Российская наука и мир (дайджест)

Ученые из Петрозаводского государственного университета предлагают запасать электрическую энергию в виде тепла - в тепловых аккумуляторах с использованием природного материала талькохлорита.

Des chercheurs russes proposent de stocker de l'électricité sous forme de chaleur en utilisant un matériau naturel : du chlorure de talc.
L'électricité est conservée d'ordinaire sous forme d'énergie chimique. C'est le cas, par exemple, des piles que l'on utilise dans les lampes de poche ou les téléphones portables, ou bien encore des batteries de voitures. On utilise également dans la vie quotidienne des accumulateurs de chaleur : l'énergie peut être, ainsi, conservée dans des thermos, des bouillottes ou de gros poêles de campagne. Il serait très commode et très avantageux de pouvoir stocker de l'électricité dans des accumulateurs de chaleur de ce type. Des chercheurs de l'Université d'Etat de Petrozavodsk, en coopération avec une compagnie énergétique privée, s'emploient à concrétiser cette idée.
Comme matériau accumulateur de chaleur, ils utilisent du chlorure de talc naturel, dont on trouve des gisements en Carélie et en Finlande. Ce minéral est également appelé pierre ollaire ("pierre de vase") ou stéatite. Il possède une capacité de stockage thermique élevée (2,5 fois supérieure à celle des briques servant pour les poêles). Autrefois, le chlorure de talc, une pierre facilement taillable, servait à réaliser non seulement des poêles pour se chauffer, mais aussi des vases et même des poêles à frire. Le chlorure de talc s'est formé par carbonisation (absorption du gaz carbonique) à partir de roches volcaniques, ce qui lui confère ces qualités tout à fait inhabituelles.
Les chercheurs de Petrozavodsk tentent actuellement d'associer des accumulateurs de chaleur au chlorure de talc à des éoliennes. L'énergie du vent n'est en effet pas utilisée de manière optimale, car il ne souffle pas en permanence. Lorsque l'éolienne tourne à grande vitesse, mais que la consommation est faible, il faut envoyer l'énergie produite dans une résistance ballast, ce qui fait que de l'énergie thermique se dissipe inutilement dans l'atmosphère. Si cette énergie pouvait être dirigée vers du chlorure de talc, le rendement des éoliennes pourrait augmenter de 40%.
Un problème analogue se pose avec les centrales nucléaires. La nuit, la consommation industrielle et domestique d'électricité baisse. Or, il n'est pas facile de diminuer la production des centrales nucléaires. Une des solutions consiste à construire des sortes d'anti-centrales hydrauliques - la nuit, à l'aide de pompes alimentées par le courant de la centrale, on fait remonter de l'eau dans un réservoir situé plus haut afin que le jour, l'eau, en tombant, puisse fournir de l'énergie hydraulique. Mais de tels réservoirs occupent une énorme superficie, alors que les accumulateurs thermiques sont des plus compacts.
Les travaux des chercheurs de Carélie sont soutenus par l'Agence russe de l'énergie nucléaire, le Rosatom, ce qui en dit long sur les perspectives qui s'ouvrent devant eux. L'énergie de demain pourrait fort bien être partiellement stockée dans des "réservoirs" de chlorure de talc.

Les abeilles : un modèle de thermostat, même par très grand froid

Сотрудники Российского государственного аграрного заочного университета и Чувашского государственного университета провели эксперименты, результаты которых объясняют, как пчелам удается жить в очень разных климатических условиях - от экватора до Северного полярного круга. Скопление пчел способно регулировать собственную температуру, что позволяет им переносить как морозы, так и жару. Чем плотнее клубок, тем эффективнее терморегуляция.

Des chercheurs russes se sont intéressés à la manière dont les abeilles résistent aux très grands froids (inférieurs à moins 20 degrés). Leurs constatations sont étonnantes, rapporte le site nkj.ru. Les abeilles regroupées en grappe sont capables de réguler leur propre température, ce qui leur permet de survivre, globalement, dans de bonnes conditions, que la température dépasse les 35 degrés ou soit inférieure à moins 20 degrés.
La population des abeilles fabriquant du miel s'étend sur une zone immense, allant de l'équateur au Cercle polaire.
Comment parviennent-elles à vivre dans des conditions climatiques aussi disparates ? L'abeille, en effet est incapable de réguler sa propre température, comme peuvent le faire les animaux à sang chaud. Une équipe de chercheurs de l'Université agraire d'Etat russe et de l'Université d'Etat tchouvache ont procédé à des expériences qui ont montré qu'avec l'arrivée des grands froids, les abeilles se réunissent en de très grosses masses.
Au cours de ces observations, les chercheurs ont analysé les températures et le rendement thermique des grappes d'abeilles. Il s'est avéré que plus les individus sont nombreux à composer un amas, plus cet amas est dense, et plus la thermorégulation est efficace. Si bien que la "boule" formée par les abeilles ressemble à un animal à sang chaud. Une famille d'abeilles composée de 550 individus "vit confortablement" si la température extérieure oscille entre 8,7 et 10,4 degrés. Une masse d'abeilles de 40 000 individus peut parfaitement résister, quant à elle, à un froid de moins 21,8 degrés !
Un amas dense, ressemblant à une sphère, permet à une famille d'abeilles de diminuer la surface spécifique qu'elle occupe et ses pertes thermiques. Lorsque des changements considérables de la température extérieure interviennent, les amas d'abeilles modifient leur géométrie et leur localisation dans la ruche (dans les espaces entre les rayons de miel).
Un amas d'abeilles qui hibernent ne possède pas d'organisme ou de mécanisme central unique qui contrôlerait ou régulerait la température globale à l'intérieur du nid, comme le fait l'hypothalamus chez les mammifères. Mais chaque abeille, à l'intérieur de l'amas, se comporte comme un individu indépendant et se trouve dans des conditions de température différentes, selon la position qu'elle occupe. A la périphérie de la "pelote" d'abeilles, la température est plus basse, alors qu'elle est plus élevée au milieu.
Les individus positionnés dans la partie chaude se trouvent dans les conditions les plus confortables. Ils ont une température de corps relativement constante et, apparemment, ne participent pas activement à la production de chaleur. En revanche, les abeilles situées à la périphérie de la "pelote" produisent de la chaleur grâce aux microvibrations de leurs ailes. Certains individus migrent à l'intérieur de l'amas pour aller faire provision de nourriture ou lorsqu'ils sont transis. Ils sont alors remplacés par d'autres. Grâce à ce déplacement de la périphérie vers l'intérieur, les écarts de température au sein de la masse d'abeilles ne sont jamais trop élevés.

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Libération - Paris, France / 15/07/2009

"L'économie était exsangue"

Interview - Victor Danilov-Danilian, qui s'est toujours opposé au plan, énonce les véritables raisons de son abandon

Par LORRAINE MILLOT

У разработанного в советское время грандиозного плана по переброске сибирских рек по-прежнему имеются как сторонники, предлагающие "реанимировать" проект, так и противники, доказывающие, что подобные предприятия окупаются крайне редко, зато экологический ущерб может оказаться весьма серьезным. В интервью газете "Либерасьон" один из главных противников проекта, директор Института водных проблем, член-корреспондент РАН Виктор Иванович Данилов-Данильян рассказывает об особенностях советской экономики, современной экологической политике и эффективных средствах ирригации.

Victor Danilov-Danilian fut l'un des principaux fossoyeurs du projet de renversement des fleuves sibériens. Alors expert en questions écologiques pour le Gosplan, il publie en 1984 son premier réquisitoire contre le projet. Il dirige aujourd'hui l'Institut des problèmes de l'eau de l'Académie des sciences de Russie, qui défendit jadis le programme.
Au début des années 80, vous étiez l'un des premiers combattants contre "l'inversion" des rivières de Sibérie. Quel était votre principal argument ?
Son inefficacité. Ce projet signifiait miser encore sur une agriculture extensive qui avait déjà fait beaucoup de dégâts en URSS. Il existe maintenant des systèmes d'irrigation souterraine, au goutte-à-goutte, beaucoup plus efficaces. Avec six fois moins d'eau, on obtient deux fois plus de récoltes. L'eau est acheminée par petits tubes plastiques directement jusqu'aux racines des plantes. Cela se pratique en Israël ou aux Etats-Unis, en Arizona, où le climat est comparable à celui de l'Asie centrale.
L'enterrement de ce projet a-t-il préfiguré celui de l'URSS ?
La cause était la même. L'URSS s'est effondrée parce que son économie était exsangue. Le projet d'inversion des rivières a été abandonné parce que l'URSS n'avait plus l'argent pour le financer. Pour sauver la face, on a invoqué des raisons écologiques. La vraie raison est qu'il n'y avait plus d'argent. Si l'économie soviétique ne s'était pas écroulée, je crains bien que ce monstrueux canal de 2 500 kilomètres de long aurait été creusé.
Seule l'idéologie communiste était capable de porter un tel projet, de se faire dieu et maître de la nature ?
Non, au-delà du communisme, un tel projet relève de l'idéologie du progrès en général. L'idée de domination de l'homme sur la nature était déjà chez Condorcet. Ce qui était typiquement soviétique, c'est qu'il s'agissait d'un projet de dépenses. En l'absence de marché, ce qui déterminait la qualité d'un projet dans le système soviétique, c'était son coût. Plus le projet était cher, meilleur il était. Plus les budgets étaient gonflés, plus il y aurait de l'argent et du matériel à détourner, des primes et médailles à grappiller… Il valait toujours mieux choisir le projet le plus cher.
Quelles sont les chances d'une résurrection de ce dossier, aujourd'hui promu par le maire de Moscou ?
Les chances sont nulles. Iouri Loujkov n'a même pas l'argent pour achever ses gratte-ciel, il n'a certainement pas des centaines de milliards de dollars à jeter dans ce canal. Même si la Russie n'a pas encore une vraie économie de marché, au moins ce n'est plus une économie de dépenses. Plus personne n'est prêt à brûler autant d'argent, même pas le maire de Moscou.
N'y a-il pas d'autres projets comparables dans le monde, notamment en Chine ?
Non, rien n'est comparable à la démesure de ce plan soviétique. Le canal que construit la Chine pour dériver une partie des eaux du Yangtsé vers le nord est deux fois moins long, avec un volume d'eau transporté deux fois moindre. Surtout, les Chinois construisent ce canal non pas pour développer l'agriculture, mais pour approvisionner en eau leurs villes et leurs industries. Ils ont le besoin réel de ravitailler des centaines de millions de personnes, c'est très différent. Ils n'ont pas d'alternative.
L'enterrement du projet a-t-il eu un effet positif en Russie ?
Oui, les militants écologistes ont pu le considérer comme leur victoire, même si ce n'est pas vrai. En URSS, les crimes contre l'environnement furent l'un des premiers sujets que l'on put dénoncer. Ce fut un levier formidable pour commencer à faire bouger le système. Pour beaucoup d'hommes politiques soviétiques, ce fut une école, pour apprendre à mobiliser l'opinion. Cela dit, une fois les premiers objectifs atteints, beaucoup ont vite oublié la cause environnementale. Je ne donnerais pas cher aujourd'hui de la conscience écologique en Russie. Depuis 2000, le gouvernement russe n'a plus vraiment de politique écologique. Et la crise économique risque d'aggraver encore ce dédain.

© Libération.

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bulletins-electroniques.com - Paris, France / 16/07/2009

De la technologie plasma pour l'industrie du charbon

Ученые ряда стран, включая и Россию, возвращаются к теме получения энергии из угля. Например, сотрудники Института электрофизики и электроэнергетики РАН предлагают получать из угля синтез-газ. В отличие от классической схемы сжигания угля, предложенный метод создает значительно меньшую экологическую нагрузку.

De nos jours, la diminution des réserves de gaz et de pétrole impose de chercher de nouvelles sources d'énergie.
Des scientifiques de plusieurs pays, dont la Russie, envisagent de recourir à nouveau à l'énergie du charbon. Ainsi, les experts à l'Institut pour Electrophysique et l'Ingénierie d'Energie électrique, dirigés par Filipp Rutberg, suggèrent de produire du gaz de synthèse à partir de charbon. Ils font un rapport sur ce développement dans une des publications récentes d'Izvestiya Akademii Nauk (les Nouvelles d'Académie de Sciences), dans la série Energie. Au lieu de brûler le charbon dans les chambres de la chaudière, la méthode proposée mène à une solution écologique significativement plus intéressante.
Le gaz de synthèse est un produit de valeur de l'industrie chimique représenté principalement par un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène. Il peut être utilisé tant comme carburant que source de méthanol, d'essence et autres. Pour obtenir ce gaz de synthèse, les chercheurs ont utilisé une réaction du charbon avec de la vapeur d'eau, de l'oxygène ou de l'air. Un tel processus est appelé gazéification du charbon.
Pour améliorer l'efficacité de la gazéification, les chercheurs ont suggéré d'utiliser des technologies plasma. Le plasma lui-même présente un gaz ionisé avec des liens desserrés entre les électrons et les atomes qui tiennent compte d'interactions actives avec la matière - dans ce cas, les particules de charbon.
L'avantage de cette technologie réside dans le fait que le plasma agit comme le catalyseur de processus. Leurs travaux les ont menés à conclure que la vapeur d'eau est le meilleur agent d'oxydation pour la gazéification. Selon les développeurs, les apports de puissance pourraient être diminués à 1.5-3 fois si l'oxygène est alimenté avec de la vapeur d'eau sous pression. On suppose que le projet se développe dans cette direction et la technologie est suggérée pour l'utilisation pratique aussi.
L'innovation de la technologie russe et sa particularité principale par rapport à d'autres principes étrangers développés par Westinghouse Plasma Corp., Startech, IET LLC, est l'utilisation de générateurs de plasma de courant alternatif. De tels plasmatrons sont plus facilement connectés aux réseaux de puissance et peuvent assurer une opération continue significativement plus longue en comparaison aux autres systèmes. Ceci diminue fortement les coûts d'exploitation.
D'aprés Filipp Rutberg, les chercheurs travaillent actuellement sur le gazificateur et ses algorithmes mathématiques. De plus, le groupe de recherche étudie l'interface du gazificateur avec des méthodes existantes pour la production liquide de carburant aussi bien que les occasions pour la gazéification d'autres carburants solides contenant des hydrocarbures - la tourbe, la sciure de bois, les ordures ménagères.

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Nanowerk LLC - Honolulu, HI, USA / July 22, 2009

RUSNANOPRIZE 2009 in nanotechnology shared by Russian and American physicists

Первая Международная премия в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2009 присуждена академику Леониду Келдышу (Россия) и профессору Альфреду И Чо (США) за разработку "Полупроводниковые сверхрешетки и технология молекулярно-лучевой эпитаксии".
Международная премия в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE учреждена Государственной корпорацией "Российская корпорация нанотехнологий" (РОСНАНО) в 2009 году. Премия присуждается за научно-технологические разработки, изобретения и их внедрение в массовое производство по одному из четырех направлений - наноэлектроника, наноматериалы, нанобиотехнологии и нанодиагностика.

The board of the international award RUSNANOPRIZE-2009 has decided to award this year's prize to academician Leonid Keldysh (Russia) and professor Alfred Y. Cho (USA) for their research and development of "Semiconductor superlattices and technology of molecular beam epitaxy (MBE)". In addition, the French company RIBER, one of the world leading suppliers of MBE products and services, will also receive a recognition.
Leonid Keldysh, well-known Russian physicist-theoretician who works at the Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences, first published theoretical works in 1962 predicting the perspectives of periodical semiconductor structures for electronics and photonics. His works showed the possibility of nanostructure fabrication technology with atomic precision.
Alfred Y. Cho is the Adjunct Vice President of Semiconductor Research at Alcatel-Lucent's Bell Labs. He is known as the'father of molecular beam epitaxy', a technique he developed at that facility in the late 1960s. Cho holds B.S., M.S. and Ph.D. degrees in electrical engineering from the University of Illinois. He joined Bell Labs in 1968. He is a member of the National Academy of Sciences and the National Academy of Engineering, as well as a Fellow of the American Physical Society, the Institute of Electrical and Electronics Engineers, and the American Academy of Arts and Sciences. Currently, molecular beam epitaxy technology is widely used in manufacturing of super-high speed elements for cell phones and compact disc devices, computers and fiber optical communication lines, radars, satellites, TV, etc.
The prize will be presented at the plenary session of the Second International Nanoforum on October 6-8, 2009 in Moscow. The recipients will share a 3 million rubles award (approx. $93,000).
About the award
The international award RusnanoPrize in the field of Nanotechnology has been established by the Russian State Corporation Rusnano in 2009. The awards are given for scientific and technological achievements, inventions and their development and wide industrial applications in four categories: nanoelectronics, nanomaterials, nanobiotechnology, nanodiagnostics. In 2009 the award is given for the achievements in the area of nanoelectronics. There are two co-chairs of the International Prize Board - Anatoly Chubais, the Rusnano Corp. CEO and Zhores Alferov, Vice-President of Russian Academy of Sciences, Nobel Prize laureate in Physics.

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