Le Monde et Nous

En Osmose !

auboutdesdoigts — Fri, 13 Jun 2008 22:00:00 GMT

Dans la vie courante, "Etre en osmose" signifie "être sur la même longueur d'onde, en parfait accord, en symbiose".

Qu'en est-il de ce phénomène physico-chimique qui régle de nombreux phénomènes de notre vie quotidienne ?

Définitions
La nature aime les choses équilibrées et c'est ce qui régit généralement les ph"nomènes de transport de matière et transferts de chaleur.

En ce qui concerne la matière, nous allons d'abord distinguer la diffusion de l'osmose.
La diffusion est un transfert de soluté au sein d'un solvant permettant d'obtenir une concentration parfaitement homogène dans tout le volume considéré. C'est la goutte d'encre qui est ajoutée dans un verre d'eau et qui peu à peu "diffuse" pour que la concentration soit partout la même.
Il s'agit donc d'un mouvement du soluté (c'est à dire du composant dissous) de façon à se répartir uniformément.

Le but de l'osmose est également d'atteindre une concentration uniforme mais elle mets en jeu une membrane semi-perméable ne laissant passer que les plus petites molécules : en particulier les molécules d'eau. Ainsi, contrairement à la diffusion, c'est l'eau qui va migrer de la zone la moins concentrée vers la zone la plus concentrée afin d'équilibrer les concentrations de par et d'autre de la membrane.

Exemples de la vie quotidienne

Dans les végétaux
La plante va chercher son eau dans la terre par osmose et c'est ce phénomène qui est à l'origine de la turgescence (assurant la rigidité et la maintien des végétaux)
Les racines des arbres portent dans la zone voisine de leur extrémité de très nombreux poils. Un poil absorbant est une cellule allongée qui peut atteindre 1mm de long sur 0,01mm de diamètre avec une très grande cavité interne : la vacuole. Le contenu de la vacuole est constitué d’eau et de substances dissoutes. Le poil absorbant est en contact, par sa face externe, avec l’eau du sol qui contient également des substances dissoutes. Or, la concentration du suc vacuolaire est supérieure à celle du milieu extérieur. L’eau pénètre donc par osmose dans les poils absorbants.

Autre application : il n'est pas conseillé de mettre de l'engrais trop près d'une plante car dans ce cas, il y a risque la concentration en sels soit plus élevée dans le milieu l'extérieur qu'au niveau des vacuoles impliquant ainsi une migration de l'eau en dehors de la plante...

Dans la cuisine
Saler la viande en début de cuisson la rend sèche. pourquoi ? La viande est un ensemble de cellules, compartiments contenant des sels et séparés par des membranes cellulaires ne laissant passer que les petites molécules. En salant en début de cuisson, le phénomène d'osmose favorise la migration de l'eau vers l'extérieur (afin d'égaliser les concentrations), la viande se déssèche.
Une conséquence est que la salaison permet de conserver les aliments plus longtemps. Une viande sans eau et durcie en surface limite le développement des bactéries.
Le principe de conservation des fruits dans la confiture repose sur le même principe : la grande quantité de sucre ajoutée fait sortir l'eau des fruits ce qui empêche la prolifération bactérienne.

Source :ICI

Dans le corps humain

C'est l'osmose qui intervient dans les échanges respiratoires. Elle permet le passage des petites molécules comme l'oxygène ou le dioxyde de carbone entre l'air contenu dans les alvéoles et les globules sanguins circulant dans les capillaires.

L'osmose inverse comme méthode de purification de l'eau

Comme nous l'avons vu, l'osmose est la migration "naturelle" du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré de façon à uniformer les concentrations.

En appliquant une pression (supérieure à la pression osmotique, d'autant plus élevée que la concentration est élevée), on parvient à inverser le sens de migration de l'eau qui passe alors à travers une membrane semi-perméable, du milieu de plus concentré vers le milieu de moins concentré : on obtient une fraction très concentrée appelée "concentrat" et une fraction d'eau très pure.

Source ICI

A bientôt

Pour en savoir plus

http://culturesciences.chimie.ens.fr/dossiers-experimentale-extraction-article-TechMembranaires.html

http://hygiene-alimentation.com/cuissons_aliments.php

http://fr.wikipedia.org/wiki/Osmose_inverse

Espoirs et pistes de recherche

auboutdesdoigts — Sun, 18 May 2008 22:00:00 GMT

Bonjour

Le cancer est une maladie qui touche encore bon nombres de personnes malgré les avancées des recherches médicales. Je voudrais présenter ici une petite synthèse d'une des voies de recherche actuellement suivie par les équipes en immunu-thérapie. Des équipes ont en effet depuis 1999 identifié un des mécanismes de developpement de la maladie rencontré dans la presque totalité des tumeurs.

Cellules, et division cellulaire

Les cellules de notre corps sont toutes constituées d'un noyau dans lequel figurent les 23 paires de chromosomes.
De quoi sont-ils constitués ? Ils contiennent l'ADN, ou Acide DésoxyriboNucléique, une très longue molécule formée de deux chaînes (enroulées sous forme de double hélice) et constituées par un enchaînement précis d'éléments unités : les nucléotides (les maillons élémentaires de la chaîne).

Les nucléotides quant à eux sont constitués de phosphate, désoxyribose, et d'une base azotée parmi 4 possibles (et c'est cette base différente qui va distinguer les nucléotides), soit l'adénine (A), guanine (G), Cytosine (C) et thymine (T).

Les deux chaînes de l'ADN sont reliées entre-elles par des liaisons transverses entre deux nucléotides face à face de chaque chaîne (les bases étant reliées entre elles de façon précise, soit A-T, T-A, C-G ou G-C).

Les deux brins complémentaires constituant la double hélice se séparent lors de la division de la cellule en deux molécules indentiques à la molécule mère. Chaque chaîne séparée sert alors "de moule" pour la synthèse d'une nouvelle chaîne à partir des nucléotides présents dans la cellule.

Les gènes quant à eux sont des segments de l'ADN, c'est à dire, un groupe de nucléotides situés à un endroit bien précis. Le message porté par le gêne est défini par le nombre, l'ordre des bases.

ADN et division cellulaire : Source

Mort programmée des cellules
Les structures d'ADN situées à l'extrémité des chromosomes s'appellent les TELOMERES. A chaque divisiion cellulaire, la taille des télomères diminue jusqu'à atteindre une taille trop courte pour pouvoir se diviser davantage. C'est la mort programmée des cellules.

Certaines cellules bénéficient de l'action d'une certaine enzyme appelée Télomérase qui permet alors de synthétiser des séquences de télomères à l'extrémité des chromosomes et donc de garder l'intégrité de l'ADN à chaque division cellulaire. Les cellules bénéficiant de cette enzyem sont donc caoables de se diviser de façon continue et de se renouveler : c'est l'immortalité.

Dans le corps humain :

- la plupart des cellules sont dépourvues de cette enzyme : elles sont mortelles et meurent à terme,
- les cellules sexuelles, de l'épiderme, du système hématopoïétiques (à l'origine des globules blancs et rouges), de l'intestin possèdent une petite dose de cette enzyme
- la télomérase est largement présente dans les cellules cancéreuses ce qui les rend donc divisibles indéfiniment et immortelles.

Voies de recherche pour le cancer

La télomérase peut devenir un marqueur de la malignité et en être un diagnostic spécifique. La détermination de l'activité télomérase des cellules cancéreuses est également une base pour le pronostic de l'évolution de la maladie. Enfin, une action sur la télomérase est une voie thérapeutique suivie actuellement dans les voies de recherche pour lutter contre le cancer : en bloquant la division infinie des cellules cancéreuses, on pourrait programmer la mort de la tumeur.

En effet, il a été prouvé, expériences in vitro et in vivo à l'appui, que sans télomérase, le cancer est inhibé.

Juste une petite interrogation tout de même : qu'est ce qui fait que parmi la plupart de nos cellules, au départ dépourvues de télomérase, certaines se mettent néanmoins à devenir cancéreuses en ayant une quantité importante de télomérase? Une mutation génétique (héréditaire ou artificielle) des chromosomes réactive la télomérase.

La voie de recherche suivie est donc d"inhiber dans les cellules cancéreuses, les gènes de télomérase ou de mettre au point une molécule anti-télomérase. Encore faudrait-il que cette inhibition ne viennent pas perturber les cellules saines qui ont besoin de l'enzyme (cellules sexuelles ...)

Pour en savoir plus :

http://www.futura-sciences.com/fr/comprendre/dossiers/doc/t/medecine-1/d/le-vieillissement-est-il-irreversible_529/c3/221/p2/
http://miraclesofcoran.spaces.live.com/blog/cns!8787105581A712E8!622.entry
http://www.inrp.fr/Acces/biotic/genetic/adn/html/points3.htm
http://tpelavie.free.fr/Telomeres.html

Lumière sur l'OR Noir

auboutdesdoigts — Sun, 27 Apr 2008 22:00:00 GMT

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.

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.

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).

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

Rêve d'inivisbilité !

auboutdesdoigts — Thu, 10 Apr 2008 22:00:00 GMT

Bonjour tout le monde,

Je suis tombée il y a quelques temps sur un ancien article de Sciences et Vie (fin 2007) expliquant qu'une équipe américaine et britannique avait réussi, en laboratoire, à rendre invisible un objet aux micro-ondes. Le rêve d'invisibilité deviendrait-il réalité ?

Qu'en est-il exactement ? Une équipe de physiciens a bel et bien réussi à rendre un petit objet en cuivre (cylindre de quelques centimètres) invisible aux micro-ondes. L'équipe a mis au point une "cape d'invisibilité" autour de l'objet à rendre invisible conçue en un assemblage de matériaux très spéciaux - on parle de métamatériaux- qui fait que les micro-ondes qui arrivent au niveau de l'objet sont déviées, sans traverser l'objet ni s'y réfléchir : l'objet devient donc invisible.
Le "métamatériau" utilisé ici est un assemblage d'anneaux et de fils de cuivre inscrits sur de la fibre de verre. Evidemment, pour que cela fonctionne sur l'oeil humain, il faudrait réussir cet exploit avec la lumière visible : onde de longueur d'onde plus petite (plus difficile à manipuler). Mais peut-être qu'un jour ?

Les micro-ondes sont les ondes utilisées par les radars : l'application est donc tout à fait intéressantes d'un point de vue militaire de rendre les avions invisibles aux radars.

Définition préliminaire
Lorsqu'une onde électromagnétique (lumière visible, micro-ondes, infra-rouge, onde-radio...) se propageant dans un milieu homogène arrive sur la surface d'un matériau homogène également, une partie de la lumière est réfléchie et une autre partie se propage (elle continue son chemin) dans le matériau (et est absorbée ou non), c'est la réfraction.

L'angle de réfraction est fonction du matériau mais aussi du type de lumière incidente...si la lumière est rouge ou violette, elle n'est pas déviée de la même manière. C'est d'ailleurs le pourquoi du comment de la formation des arc-en-ciel...

Lorsqu'il pleut et que le Soleil est visible, ce dernier envoie ces rayons sur une multitude de gouttelettes d'eau. Prenons l'exemple d'un rayon pénétrant dans une goutte : les différentes couleurs constituant la lumière blanche sont déviées de façon différentes au passage de la goutte d'eau...il y a donc décomposition de la lumière à la sortie.

Source de cet arc en ciel : clic clic
Voir également l'article de Lynx

Qu'est ce que les métamatériaux ?

Les métamatériaux sont des matériaux artificiels qui ont des propriétés optiques particulières que ne possèdent pas les matériaux naturels. Lorsque une onde électromagnétique éclaire le matériau naturel, une partie est réfractée dans la même direction (mais pas forcément le même angle) que la lumière incidente. Dans le cas des métamatériaux, la lumière est réfractée dans la direction opposée ou avec un angle négatif...On peut donc contrôler comment va se propager la lumière...

Techniquement parlant, les métamatériaux possèdent une structure façonnée de façon à contrôler précisément ses propriétés électromagnétiques. En faisant varier la microstructure du matériau, la propagation des ondes dans la matériau change. De plus, en sculptant des motifs réguliers dans un matériau choisi à dessein, on peut modifier sa réponse aux ondes électromagnétiques. Le métamatériau se comporte comme un guide d'ondes.

Source ici

Un grand bravo aux physiciens ayant réussi cet exploit : une équipe dirigée par David Smith, de l'université Duke, aux Etats-Unis, et par John Pendry, de l'Imperial College de Londres

Un très bon article sur le sujet sur le blog de Matthieu

Pour en savoir plus :

http://www.lefigaro.fr/sciences/20061020.FIG000000054_un_cylindre_de_cuivre_rendu_invisible_en_laboratoire.html

http://www.comlive.net/Objets-Invisibles,131243.htm

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=3310

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doschim/decouv/couleurs/loupe_coul_pris_arc.html

La centrale nucléaire

auboutdesdoigts — Sun, 23 Mar 2008 23:00:00 GMT

Bonjour

Je poursuis donc ma présentation des principaux outils de production de l'électricité en commençant par le plus important en France (en nombre et en puissance installée) : la centrale nucléaire.

Les installations en France

En 2007, la France est équipée de 58 réacteurs nucléaires d'une puissance de 880 à 1.500 MWe. Leur puissance totale est de 63.130 MWe (MégaWatts électriques) et leur production annuelle théorique est de 553.019 GWh (Lire GigaWattheures)

L'uranium
Parmi les atomes présents dans la nature, l'atome d'Uranium (on parle d'uranium 235) possède une propriété particulière : son noyau peut se briser en deux fragments sous l'impact d'un neutron : c'est ce qu'on appelle la fission. L'énergie de liaison , qui assure la cohésion des protons et des neutrons au sein du noyau, se trouve ainsi libérée ce qui se traduit par un dégagement important de chaleur.

Mais en se fragmentant, l'uranium libèle de nouveuax neutrons qui à leur tour viendront percuter d'autres atomes d'uranium et dégager encore de la chaleur : on parle alors de réactions en chaîne.

Source ici

A titre de comparaison avec son équivalent charbon ou pétrole dans des centrales thermiques classique :

1 g d'Uranium (lire un gramme !)dégage autant de chaleur que la combustion d'environ 2t de charbon.

Des atomes fissiles en quantité suffisante et agencés selon une géométrie particulière peuvent donner lieu à une réaction en chaîne se propageant si rapidement qu'elle conduit à une réaction explosive. C'est le cas des engins militaires.
Dans les centrales nucléaires, la proportion beaucoup plus faible de matière fissile rend impossible toute réaction explosive ; des dispositifs de régulation appropriés permettent de contrôler la réaction en chaîne et d'obtenir un dégagement d'énergie continu et prédéterminé : c'est le but des barres de contrôle qui en plongeant dans le réacteur viennent "absorber" les neutrons en stoppant ou ralentissant la réaction en chaîne.

Le principe de fonctionnement

Dans une centrale nucléaire classique à eau préssurisée (on parle de PWR (pressurized water reactor) ou REP (réacteur à eau sous pression), il y a trois circuits dans lequel circule de l'eau :

1- le circuit primaire :

C'est l'eau qui circule au niveau du réacteur dans lequel est stocké l'uranium conditionné sous forme de petites pastilles gainées dans un matériau étanche. Le dégagement de chaleur issu des réactions de fission en chaîne permet de chauffer l'eau de ce circuit aux environs de 300°C. On maintient l'eau sous pression afin d'empêcher l'ébullition.

3 niveaux de sécurité afin de confiner le produit radioactif : la gaine métallique, la cuve du réacteur, l'enceinte de confinement en béton.

2- le circuit secondaire :

La chaleur de l'eau du circuit primaire est transmise à l'eau du circuit secondaire : c'est un circuit fermé constitués d'échangeurs. Les tubes de ces échangeurs sont parcourus par l'eau du circuit primaire et à leur contact, l'eau du circuit secondaire s'échauffe à son tour et se transforme en vapeur. On parle de "générateur de vapeur".

La vapeur comme nous l'avons vu dans l'article précédent, va pouvoir entraîner la turbine puis l'alternateur.

3- Le 3e circuit :

Rappelez vous, je vous en avais parlé là...il s'agit du circuit de refroidissement car pour pouvoir recommencer le circuit, il faut bien condenser la vapeur qui a travaillé dans la turbine...le circuit de refroidissement permet de condenser la vapeur : dans un 3e circuit indépendant, l'eau de refroidissement s'échauffe au contact de la vapeur au niveau d'un nouvel échangeur (le condenseur). L'eau de refroidissement qui s'est échauffée est à son tour refroidie via les tours aéroréfrigérantes...

Source ici

Les déchets radioactifs

L'uranium séjourne environ 3 ou 4 ans dans le réacteur, ensuite il devient moins "performant" (déchets de la fission et autres atomes fissiles). A sa sortie du réacteur, un tri est effectué afin de récupérer l'energie fissile encore présente (97 % environ). C'est dans une usine de traitement qu'a lieu le tri. Après ce tri, dans l'usine, les déchets sont mis en solution, stockés en cuve durant quelques années avant d'être vitrifiés par incorporation à des matrices de verre et coulés dans les conteneurs étanches en acier inoxydable.

Avec une capacité de 1600 tonnes annuelles, l'usine Gogema de la Hague est la plus grande installation de retraitement du monde.

Je voulais finir par quelque chose d'un peu moins gai mais non moins réel, l'accident de Tchernobyl il y a 20 ans et qui aurait pu conduire à ...je n'ose imaginer, en particulier la contamination des nappes phréatiques !

Un site intéressant qui explique les différences scénarios de l'accident... ICI

A la fin de l'article, un chapitre est consacré sur l'impact de cet accident en particulier les enseignements tirés fort heureusement : modification technique des réacteurs, modification du mode d'exploitation, modification des normes de radioprotection...

Bonne journée...n'oubliez pas qu'il est possible désormais de s'inscrire à la newsletter : en haut à droite.

Pour en savoir plus

http://futura24.site.voila.fr/nucle/react_france.htm

http://www.sfen.org/fr/intro/comment.htm

http://info.nucleaire.free.fr/mots.htm

http://www.univ-lemans.fr/enseignements/chimie/01/deug/CHIMDISCRI/fission.html

La fée électricité !

auboutdesdoigts — Thu, 28 Feb 2008 23:00:00 GMT

Bonjour à tous,

Les besoins en électricité sont en constante augmentation. L'enjeu actuel est que la production doit s'adapter à la demande tout en s'appuyant sur des technologies propres et fiables, au vu des problèmes d'environnement et de réchauffement climatique.

Tout d'abord comment fabrique-t-on de l'electricité ?

L'électricité apparait au sein d'une génératrice qui est un dispositif permettant de transformer une autre forme d'énergie en courant électrique. Les génératrices sont toutes des machines tournantes ? pourquoi ? parce qu'elles sont constituées d'une partie tournante, un aimant ou un électro-aimant (le rotor) et d'une bobine statique (le stator) dans laquelle va apparaitre le courant.

Selon les découvertes de Faraday, la rotation d'un champ magnétique va produire du courant dans la bobine du stator : c'est le phénomène d'induction.

Le principe est simple : le but est donc de faire tourner le rotor de la génératrice. Et c'est sur cet objectif que reposent tous les principes des systèmes de production d'électricité. Pour faire tourner la génératrice, il faut l'entraîner et le mouvement rotatif est créé par une turbine.

Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion) dont le couple est transmis au moyen d 'un arbre. Une turbine est constituée d’un rotor comprenant un arbre sur lequel sont fixées des aubes et, d’un stator portant des déflecteurs fixes. En gros, la turbine permet d'obtenir un mouvement rotatif à partir d'un fluide possédant une énergie (dû à sa pression, température, dans le cas de la vapeur ou d'un gaz ou de sa vitesse (vent, courant d'eau).

Turbine à gaz (source Siemens)

Le but d'une centrale de production d'électricité est d'utiliser un fluide qui aura suffisamment de force pour pousser sur les aubes de la turbine pour produire le mouvement rotatif, nécessaire au fonctionnement de la génératrice.

Différents types de centrales que nous verrons plus en détail dans les articles suivants :

- Centrale thermique à combustible fossible : charbon, pétrole gaz...La combustion fournit des fumées chaudes qui permettent de chauffer l'eau afin d'obtenir une vapeur à haute pression et haute température.

- Centrale nucléaire : les réactions de fission (celles ci seront explicitées plus tard) dégagent énormément de chaleur : celle-ci est utilisée afin d'obtenir une vapeur à haute pression et haute température

- centrale hydroélectrique :L'énergie électrique est produite par la transformation de l'énergie cinétique de l'eau de différents flux (fleuves, rivières, chutes d'eau, courants marins...)., par l'intermédiaire d'une roue entrainant un rotor d'alternateur

Centrale hydroélectrique en Autriche

- Centrale au gaz : les gaz de combustion d'un mélange gaz /air comprimé entraînent directement une turbine spécialement conçue à cet effet

- Centrale éolienne : l'énergie cinétique du vent (due à sa vitesse) entraîne les pâles de l'éolienne : le mouvement rotatif est transmis à une génératrice

Centrale éolienne en pleine mer en Suède

Merci de votre lecture, la suite bientôt.

Pour en savoir plus (source des photos)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Production_d'%C3%A9lectricit%C3%A9

Un an de science

auboutdesdoigts — Sat, 09 Feb 2008 23:00:00 GMT

Bonjour à tous

Comme tous les ans en janvier, le magazine "La Recherche" fait un petit bilan de quelques faits marquants et avancées de la recherche scientifique de l'année précédente.

Je vous en dévoile quelques unes...la suite est à découvrir dans le Numéro 415 de Janvier 2008.

Du vin Grec en 4000 av JC
Des résidus de pressage de raison datés d'au moins 4000 av JC ont été découverts en Grèce. Ils témoignent d'une production de vin dès cette époque. Les pépins retrouvés en Grèce semblent ceux d'une vigne sauvage, qui contrairement à une idée répandue, peut donner du bon vin.

Embryons hybrides
La Grande-Bretagne accorde un feu vert de principe à la création d'embyons hybrides homme-animal par fusion d'une cellule humaine adulte avec un ovocyte de vache énucléé. C'est le premier pays au monde à autoriser officiellement ce genre de recherche.

Ces embryons devront être détruits au plus tard le 14e jour après leur création et ne peuvent en aucun cas être introduits dans un utérus. L'objectif de ces recherches ? Etudier et prélever les cellules souches embryonnaires, ces cellules immortelles capables de fabriquer toutes sortes de tissus...

Evidemment cela pose des problèmes d'éthique MAIS les scientifiques vont pouvoir débuter la recherche qui va permettre des traitements dans les maladies comme le cancer, Diabète, Sida, maladie de Parkinson et accidents cérébrovasculaires.

PErsonnellement, je dis OUI à une SCIENCE bien utilisée, faite avec conscience, uniquement pour sauver des vies !

Santé
Les principales causes du cancer en France résident dans notre mode de vie (tabac et alcool en tête, hormones, alimentation, exposition professionnelle) plus que dans l'environnement. Conclusions du rapport par le centre international de recherche sur le cancer. La pollution de l'air, eau ou alimentation seraient à l'origine de 0,5 à 0,85 % des cancers seulement. Mais près des deux tiers n'ont aucune cause identifiée.

Merci de votre attention...

Pour en savoir plus :

http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/science_actualites/sitesactu/question_actu.php?langue=fr&id_article=8543

http://www.vulgaris-medical.com/dossiers/le-cancer-4/les-causes-du-cancer-24.html

Un effet ventouse

auboutdesdoigts — Thu, 17 Jan 2008 23:00:00 GMT

Bonjour tout le monde,

Un peu de temps est passé depuis le dernier article. En particulier, nous avons tourné la page de 2007...Je souhaite donc, tant qu'il en est encore temps, à tous les lecteurs, habitués ou de passage, une excellente année 2008.

Mon petit garçon, 6 ans bientôt, commence à poser tout un tas de questions sur la pourquoi et comment de la nature et des choses qui l'entourent. Une de ses dernières questions concernent la faculté des insectes à "rester collés au plafond"...bonne question, n'est-ce pas ?

Parlons de la mouche par exemple.

On ne le distingue pas sur la photo, mais la mouche a bien un secret, car si petite soit elle, sous l'effet de son propre poids, collée au plafond, elle devrait tomber ! Alors non seulement elle ne tombe pas, mais la bête marche même la tête en bas !

Chez la mouche domestique, chacune des pattes est pourvue de deux coussinets (des pulvilles) couverts de centaines de minuscules soies flexibles (de la taille du micromètre) dont la pointe est aplatie en forme de sabot qui permettent une surface de contact maximum avec n'importe quel support.

L'adhérence est obtenue grâce à une substance adhésive sécrétée par les soies situées en périphérie des pulvilles produisant un effet de ventouse : les poils portent alors tout le poids du corps.

Des expériences ont mis en évidence que cette substance adhésive finit par s'épuiser. Après un quart d'heure passé à courir sur une vitre, subitement, la mouche n'adhère plus à la paroi : il n'y a plus de «colle». Pour ne pas tomber, elle s'envole et va se poser sur une surface plane.

En ce qui concerne les autres insectes, chacun a sa technique. L'araignée par exemple est aussi munie de millions de poils au niveau des pattes qui agissent comme des dipoles electrostatiques (millions de petits aimants) sans substance secrétée.

Extrémité de la patte d'une araignée, grossie 270 fois : source ici

POur en savoir plus

http://www.voxdei.org/afficher_info.php?id=15727.131

Merci pour votre lecture attentive !

Les crèmes anti-rides...vrai ou faux ?

auboutdesdoigts — Mon, 17 Dec 2007 23:00:00 GMT

Bonjour tout le monde,

En fouillant dans ma réserve d'articles "intéressants" issus de "La Recherche" (N°406- Mars 2007), je viens de ressortir un excellent papier sur le vieillissement de nos cellules...

N'étant pas de formation en biologie, je vais essayer de synthétiser l'article de façon la plus claire possible.

Source ici

L'article s'intitule "Le mythe des radicaux libres".

La publicité n'a de cesse de nous le répéter " Les anti-oxydants présents dans les fameuses crèmes révolutionnaires permettent de préserver notre jeunesse". Cet argument commercial trouve son fondement dans une théorie datant des années 50 où un biologiste relie le vieillissement à une accumulation d'éléments toxiques : les radicaux libres. D'où la fameuse promesse de ces crèmes : les anti-oxydants permettant de lutter contre les radicaux libres... Oui, mais, qu'en est-il vraiment ?

Quelques définitions utiles

Les mitochondries
Nos cellules sont pratiquement toutes pourvues de petits organites (en forme de haricot) dont le rôle est de convertir l'oxygène et les nutriments en une forme d'énergie exploitable par nos cellules (l'ATP pour ne pas la citer). Ces petits organites se nomment les mitochondries et cette production d'énergie est essentielle (constraction musculaire, sécération hormonale) car nos cellules seules ne permettent pas d'en fournir suffisamment (les mitochondries permettent de multiplier la production par 15 environ).

Les mitochondries ont tout d'une bactérie : elles possèdent leur propre ADN, sont capables de se diviser ...

Mitochondrie vue au microcope : source

Les radicaux libres
D'un point de vue chimique, un radical libre est une molécule possédant un électron disponible. Les radicaux libres de nos cellules proviennent de la réduction de l'oxygène, lequel se trouve en grande quantité dans les cellules.

Sachant que les radicaux libres possèdent un électron disponible, ils sont donc très réactifs et cherchent à occuper cet électron par le biais d'une liaison. Ils "auraient" donc tendance à s'attaquer aux molécules fondamentales de la vie : les lipides et les protéines.

Qui produit les radicaux libres ? Les mitochondries qui, en fabriquant de l'énergie à partir du glucose et de l'oxygène, génèrent des produit dérivés dont ces fameux radicaux libres.

Le vieillissement
Il s'agit d'une accumulation de dommages moléculaires et cellulaires (que "provoqueraient" ces radicaux libres") que n'arrivent pas à endiguer (car trop nombreux) les mécanismes d'auto-réparation de l'organisme.

Que dit la théorie de 1950 ?

Selon la théorie de Harman, les mitochondries sont la principale source de radicaux libres, espèce réactives de l'oxygène. Le vieillissement est lié à l'accumulation de mitochondries abîmées par l'action destructrices des radicaux libres... Comment ? au fur et à mesur du temps qui passe, comme un "moteur mal réglé", la trnasformation d'oxygène en énergie au sein des mitochondries se fait de moins en moins bien et conduit à de plus en plus de radicaux libre conduisant à des dommages catastrophiques dans les cellules.

L'existence dans les cellules de radicaux libres a bel et bien été démontrée par différentes recherches...

Sur cette théorie, repose toute la recherche des crèmes antioxydants...parmi ceux-ci, certaines vitamines, minéraux, enzymes fabriqués par notre organisme et apportés par l'alimentation.

Les découvertes récentes et les doutes ?

Parmi les doutes face à la théorie précédente, se pose la question : faut-il voir les dommages mitochondriaux comme une conséquence du vieillissement ou comme une cause ?

Des expériences récentes ont fourni des preuves directes qu'un dysfonctionnement des mitochondries entraîne bien le vieillissement. Cependant, s'il est clair que des mutations des caractéristiques des mitochondries est une cause du vieillissement, RIEN NE PROUVE que les radicaux libres sont eux aussi à l'origine du vieillissement.
On pourrait voir ces radicaux libres comme une conséquence du vieillissement plutôt que comme une cause...auquel cas, on peut s'interroger très sérieusement sur l'efficacité des crèmes "anti radicaux libres" contre le vieillissement de la peau ...

Produits du commerce

J'apporte ici quelques nuances ou plutôt quelques précisions quant à la dernière phrase du paragraphe précédent...j'ai bien parlé de quelques doutes relatif à l'efficacité des "crèmes anti radicaux libres". En effet, d'autres modes d'action des crèmes sont mis à contribution...
Le rétinol pur, molécule utilisée dans de nombreux produits, relance la dynamique des cellules de l’épiderme en stimulant la synthèse des protéines.
L’acétyl oxo DHEA régule la sécrétion des glandes sébacées et par là-même agit directement sur l’amélioration du film hydrolipidique.
Les crèmes botox-like permettent de réduire les micro crispations musculaires dermiques (afin de réduite les rides d'expression)
Les acides de fruits, ou AHA (alpha hydroxy acides) naturellement présents dans de nombreux fruits ou plantes (tels que l'acide citrique ou l'acide malique, cf un article précédent) possèdent la faculté de stimuler le renouvellement cellulaire. Ils le font tout d'abord en provoquant l'élimination des peaux mortes de l'épiderme. Plastifiants, les AHA transforment également la kératine de l'épiderme en acides aminés, facteurs essentiels d'hydratation et de souplesse.

Je terminerai par une peau parfaite!

A bientôt

Pour en savoir plus

http://www.esculape.com/bricabrac/vieillimitochondrie.html

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doschim/decouv/peau/loupe_radicaux.html

http://www.parismatch.com/parismatch/match-guide/match-sante/longevite-des-cles-pour-vieillir-jeune/(gid)/1523

Flotte ou coule !

auboutdesdoigts — Sun, 02 Dec 2007 23:00:00 GMT

Bonjour tout le monde

Cela faisait un petit moment que je n'avais pas publié mais les préparatifs de Noël n'aident pas. Je voulais vous parler aujourd'hui de ce bon vieux principe d'Archimède, que nous cotoyons à chaque fois que nous nageons.

Tout d'abord l'Homme :

Archimède est un savant grec qui vécut à Syracuse (Sicile) de 287 av JC à 212 av JC. Il est connu pour ses multiples travaux scientifiques, théoriques ou pratiques, que ce soit en mathématiques ou en Physique. Parmi ces derniers, son Traité des corps flottants jette les bases de ce qui sera plus tard la science nommée hydrostatique.

Le principe :

"Tout corps plongé dans un fluide, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre, subit une force verticale, dirigée de bas en haut et égale au poids du volume de fluide déplacé ; cette force est appelée « poussée d'Archimède ».

Explications :

Notons tout d'abord la différence fondamentale en sciences, entre le poids et la masse. Le poids noté P est une force, exprimée en Newtons : c'est celle qui nous attire au sol. La masse m est ce que nous indique notre bonne vieille balance et s'exprime en kg.

LEs deux notions sont bien sûr liées : P=m. G où G est une constante appelée accélération de la pesanteur (lâchez un objet du sommet de la Tour Eiffel, au moment où il quitte votre main, il a une vitesse nulle mais il va acquérir une vitesse de plus en plus grande, une accélération donc, qui n'est autre que G (qui vaut 9,8 m/s2) jusqu'à s'écraser lamentablement sur le sol...

Un objet flottant qu'on dépose sur l'eau (par exemple) va s'enfoncer d'un certain volume : celui de la partie immergée correspond à l'expression "volume déplacé" dans l'énoncé d'Archimède. Cet objet subit une poussée d'archimède notée PA

P_A = ρeauVimmergé . G où ρeau est la masse volumique de l'eau

Flotte ou coule :

La poussée d'archimède (qui pousse vers le haut) s'oppose toujours au poids de l'objet qui l'attire vers le fond. Selon que la force d'Archimède est supérieure ou inférieure au poids de l'objet, il coule ou flotte (voir illustration avec une balle)

Source ici

Qu'est ce qui fait que le poids ou Archimède l'emporte ??

Il suffit de réécrire les expressions des deux forces PA et P

P = ρVG

P_A = ρ_eauV G

P / P_A = ρ / ρ_eau

Ainsi tout est une question du rapport de masse volumique ou de densité (il y a juste un facteur 1000 entre la notion de densité et masse volumique) entre l'objet et le fluide.

Si la densité du solide est supérieure à celle du fluide, alors le solide coule.
Si la densité du solide est égale à celle du fluide, alors le solide demeure immobile ; il est en équilibre neutre ou indifférent.
Si la densité du solide est inférieure à celle du fluide, alors le solide remonte vers la surface.

Applications :

- Les bateaux qui sont pourtant en acier (densité plus élevée que celle de l'eau) flottent : en fait la densité globale est bien inférieure à celle de l'eau, car le bateau contient beaucoup d'air (seule la coque est en acier)

- L'eau douce ayant une masse volumique plus faible que l'eau salée, la poussée d'Archimède est plus forte dans la mer Morte (mer la plus salée du monde) que dans un lac. Il est donc plus facile d'y flotter.

- Pour maintenir un niveau de flottaison constant et assumer une meilleure stabilité, les navires sont pourvus de ballasts qu'ils peuvent remplir ou vider suivant leur cargaison ou la salinité de l'eau dans laquelle ils naviguent

- Les sous-marins contrôlent leur masse volumique en utilisant également des ballasts.

- Des œufs frais s'en vont au fond de l'eau ; s'ils flottent, ils ont déjà perdu de leur poids par dessèchement du contenu. Dans de l'eau très salée, les œufs frais flottent également, car dans cette eau plus lourde, ils ne peuvent pas aller au fond.

MErci de votre attention.

Pour en savoir plus :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pouss%C3%A9e_d'Archim%C3%A8de

http://cm1cm2.ceyreste.free.fr/gege/physicien_gg33-68.htm