Des ciseaux qui découpent les gènes

Des Prix Nobel de Chimie

En 2012, la Française Emmanuelle Charpentier et l'Américaine Jennifer Doudna ont mis au point les ciseaux moléculaires CRISPR-Cas 9 capables de découper des gènes permettant d'éliminer un gène nocif ou d'insérer un gène à un endroit précis du chromosome.

Ces deux chercheuses ont alors obtenu le Prix Nobel de Chimie en 2020.

Le schéma ci-dessous montre que CRISPR-Cas 9 est constitué d'un "ARN guide" qui cible une séquence d'ADN particulière, associé à l'enzyme Cas 9 qui, comme des ciseaux, coupe l'ADN à un endroit précis. Vous voyez, en jaune, l'insertion d'un gène:

Le danger de ces manipulations génétiques 

 Le danger est de vouloir fabriquer des bébés génétiquement modifiés.

Les pétaflops

Pétaflops! Voilà un mot bizarre et surprenant que je ne connaissais pas et dont je vais vous parler.

 

Qu'est-ce qu'un pétaflops?

péta est le préfixe pour désigner un million de milliards ou 10¹⁵.

Un pétaflops (péta floating per second) est un million de milliards d'opérations de calcul par seconde.

C'est en pétaflops que l'on évalue la puissance d'un supercalculateur.

Qu'est-ce qu'un supercalculateur?

Un supercalculateur est un très grand ordinateur réunissant plusieurs dizaines de milliers de processeurs dans de nombreuses armoires "en parallèle" c'est-à-dire fonctionnant simultanément.

 

Vous voyez ci-dessous le supercalculateur japonais Fugaku avec ses nombreuses armoires:

 

 

La puissance de calcul d'un supercalculateur

La puissance de calcul d'un supercalculateur s'exprime en pétaflops c'est-à-dire en millions de milliards d'opérations de calcul qu'il peut faire en 1 seconde.

Voici les principaux supercalculateurs dans l'ordre de puissances de calcul décroissantes:

• Le supercalculateur japonais Fugaku de la photo a une puissance de calcul de 442 pétaflops, soit 442 millions de milliards d'opérations par seconde.
  
• L'américain Summit construit par IBM a une puissance de calcul de 148,6 pétaflops.
• Sunway TaihutLight est un supercalculateur chinois de puissance de calcul de 93 pétaflops.
  
• Juwels est français, construit par Atos. Sa puissance de calcul est de 44,1 pétaflops, soit un dixième de la puissance du Fugaku.

On constate que le Japon surclasse les Américains et les Chinois, tandis que le supercalculateur français est bon dernier!

 

Applications des supercalculateurs

• Effectuer des simulations pour prévoir la météo au cours de certains évènements (comme Roland Garros par exemple). 
• Tester la résistance mécanique des 150 000 pièces que compte en moyenne une voiture.
• Exploiter les réserves pétrolières en faisant des simulations de gisements.
• Accroître l'efficacité de la production d'hydrocarbures.
• Simuler des phénomènes physiques complexes (séismes, formation des étoiles, galaxies).

E =m c2 inscrit sur un gratte-ciel

On pouvait lire E=m c² sur le gratte-ciel Taipei 101 en Taiwan en 2005, année de la Physique:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Que signifie cette  égalité?                                     

 

L'équivalence entre masse et énergie

C'est en 1905 qu'Einstein a montré dans sa théorie de la relativité restreinte l'équivalence entre masse et énergie: toute particule de masse m possède une énergie égale à mc², c étant la vitesse de la lumière dans le vide. Cette énergie est E =mc².

Cette formule a révolutionné la physique, et la compréhension de l'Univers.

Voici quelques exemples de conversion de la masse en énergie.

 

La fusion de deux trous noirs

Il y a 1,3 milliards d'années, un trou noir (cet ogre d'étoiles!) de 29 masses solaires (cela signifie que la masse du trou noir est 29 fois la masse du Soleil) a fusionné avec un autre trou noir de 36 masses solaires pour donner un trou noir de 62 masses solaires. 

29 + 36 = 65. Où sont passées les 65- 62= 3 masses solaires? Elles se sont transformées en une énergie E =mc²  qui s'est propagée dans l'Univers sous forme d'ondes gravitationnelles. Ce fut un cataclysme cosmique!

 

La fusion nucléaire

Au coeur des étoiles, des noyaux d'hydrogène fusionnent pour donner des noyaux d'hélium. La masse totale des noyaux d'hélium est inférieure à celle des noyaux d'hydrogène en fusion, la différence de masse m s'est transformée en une énergie E =mc².

Il en est ainsi en particulier pour notre étoile, le Soleil. Chaque seconde, le Soleil consomme 700 millions de tonnes d'hydrogène qui fusionnent pour donner 695 millions de tonnes d'hélium. La différence, soit 5 millions de tonnes, a été convertie en une énergie qui nous chauffe et nous éclaire gratuitement!

La bombe H

Hélas, la fusion nucléaire n'est pas toujours bienfaisante.

La fusion de deux noyaux d'isotopes de l'hydrogène, le deutérium et le tritium, à très haute température,  donne un noyau d'hélium . La masse perdue dans cette fusion est convertie en une énergie énorme. C'est l'énergie de la bombe atomique H.
Fort heureusement la bombe H n'a jamais été utilisée dans une guerre pour détruire une population mais seulement à titre expérimental, explosant dans l'Océan Pacifique ou dans le désert, et provoquée par certains pays voulant montrer leur force, leurs "biceps" : les États - Unis, la Russie, le Royaume-Uni, la Chine et la France.

Le projet ITER
Comment maîtriser, contrôler, entretenir la fusion nucléaire précédente sans en faire une bombe? C'est le projet ITER (initiales de International Thermonuclear Experimental Reactor) dont le but est de construire un réacteur à fusion nucléaire.
Après des années d'interminables négociations, un accord international a été conclu pour réaliser finalement ce projet ITER à Cadarache en France. 

Un calculateur quantique

Voici l'élément principal du calculateur quantique IBM  Q Quantum:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Que cette image est belle! et surprenante! Mais elle cache un monde bien mystérieux, le monde du quantique, que nous allons tenter d'explorer.

 

 

Bits et qubits

Le mot bit est la contraction de binary digit (chiffre binaire). Le bit est la plus petite unité d'information d'un ordinateur classique pouvant prendre les valeurs 0 (absence de courant) ou 1 (présence de courant).

Le qubit (quantum bit) est la plus petite unité d'information quantique pouvant prendre les valeurs 0 et 1 simultanément. 

Le calculateur quantique IBM précédent contient 50 qubits piégés à très basse température dans une puce électronique.

 

Superposition et intrication

La superposition de plusieurs états
La position, la vitesse, l'énergie, etc,.... sont des états d'une particule. Dans le domaine du quantique, il peut y avoir une superposition de plusieurs états simultanément. Par exemple un électron envoyé sur un écran peut se trouver, en même temps, à un endroit, à un autre, à un autre,.... et atteindre plusieurs vitesses à la fois.
C'est cette simultanéité qui est surprenante.

L'intrication. L'intrication est l'interaction d'une particule sur une autre: les états d'une particule dépendent des états d'une autre particule et vice versa.

 

Les performances d'un ordinateur quantique

La superposition de plusieurs états d'une particule et l'intrication sont les deux propriétés essentielles qui permettent à un ordinateur quantique de traiter une multitude de problèmes en même temps. 

L'ensemble des données reçues est un labyrinthe, en quelque sorte, avec une multitude de chemins qu'un ordinateur classique explore un par un tandis qu'un ordinateur quantique les explore simultanément pour aller beaucoup plus vite.

Quand un ordinateur classique traite, par exemple, 30 données, on démontre qu'un ordinateur quantique en traite                   2³⁰ = 1 073 741 824 (plus d'un milliard!) simultanément.

Ordinateur et calculateur quantiques

Quelle est la différence entre un ordinateur quantique et un calculateur quantique?

Un ordinateur quantique est programmable pour exécuter n'importe quel algorithme quantique. Un calculateur quantique ne peut exécuter qu'un seul algorithme, par exemple la factorisation en un temps record de nombres entiers très grands. Il peut ainsi "casser" des systèmes cryptographiques en trouvant les clés (les factorisations) de ces systèmes.

 

 

 

Quantique? Vous avez dit Quantique? Comme c'est bizarre! J'espère que le quantique vous paraîtra maintenant moins mystérieux.

 

 

 

 

 

La croix d'Einstein

Voici une croix d'Einstein:

   

Donnons une explication à l'aide du schéma ci-dessous. La source lumineuse est un quasar (un noyau de galaxie) situé à plusieurs milliards d'années-lumière, la galaxie-lentille, beaucoup plus près à plusieurs millions d'années-lumière, est une lentille gravitationnelle donnant 4 images du quasar autour de l'image de la galaxie-lentille:

La première croix d'Einstein a été observée en 1985. Depuis, une cinquantaine de croix d'Einstein ont été vues. Une croix d'Einstein a été détectée par le télescope spatial Hubble en 2011.

Douze nouvelles croix d'Einstein

Les chercheurs du Gaia Gravitational Lenses working group viennent de découvrir douze croix d'Einstein! Vous les voyez ci-dessous:

 

 

La lumière

Qu'est-ce que la lumière? Quelle est sa vitesse de propagation? Qu'est-ce qu'une année-lumière? Voilà bien des questions que vous vous posez peut-être et auxquelles je vais tenter de répondre.

 

L'onde électromagnétique

 

 

Une onde électromagnétique est une perturbation qui se propage dans l'espace, composée de deux vibrations: la vibration d'un champ électrique (en bleu sur la figure) et la vibration d'un champ magnétique (en rouge).

Sa longueur d'onde λ est la longueur entre deux crêtes successives. 

 

La nature ondulatoire de la lumière 

La lumière envoyée par une source lumineuse (le Soleil, une étoile, vos ampoules) est constituée d'ondes électromagnétiques. 

Certaines de ces ondes  sont visibles: l'oeil est sensible aux ondes dont la longueur d'onde est comprise entre 400 et 800 nanomètres (un nanomètre est un milliardième de mètre), notre oeil perçoit les couleurs des longueurs d'onde associées. Ce sont les couleurs de l'arc-en-ciel ci-dessous lorsque la source lumineuse est le soleil:

 

 

 

 

 

 

 

On retrouve ces mêmes couleurs au spectroscope dans le spectre de la lumière du soleil ci-dessous:

 

 

 

 

 

La nature corpusculaire de la lumière

Planck en 1900  et Einstein en 1905 ont montré que la lumière était aussi constituée de corpuscules, de quanta: les photons.
Les photons sont des particules élémentaires de l'Univers, de masse et de charge électrique nulles.
Comment concilier du continu (les ondes) avec du discontinu (les photons)? C'est le paradoxe de la dualité onde-corpuscule.
La découverte de ces grains de lumière, les photons, a donné naissance à la physique quantique.

La vitesse de la lumière

Einstein a énoncé l'un des principes fondamentaux et révolutionnaires, à la base de sa théorie de la relativité: la vitesse de la lumière dans le vide est constante, quelle que soit la source de lumière. Cette vitesse est une constante universelle de la physique. Elle est égale à 299 792 458 m/s, voisine de 300 000 km/s.

 

L'année-lumière

L'année-lumière ne désigne pas un temps (comme le suggère le mot "année") mais une distance. 

L'année-lumière est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année. 

 

Calculons cette distance (calcul en italique, que vous pouvez laisser tomber):

Rappelons qu'une année contient 365,25 jours, un jour contient 24 heures, une heure contient 60 minutes et  une minute contient 60 secondes. La durée d'une année est donc t =365,25 x 24 x 60 x 60 secondes, la vitesse de la lumière étant v=299 792 458 m/s, une année-lumière est: 

d = v t =299 792 458 x 365,25 x 24 x 60 x 60 mètres, soit avec votre calculatrice en arrondissant:                                d =  9 460 milliards de km. 

L' année-lumière est égale approximativement à 9 460 milliards de km.                                    

En Astronomie, il est plus commode et plus simple d'évaluer les distances en années-lumière. Exemples:

• Proxima Centauri, l'étoile la plus proche, est à 4,22 années-lumière.
• La galaxie la plus proche de nous est la galaxie d'Andromède, située à 2,5 millions d'années-lumière. Cela  signifie que la lumière venant de cette galaxie et qui nous arrive maintenant dans nos télescopes ou nos lunettes est partie de la galaxie il y a 2,5 millions d'années.
• Le trou noir M 87 est à 63 millions d'années-lumière.
  

 

J'espère vous avoir quelque peu éclairés de mes lumières!

Franck Bauer

Vous voyez ci-dessus les deux fils de Franck Bauer : Cédric et Ariel Bauer, et Philippe Goujon le maire du 15 ème arrondissement de Paris, lors de l'inauguration en 2019 du jardin Franck Bauer, jardin où je vais bien souvent.

On peut lire sur la plaque commémorative:   

                                                   Jardin

                                               Franck Bauer

                                                1918-2018 

                                      Résistant de la France libre 

                                      Speaker de Radio Londres 

                               "Les Français parlent aux Français" 

 Qui était Franck Bauer ?

Franck Bauer raconte lui-même dans son livre, ci-dessus, qu'il était "un espion qui venait du jazz".

Il était, en effet, un animateur de radio, pianiste de jazz, ayant participé à des opérations d'espionnage en France occupée et aux États-Unis.

Speaker à la BBC pour Radio Londres il a prononcé des centaines de fois, de 1940 à 1944, la phrase mythique:

               Ici Londres, les Français parlent aux Français

 Franck Bauer est mort le 6 avril 2018 à 99 ans.

Le mépris

Qu'est-ce que le mépris?

 

Cette photo illustre bien ce qu'est le mépris. C'est le refus de regarder quelqu'un en face, droit dans les yeux. Le mépris n'est pas loin de l'arrogance, il est synonyme de: dédain, indifférence hautaine.

 

Le mépris peut se manifester par une attitude, une moue, ou encore par le silence: rien n'est plus méprisant  que le silence, le refus de dialoguer. 

 

Le mépris est le contraire de l'empathie. Alors que l'empathie est la capacité de se mettre à la place de l'autre, de s'ouvrir à l'autre, le mépris fait tout le contraire: il érige un mur pour pouvoir dénigrer et rabaisser l'autre.

           Le mépris est la forme la plus subtile de la vengeance 

                        Baltasar  Gracian y Morales

           Il n'y a pas de dette sitôt payée que le mépris

                        Proverbe français

          La hauteur de l'orgueil se mesure à la profondeur du mépris

                        André Gide

         

          Quand on remercie par des insultes, on est récompensé par du mépris

                        Alain Leblay

          Le silence est l'expression la plus parfaite du mépris

                        George Bernard Shaw

          L'indifférence est une scorie du volcan nommé mépris

                        Gilbert Choulet

Dommages causés par le mépris 

Le mépris peut causer des dommages psychologiques chez un enfant: lorsque les parents manifestent  trop souvent du mépris à son égard, un enfant peut se décourager, manquer de confiance, manifester du stress, de l'angoisse dans ce qu'il entreprend.

 

Le mépris dans une entreprise engendre un climat désagréable de méfiance, source d'un travail peu efficace. Rien de plus néfaste que d'entrer le matin dans son bureau dans un silence total! Sans dialogue!

 

Le mépris peut rompre des relations, en particulier celles d'un couple. Jean-Luc Godard a très bien montré dans son film Le mépris tiré du roman d'Alberto Moravia la désagrégation du couple Brigitte Bardot - Michel Piccoli.

Un vaccin contre le mépris

 

J'ai trouvé un vaccin efficace contre le mépris: la confiance. La confiance en soi, envers sa compagne ou son compagnon, envers nos enfants, envers nos amis.

 

Faites-vous donc vacciner!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              

Des panneaux solaires dans l'espace

Pour obtenir de l'électricité, au lieu d'utiliser des panneaux solaires se trouvant sur Terre (les panneaux solaires photovoltaïques) pourquoi ne pas utiliser des panneaux solaires situés dans l'espace. La lumière du Soleil n'aurait plus les obstacles de l'atmosphère, des nuages, de l'alternance jour-nuit.

 

Le PRAM

Le PRAM (Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module) de la photo ci-dessous est un panneau solaire de           30 x 30 cm envoyé dans l'espace en mars 2020 par un drone de l'armée de l'air américaine:

 

Ce panneau solaire produit seulement une puissance électrique de 10 watts, ce n'est pas grand-chose mais  cette expérience est un premier pas, avec des panneaux solaires spatiaux nombreux et beaucoup plus grands on pourrait produire une puissance électrique allant jusqu'à plusieurs gigawatts. De quoi alimenter une ville entière.

Cette technique pourrait s'appliquer lorsque l'infrastructure électrique d'une ville est hors service, par exemple à la suite d'une catastrophe naturelle ou un accident.

 

Les centrales solaires spatiales

Un projet serait de rassembler dans l'espace plusieurs panneaux solaires qui formeraient des centrales solaires spatiales. Comment fonctionneraient ces centrales:

• Les panneaux solaires spatiaux convertiraient la lumière du Soleil en micro-ondes.
• Des antennes capteraient ces micro-ondes et les transformeraient en énergie électrique.
• Ces antennes renverraient ensuite sur Terre cette énergie électrique.       

La NASA et le Pentagone sont intéressés par un tel projet qui est néanmoins très coûteux. Le Japon, la Chine, la Russie sont également intéressés. La course aux centrales solaires spatiales va commencer!

Les drones

Nous sommes entrés dans l'ère des drones. Il y en a de plus en plus, dans tous les domaines. C'est pourquoi je me dois de vous en parler. Je vais vous exposer mon savoir sur les drones: j'aime bien partager mes connaissances!

 

Qu'est-ce qu'un drone ?

"drone" est un mot anglais qui signifie "bourdonnement".

Un drone est un bourdonnement d'un objet-volant sans pilote et télécommandé. Mais, par la suite, le drone désignera l'objet-volant lui-même et non plus son bourdonnement. 

On peut, pour simplifier, classer les drones en deux catégories: les drones civils et les drones militaires.

Les drones civils

 

Quel beau drone, dans la photo ci-dessus! Muni d'une caméra, il permet de faire des vues aériennes époustouflantes de paysages, d'animaux, de châteaux,.....

 

Des drones civils sont vendus sur Internet. Une réglementation très stricte doit alors être respectée (sur la hauteur et le poids du drone, la sécurité, les endroits autorisés, le respect de la vie privée, le vol nocturne, la commercialisation des images,....).

 

Autres drones civils: les drones d'Amazon faisant tous les jours des livraisons à domicile. Amazon fait aussi avec des drones des surveillances d'habitations.

Les drones militaires

L'armée utilise des drones pour deux usages: l'observation et l'attaque. 

 

Vous voyez ci-dessous un drone d'observation lancé par un militaire:

 

     

Les drones d'attaques (Prédator ou Reaper) sont beaucoup plus grands et munis d'armements:

                                  

Des manifestations se sont déroulées contre ces drones "assassins de populations". Mais, d'un autre côté, ces drones ont permis (au Mali par exemple) d'éliminer grand nombre de jihadistes. 

Le drone Ravn X

Vu dans le Point.

 

Avec ses 24 m de long, 18 m d'envergure  et ses 25 tonnes, le Ravn X de la société américaine Aevum est probablement le plus grand drone au monde. Il sera destiné à mettre des satellites d'une centaine de kilos en orbite basse autour de la Terre.

 

Ce drone est réutilisable, il peut décoller facilement sur une piste de 1,6 km, quelles que soient les conditions météorologiques, sans personnes à bord!

Sept minutes de terreur

Nous avons vu à la Télévision les spécialistes de la NASA exploser de joie lorsque le rover Perseverance a atterri sur Mars le jeudi 18 février 2021 à 21h55 (heure de Paris). 

Mais avant cette explosion de joie, il y eut "sept minutes de terreur". C'est ainsi que la NASA qualifia la durée de l'entrée de Perseverance dans l'atmosphère martienne jusqu'à son arrivée sur la planète rouge.

Les sept minutes de terreur 

Voici cet atterrissage:

Pendant sept minutes, aucune assistance humaine ne fut possible. Ce fut un moment de silence, un moment angoissant, un "moment de terreur" pour la NASA parce qu' elle ne pouvait pas intervenir.

En sept minutes, le rover passa de la vitesse de 20 000 km / h à la vitesse nulle sur Mars sans aucune intervention humaine de la NASA.

A l'arrivée sur Mars 

Le rover envoya des photos de la planète rouge. On entendit, même, le vent souffler sur Mars! À plusieurs millions de km! Merveilles de la technologie!

 

Comme le Petit Poucet

Perseverance prélèvera dans le cratère Jezero (de diamètre 49 km) une trentaine d'échantillons, des petites carottes géologiques, qu'il mettra dans des tubes étanches et qu'il déposera tout le long de son déplacement, comme le Petit Poucet qui fit tomber des petits cailloux pour retrouver son chemin.

 

L'étude des prélèvements

Trois étapes sont programmées:

• Les échantillons seront récupérés par un prochain rover qui les mettra dans un conteneur.
• Le conteneur sera mis en orbite autour de Mars.
• Le conteneur sera ramené sur Terre en 2031, dans 10 ans.
  

On examinera ensuite si ces échantillons contiennent des traces fossiles d'une forme de vie. Le cratère Jezero était rempli d'eau.... il y a 3,5 milliards d'années!

 

 

 

Voilà ma belle histoire sur Mars racontée le 1er mars précisément. Ce n'est pas de la science-fiction!

 

 

 

 

 

 

 

 

Le Capitole de Washington

J'ai visité le Capitole de Washington.....il y a quelques années! C'est son invasion le 6 janvier 2021 sur l'ordre de Donald Trump, qui m'incite à vous en parler.

Le Capitole est un édifice gigantesque, impressionnant, en marbre d'une blancheur éclatante.

La composition du Capitole

 

Il est composé d'un dôme et de deux ailes. L'aile nord est le siège du Sénat et l'aile sud le siège de la Chambre des représentants.

Que voyez-vous au-dessus du dôme? Une statue de la Liberté!

 

Elle est en bronze, personnifiée par une jeune dame portant un casque militaire et tenant une épée au fourreau dans sa main droite, et une couronne de laurier et un bouclier dans sa main gauche.      

                     

 

 

 

 Le Hall des statues de la nation

 

C'est une salle immense, impressionnante par la multitude des statues.

 

Deux statues en bronze ou en marbre représentent des notables de chacun des 50 États des U.S.A.

 

 

La Rotonde

On peut y voir la statue d'Abraham Lincoln:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On y voit aussi ce tableau célèbre qui attire bien des touristes:

Le Comité des Cinq (John Adams, Roger Sherman, Robert Levington, Benjamin Ftranklin, Thomas Jefferson) rédigent la Déclaration d'Independance le 4 juillet 1776. Le 4 juillet sera l'Independance Day, jour de fête nationale commémorant la sécession des 13 colonies britanniques d'Amérique du Nord.

Le Musée des Arts et Métiers

C'est l'avantage d'habiter à Paris: visiter des musées.

Surprenant! La statue de la liberté devant la chapelle du Musée des Arts et Métiers:

 

 

 

Un pendule de Foucault

En entrant dans la chapelle, j'ai vu ce pendule de Foucault:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C'est en 1851 que Léon Foucault eut l'idée géniale de démontrer que la Terre tourne sur elle-même, en suspendant sous la coupole du Panthéon un pendule. Le plan des oscillations du pendule est en rotation et  on observe la trace de ce plan sur un plateau gradué horizontal, on démontre que cette trace  fait un tour complet en:
                       (23h 56 min) / (sinus de la latitude de Paris) = 31h 47 min,
 23h 56 min étant la durée de rotation de la Terre sur elle-même.

 

Cette expérience est faite aujourd'hui en permanence au Musée des Arts et Métiers.

Elle est faite également avec d'autres pendules de Foucault dans le monde entier.

 

Le laboratoire de Lavoisier

J'ai vu des gazomètres, des ballons, des flacons,..... ayant servi à Lavoisier pour faire la synthèse de l'eau en 1785 (H2+1/2 O2 -->H2O).

 

 

 

 

 

La machine à calculer de Blaise Pascal

 

 

 

    

C'est la toute première machine à calculer, inventée par Blaise Pascal en 1642.

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

Un machine à vapeur, moteur d'un véhicule

                                                         

Une machine à vapeur pour déplacer un véhicule! Invention de l'ingénieur militaire français Nicolas Joseph Cugnot en 1771. C'est le point de départ de la motorisation des véhicules.

 

L'une des premières automobiles

Ford 1908.

Comme il y a loin du véhicule précédent à celui-ci : 137 ans !

Les avions

Il y en a partout dans le musée! En voici quelques uns, dans l'ordre chronologique:

 

L'avion de Clément Ader (1897) dans l'escalier d'honneur du musée.   

L'avion de la traversée de la Manche par Louis Blériot en 1909.
 

 

                                                                                             

L'avion de Louis Charles Breguet (1911).

Les automates

Le musée possède une riche collection d'automates du XVIII ème au XX ème siècle. J'ai découvert les secrets de leurs mécaniques.

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

                                                             

Que va devenir l'ISS

L'ISS

L'ISS (International Space Station) est une station spatiale de 420 tonnes, 108m de longueur,74m de largeur, 30m de hauteur, et tournant autour de la Terre à 400 km d'altitude environ, à la vitesse de 27 600 km/h. La station fait le tour de la Terre en un peu plus de 90 minutes, soit environ 15 fois et demie le tour de la Terre en 24 heures. Elle est occupée en permanence par un équipage international renouvelé tous les 6 mois environ.

L'ISS restera le symbole d'une coopération unique entre les pays, une coopération pacifique aux enjeux technologiques énormes et aux avancées incontestables dans la recherche scientifique (comportement en apesanteur des astronautes, expériences scientifiques, recherches en biologie,....).

Que va devenir l'ISS

L'ISS coûte des milliards et des milliards de dollars! En orbite depuis près de 20 ans, l'ISS vieillit. En 2024, il en sera terminé de l'ISS. Les différents partenaires de la station devraient progressivement se désengager. La NASA pourrait décider de choisir entre 3 options:

• Désorbiter la station. Il y aurait alors une désintégration des modules de l'ISS, qui tomberaient dangereusement dans l'atmosphère.
• Rehausser son orbite. À plus de 1200 km d'altitude (au lieu de 400 km actuellement), les corrections de trajectoires et les manoeuvres orbitales seraient bien moins fréquentes de sorte que la durée de vie de l'ISS serait d'une centaine d'années.
  
• La  privatiser. L'ISS pourrait être cédée à des sociétés privées. Des touristes pourraient y faire des stages de quelques jours en payant plusieurs millions de dollars.
  

 

Deep Space Gateway 

Une nouvelle station va prendre la place de l'ISS : Deep Space Gateway (Portail sur l'espace lointain). Ce sera une station spatiale que la NASA envisage d'envoyer en orbite autour de la Lune en 2025. Ci-dessous cette station:

On y trouve:

1. Le vaisseau spatial Orion, navette de la station vers la Lune.

2. Un module d'habitation.

3. Un module de ravitaillement.

4. Un module fournissant l'énergie et la propulsion.

5. Le vaisseau lunaire qui doit déposer les astronautes sur la Lune.

Voici de plus près le vaisseau spatial Orion:

 

 

Le module de commande en forme de cône contient l'habitacle dans lequel séjournera l'équipage.

 

Ce sera une nouvelle aventure spatiale. Cette fois les astronautes pourront séjourner sur la Lune plusieurs jours alors que dans les missions Apollo, souvenez-vous, ils n'y restaient que quelques heures. 

S'ils ne vont pas sur la Lune, ils pourront vivre et travailler pendant plusieurs mois dans la station.

Dans l'ISS les astronautes sont à 400 km environ de la Terre, dans Deep Space Gateway ils seront à près de 400 000 km (c'est la distance Terre-Lune). Cette distance est énorme! On verra le comportement des astronautes restant plusieurs mois à cette distance de la Terre. Ce sera une expérience en vue d'un voyage vers Mars.

     

 

Les horloges atomiques au césium 133

                                                                                                                                                             

Ci-dessous une horloge atomique au césium 133:

 

Comment fonctionne -t-elle? Quels sont ses emplois? Nous allons donner la définition légale de la seconde, indispensable pour comprendre le fonctionnement de cette horloge.

 

La définition légale de la seconde

La définition légale de la seconde a été donnée en 1967 lors de la 13ème Conférence Générale des Poids et Mesures. La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition électronique entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.

 

Voici quelques explications sommaires:

 

L'atome moderne

Autrefois on pensait que les électrons décrivaient des orbites circulaires ou elliptiques autour du noyau d'un atome.

Après l'apparition de la physique quantique, on a découvert que les électrons étaient dispersés dans un nuage stratifié en couches de niveaux d'énergie quantifiés.

Ces niveaux peuvent, eux-mêmes, se diviser en niveaux d'énergie très proches les uns des autres, les niveaux fins, qui peuvent à leur tour se diviser en niveaux hyperfins.

L'état fondamental d'un atome

Lorsque les électrons sont dans les couches d'énergie les plus basses, l'atome est dans un état stable, au repos, appelé état fondamental.

Un étalon de la mesure du temps

Lors du passage d'un électron de l'atome de césium 133 entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental, la radiation émise a une fréquence constante, immuable de           9 132 631 770 hertz. Cette radiation est un véritable étalon de la mesure du temps.

 

Qu'est-ce qu'une horloge atomique au césium 133 ? 

 

 

Une horloge comtoise

Une horloge atomique au césium 133 est un oscillateur à quartz de fréquence                9 132 631 770 hertz. 

 

A l'image d'une horloge comtoise dont les aiguilles avancent d'une seconde à chaque oscillation du balancier, l'horloge atomique avance d'une seconde toutes les 9 132 631 770 vibrations de l'oscillateur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Des horloges d'une très grande précision

Ces horloges atomiques sont d'une très grande précision: elles donnent l'heure avec un écart de 1 seconde au bout de plusieurs millions d'années. 

 

On les trouve dans tous les satellites du GPS (Géo Positionnement par Satellites) qui tournent autour de la Terre (image ci-dessous):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On les trouve aussi, très nombreuses, sur Terre. Elles servent à synchroniser en permanence toutes les horloges (de la TV, d'un ordinateur, de votre téléphone portable,....). 

 

Ce sont de fidèles gardiennes du temps.

 

 

Ce temps si bien gardé! J"espère que vous ne l'avez pas perdu en lisant cet article!