptibles d’être émis dans l’atmosphère, où ils contribuent au réchauffement climatique. L’industrie du froid s’efforce à employer des fluides moins problématiques, notamment en revenant à des solutions anciennes telles que l’ammoniac.

Face à ces enjeux économiques et industriels de premier plan, de nouvelles techniques de refroidissement sans impact sur l’effet de serre et dotées d’un meilleur rendement que les procédés actuels font également l’objet de recherches. Des chercheurs américains et chinois semblent avoir trouvé une piste prometteuse … dans les élastiques.

Du froid dans la torsion  

Pour comprendre le phénomène, une expérience très simple à réaliser s’impose Etirez rapidement un élastique un peu large (1 cm par exemple) puis, sans le relâcher, mettez-le immédiatement en contact avec vos lèvres très sensibles à la température. Vous percevrez un échauffement. En relâchant l’élastique vous sentirez un rafraîchissement. On parle d’échauffement et de refroidissement élastocaloriques. Connu depuis le début du XIXe siècle, ce comportement repose sur le fait que le caoutchouc est un polymère. Il est formé de très longues chaînes moléculaires qui s’enchevêtrent.  Avec une telle structure, un apport de chaleur aboutit à un raccourcissement et non à une dilatation, car en s’agitant davantage, les molécules se recroquevillent sur elles-mêmes et, comme une corde que l’on secouerait, la distance séparant leurs extrémités diminue. Lorsque l’élastique est relâché, il se raccourcit et emprunte de la chaleur aux lèvres, ce qui provoque un rafraîchissement. Cependant, pour obtenir une bonne chute de température, l’étirement doit être très important, ce qui n’est pas commode. Le moyen de contourner ce problème est passé par l’étude du comportement des matériaux - polymères ou non - lorsqu’ils sont enroulés voire surenroulés sur eux-mêmes puis désenroulés.

C’est justement en effectuant des recherches sur des fibres naturelles ou cristallisées de nylon et de polyéthylène, mais aussi sur des fils à mémoire de forme en nickel-titane, que des chercheurs américains et chinois ont montré que dans certains cas, les cycles de torsions et détorsions correctement menés permettent d’obtenir d’importantes chutes de température allant de 15 à 20°C. La découverte de ce phénomène baptisé twistocalorique pourrait aboutir à la réalisation de nouveaux réfrigérateurs, d’autant qu’ils devraient posséder un meilleur rendement que les systèmes de réfrigération classiques.

 

Kamil Fadel
Twitter Facebook Google Plus Linkedin email