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Titan Krios

Une technologie de pointe pour visualiser des composantes microscopiques

Le Titan KriosTM est un microscope électronique doté d'une caméra ultrasophistiquée, capable de fournir des images révolutionnaires par leur résolution. ...

Le LHC haute luminosité

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Vitiligo

Une maladie de la peau assez fréquente

Le vitiligo se manifeste par l'apparition de zones dépigmentées sur la peau, due à la disparition de mélanocytes, les cellules pigmentaires productrices de mélanine, pigment de la peau. Si les causes exactes de la maladie restent mystérieuses, ...

La lutte contre la drépanocytose

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Désintégration du neutron et matière noire 

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence ...

Une symbiose à l'épreuve du milieu

CC SA 3.0 ©Prenn

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Le raisinier des mers antillais en voyage au Sénégal

Le ...

L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

Le notion de « voiture volante » tend à disparaître au profit de celle de « taxi aérien ». En effet, si nous entendons par « voiture volante » un véhicule qui peut à la fois être utilisé sur route et dans les airs, la probabilité est très faible que de tels véhicules soient utilisés opérationnellement un jour. Un aéronef doit à la fois être léger et « propre » d’un point de vue aérodynamique (le moins possible d’appendices extérieurs au fuselage) tandis qu’un véhicule terrestre doit être résistant aux petits chocs voire à des crash tests, d’où la présence de pare-chocs et de roues, pneus et amortisseurs de taille importante pour ne pas se détériorer à la moindre ornière.
Les véhicules que nous voyons apparaître aujourd’hui sont des engins volants purs, pour la plupart à capacité de décollage et atterrissage verticaux. Il existe des véhicules avec une partie « véhicule terrestre » et une partie « véhicule aérien », mais leur complexité les rend peu compétitifs.

- Quelles sont les technologies employées ?

La cellule de ces taxis aériens est en matériau composite, leur propulsion est assurée par un ensemble de moteurs électriques distribués sur la cellule actionnant des hélices et alimentés soit par des batteries, soit par des batteries et un turbo-générateur. Ils sont équipés de nombreux capteurs électromagnétiques et optiques.

- Quels sont les défis spécifiques à relever dans ce domaine ?

Du fait du grand nombre de moteurs qui équipent ces engins, ils devront être très automatisés car leur pilotage n’est pas gérable par un humain. D’un point de vue technique, ces véhicules devraient pouvoir être réalisés avec de bons niveaux de sécurité et de performance d’ici 4 ou 5 ans. En revanche, la navigation et l’intégration de ces engins dans l’espace aérien aux côtés des autres utilisateurs de cet espace ne sont pas encore matures sans pilote à bord. Il est donc vraisemblable qu’il soit nécessaire de garder un pilote à bord pendant un certain temps. Il est actuellement difficile d’estimer ce temps car une utilisation d’aéronefs automatisés, voire autonomes, ne peut se faire qu’avec un système de gestion du trafic aérien significativement différent de celui d’aujourd’hui fondé sur des échanges vocaux entre pilotes et contrôleurs.

- Ces nouveaux modes de transport prennent-ils en compte les enjeux écologiques, de quelle manière ?

Oui, comme indiqué plus haut, les propulseurs de ces aéronefs peuvent être alimentés par des batteries, sans émettre de polluants en vol. En outre, la distribution de la propulsion sur de nombreux moteurs permet de diminuer le niveau de bruit de cette propulsion. 

- Combien de temps entre l'idée d'un projet, le prototype et sa commercialisation ?

La réponse à cette question n’est pas facile. L’idée du taxi aérien n’est pas nouvelle, mais la technologie pour les réaliser n’existait pas jusqu'à ces toutes dernières années. Nous avons actuellement les technologies nécessaires pour réaliser le véhicule avec un pilote à bord. Il en manque encore quelques-unes pour le faire voler sans pilote (dans le véhicule et au sol). Quant à sa commercialisation, tout est affaire de viabilité économique. Le coût des voyages pendant la phase « pilote à bord » sera encore élevé mais pourrait être acceptable pour certaines applications comme l’évacuation sanitaire. Le marché pourrait se développer lorsque ces véhicules pourront évoluer automatiquement, mais ce n’est pas pour demain !

   - Quelle est l'implication de  l'ONERA dans ce domaine ?

Un taxi volant évoluant dans l'espace aérien : voilà un thème qui fait appel à un grand nombre de nos compétences, tant pour la définition du véhicule que pour son opération !  L’ONERA travaille depuis de nombreuses années sur les véhicules automatisés tels que les drones (véhicules volant sans personne à bord) ou de transport de passagers (projet Européen PPlane entre 2009 et 2012 et projet SAFRAN / ONERA de taxi aérien depuis 2017). L’ONERA travaille également sur les systèmes sol et bord (capteurs et systèmes de capteurs + interface homme-machine par exemple) pour faire évoluer ces taxis en toute sécurité, sur des outils de simulation pour évaluer les risques que leurs trajectoires induisent là où ils volent ou encore sur des modélisations permettant d’analyser le niveau de sécurité de leur utilisation.
Publié le 29/05/2018

Pour en savoir plus

  • sur l'ONERA, le centre de recherche aérospatial français : www.onera.fr

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Le plancton : cet ami qui nous veut du bien
Les planctons livrent aujourd’hui de nouveaux secrets sur cette pompe biologique qu’est l’océan grâce aux échantillons récoltés lors de l’expédition Tara Océans.

L’océan au cœur du climat

L’océan recouvre près de 70 % de la surface de la Terre et joue un rôle majeur dans le cycle de l’eau. En absorbant près d’un quart du gaz carbonique issu de la combustion des énergies fossiles, il est le principal puits de carbone sur la planète et contribue ainsi à réguler le climat à l’échelle mondiale. L’absorption du CO2 par l’océan repose sur des processus physiques et biologiques, qu'on appelle des « pompes ».

Les océans absorbent les gaz présents dans l’atmosphère. Cette dissolution est plus importante dans les eaux froides que dans les eaux chaudes. Or, sous l’effet de leur densité, les eaux froides plongent dans les profondeurs des océans (c'est le moteur de la circulation thermohaline) et entraînent avec elles dans les fonds marins le CO2 absorbé en surface. C’est la pompe physique. La pompe biologique, quant à elle, repose sur l’absorption du CO2 par les tissus des organismes présents en surface, via la photosynthèse, ou, par la production des coquilles calcaires de certains micro-organismes. Le carbone, ainsi fixé sous forme de particules marines, sédimente à la mort de ces organismes. Il est entraîné vers les profondeurs, avant d’arriver dans les grands fonds où il sera stocké.

L’absorption du CO2 par les organismes marins est l’un des processus majeurs de séquestration du carbone sur des échelles de temps géologiques. Un seul et même ensemble d’organismes, à la base de la chaîne alimentaire marine, regroupe plus de 90 % de la biomasse de l’océan : c'est le plancton.

Les planctons : une histoire vieille de plusieurs milliards d’années

Le plancton regroupe l’ensemble des êtres vivants, animaux et végétaux, évoluant dans l’eau et qui se laissent dériver dans le courant. Il comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes  uni- et multicellulaires. Ce sont ainsi des milliards de milliards d’individus peuplant océans, mers, lacs, rivières et ruisseaux, dérivant entre deux eaux ou fixés sur les fonds. Les planctons sont apparus il y a près de 3.8 milliards d’années. Ils produisent la moitié de l’oxygène de la planète. En portant la proportion d’oxygène atmosphérique à 20%, seuil nécessaire à la respiration des mammifères, ce sont eux qui ont permis leur apparition.

Ses coquilles font aussi du plancton un indice majeur pour reconstituer les climats passés. En effet, formées à partir du carbone prélevé dans l’atmosphère, elles en renferment les concentrations isotopiques et les conservent lorsqu’elles sédimentent. Mais ce n’est pas tout. Des études menées sur des carottes ont aussi révélé que lors d’un échauffement trop important des océans, le plancton sédimenté rejetait dans l’atmosphère le CO2 accumulé.  

Du plancton dépendent ainsi le développement des autres espèces du monde marin, l’oxygène présent dans notre atmosphère et l’évolution de notre climat. Cependant, cet écosystème demeure l’un des moins connus. Pour combler cette lacune, une centaine de scientifiques venant de près de 22 laboratoires et Instituts de recherche internationale, ce sont regroupés autour d’un projet équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes : Tara Océans.

Tara Océans : un projet métagénomique

Tara Océans est une expédition scientifique menée à bord de la goélette Tara qui a débuté en 2009, afin de récolter un très grand nombre d’échantillons d’eau de mer et de plancton. Les 35.000 échantillons prélevés entre 2009 et 2013 ont aujourd’hui livré leurs premiers secrets. Ils ont permis de lever le voile sur les espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. La goélette Tara, d’une longueur de 36 mètres, a parcouru tous les océans de la planète et continue d’ alimenter une base de données publique sur les ressources biologiques des océans. C’est un chercheur du CNRS, Eric Karsenti, médaillé d’or du CNRS en 2015, qui est à l’initiative du projet scientifique. Son objectif était de cartographier la biodiversité des océans et d’améliorer la compréhension du rôle joué par les organismes microscopiques sur les océans. Un travail de grand ampleur se met alors en place afin d’étudier toute la population de gènes présente dans les échantillons prélevés. Cela fait de Tara Océans l’un des plus gros projet de métagénomique dans le monde.

La génomique est l’étude d’un échantillon, provenant d’un environnement naturel, à partir de son matériel génétique : son génome. La métagénomique vise, notamment, à étudier les gènes et les génomes de différents organismes provenant d’un même milieu. De par la complexité des milieux étudiés et de la masse d’informations générée, la génomique pose de nouvelles questions, tant d’un point de vue biologique qu’informatique. Cela explique le caractère innovant et interdisciplinaire de Tara Océans et la diversité des échantillons prélevés.

Les découvertes

Grâce aux planctons collectés entre 2009 et 2013, dans des zones pauvres en nutriments, les scientifiques ont mis au point un catalogue des organismes planctoniques. Ce catalogue livre aujourd’hui la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique. De nouveaux acteurs ont été identifiés, ainsi que les principales fonctions bactériennes concernées dans le processus. Ce sont des chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA, qui ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique”. Cette découverte permettra aux chercheurs d’étudier le comportement de ce réseau face aux perturbations climatiques, ainsi que ses conséquences sur la pompe à carbone biologique.

L’analyse des gènes des bactéries et des virus planctoniques a également permis aux chercheurs de démontrer que la présence d’un petit nombre de gènes, bactériens et viraux, pouvait prédire la répartition verticale du carbone. Une partie de ces gènes serait en effet impliquée dans la photosynthèse, mais aussi dans la dégradation et la sédimentation de la matière organique.

Bien que la fonction de la majeure partie des gènes nouvellement identifiés reste inconnue, la connaissance de ces réseaux planctoniques et de ces nouveaux gènes, ouvre la voie à de nouvelles perspectives, pour mieux comprendre et modéliser ces réseaux. En attendant, les chercheurs vont se concentrer sur les régions océaniques riches en nutriments, afin de compléter les réseaux planctoniques révélés pour les régions pauvres en nutriments.

Tara demain

Dans la droite ligne de l’approche dédiée au plancton (même multidisciplinarité) Tara partira en Asie-Pacifique en 2016-2018 et mènera une étude nouvelle sur les récifs coralliens. D’Est en Ouest et du Nord au Sud, Tara parcourra l’Océan Pacifique pour découvrir la diversité cachée du corail et mieux appréhender les capacités d’adaptation aux changements climatiques. Si les récifs coralliens ne couvrent que 0,02% de la superficie des océans, ils réunissent près de 30% de la biodiversité marine. Leur santé est donc cruciale pour la diversité des espèces qu’ils abritent et pour l'Homme. 

Etudier un tel écosystème à l’échelle de l’océan Pacifique devient une priorité alors qu’une grande partie de récifs coralliens tend à disparaître ces dernières années. Véritables indicateurs de la santé des Océans, nous ne savons pourtant encore que très peu de choses sur leurs capacités à s’adapter aux évolutions de son environnement.

Tara PACIFIC sera menée en partenariat avec Paris Sciences Lettres, le CNRS, le Centre scientifique de Monaco. Nous présenterons la nouvelle expédition et ses objectifs de recherche lors d’une conférence de presse prévue le 14 avril 2016 (le départ de Tara depuis son port d’attache Lorient est prévu pour le 28 mai 2016).

Source Elodie Bernollin, directrice de la communication de Tara Expéditions 

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