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Vers de nouvelles technologies de chargeurs

Image Vedecom - DR

Des composants indispensables

De nombreux appareils électriques fonctionnant sur piles ont besoin d’être chargés régulièrement. On emploie donc des accumulateurs électrochimiques. Ces derniers sont rechargeables un très grand nombre de fois, contrairement aux piles. Téléphones ...

Un micro-accélérateur de particules

Vue du tunnel du LHC - Auteur : Maximilien Brice, CERN

Des ondes électromagnétiques pour accélérer les particules

Les physiciens de l’infiniment petit emploient des accélérateurs pour communiquer aux particules de très grandes vitesses afin de produire des collisions énergétiques. Au CERN par exemple, ...

Tromper une caméra thermique

Caméras thermiques : « filmer la température »

Tout corps, en raison de sa température, émet par sa surface un rayonnement dont le spectre (fréquence ou longueur d’onde en abscisse, intensité en ordonnée) couvre théoriquement toute la gamme des ondes électromagnétiques, l’intensité de l’émission variant ...

Piles bêtavoltaïques au carbone 14 recyclé

Des piles « bêtavoltaïques »

Certains noyaux radioactifs, généralement ceux possédant trop de neutrons par rapport à leurs protons, transmutent un neutron en proton, électron et antineutrino. Cette réaction s’appelle la radioactivité bêta moins et s’écrit n -> p + e- + v. L’électron ...

Une forêt tropicale en Antarctique

Vue d'artiste de cette forêt (C) Alfred-Wegener-Institut, James McKay, Creative Commons licence C-BY 4.0
Un sol bien conservé

Des chercheurs de l'Institut Alfred-Wegener ont découvert un sol forestier du Crétacé très bien préservé dans les fonds marins proches du continent Antarctique. ...

COVID-19 : pistes thérapeutiques

© CDC/Dr. Fred Murphy/Sylvia Whitfield

La crise sanitaire qui touche actuellement le monde entier, avec l'épidémie de COVID-19 a déjà causé des dizaines de milliers de morts dans le monde. Les scientifiques se mobilisent pour contrer le plus rapidement possible le virus dévastateur. Traitements, vaccins, ...

La chimie ultrafroide

Les réactions chimiques, une histoire d’électrons

Lors d’une réaction chimique, des molécules appelées réactifs se rencontrent et forment des produits. Par exemple, lors d’une réaction bimoléculaire, deux réactifs A et B - atomes ou molécules - interagissent pour donner un produit C (ou plusieurs produits). ...

COVID-19, le B-A BA - l'émergence

By Felipe Esquivel Reed - Own work, CC BY-SA 4.0, COVID-19 virion

Une nouvelle épidémie de coronavirus

En décembre 2019, dans la ville chinoise de Wuhan (province de Hubei), apparaissent les premiers cas d'une pneumonie d’allure virale et d’origine alors inconnue. Une épidémie se développe rapidement, du fait de la contagiosité de la maladie. Le 9 janvier 2020, on en découvre l'origine : il s'agit d' un nouveau coronavirus, le troisième à se développer sous forme de pandémie dans l’espèce humaine, après le SARS en 2003 et le MERS-CoV en 2012. Le virus, d'abord appelé 2019-nCov, officiellement renommé SARS-Cov2, est à l'origine de la maladie COVID-19 (Corona Virus Disease, 19 pour le millésime).

D'où viennent ces maladies émergentes ?

On sait que ces coronavirus circulent chez certaines espèces animales, qui font office de “réservoirs animaux”. Le virus peut alors être transmis à l'homme à la faveur de mutations qui le rendent capable de contaminer l'homme, ou de contacts avec un hôte animal (la civette lors de l’épidémie de SRAS, le dromadaire pour l’épidémie de MERS, qui a sévi au Moyen-Orient, le pangolin et les chauve-souris pour le SARS-Cov2). On sait d'ailleurs que les modifications des écosystèmes peuvent favoriser ces événements, en modifiant les comportements de ces animaux transmetteurs.

L'étude de ces chaînes épidémiques relève en partie de l'écologie, une discipline qui complète l'étude de la dynamique épidémiologique et la biologie moléculaire. Comme le rappellent des chercheurs dans le Journal du CNRS, les sciences de l’écologie sont plus que jamais nécessaires “ afin de détecter tout nouvel évènement infectieux au plus tôt (…) il est essentiel de maintenir les suivis à long terme des populations animales et humaines pour comprendre la dynamique des populations et de leurs pathogènes et donc anticiper les conditions d’émergence des maladies."

Le 03/04/2020

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Tromper une caméra thermique
Les recherches continuent pour trouver un matériau dont le spectre reste indépendant de la température.

Caméras thermiques : « filmer la température »

Tout corps, en raison de sa température, émet par sa surface un rayonnement dont le spectre (fréquence ou longueur d’onde en abscisse, intensité en ordonnée) couvre théoriquement toute la gamme des ondes électromagnétiques, l’intensité de l’émission variant en fonction de la fréquence. C’est le rayonnement du corps noir. Par exemple, le Soleil, dont la surface est à environ 6 000°C, rayonne une partie de son énergie dans la gamme visible, appelée lumière. En revanche, à 37°C seulement, notre corps émet un rayonnement dont la longueur d’onde est située essentiellement entre 5 et 25 micromètres avec un pic à 7 micromètres… que nos yeux ne voient pas.

Le rôle d’une caméra thermique consiste justement à analyser le rayonnement émis par un corps pour en déduire sa température, voire les faibles écarts de températures d’un endroit à un autre. Il existe aussi des caméras qui éclairent le paysage avec des infrarouges et observent la part du rayonnement qui lui revient. Comme le pouvoir réflecteur change en fonction du matériau, cela permet de produire une image du paysage, même en absence de lumière.

Le rayonnement du corps noir correspond à l’émission de rayonnement par un corps idéal… qui n’existe pas dans la pratique. Aussi, en réalité, le pouvoir émissif dépend quelque peu du matériau. Ainsi, par exemple à une température donnée, le spectre du cuivre est différent de celui du granite, différent de celui du bois…

Une parade ?

Quoi qu’il en soit, les militaires font largement usage des caméras thermiques (mais aussi infrarouge). Ils cherchent donc une parade pour tromper la caméra. C’est ce qu’un groupe de chercheurs aux Etats-Unis a réussi à réaliser avec la mise au point d’un matériau à base d’oxyde de nickel et de samarium qui est perçu par une caméra thermique comme étant toujours à la même température alors même qu’il est chauffé de 100°C à 140°C. Comment une telle chose est-elle possible ? L’astuce repose sur le fait que lors de cette élévation de température, le matériau passe de l’état isolant électrique à l’état conducteur. Ce changement diminue son pouvoir émissif, si bien qu’à 140°C il rayonne moins que s’il avait rayonné sans ce changement. En somme, lorsqu’il est à l’état conducteur à 140°C, il rayonne autant que lorsqu’il est à l’état isolant à 100°C. Il s’agit d’un premier pas, certes petit, dans l’art du camouflage thermique, mais des progrès seront certainement réalisés dans les années à venir afin d’atteindre la gamme de températures pour laquelle l’émission infrarouge par le corps demeure constante.

Kamil Fadel
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