Le Monde et Nous

Partir à la découverte du monde qui nous entoure, comprendre quelques phénomènes de la nature, observer, se tenir informés des découvertes scientiques ...

06 mai 2009

Objectif "Mars"

Bonjour

Depuis toujours, les planètes, les étoiles et leur exploration ont fait rêver les hommes. Outre les explorations visuelles mais artificielles via des télescopes, satellites, observatoires spatiaux, sondes, l'exploration physique est un challenge que l'homme a commencé à relever en 1961 : Iouri Gagarine fait le tour de la Terre en moins de deux heures. En 1965, Alexei Leonov sort de la capsule et flotte dans l'espace. C'est le 21 juillet 1969 que le premier homme, Neil Amstrong, touche le sol lunaire.

Pour partir à la découverte de l'espace, comme ce qui a déjà était réalisé, avec prouesse, différents défis technologiques se posent. Tout d'abrod, pour vaincre la pesanteur, c'est-à-dire s'arracher de l'attraction terrestre, cette force qui nous maintient au sol, il faut un engin puissant : la fusée doit de plus, emporter beaucoup de carburant ce qui l'alourdit. L'autre difficulté est le retour dans l'atmosphère : l'air freine la capsule spatiale, les frottements sont si intenses que la température peut atteindre des milliers de °C.
Le défi technologique a donc consisté à trouver un matériau très résistant à la chaleur pour fabriquer un bouclier thermique. La navette spatialeaméricaine comporte par exemple, des tuiles fixes en céramique réparties sur sa face inférieure et le bord de ses ailes.

Quels sont les nouveaux projets ? et pourquoi ?
Un projet de découverte avec exploration humaine prévue dans un futur proche concerne la planète MArs : notre voisine, plus petite que la Terre. Plusieurs tentatives russes et américaines (entre 1960 et 1980) ont déjà eu lieu mais sans succès.

systemesolaire
Position de la planète Mars dans le systèle solaire (juste à côté de la Terre) : Source

Mars, nom du dieu romain de la guerre, est de couleur rouge : cette couleur trouve son origine dans ses roches riches en oxyde de fer (la rouille).
L'intérêt pour l'exploration de cette planète vient du fait :
- que les hommes suspectent une ancienne présence  d'eau (les images disponibles montrent comme d'anciens lits de fleuves maintenant asséchés) : ils en recherchent des traces (dans les calottes glacières, ou dans le sous-sol) : signe que la vie a pu s'y développer.
- que la planète présente des similitudes avec la Terre...Mars serait une image du futur de la Terre. Etudier Mars permettrait de dégager des tendances sur la façon dont les choses évoluent.

L'objectif des missions d'exploration est donc de découvrir des traces de vies passées ou présentes (qui sait ?), explorer les niches biologiques potentielles...

Explorations artificielles
Phoenix, un robot américain a été lancé sur Mars en été 2007. Arrivé dans une plaine arctique (la température y est voisine de -100 °C), en mai 2008 (mission terminée en novembre 2008), le but de l'exploration était de confirmer la présence de glace dans le sous-sol. De la glace a effectivement été trouvée, prélevée, analysée... une glace très blanche, très pure suggérant une couche de neige déposée il y a des milliers d'années.

marsphoenix
La sonde Phoenix sur la sol de Mars (Source)

Exploration humaine :des voyages "immobiles" pour se préparer
Une opération de cette envergure se prépare longtemps à l'avance. Elle est prévue en réel pour les années 2030, mais tout un travail d'étude technologique mais aussi psychologique  de mise en condition est nécessaire. Tout cela vient de commencer (depuis le 31 mars dernier) dans la périphérie de Moscou où une équipe de 6 hommes (dont un français, Cyrille Fournier) va passer 105 jours (un peu plus de 3 mois) enfermée dans un vaisseau (550 m2 habitable) ancré sur Terre. L'opération est baptisée "Mars 105" et a pour but de tester les limites psychologiques liées au confinement : il faut avant tout bien explorer et connaître la nature humaine  et sa réaction face à l'isolement afin d'anticiper les risques et les problèmes. En particulier, il s'agira d'étudier comment réagira le système immunitaire et la régulation hormonale.

L'équipe embarquée a été bien choisie en particulier pas de mixité, des cultures proches, des personnes ayant déjà partagé des expériences.

Principales activités et challenges pendant ces 105 jours :
- Expériences scientifiques et médicales,
- Comportements et paramètres physiques continuelement enregistrés,
- Petite serre embarquée (jardinage prévu)
- Vaisseau autonome d'où un rationnement pour éviter famine en fin de mission,
- Communication avec la Terre en différé (40 min entre la question et la réponse)
- Simulation d'épisodes d'urgence

mars500
Un des membres de l'équipe dort avec un batterie de capteurs (Source)

Cette première étape préparatoire, sera suivie d'une seconde plus longue : MArs 500, toujours au sol, avec simulation d'un voyage de 250 j vers Mars, une exploration sur place de 30 j et un retour vers la terre de 240 j.

Sur ce site (ici), il est possible de suivre le déroulement de cette mission. Cyrille Fournier nous y raconte, une des expériences en cours : voir l'influence de la lumière bleue sur leur humeur et leur performance. La simulation de l'alternance jour/nuit est également très importante, beaucoup de fonctions vitales en dépendent.

cratere_mars2
Source : Cratère de Mars : les montagnes et des sillons semblent issus du déplacement de plaques de surface (tectonique)

Pour en savoir plus :
Sciences et Avenirs - Mai 2009 "Le grand voyage vers Mars commence à Moscou"

http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/520-lexploration-de-mars.php
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronautique/d/exploration-de-mars-strategie-de-la-nasa-pour-la-periode-2009-2020_5825/
http://www.etoilepolaire.fr/dossiers-astronomie/Archive-missions/Phoenix.html
http://www.planete-mars.com/
http://www.esa.int/esaHS/SEMLX0BNJTF_index_0.html#subhead3

http://www.planete-astronomie.com/Mars/Mars-Video-00.php

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02 mars 2009

Des déserts dans la mer...

Bonjour
Plusieurs polémiques en ce moment autour du réchauffement climatique. S'achemine-t-on oui ou non vers un réel réchauffement de notre climat ? ce qui conduirait à un changement radical de la vie sur terre voire comme certains l'affirment, l'extinction des espèces ?

Force est de constater que plusieurs choses se passent sur la Terre, en Mer et dans l'air. En particulier dans les océans où des récentes données de satellite ont montré que certaines parties sont "vides" de vie, et que ces déserts ont augmenté de 15 % durant la dernière décennie.

Cette bande de désert se situe dans les régions centrales de l'OCéan. Il se caractérise par une couleur plus foncée due à l'absence de chlorophylle (donc de vie).

oceandeserts
Source ICI

La chlorophylle, je vous en parlais ICI, permet au phytoplancton (plante verte microscopique) grâce à l'action de la lumière, de transformer le CO2 en Oxygène et en éléments nutritifs pour la plante (molécules organiques hydratées transformées ensuite en acides aminés, lipides...). Le phytoplancton vit généralement dans les eaux de surface (sur 200 m environ) là où la lumière est suffisante pour que s'opère la photosynthèse.
Mais le phytoplancton a également besoin des nutriments que lui apporte le fond des océans.
En bordure de côte, la chose est facilitée car c'est moins profond, le phytoplancton est abondant, le poisson aussi.
Par contre, loin des côtes, dans la partie centrale des océans, ce qui conditionne la vie du plancton, c'est la présence de courants verticaux marins appelés "upwelling" qui ramènent vers la surface les nutriments présents dans les profondeurs. Or d'après les récentes observations, dans ces régions, l'absence de chlorophylle est signe de l'absence de phytoplancton, premier maillon de la chaîne alimentaire marine, d'où la désertification complète. Est-ce un phénomène naturel ou les courants verticaux seraient-ils en train de disparaître ou tout du moins à ralentir ?

Qu'est ce qui est à l'origine du phénomène de "UpWelling" présent au niveau des océans ?

1- Les vents marins (liés à la différence de températures des masses d'air à la surface de la terre) :  Ils repoussent les eaux de surface vers les côtes, ou le large, les eaux plus profondes remontent pour les remplacer.
Ceci explique les courants de faible profondeur.

2-Pour les courants plus profonds, les raisons sont d'ordre thermique. La densité de l'eau de mer étant fonction de sa température et la salinité (l'eau froide et l'eau salée sont plus denses), des courants de densité s'établissent selon la température (fonction de la zone géographique donc de l'ensoleillement) et la salinité des eaux.

LEs eaux autour des pôles (arctique,antarctique), même s'il y fait froid, sont riches en vie, parce que les vents et les courants présents dans ces régions du globe conduisent à un très bon upwelling.
Autour des côtes, les eaux sont peu profondes, avec davantage de turbulence favorisant la remontée des nutriments.
Dans les régions tropicales, où les eaux sont si claires et transparentes, les eaux sont chaudes, peu de mélanges avec les eaux froides et plus profondes, les nutriments des fonds marins ne remontent pas en surface, d'où l'absence de phytoplancton donc de chlorophylle.
Il est donc normal de constater une zone désertique proche de l'équateur : oui mais il semble que la désertification s'intensifie.

Une désertification accentuée :
Le réchauffement des océans constatés ces dernières decennies a modifié fortement les courants marins, conduisant à une baisse du phénomène de "upwelling " et diminution du phytoplancton dans certaines régions jusqu'à 30 %.

La carte ci-dessous présente les zones de UpWelling. Elles sont plus intenses près des côtes

upwelling
Source ICI

Les implications
Plusieurs communautés scientifiques s'inquiètent car si le phytoplancton se raréfie, il y aura par voie de conséquence, diminution de l'absorption de CO2 (photosynthèse) et donc plus de CO2 dans l'atmosphère...d'où l'intensification du phénomène, et effet boule de neige.

phytoplancton
Un élément constituant le phytoplancton : source

Source de l'article : Science et Avenir (OCtobre 2008)

Pour en savoir plus :

http://www.clubdesargonautes.org/faq/resviv.htm
http://kingfish.coastal.edu/biology/sgilman/770productivitynutrients.htm
http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=1144
http://www.sciencepresse.qc.ca/node/15442
http://pagesperso-orange.fr/jean-marc.charel/courants/oceancirculation.htm
http://www.rfi.fr/actufr/articles/072/article_40205.asp
http://www.diatomloir.eu/Siteplancton/Index.html

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28 avril 2008

Lumière sur l'OR Noir

Bonjour

Il y a quelques temps, je vous parlais des moyens de production de l'électricité et nous avions évoqué les centrales thermiques à combustible fossile comme le charbon et le pétrole. Avant d'expliciter davantage le procédé de transformation de l'énergie du combustible en courant, je vous propose de mettre en lumière le produit de départ.

Pétrole, charbon et gaz sont des hydrocarbures c'est-à-dire des molécules composées de carbone et d'hydrogène, agencés de façon plus ou moins complexe. Plus le nombre de carbone sera faible, plus la molécule sera légère : on aura affaire à des gaz (le méthane par exemple est la plus petite molécule des hydrocarbures, de formule CH4) Au contraire, plus la chaîne carbonée sera longue et complexe, plus l'hydrocarbure sera lourd : les essences légères correspondent à 5 ou 6 carbone, le kérosène à 10 à 13 atomes de carbone et le gasoil de 12 à 22 atomes de carbone.

huilelourde

Génèse du pétrole encore appelé l'Or Noir, pilier du monde moderne car il est partout (essence, gasoil, chimie fine) :

Le mot pétrole vient du latin "pétra" (la pierre) et "oléum" (l'huile)...donc l'huile de pierre...pourquoi cette terminologie ? parce qu'effectivement le pétrole est un composé liquide, évoquant l'huile issue d'une fossilisation : la décomposition d'organismes vivants dans les fonds marins (végétaux apportés par les rivières ou animaux -plancton-) qui vont se transformer et constituer au fil du temps et sous certaines conditions ce qu'on appelle "la roche mère".
En effet la décomposition d'être vivants, de végétaux au fond des océans (à l'abri de l'oxygène), avec l'action conjuguée de la température, de la pression, des dépôts sédimentaires et minéraux (sables, argiles) conduit à la formation de boues noirâtres.

Cette roche mère s'enfonce peu à peu sous l'accumulation des sédiments au fil du temps (cet affaissement peut atteindre des milliers de kms) et les matières organiques de départ privées d'oxygène, comprimées sous le poids, sous l'effet de la température (la chaleur du sous-sol augmente lorsqu'on s'enfonce) se transforme chimiquement en kérogène qui donne naissance à différents types d'hydrocarbures : des plus lourds (le pétrole) aux plus légers (le méthane, gaz).

Il faut environ 100 °C pour que le kérogène commence à générer des hydrocarbures liquides, du pétrole et du gaz. Cela correspond en gros à un enfouissement de 2 200 m à 3 800 m.

La proportion de liquides et de gaz produits dépend de la nature de la roche mère...le temps estimé pour cette lente transformation des animaux marins en hydrocarbures est de l'ordre de plusieurs dizaines de millions d'années.

Les hydrocarbures générés vont ensuite quitter la roche mère et migrer vers d'autres roches. Une partie va être détruite lors de ce voyage (dissolution dans l'eau, les plus légers arrivés jusqu'en haut se dispersent dans l'atmosphère, oxydation des fractions les plus lourdes destruction par les bactéries)/ Une autre partie va se stocker dans une roche réservoir (piégée par des conditions d'imperméablités de roches voisines), d'où elle sera extraite par les pétroliers pour nos industries ! Mais une condition est nécessaire pour une extraction rentable : il faut donc un volume fermé important afin que s’accumulent des hydrocarbures en quantité suffisante.

systeme_petrolier

Source ICI

Des conditions particulières sont ensuite nécessaires pour que le piège à pétrole soit préservé des effets du temps et de l'action des bactéries plus en surface...le piège doit donc être à une certaine profondeur (les bactéries craignant la température, plus il est profond, plus il y fait chaud) et mieux vaut que les pièges en profondeur ne soient pas menacés par des mouvements tectoniques !

Lien vidéo ICI

Les phases suivantes vont consister pour les acteurs du monde pétrolier :

- à repérer les gisements,
- étudier s'il est rentable (conditions de perméabilité des roches pièges, volume...)
- à passer à l'exploitation (forage) si le gisement est rentable
- à le transporter vers les zones de raffinage
- à le raffiner.

Quelques mots sur le raffinage :

Il s'agit de l'ensemble des procédés qu'on va imposer au pétrole afin de le rendre utilisable.

Le but premier est, on le conçoit aisément, de séparer l'ensemble de ses constituants : les gaz (1%), les essences (22%), le kérosène, le gazole (27%) et les coupes lourdes comme le fioul lourd (41 %).

NB : on parle de coupe, c'est à dire une famille correspondant à une certaine fourchette de carbone dans la molécule de base.

Pour séparer, on va distiller...c'est à dire, faire chauffer pour que les plus volatils (les molécules les plus légères, les plus simples, possédant le moins de liaisons chimiques à casser) s'évaporent. En augmentant la température, on va ainsi séparer les différentes coupes.

Le raffinnage consiste ensuite en d'autres transformations dans des unités prévues à cet effet visant à améliorer la qualité de chaque coupe (on augmente l'indice d'octane des essences légères par exemple -c'est le reformage- ou encore, on transforme les coupes lourdes en plus légères, plus demandées : c'est ce qu'on appelle le craquage). Ces opérations sont très complexes demandant de hautes températures (de l'ordre de 500 °C) et de hautes pressions (pour casser plus facilement les liaisons chimiques).

distillp_trole

Principe d'une tour de distillation

Enfin, certaines coupes sont envoyées vers les industries pétrochimiques afin de les transfomer en produits artificiels tels que les matières plastiques ou des plastifiants, des solvants, des fibres, des insecticides et bien d'autres produits. Les transformations reposent sur des réactions chimiques (polymérisation, oxydation, ...)

A bientôt !

Pour en savoir plus :

http://www.planete-energies.com/

http://www.ifp.fr/espace-decouverte-mieux-comprendre-les-enjeux-energetiques/les-cles-pour-comprendre/les-sources-d-energie/le-petrole#2

http://fr.wikipedia.org/wiki/Raffinage_du_p%C3%A9trole

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08 juin 2007

Lumière sur : le réchauffement climatique

Bonjour à tous

Qu'est ce que l'effet de serre ? On en parle beaucoup ces derniers temps...on y associe souvent les émissions de CO2 (gaz à effet de serre), le protocole de Kyoto, la couche d'ozone ...

Qu'en est-il exactement ?

L'atmosphère est l'élément clé de la vie sur notre planète. Pourquoi ?

1- Environ 50 % du rayonnement solaire arrive sur notre terre : la couche d'ozone , en agissant tel un bouclier, permet de protéger la terre des rayonnements ultraviolets nocifs pour l'Homme.

2- Le sol et l'atmosphère absorbent alors le reste des rayonnements issus du soleil (ceux qui ont réussi à traverser à couche d'ozone). Les gaz qu'on appelle à effet de serre sont constitués de CO2, H2O (la vapeur d'eau), O3 (ozone),CH4 (méthane) parmi les principaux. Ces gaz absorbent certaines radiations réémises par le sol terrestre ce qui les empêche de s'échapper vers l'espace. Cela provoque une hausse des températures. Sans cet effet, la température sur terre serait voisine de -18°C donc pas de vie.

Tout se complique lorsque la quantité de ces gaz protecteurs augmente dans l'atmosphère provoquant le réchauffement climatique.

effetserre2

effetserre

Source : défi pour la terre

La vapeur d'eau, 1er gaz à effet de serre, entre à la hauteur de 0.3 % dans la composition de l'atmosphère.

Le CO2, dioxyde de carbone ou vulgairement le gaz carbonique, ne constitue qu'environ 0,04 % de l'atmosphère mais est responsable d'environ 40 % de l'effet de serre. Ce gaz est en rapide augmentation du fait des activités humaines (augmentation de 35 % depuis la fin du XiXe siècle)...en particulier la combustion de combustibles fossiles (Charbon, pétrole...) pour la production d'énergie ou d'autres industries (industries cimentières...).

Quelles conséquences possibles et probables pour le climat ?

Compte-tenu des quantités de CO2 déjà accumulées ces dernières années, le réchauffement climatique est inévitable : les experts  prévoient une augmentation de la température moyenne de 2 à 6°C d'ici 2050. Mais la manière dont l'Homme va traiter les années à venir est cruciale pour le possible basculement du climat...Comment et pourquoi ?

La question est vaste...voici un aspect des choses.

Selon différentes études, la fonte des neiges et des glaciers dû au réchauffement ont modifié les masses d'eau de l'Atlantique NOrd au cours des dernières decennies : un apport d'eau douce implique une baisse de la salinité d'où une baisse de la densité, d'où un ralentissement des courants marins et une modification de la circulation en eau profonde... en particulier le Gulf Stream dont on a déjà constaté le ralentissement en eaux profondes. Ce courant qui prend sa source dans le Golfe du Mexique préserve le climat de l'Europe. S'il ralentit, il y aura moins de chaleur véhiculée d'où un refroidissement... voire le retour d'une ère glaciaire ???Mais de grosses incertitudes subsistent quant aux conditions exactes d'un basculement climatique !

Pour en savoir plus sur le Gulf stream et les conséquences de son ralentissement ...click click

Dans tous les cas, nous avons de quoi nous poser des questions...

LEs accords de Kyoto

Ce texte débattu à Kyoto, élaboré en 1997, prévoit que les pays industriels devront réduire de 5 % leurs émissions de gaz à effet de serre d'ici 2010, par rapport aux niveaux de 1990.Protocole qui est rentré en vigueur, courant février 2005.

Je vous laisse avec une petite photo d'un iceberg...

Cliquez sur les images !

iceberg

Pour en savoir plus :

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/

http://cosmobranche.free.fr/SpaceNews_Terre.htm

http://la.climatologie.free.fr/ocean/ocean1.htm

www.defipourlaterre.org

http://www.lespieds-surterre.com/effet_de_serre.htm (de belles images)

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04 juin 2007

Petite présentation

Bonjour à tous,

Certains me connaissent déjà au-travers de ma passion pour les travaux d'aiguilles (voir le journal d'un atelier) mais j'ai quelques autres centres d'intérêt que j'aimerais partager avec d'autres personnes : en particulier j'aime découvrir les petits secrets de la nature... Les "comment" et les "pourquoi" ?

Le but de cet espace est de partir ensemble à la découverte du monde et de ses beautés, de lever quelques voiles sur les phénomènes physiques qui nous entourent (tout en restant très simple je vous assure)...Je vous ferai part de mes lectures (soit via le magazine "La Recherche" ou des sites web)

Différentes catégories seront présentes sur ce blog :

- Découverte de la nature (animaux, fleurs...)

- La Terre et l'Univers

- La Santé

- La vie quotidienne

- Industrie et Techniques

Chaque catégorie sera déclinée en différents points "Lumière sur ..." "Récents progrès et découvertes" "Le saviez-vous ?"

Je vous souhaite beaucoup de plaisir ici dans la découverte de notre monde.

A très bientôt

Avant de nous retrouver lors d'un prochain article, je vous offre une belle photo de notre terre vue par satellite (source).

terresatellb

Ce blog fait partie de la communauté du café des Sciences.

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