Pour limiter les effets des émissions de gaz à effet de serre, Total associé à d’autres pétroliers réalise un puits de carbone en Norvège. Le journaliste Matthieu Fauroux de La Lettre a enquêté sur ce projet financé par l’argent public.
C’est un nouveau créneau très lucratif sur lequel se positionne TotalEnergies : celui de l’enfouissement du carbone. Pour éviter que trop de gaz à effet de serre ne s’échappe dans l’atmosphère, le pétrolier français associé à Shell et au groupe gazo-pétrolier norvégien Equinor, travaille à la construction d’un puits de carbone à Oygarden en Norvège qui devrait fonctionner en 2025. L’intérêt est triple pour le géant de l’énergie. Il peut verdir son image en contribuant à la lutte contre le réchauffement climatique, tout en se positionnant sur un nouveau secteur très rentable (la tonne de CO2 sera facturée 150 euros aux entreprises polluantes), et en bénéficiant d’importantes subventions de la part de l’Union européenne. Dans un premier temps, le carbone capté en France sera acheminé par bateau vers la Norvège. Mais à terme, le projet consiste à construire un pipeline qui partira de Dunkerque. Un projet similaire est en cours dans la région gazière de Lacq en France.
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Une petite sélection documentaire : le dioxyde de carbone. De la photosynthèse aux projets très lucratifs de Total-Energie…
Jean-Pierre Verdet. Le ciel, Ordre et Désordre. 1987.
« Considérée à tort comme une gravure populaire du XVe siècle, cette image est, en réalité, un montage de Flammarion pour son ouvrage, l’Astronomie populaire, édité en 1880. Elle illustre le paradoxe d’un monde fini, car si le monde est fini, que trouve-t-on au-delà de son ultime enveloppe ? »
« Depuis la nuit des temps, les hommes scrutent le ciel, l’interrogent, l’animent et le dramatisent. Et le ciel répond. Avec ses mots, ses orages, ses foudres… Mémoire et miroir du monde, le ciel se peuple de dieux bienfaisants et terrifiants, d’animaux familiers et fantastiques. Sans relâche s’y trament les plus belles mythologies. »
« Si Aristote, dont la pensée régna sur la science occidentale durant deux mille ans, ne traita pas des comètes dans son Traité du ciel mais dans ses Météorologiques, c’est parce que les comètes, par le désordre qu’elles introduisent dans le ciel, ne peuvent appartenir qu’aux basses couches de l’atmosphère, à peine au-dessus de celles où se forment les orages et où naissent les vents, certainement pas aux sphères supérieures où les astres se meuvent selon des lois immuables.
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Pierre Pellegrin.Dictionnaire Aristote. 2007
L’univers d’Aristote est unique, fini, éternel, sphérique et globalement parfait. Cette éternité de l’univers est une partie importante de la réponse d’Aristote à Parménide. Le problème de la venue à l’être du Tout […] se trouve ainsi disqualifié. Aristote rompt donc avec la cosmogonie, pour devenir le premier cosmologiste, le premier et le seul avant longtemps, puisque ses successeurs affronteront de nouveau le problème de l’origine du cosmos. Étant éternel, l’univers doit être, dans une certaine mesure parfait, autrement il serait corruptible. Il est constitué de sphères concentriques sur lesquelles sont fixés des corps célestes. Elles ont comme centre commun le centre de la Terre, laquelle est immobile au centre de l’univers. La dernière de ces sphères est le « premier ciel » sur lequel sont fixées les étoiles fixes. Il est mû directement par le dieu d’Aristote, le premier moteur immobile.
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Aurélien Barrau. Big bang et au-delà, les nouveaux horizons de l’Univers. 2013.
L’Univers a 13,81 milliards d’années. Au commencement il n’y avait ni temps, ni espace, ni aucune particule aujourd’hui identifiées. N’existait qu’une sorte de mousse constituée de cordes ou de boucles. Cette mousse enfle et se complexifie. L’espace, le temps, la gravitation émergent. Une force unifiée régit alors l’Univers dont la taille commence à croître démesurément. Cette brève, mais immensément intense, phase d’inflation cesse brutalement. S’y dessinent les fluctuations microscopiques à l’origine des galaxies et des étoiles… Apparaissent les forces et corpuscules connus. La température chute. L’Univers poursuit son expansion mais le rythme s’est calmé. Matière et antimatière se sont en grande partie annihilées, seul un infime reliquat demeure, auquel nous devons pourtant tout ce qui nous compose aujourd’hui. Les premiers noyaux se forment. L’Univers est encore si chaud qu’il est opaque à sa propre lumière, immédiatement absorbée dès qu’elle commence à se propager. Le monde n’est qu’un étrange bain sombre de constituants élémentaires en interaction. Enfin, la température devient assez faible pour que les électrons puissent se joindre aux noyaux et former des atomes ! Le cosmos devient transparent. La gravitation reprend peu à peu ses droits. Des nuages de gaz s’effondrent. Apparaissent les étoiles qui se structurent en galaxies. Les plus massives de ces étoiles vivent très peu de temps, explosent et forment des trous noirs, des « astres occlus ». Les éléments lourds, essentiels pour l’apparition de la vie, commencent à être synthétisés. Autour des étoiles, se forment des planètes au sein desquelles peut prendre naissance une chimie subtile. La température moyenne de l’Univers n’est plus que de quelques degrés au-dessus du zéro absolu (-273°C). Étonnamment, l’expansion de l’Univers accélère à nouveau ! La distance entre les corps célestes augmente exponentiellement et une évolution imprévue semble se dessiner. Voilà où nous en sommes.
Cette histoire est notre histoire. Elle est ce qu’on croit être le moins mauvais récit de nos origines. Elle est le cadre dans lequel se déploie ou se déplie notre physique. Elle constitue un mélange, parfois savant, souvent baroque, de quasi-certitudes et de spéculations effrénées. Elle ne s’achève pas ici. Elle se prolonge dans de multiples directions. Les interrogations et incompréhensions sont plus nombreuses que les réponses et les évidences.
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Petite collection documentaire pour aborder, modestement, le modèle du Big Bang.
Des objets liés (par des forces d’interaction) ont une masse plus faible que lorsqu’ils sont séparés ; au cours du processus de liaison il y a libération d’énergie (rayonnement lumineux par exemple) : la masse est transformée partiellement en énergie. C’est extrêmement faible dans le cas de la gravitation ; très faible dans le cas de la chimie (combustions, etc.) ; assez important dans le cas des réactions nucléaires (0,1%). Inversement pour séparer des objets il faut fournir de l’énergie.
De la même façon, une transformation qui induit des liaisons plus fortes entre les constituants produira de l’énergie, correspondant à une diminution de la masse du système. Comme on l’a indiqué plus haut, ceci concerne donc aussi bien les transformations chimiques (électriques) que nucléaires, et même gravitationnelles, mais dans des proportions très différentes qui correspondent aux intensités respectives des forces d’interaction.
Ainsi sommes-nous plus « léger » que la somme des masses de nos constituants…
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Où l’on exploitera la fameuse « formule », attribuée à A. Einstein et sans doute la plus connue de toute la physique : E = m C2.
Harry G. Frankfurt. De l’art de dire des conneries. (On Bullshit)
[…] La prolifération contemporaine du baratin a des sources encore plus profondes dans les diverses formes de scepticisme qui nient toute possibilité d’accéder à une réalité objective et par conséquent de connaître la nature véritable des choses. Ces doctrines « antiréalistes » sapent notre confiance dans la valeur des efforts désintéressés pour distinguer le vrai du faux, et même dans l’intelligibilité de la notion de recherche objective. […]
De quelques auteurs français… Dans l’un des ouvrages récents au sujet de la post-vérité, celui de Matthew d’Ancona, Post-Truth, the New War on Truth and How to Fight Back, ce phénomène du baratin est renvoyé à des auteurs français : Michel Foucault, Jean‑François Lyotard, Jacques Derrida, Jean Baudrillard. De plus ou moins près, ils se sont inspirés de Nietzsche, ancêtre du renversement des valeurs, et officiel pourfendeur des illusions de la pensée philosophique ancienne et classique. Nos auteurs français sont aujourd’hui étudiés dans les universités et les grandes écoles, et particulièrement recommandés à l’attention des lecteurs dans les journaux et aux auditeurs des programmes culturels des radios. Nos intellectuels sont crédités de maints exploits : le renversement du sens commun, de la sagesse reçue, mais aussi d’une critique du langage, de l’idiome visuel, de la pensée scientifique, du réel, des institutions, bref d’à peu près tout, et même de leur propre questionnement. Avec eux, on ne s’en laisserait enfin plus compter en matière de prétendue vérité. Démasquée, elle apparaît comme une invention, un fake. La prose impénétrable à laquelle ces penseurs ont recouru parfois, si ce n’est souvent, a éloigné d’eux bien des lecteurs. Mais leurs idées, édulcorées et standardisées – on pourrait dire « sciences humanisées » – imprègnent tout un pan des sciences sociales, et autres Études culturelles, Culture et communication, Sciences politiques. Elles ont fini par trouver enfin un large écho, un peu partout, devenant l’idéologie de la post-vérité, et une évidence pour presque tous.
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Du postmodernisme à la post-vérité, peut-on tisser des liens ? Petite collection documentaire avec, en particulier, « l’affaire » Sokal…
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Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840 – 1910) est un physicien allemand qui étudia la conductivité des électrolytes et contribua à la compréhension de leur comportement. […] En 1874, Kohlrausch démontra qu’un électrolyte possède un coefficient de résistance électrique défini et constant. En déterminant la variation de la conductivité en fonction de la dilution, il put déterminer la vitesse de transfert des ions en solution. Afin d’obtenir des résultats de haute précision, il utilisa des courants alternatifs qui prévenaient les dépôts d’électrolytes. Ces résultats aboutirent à la formulation de la loi de Kohlrausch. De 1875 à 1879, il étudia de nombreuses solutions de sels, d’acides et d’autres corps. Ces études conduisirent à la loi d’indépendance de migrations des ions : chaque type d’ion a une résistance électrique spécifique, quel que soit le type de molécule dont il est issu ; ainsi la résistance électrique d’une substance dépend seulement des ions libres dont elle est composée. Kohlrausch montra que, dans le cas des électrolytes faibles (incomplètement dissociés), plus la solution est diluée, plus grande est sa conductivité molaire du fait de l’accroissement de la dissociation ionique.
Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910)
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Des objets d’investigation pour aborder la conductimétrie ionique.
On pourra, par exemple, s’interroger à partir des exemples pour extraire les éléments de compréhension apportés par les documents proposés.
La première phase du travail, individuelle, peut porter sur une partie des exemples ; puis la mise en commun en petit groupe pourra permettre d’élaborer une fiche de synthèse (matérialisée sous forme de poster, présenté en grand groupe)…
En 1897, JJ Thomson démontra que les rayons cathodiques, phénomène nouveau, étaient constitués de petites particules chargées négativement, qui furent bientôt appelées électrons. L’électron était la première particule subatomique jamais découverte. Grâce à ses expériences sur les rayons cathodiques, Thomson a également déterminé le rapport charge électrique / masse de l’électron. L’expérience de la goutte d’huile de Millikan a été réalisée par Robert Millikan et Harvey Fletcher en 1909. Elle a déterminé une valeur précise pour la charge électrique de l’électron, e . La charge de l’électron est l’unité fondamentale de la charge électrique, car toutes les charges électriques sont constituées de groupes (ou de l’absence de groupes) d’électrons. Cette discrétisation de la charge est également élégamment démontrée par l’expérience de Millikan. L’unité de charge électrique est une constante physique fondamentale et cruciale pour les calculs dans l’électromagnétisme. Par conséquent, une détermination précise de sa valeur était une grande réussite, reconnue par le prix Nobel de physique de 1923.
Millikan avait trouvé une valeur de e inférieure à celle que l’on connaît aujourd’hui. Plus d’une vingtaine d’années après son expérience, on a pu comprendre qu’il avait utilisé une mauvaise valeur de la viscosité de l’air. Il avait en effet utilisé un résultat qu’il avait fait calculer à un de ses étudiants. Mais entretemps, de nombreux scientifiques qui avaient refait l’expérience de Millikan s’étonnaient de se trouver aussi décalés et ont, semble-t-il, manipulé un peu leurs résultats pour s’approcher de la valeur de Millikan.
Ce discours de Richard Feynman lors d’un discours de remise de diplômes à Caltech en 1974 explique le phénomène : « Nous avons beaucoup appris par expérience personnelle sur les façons par lesquelles on peut s’induire en erreur. Un exemple : Millikan mesura la charge de l’électron à l’aide d’une expérience faite avec des gouttes d’huile et obtint un chiffre que nous savons aujourd’hui ne pas être complètement exact. La valeur était un peu décalée parce qu’il utilisait une valeur incorrecte de viscosité de l’air. Il est édifiant d’examiner les résultats qui ont suivi Millikan. Si on trace les valeurs obtenues en fonction de la date à laquelle elles ont été trouvées, on se rend compte que l’expérience suivant celle de Millikan donne une valeur légèrement supérieure à celle que Millikan avait trouvé, et que celle qui suit donne une valeur encore légèrement supérieure, jusqu’à ce qu’on arrive progressivement à une valeur très supérieure. Mais pourquoi n’ont-ils pas trouvé la bonne valeur dès le début ? Les scientifiques ont honte des dessous de cette histoire car il semblerait que les choses se soient passées ainsi : lorsqu’ils obtenaient une valeur bien plus élevée que celle de Millikan, ils se disaient qu’il devait y avoir une erreur et essayaient de comprendre ce qui avait pu mal tourner. Et lorsqu’ils trouvaient une valeur proche de celle de Millikan, ils ne se posaient pas de questions. Ils ont ainsi éliminé les valeurs trop décalées. Nous connaissons ces petites combines de nos jours et nous nous savons immunisés à ça. »
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Deux travaux pour approcher l’expérience de Millikan (méthode du champ constant).
Hervé Zwirn est physicien et épistémologue français. Il a été Professeur Associé à l’UFR de Physique de l’Université Paris 7, Directeur de Recherche au CNRS et Directeur Exécutif du Consortium de Valorisation Thématique Athéna. Il est actuellement Chercheur Associé au Centre de Mathématiques Appliquées de l’École normale supérieure Paris-Saclay et Chercheur Associé à L’institut d’histoire et de philosophie des sciences et des techniques de l’université Paris-I.
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Vidéos :
« Simple et déterministe veut-il dire prédictible ?
La science nous permettra-t-elle un jour de tout savoir ? Ne rêve-t-elle pas d’une formule qui explique tout ? N’y aurait-il donc rien qui entrave sa marche triomphale ? Le monde deviendra-t-il transparent à l’intelligence humaine ? Tout mystère pourra-t-il être à jamais dissipé ? Hervé Zwirn pense qu’il n’en est rien. La science, en même temps qu’elle progresse à pas de géants, marque elle-même ses limites. C’est ce que montre la découverte des propositions indécidables qui ont suivi le théorème de Gödel. Ou celle des propriétés surprenantes du chaos déterministe. Ou encore les paradoxes de la théorie quantique qui ont opposé Einstein et Bohr et mettent en cause toute notre manière de penser. L’analyse de ces limites que la science découvre à sa propre connaissance conduit l’auteur à poser cette question, la plus profonde : qu’est-ce que le réel ? Hervé Zwirn, polytechnicien, docteur en physique théorique, est chercheur associé à l’Institut d’histoire et de philosophie des sciences et des techniques de Paris-I.
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Une petite collection de prélèvements dans l’œuvre d’Hervé Zwirn : Les limites de la connaissance.
Merci à l’auteur pour ses analyses magistrales !
Ces prélèvements concernent plus particulièrement la mécanique quantique et peuvent donner lieu à un travail d’extraction partagé (individuel puis en petit groupe) des exemples significatifs et des concepts décisifs.
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Un cristal exposé à des rayons X diffracte le faisceau dans différentes directions. Les directions des faisceaux diffractés sont une mine d’informations, puisqu’elles sont reliées directement à la structure du cristal via la loi de Bragg. De très nombreuses techniques d’étude des cristaux par rayons X ont été développées au cours du XXe siècle. Toutes reposent sur un même principe : trouver dans l’espace les faisceaux de rayons X ayant été diffractés par le cristal et relier leur position aux familles de plans réticulaires associées. L’enjeu est donc de développer des dispositifs permettant l’acquisition d’un diffractogramme aussi complet que possible afin d’avoir un maximum de données pour élucider la structure cristalline.
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Deux travaux d’investigation pour aborder la cristallographie aux rayons X.
Les argiles ont été utilisées très tôt dans l’histoire de l’humanité, après le silex et la pierre taillée. Ce matériau possède des propriétés plastiques particulières : facilement modelable, il peut être figé de façon irréversible, ce qui a permis les premières applications domestiques (vases, plats, etc.) et culturelles (statuettes, supports d’écriture…). Depuis lors, les applications industrielles et domestiques n’ont cessé de se développer. Les argiles se trouvent aujourd’hui dans de nombreux produits, qu’elles soient utilisées comme matière première de base (par exemple, le kaolin dans la fabrication de céramique) ou comme adjuvant ou additif (le kaolin pour la fabrication de charges minérales utilisées dans l’industrie papetière). Les constituants des argiles – les minéraux argileux –, de taille nanométrique à micrométrique, sont invisibles à l’œil et à la loupe. Ils ne peuvent être observés que par diffraction des rayons X, microscopie électronique et microanalyse chimique, spectrométrie infrarouge ou par d’autres méthodes plus spécifiques. Les argiles sont souvent associées à la fraction inférieure à 2 micromètres (0,002 mm) ou à 4 micromètres (0,004 mm) dans la classification des roches sédimentaires. Les minéraux contenus dans les roches argileuses sont majoritairement des phyllosilicates (silicates hydratés lamellaires ou fibreux). Ce sont ces minéraux qui confèrent à la roche ses propriétés particulières. Abondantes et accessibles à la surface de la Terre, les argiles sont les constituants principaux des sols ; elles représentent près de la moitié des roches sédimentaires. […]
Le foisonnement des connaissances et utilisations des argiles… Des analyses aux rayons X aux hypothèses de catalyse sélective des énantiomères (à l’origine du vivant ?). Des bétons de terre aux cosmétiques, en passant par l’entretien du complexe argilo-humique…
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En France, la future plus grande centrale solaire d’Europe sort rapidement du sol à côté de Bordeaux. Une fois mise en service en octobre prochain, la centrale de Constantin aura une capacité de 300 mégawatts (MW) et produira 350 gigawatts/heure, soit l’équivalent de la consommation électrique annuelle de la population de Bordeaux. La centrale s’étendra sur 260 hectares – plus de 300 terrains de football – comptera précisément 983 500 panneaux photovoltaïques posés sur 16.500 tables de support en acier et aluminium.
La technologie photovoltaïque est encore coûteuse même si son coût de production (LCOE) a fortement baissé au cours des dernières années (avec un coût de production de 70 à 90 $/MWh dans certaines zones aujourd’hui, des installations photovoltaïques atteignent parfois localement une « parité de prix » avec des moyens « conventionnels » de production électrique).
Les panneaux photovoltaïques les plus répandus, faits de silicium cristallin, sont lourds, fragiles et difficiles à installer.
Une centrale requiert de vastes espaces bien que la densité tende à être amélioré (exemple de la centrale photovoltaïque de Bresse-sur-Issole en Provence : 1,2 hectare par mégawatt installé).
L’impact environnemental et énergétique de la fabrication des panneaux de silicium n’est pas nul. Une cellule photovoltaïque doit fonctionner entre un an et demi et cinq ans pour compenser l’énergie utilisée pour la fabriquer.
L’énergie électrique n’est pas « directement » stockable, c’est-à-dire sous sa forme primaire. Il est en revanche possible de la stocker « indirectement » dans des batteries sous forme chimique ou dans des accumulateurs cinétiques sous forme mécanique. Les technologies existantes sont encore coûteuses.
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