Entre Science, Nature et Culture : une année riche (2/2)

Suite et fin de ma rétrospective « sorties scientifiques et culturelles » 2017. Si vous avez manqué la première partie, c’est .
Le second semestre fut également assez riche. En plus des différents sujets qui ont été développés de façon individuelle sur ce blog (découverte de l’archéologie, le béton et vestiges de la guerre, expo climat, fête de la Science, journée méthanisation), j’aimerais présenter rapidement ce qui m’a occupée lors des derniers mois de l’année qui vient de s’écouler: des visites et rencontres entre « Nature » et « Science et Technique ».

En juillet, j’ai suivi de près le projet Energy Observer, un bateau pas comme les autres. Un double intérêt dans cette affaire, d’une part parce que le sujet est fantastique avec des retombées à court terme dans le cadre de la transition énergétique et d’autre part, parce que j’avais dans l’idée de le visiter : la deuxième escale, tout près de chez moi, s’est déroulée au port de Boulogne/mer (1er port de pêche français) du 22 au 30 juillet.
Bref, de quoi s’agit-il ? Energy Observer est un ancien bateau de course (un catamaran de 30m de long sur 12,8m de large) réhabilité en démonstrateur de différentes technologies d’énergies renouvelables, un laboratoire du futur afin d’étudier la faisabilité d’un fonctionnement autonome en renouvelable : il fait le tour du Monde sur une durée de 6 ans (avec 101 escales prévues).
Le CEA Liten (Laboratoire d’innovation pour les Technologies des Energies Renouvelables et Nanomatériaux) est partie prenante dans le développement du projet dont le but est de promouvoir les actions liées à la transition énergétique et sensibiliser au problème du réchauffement climatique.
Ainsi le navire est équipé d’une pile à combustible (PAC-un générateur qui produit un courant électrique à partir d’une alimentation en H2 et O2), de panneaux photovoltaïques sur une surface de 130m2 (puissance de 125kW), d’une éolienne à axe vertical, d’un stockage d’énergie par la voie hydrogène et des batteries plus classiques (Li-ion). La propulsion est assurée par des moteurs électriques alimentés par les différentes ressources à bord mais également lorsque les conditions météo le permettent par un cerf-volant en mode traction (dans ce cas de figure, les moteurs basculent en mode hydro-génération : une hélice mue par le mouvement du bateau entraîne un alternateur).

Le catamaran Energy Observer (photographié ici à Nantes en septembre 2017 – Photo K. Ibert)

L’hydrogène (H2) est fabriqué sur place grâce à un électrolyseur (il faut donc en plus un désaliniseur afin de pouvoir utiliser l’eau de mer pour alimenter l’électrolyseur). Hest comprimé afin d’être stocké dans des réservoirs.


En juillet toujours, je suis allée passer une journée à la Coupole d’Helfaut de Wizernes près de Saint-Omer, un bunker de la seconde guerre mondiale reconverti en musée-mémoire de cette période. Il permet de voir les liens entre la guerre et les découvertes scientifiques et technologiques et de marcher sur les premiers pas dans le développement de l’aérospatial. On y découvre par exemple toute une exposition dédiée au missile V2 (ou fusée A4).

La coupole à Wizernes

En 1929, l’Allemagne du IIIe Reich, lance un programme de recherche sur les fusées pour l’envoi de missiles balistiques. Le missile V2 est développé au centre de recherche de Pennemünde par des équipes autour de Wernher von Braun ingénieur allemand passionné d’astronautique.
Bref, Hilter cherche à construire des sites « cachés » près des côtes de la Manche pour lancer les missiles V2 vers le sud de l’Angleterre: c’est sur le site de Wizernes que cette opération aurait dû se faire.
Le musée offre donc une belle place à cette technologie et les films pédagogiques permettent de saisir les subtilités de son fonctionnement et les challenges qui étaient à relever notamment comment assurer une propulsion efficace pour atteindre des hautes altitudes. Bref, on nous explique le principe (3e loi de Newton : les gaz chauds à très haute pression expulsés de la tuyère assurent la poussée), la chambre de combustion, la zone d’injection du carburant et le mélange avec le comburant, le refroidissement du moteur … Passionnant et nous y reviendrons, en détails !

Système de propulsion du missile V2


Fin Août, mon été se solde par une petite visite à Nausicaa, centre de découverte de l’environnement marin à Boulogne/mer. J’ai beaucoup aimé :  des spectacles sous-marins époustouflants… des couleurs, des lumières, des mouvements subtils !
J’ai particulièrement apprécié les méduses… quelle couleur rutilante, quelle transparence et quelle grâce pour cette méduse Aurélie (ou Moon Jellyfish). Elle se déplace par des contractions efficaces de son ombrelle qui permettent d’éjecter de l’eau (et par réaction, de propulser l’animal : toujours la 3e loi de Newton !).

Méduse Aurélie (Aurelia aurita)

On essaie d’observer sous ses jupes !

Elles sont jolies certes, mais il faut néanmoins rappeler que les océans (de l’Australie au Japon et au Golfe du Mexique) font l’objet d’une prolifération importante. Les causes sont multiples mais relèvent surtout du réchauffement des eaux, qui favorise leur développement et de la surpêche qui prélève une bonne partie de leurs prédateurs. On parle de « gélification » des océans.
Nausicaa est un centre focalisé sur la mer, les espèces aquatiques mais c’est aussi un grand espace dédié à la culture scientifique. Ses missions pédagogiques touchent de nombreuses thématiques : les cycles et modes de vie des espèces, le réchauffement climatique et ses nombreux effets délétères au niveau des mers, l’exploitation pétrolière, le potentiel des océans …

La plage de Boulogne/mer, à proximité du Centre Nausicaa


En Septembre, arrivent les journées du patrimoine. J’entraîne ma famille et nous en profitons pour visiter l’Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers de Lille qui ouvre ses portes au Grand Public, organise des démonstrations sur leur belle machine à vapeur et présente la coulée de fonte.

Machine à vapeur de l’ENSAM (Lille)

Moule à sable

Pour les démonstrations des coulées de fonte (un alliage fer-carbone avec un % de carbone élevé jusque 6%), c’est passionnant…car l’affaire est bien plus compliquée qu’on pourrait se l’imaginer. Moultes précautions sont à prendre pour éviter les surprises et pour obtenir une parfaite élaboration de la pièce.
Déjà, il faut monter à plus de 1350°C pour la fusion de l’alliage. Un four à induction est utilisé : des courants induits sont générés grâce à un champ magnétique : le métal déposé dans un creuset réfractaire est traversé par ces courants se met à chauffer fortement par effet Joule. L’intérêt est d’obtenir un bon brassage et donc une bonne homogénéisation
Puis on explique le principe du moule à sable (un sable de granulométrie bien choisie est serré et compacté dans un châssis selon le modèle de la pièce), le remplissage et la nécessité d’avoir recourt aux masselottes (réserve de liquide pendant la solidification)

 

Coulée de fonte

Une petite vidéo, tournée sur place !


Le 27 Octobre, je participe à une conférence donnée par Hubert Reeves à La Plaine Images de Tourcoing. Il ne fallait pas rater cela ! La Plaine Images est un espace implanté sur un ancien site industriel : celui de l’usine de tissu d’ameublement Vanoutryve (Institution Roubaisienne de 1860). C’est un cluster centré autour des métiers de l’image et des industries créatives.

Hubert Reeves accueille une salle comble et nous fait rêver en nous contant la Grande Histoire de l’Univers. On y parle des galaxies qui s’éloignent les unes des autres, des technologies permettant d’observer et d’appréhender les lois de l’univers : son histoire, son moment initial, sa progression vers des structures de plus en plus complexes qu’on essaie de comprendre. Hubert Reeves nous montre de  bien belles images (collision de galaxies, mort d’une étoile et expulsion de matière,…), nous explique les réactions nucléaires pour la fabrication de nouveaux atomes et le lien entre les couleurs observées et les éléments chimiques présents dans l’étoile observée…

 Puis on revient sur Terre pour parler de sa naissance, de l’apparition de la vie, de l’homme et de son évolution… Le rôle de l’intelligence dans la destinée humaine est mis en avant : elle a permis d’accomplir tant de merveilles (Art, Science,…) mais aussi d’atteindre une puissance telle que les ressources naturelles, la biodiversité et l’environnement sont menacés.
Un message d’espoir doit néanmoins rester le mot de la fin !


Les derniers mois de l’année sont consacrés à des visites de sites industriels, soit par pure curiosité intellectuelle soit pour y travailler (mon entreprise).
Quelques photos et explications succinctes.
Fin octobre, je visite la centrale EDF de Bouchain dans la banlieue de Valenciennes (Nord) et ce n’est pas rien ! La nouvelle unité mise en service en 2016 est une centrale thermique cycle combiné gaz de 605 MW (une turbine à gaz développée par General Electric avec une chaudière de récupération en aval qui produit de la vapeur) au rendement exceptionnel de 62,2% : c’est actuellement le record mondial (ce qui lui a valu un beau papier dans Power et une présence dans le Guinness des Records). Je ferai un article très détaillé de tout cela très prochainement.

Cycle Combiné de Bouchain (Site EDF)

Dans le même ordre idée, en novembre, je donne une formation au personnel des unités à cycle combiné de la centrale Emile Huchet en Lorraine (2×400 MW), deux unités mises en service en 2007.

Unité à cycle combiné de Emile Huchet (exploitant Uniper) – A droite des cellules aéroréfrigérantes

En décembre, je visite l’unité cycle combiné de exploitée par Direct Energie à Bayet dans l’Allier.

Unité à cycle combiné de Bayet (exploitant Direct Energie) – Pas de réfrigérant (la vapeur est condensée à l’air)

Voilà pour cette année 2017… une année bien remplie. Je reviendrai sur certains de ces sujets de façon un peu plus détaillée un peu plus tard.

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