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Logiciel Coban d'électricité


 

Nouveau système de simulation du futur vol en formation dans l’espace

Toute mission dans l’espace est difficile et l’opération d’arrimage de deux engins spatiaux se révèle délicate. Mais réussir à faire voler plusieurs satellites en formation est vraiment un exercice de haute voltige. Précisément, un nouveau logiciel de simulation permet à l’ESA et à des équipes industrielles de se faire la main pour les missions à venir qui impliquent plusieurs satellites, à commencer par celle de Proba-3.

Il est malaisé de se rendre compte du degré de difficulté du vol en formation: séparer sur
orbite des pièces de matériel qui coûtent plusieurs millions d’euros, puis manœuvrer l’une et l’autre dans l’espace à la vitesse de plusieurs kilomètres par seconde pour qu’elles se maintiennent éloignées de quelques mètres et qu’elles gardent l’une par rapport à l’autre leurs positions respectives de façon précise. La perte de contrôle de l’une des parties de la formation, même momentanément, et c’est la mission qui risque d’être perdue. 

La mission Proba-3 doit créer une eclipse artificielle entre deux satellites

La dynamique orbitale impose que les trajectoires des éléments du vol en formation font qu’elles se croisent autour de la Terre. Il faut en tenir compte dans la simulation. Surtout que des tâches spécifiques ne peuvent être réalisées que lors de vols en formation. Un nouvel outil de calcul informatique contribue à leur maîtrise.

C’est le Formation Flying Test Bed ou simulateur du vol en formation. Il s’agit d’une suite de logiciels qui sont mis en oeuvre dans des ordinateurs interconnectés dans le but de simuler tous les aspects d’une mission de vol en formation. Cette nouvelle installation, supervisée par la Division Software Systems de l’ESA à l’ESTEC, aux Pays-Bas, s’apparente aux bancs d’essais d’avionique. Avec cette différence qu’il peut simuler le fonctionnement du logiciel de plus d’un engin spatial à la fois.


“C’est un simulateur générique destiné aux missions de vol en formation, qui impliquent deux, jusqu’à cinq à six engins spatiaux” explique Raffaella Franco de la section ESA de modélisation et vérification des systèmes.


“Effectuer des simulations fait partie d’une activité intensive sur ordinateur, mais essayer de simuler simultanément l’ordinateur de bord de plus d’un engin spatial fait que le logiciel ne va pas fonctionner sur une simple unité de
programmation CPU. Il faut, en plus, simuler le reste du satellite ainsi que les systèmes associés au sol et les liaisons inter-satellites”.



“Le simulateur du vol en formation fait usage d’une
architecture de haut niveau HLA (High Level Architecture), qui permet de répartir le logiciel sur plusieurs calculateurs, sans remettre en cause l’expérience de l’utilisateur”.

Le banc d’essais informatique servira à mettre en évidence les aspects opérationnels du vol en formation, à savoir la gestion de la mission et du satellite, la
navigation et le contrôle, la détection des erreurs, l’isolation, la récupération et les liaisons inter-satellites.

L’installation informatique a des applications tout au long de toutes les étapes du cycle de vie d’un projet: depuis l’évaluation du
design pendant les études préliminaires de Phase-B jusqu’à la validation du logiciel de bord, ainsi que l’ensemble du système pendant les phases suivantes d’intégration et d’essais.


Il peut être employé pour entraîner les contrôleurs du vol des satellites, préparer les procédures opérationnelles et on peut s’en servir comme outil pour faire face à une situation d’urgence qui nécessite un dépannage, lorsque la mission se déroule sur orbite.


Le simulateur est compatible avec le standard Simulation Model Portability (SMP) qui fait en sorte que des modèles de simulations se trouvent répartis sur des systèmes différents. L’ESA, comme chef d’orchestre d’outils de simulation spatiale, a dirigé le développement du SMP grâce à la coopération européenne pour la standardisation des systèmes spatiaux.


Pour le développement de l’outil de simulation, un modèle de démonstration a été élaboré sur base de ce qui est développé pour Proba-3, la première mission de vol en formation de l’ESA. Cette mission est prévue pour être lancée en 2014–15. Les deux satellites de la mission Proba-3 doivent évoluer
ensemble pour réaliser le premier coronographe en orbite: l’un des satellites permet par rapport à l’autre de créer de façon stable une éclipse artificielle du Soleil, de façon à ce que soient observés de très petits détails au sein de la couronne solaire.

Le simulateur du vol en formation a été mis au point par la société belge Spacebel, qui est par ailleurs responsable du logiciel de vol de Proba-3. Le projet est financé via le programme GSTP (General Support Technology Programme) de l’ESA, dont l’objectif est de faire évoluer les prototypes de base vers du matériel opérationnel.


En général, toutes les applications qu’on ne peut actuellement réaliser à cause des contraintes dans les dimensions du satellite sont rendues possibles en recourant au vol en formation.


Outre l’occultation du soleil, on a d’autres applications prometteuses qui impliquent un angle d’ouverture exceptionnel dans le cadre de missions d’astronomie
optique ou en radioastronomie: en combinant les signaux qui proviennent de plusieurs petits satellites, il est possible de produire des images qui ont une résolution équivalente à celle d’un télescope géant. Il faut que ces satellites puissent maintenir leurs positions l’un par l’autre de façon précise.
Source & illustration: ESA

Solar Probe Plus: une sonde dans la couronne solaire

La NASA vient de sélectionner les instruments scientifiques de Solar Probe Plus, première mission spatiale à pénétrer l'atmosphère du Soleil. Parmi eux figure un récepteur radio proposé par le Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris, CNRS, Universités Paris 6 et Paris 7), dont les antennes électriques serviront de détecteurs géants d'électrons et de poussières, grâce à une méthode originale de mesure initiée et développée à l'Observatoire de Paris, avec le soutien du CNRS et du CNES. 
La sonde Solar Probe Plus (JHU/APL).
Sur cette vue d'artiste, les panneaux solaires sont repliés, comme ce sera le cas lors des approches du Soleil.

Les astronomes en rêvaient depuis le début de la conquête spatiale: explorer in situ la couronne du soleil, source du vent solaire, ce plasma d'électrons et de protons qui baigne le système solaire et dont l'interaction avec notre planète gouverne la météorologie de l'espace et nous offre les aurores polaires. Nous avons exploré le système solaire jusqu'à sa frontière externe à plus de dix milliards de kilomètres. Mais jamais la région interne, à intérieur de l'orbite de Mercure, et les astrophysiciens cherchent depuis des décennies la réponse à deux questions majeures: comment la température de la couronne peut-elle atteindre plus d'un million de degrés, alors que la surface visible du Soleil n'atteint pas 6000°C ? Et comment le plasma du vent solaire est-il accéléré jusqu'à des vitesses supersoniques de près de 1000 kilomètres par seconde ? Ces questions concernent aussi de nombreuses étoiles qui possèdent une couronne chaude et un vent. Elles impliquent un problème fondamental de physique des plasmas encore non résolu: comment est transportée l'énergie dans ces milieux turbulents si éloignés de l'équilibre thermodynamique local ?

La sonde Solar Probe Plus, qui devrait être lancée en 2018, ne sera pas plus grosse qu'une petite voiture et devra supporter des rayonnements intenses et des températures de plus de 1000° C. Elle portera un bouclier thermique de nouvelle génération pour protéger ses instruments pendant les passages près du Soleil, à seulement 6,5 millions de kilomètres - moins de 10 rayons solaires.

Schéma d'un nuage de plasma en expansion produit par l'impact d'une poussière sur une sonde STEREO,
dont l'analyse a permis récemment la découverte de nanopoussières accélérées par le vent solaire.
Cette étude, dont les applications permettront de mettre au point l'instrument sur Solar Probe Plus,
est financée en partie par un contrat Emergence UPMC.

La sonde portera quatre suites d'instruments, dont le consortium FIELDS, mené par le laboratoire spatial de l'Université de Califormie, qui vient d'être sélectionné au terme d'une compétition très rude impliquant treize propositions. Cette expérience mesurera les champs électriques et magnétiques en utilisant des récepteurs qui devront être fabriqués respectivement au LESIA et au LPC2E (avec le soutien du CNES), pour étudier in situ les électrons de la couronne solaire, les émissions radio, les ondes de plasma, les ondes de choc
et la turbulence, ainsi que les grains de poussière.

La sélection de l'instrument du LESIA est le fruit d'un travail théorique et instrumental de longue haleine mené par des scientifiques de l'Observatoire de Paris avec le soutien du CNRS et du CNES, pour transformer des antennes électriques munies d'un récepteur radio ultrasensible en détecteurs géants d'électrons et de poussières. Ceci a impliqué une étroite collaboration entre scientifiques et ingénieurs, et les développements théoriques et instrumentaux ont donné lieu à sept thèses de doctorat. Le principe est simple et a été testé sur de nombreuses missions spatiales dans divers environnements du système solaire. L'agitation thermique des électrons au voisinage des antennes induit des champs électriques qui sont détectés par le récepteur radio, et dont la spectroscopie révèle les propriétés de base des électrons, comme leur concentration et leur température. Le récepteur radio détecte aussi les poussières qui impactent la sonde en créant des microcratères dont la matière s'ionise et produit des impulsions électriques.

Le moteur à explosion n'a pas dit son dernier mot

Basée à Dundee en Ecosse, une petite entreprise appelée Oxy-Gen Combustion s'est donné pour mission de rendre possible un futur plus écologique dans le domaine des transports. Pour cela, elle adopte une approche intéressante qui contraste avec les "révolutions" techniques des véhicules hybrides et électriques: améliorer le moteur à combustion interne plutôt que le remplacer.

Entraîné par la demande de marchés émergents tels que le Brésil, la Russie, l'Inde et surtout la Chine, le parc
automobile mondial pourrait passer d'environ 800 millions d'unités aujourd'hui à 3 milliards à l'horizon 2050. Il est peu probable que ces nouveaux automobilistes s'équiperont de coûteux modèles hybrides ou électriques. Dès lors, comment faire en sorte que la lutte contre le changement climatique ne soit pas totalement ignorée alors que des véhicules toujours plus nombreux envahissent les routes de la planète ?

Moteur classique à combustion interne V6 d'automobile

Pour David Tonery, diplômé de l'Université de Dundee et fondateur d'Oxy-Gen Combustion, la solution réside dans un moteur à combustion interne, fonctionnant avec des carburants fossiles ou des biocarburants, capable de réduire significativement les émissions par rapport à aux moteurs utilisés actuellement. Un tel produit pourrait être développé relativement rapidement et mis sur le marché dans la foulée à moindre coût. C'est dans cet esprit que la petite entreprise écossaise travaille sur les moteurs HCCI (Homogeneous Charge Combustion Ignition) qu'elle considère comme une étape intermédiaire avant l'adoption à grande échelle de solutions plus radicales telles que les piles à combustible.

Le principe de base du moteur HCCI n'est pas nouveau. Il repose sur la compression du mélange air-carburant contenu dans le
cylindre jusqu'à son auto-allumage en plusieurs points simultanément. Ainsi, comme dans un moteur diesel, il n'y a pas besoin d'étincelle pour initier la combustion du mélange ; mais, comme dans un moteur à essence, il s'agit d'un phénomène de combustion homogène qui n'est pas initié par l'injection du carburant dans le cylindre. En théorie, la mise en oeuvre de ce mode de combustion particulier présente l'avantage de réduire les émissions de dioxyde de carbone et la consommation de carburant (entre 15 et 30%), mais aussi de rendre négligeables les émissions de NOx et de particules polluantes, et ceci sans remettre en cause fondamentalement l'architecture du véhicule ou celle du moteur. Cependant, il est bien plus difficile de maîtriser la combustion dans le cas des moteurs HCCI (où il faut contrôler la pression, la température et la composition du mélange) que dans les moteurs à essence ou diesel. De plus, la plage d'utilisation des moteurs HCCI est limitée: une faible vitesse occasionnera des problèmes d'allumage tandis qu'une vitesse trop importante entraînera une forte pression dans le cylindre susceptible d'endommager le moteur. Les progrès des systèmes de contrôle permettent de contourner la première difficulté, mais la seconde explique pourquoi de tels moteurs n'ont pas été utilisés à grande échelle jusqu'à présent.

La réponse d'Oxy-Gen Combustion à ces inconvénients est simple, sinon à concevoir, au moins à formuler. Il suffit de jouer sur la quantité d'oxygène absorbée par le moteur, ce qui va changer la composition du mélange à brûler et donc les conditions de sa combustion tout en rendant celle-ci plus facile à contrôler. Selon David Tonery, la
technologie développée par Oxy-Gen Combustion permet déjà de faire face aux sollicitations du moteur 90% du temps, et l'objectif est d'être capable d'utiliser ce mode de combustion en permanence.

Preuve que le projet de l'entreprise de Dundee pourrait bien un
jour arriver sur les routes, celle-ci a déjà été lauréate de plusieurs prix attribués notamment par Scottish Enterprise, The Royal Society of Edinburgh ou par des entreprises comme Shell à travers le Shell Springboard Award. Elle bénéficie par ailleurs du soutien de Michelin qui possède une usine à Dundee et qui a permis à Oxy-Gen Combustion de profiter de l'exposition médiatique du Challenge Bibendum organisé à Rio en 2010. La petite structure cherche maintenant à conclure des partenariats industriels afin de poursuivre sa croissance et de continuer le développement de son bloc propulseur innovant.

D'après David Tonery, un moteur prototype prêt à être mis en production pourrait être disponible d'ici deux ans. Différentes applications seraient alors graduellement mises sur le marché: utilisation en tant que générateurs, en moteurs marins puis à terme sur les automobiles. Si le temps nécessaire à la diffusion de cette technologie et les bénéfices exacts qu'elle apporterait sont encore assez flous, le dirigeant d'Oxy-Gen Combustion se montre confiant quant à la place de choix réservée aux moteurs HCCI développés par son entreprise dans le parc automobile à moyen terme. Cette technologie profiterait bien sûr de sa compatibilité avec l'utilisation de biocarburants. Il est vrai que certaines études de marché confortent la vision du chef d'entreprise et prévoient que 40% des
poids lourds seront équipés de moteurs HCCI en 2020, entraînant une réduction significative des émissions de gaz à effet de serre du Royaume-Uni.

En tous les cas, le travail d'Oxy-Gen Combustion montre bien que le Royaume-Uni a encore une position de leader dans le domaine de l'innovation automobile même si cette industrie y connaît une perte de vitesse en volume. Elle pourrait bien profiter de la lutte contre le changement climatique pour se renouveler et prospérer à nouveau. Ce projet montre également qu'il faut continuer de travailler sur la conception et la façon dont sont utilisés les moteurs à combustion interne pour diminuer d'ores et déjà les émissions de gaz à effet de serre en attendant l'avènement de nouvelles technologies de rupture.

Source: BE Royaume-Uni numéro 105 (14/09/2010) - Ambassade de France au Royaume-Uni / 

Un carburant synthétique liquide à partir du gaz

Le Centre unifié de R&D (YuRD-Tsentr) a présenté pour la première fois en Russie un carburant synthétique liquide pour les aéronefs et les véhicules, obtenu à partir de gaz. Ses principaux atouts: un fonctionnement plus stable des moteurs, une autonomie de vol plus grande, et une meilleure sûreté écologique résultant de l'absence de soufre, de benzène et autres substances nocives.

Le directeur général de YuRD-Tsentr, Sergueï Alimov, a déclaré lors de la présentation de ce produit à Moscou que les ingénieurs de sa société avaient élaboré une technologie UniGTL sur la base de la technologie GTL (Gas To Liquids). Elle permet de transformer le gaz de pétrole associé en divers carburants de qualité élevée pour les avions ainsi que pour les véhicules. Ces carburants sont conformes aux normes mondiales. Des usines fabriquant des produits similaires à partir de la houille ou du gaz existent actuellement en Afrique du Sud, au Qatar et en Malaisie, a précisé Sergueï Alimov.

L'industriel a également annoncé que cette technologie de conversion du gaz en carburant est mise en oeuvre en utilisant à 100% des équipements russes. L'investisseur stratégique dans ce projet est la société russe Sintop, qui y a consacré 7,5 millions de dollars. Il a ajouté que sa société est actuellement en pourparlers et effectue des travaux préliminaires pour fabriquer du carburant synthétique à petite échelle industrielle, l'objectif étant de pouvoir réaliser des essais sur bancs et des essais pratiques en vol. Lors de l'étape initiale, a-t-il dit, les investissements dans une installation industrielle
expérimentale de 300 tonnes s'élèveront à 200 millions de roubles. Les investissements deviendront rentables pour une production annuelle de 500.000 tonnes.

Pour la branche pétrogazière, ce nouveau produit permettra de diversifier les ventes de gaz et des produits de sa transformation, offrira une perspective de transformation directe du gaz en carburants liquides sur les sites de production, sans transports coûteux. Il permettra également de réduire substantiellement les volumes de gaz associé brûlé dans les torchères, de créer des carburants ayant des paramètres de qualité prédéterminés, en évitant que la qualité du carburant soit dépendante de la composition de la
matière première.

Cette technologie repose sur le procédé de conversion du gaz associé par vapeur-gaz carbonique, qui diminue de moitié les dépenses de production du gaz de synthèse, sur la réalisation de la synthèse Fisher-Trop, ainsi que sur un complexe bien au point de
catalyseurs de processus hydrocatalytiques, qui permet d'élaborer un large assortiment de carburants de haute qualité pour les aéronefs et les véhicules.

Cette technologie, ajoute Sergueï Alimov, donnera une impulsion à la construction d'unités industrielles de production de carburants de moteur synthétiques selon la technologie UniGTL qui, compte tenu de l'épuisement des réserves pétrolières, sont déjà largement utilisés par les grands producteurs occidentaux. Elle apportera également une solution au problème de la neutralisation du gaz associé en Russie, qui se pose avec une acuité particulière aux compagnies pétrolières dans le contexte des dernières dispositions législatives.


Source: BE Russie numéro 34 (20/09/2010) - Ambassade de France en Russie / 

Une estimation de la quantité de pétrole totale libérée dans le Golfe du Mexique

Pour appréhender de la manière la plus complète l'impact écologique et environnemental de la fuite de pétrole du puits Deepwater Horizon dans le Golfe du Mexique, des chercheurs ont étudié des enregistrements vidéos du panache de pétrole et arrivent à la conclusion qu'environ 4,4 millions de barils de pétrole se sont répandus dans la mer depuis le 22 avril 2010.



Dans un article de
Science, Timothy Crone et Maya Tolstoy, de l'Université Columbia à Palisades, NY, décrivent comment ils ont eu recours à une technique appelée vélocimétrie du panache optique, qui utilise des images vidéo pour estimer la rapidité d'écoulement des fluides, afin d'évaluer combien de pétrole s'était échappé du puits sous-marin au cours des 84 jours de la fuite.

Les chercheurs ont analysé deux courtes séquences vidéo à haute résolution du panache, d'une vingtaine de secondes de long, pour estimer le débit moyen d'écoulement du pétrole. L'une de ces vidéos a été prise alors que le conduit cassé était encore relié au dispositif d'arrêt d'écoulement du puits. L'autre a été prise une fois le conduit retiré. La méthode de vélocimétrie de panache optique utilisée a permis de mesurer le mouvement apparent des
flots de pétrole sortant du puits et de transformer cette représentation à deux dimensions en une estimation du débit volumétrique.

Après leur étude, Crone et Tolstoy indiquent que le débit moyen de pétrole du puits entre le 22 avril et le 3 juin a été de 56 000 barils par
jour, avec une incertitude formelle de 21 pour cent. Lorsque le conduit a été enlevé, les chercheurs estiment que 68 000 barils de pétrole s'écoulaient dans l'océan chaque jour, avec une incertitude formelle de 19 pour cent, jusqu'au colmatage final du puits le 15 juillet. Les chercheurs soulignent que ces estimations ne sont que des moyennes préliminaires de débits et de volumes, et que de futurs travaux aideront à mieux consolider ces chiffres et réduire les incertitudes. Malgré ces incertitudes, le travail de Crone et Tolstoy suggère que la quantité de pétrole libérée dans l'océan est supérieure d'environ un ordre de magnitude à celle observée à la suite du naufrage de l'Exxon Valdez.
Source: Science, AAAS & EurekAlert

Nouveaux détails pour la console 3DS de Nintendo

Le géant Nintendo a dévoilé de plus amples informations concernant la fameuse 3DS, première console portable à proposer un affichage 3D relief sans lunette.

La 3DS sortira officiellement le 26 février prochain sur le marché japonais. Le tarif de lancement a été fixé à 25.000 yens, soit environ 220 euros. Elle sera disponible en deux versions: Aqua Blue et Cosmo Black.

L’actuelle console Nintendo DS Lite

La console sera commercialisée avec une carte SD d’une capacité de 2 Go. Du téléchargement passif sera proposé. Concernant les contenus: grands classiques, nouveautés, et vidéos 3D expérimentales seront disponibles dès le lancement de la machine.

On retrouve sur cette console deux écrans: l'un de 8.26 cm offrant une résolution de 800x240 (400 pixels en largeur en cas d'affichage 3D). L'
écran tactile du bas sera de 2.54 cm et proposera une résolution de 320 x 240 pixels. Trois caméras, dont deux situées à l'extérieur, seront disponibles avec une résolution de 640 x 480 pixels. Elles permettront de réaliser de petites photos en 3D relief.

On ne connaît pas encore la date de lancement ni le tarif qui sera appliqué en Europe.

L'argent ne fait pas le bonheur

Ce n'est pas parce qu'une idée est "reçue" qu'elle est nécessairement fausse. Ainsi, une étude Belge vient en quelque sorte de confirmer que l'argent ne faisait pas le bonheur...

 Plus précisément, l'argent empêche de savourer les plaisirs simples de la vie. Certes, l'étude montre que nous avons besoin d'un niveau de richesse minimal pour être heureux, mais au delà de ce seuil, la simple vision d'une photo évoquant la richesse semble réduire notre niveau de satisfaction.

S'il est établi que vivre dans un pays riche (i.e. développé) contribue au bonheur (mais la richesse d'un pays s'accompagne de bien d'autres facteurs, la dé-corrélation est ainsi peu aisée...), il est également constaté que courir après l'argent nuit à l'épanouissement.

En revanche, d'autres études montrent qu'être heureux peut vous amener à gagner de  l'argent :)

En conclusion, soyez heureux, et le reste suivra....

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