Jour J

Je suis rentré de Suisse hier. Quelques jours à l’EPF de Lausanne. Je n’avais pas mis le pied sur le campus depuis 7 ans. De nouveaux bâtiments ont surgis mais le campus reste toujours aussi agréable avec une vue sur le lac Léman et les montagnes enneigées. J’ai été impressionné par les expériences et les équipements de la division Plasma. Et cette fois-ci j’ai pu voir le Tokamak TCV et les installations qui le complètent, dont un injecteur de neutres pour le chauffage de la décharge et la génération de courant. Là, je suis dans le train en partance pour l’ESA aux Pays-Bas où je vais séjourner toute la semaine.
Pas vraiment le temps de souffler. Mais j’ai voté. En fin de matinée. Impossible de ne pas participer. C’est mon fils qui a glissé l’enveloppe dans l’urne, fiers de son geste. Aucune surprise à attendre de mon côté. Je soutiens E. Macron et son programme depuis des mois. C’est le seul candidat que je sens capable de bousculer les choses et les codes, de remettre mon pays sur les rails, de dynamiser et revitaliser une Europe mourante.

Au cours des derniers mois j’ai pu discuter des élections présidentielles françaises avec de nombreux collègues étrangers. On est tous plus ou moins d’accord. Non pas sur le meilleur candidat pour le poste, quoique, mais sur le niveau lamentable de la campagne au cours de laquelle de multiples sujets d’importance sont restés non traités à leur juste valeur (recherche, défense, Europe, TI et IA, changements climatiques, diplomatie internationale, écologie…), sur l’absurdité d’avoir onze candidats dans un pays réellement démocratique, sur la possibilité que deux candidats extrémistes accèdent au pouvoir, en concédant néanmoins que l’arrivée du FN serait une catastrophe bien pire.
Une chose m’a frappée durant ces discussions, souvent passionnées. La peur partagée par tous, et une certaine tristesse, pour ne pas dire un certain désespoir, d’être tombé si bas. J’en suis arrivé à la conclusion que beaucoup de gens ne réalisent ni ce qui ce joue aujourd’hui, ni la portée de leur geste. Le sort de la France, bien sûr, mais aussi celui de l’Union Européenne. Et par effet ricochet, probablement celui de la planète et de notre civilisation. Je ne pense pas exagérer. Après le Brexit, le sabotage et le grignotage opérés par la Russie, l’élection de D. Trump, l’arrivée au pouvoir de nationalistes dans plusieurs pays et la globalisation du terrorisme islamiste, c’est à un basculement, que dis-je, à un naufrage qu’il faut peut-être se préparer.

Dans quelques heures, nous serons en partie fixés. Va-t-on éviter le pire des scénarii, à savoir un deuxième tour qui verrait s’affronter F. Fillon et M. Lepen ? Pourquoi le pire me direz-vous ? Parce que tout le monde ne réagira pas comme moi si une telle situation se produisait. J’irais voter, le cœur lourd, mais pour mon pays et mon fils je soutiendrais F. Fillon. Pas d’autre choix possible à mes yeux. Mais que feront les autres, en particulier les sympathisants et électeurs de la gauche et de l’extrême gauche ? Seront-ils courageux ? Je le souhaite mais rien n’est moins sur. Alors « le pire » car ce scénario reste pour moi celui qui pourrait voir l’extrême droite, celle qu’a combattu mon grand-père maternel, celle qui nous conduira à l’obscurantisme, prendre le contrôle du pays des Lumières et des Droits de l’Homme. La chute. Terrible chute.
Alors j’attends.

La méthode scientifique

J’étais l’un des invités hier après-midi de l’émission La Méthode scientifique de France Culture animée par Nicolas Martin. Le sujet du jour : Voyage spatial, vers l’infini et au-delà. Vous pouvez ré-écouter l’émission ici.

Un très bon moment (trop court à mon goût) passé en compagnie de Richard Heidmann, Polytechnicien, ancien ingénieur en propulsion spatiale chez SAFRAN, fondateur et vice-président de l’association Planète Mars. J’espère que les auditeurs auront apprécié et appris.

Signé Space X

La société américaine Space X vient de réussir la mise en orbite géostationnaire du satellite de télécommunication SES-10 de 5,3 tonnes à l’aide d’un lanceur Falcon 9 dont le premier étage avait déjà volé il y an un an. Nous venons d’entrée dans l’ère des lanceurs réutilisables. Une révolution s’annonce car le coût des vols orbitaux pourrait chuter drastiquement.

Certains diront que c’est du « déjà vu ». Mais il n’en est rien. Certes, la navette spatiale était réutilisée (seul le réservoir central n’était pas récupéré), mais à quel prix. Les spécialistes avancent souvent le chiffre de 500 millions de dollars par mission. Car de très nombreux éléments de la navette devaient être remplacés et la remise à niveau et les vérifications étaient longues et occupaient des centaines d’ingénieurs et techniciens. Or pour être rentable et effective, la stratégie de réutilisation doit minimiser la durée de remise en service et limiter le remplacement des composants.
Il y a bien sûr Blue Origin, l’entreprise de Jeff Bezos, connu pour être le fondateur et PDG d’Amazon, qui a déjà ré-utilisé son véhicule à plusieurs reprises, mais il s’agit ici de vols suborbitaux, avec des contraintes bien inférieures à celles que subit Falcon 9.

En seulement 15 ans, Space X aura révolutionné l’astronautique en bousculant les codes établis et surtout en prenant des risques à la fois technologiques et financiers. Mais c’est de cette façon que l’on progresse et que l’on devient un leader qui impose sa vision du domaine et indique la route à suivre. Et ce n’est sans doute pas fini.
On devrait prochainement assister au premier vol du lanceur Falcon Heavy capable de placer 22 tonnes en orbite géostationnaire. Et dans un futur proche, Space X ambitionne d’envoyer des touristes autour de la Lune et de faire atterrir sur la planète Mars une version modifiée de son vaisseau Dragon, le Red Dragon. Et pendant ce temps là, l’Europe, via ASL, prépare Ariane 6. Je vois là le reflet d’une ambition modeste, alors que nous avons la connaissance et les moyens financiers, et surtout, l’interdiction de rêver et de faire rêver. La Vieille Europe disent-ils de l’autre côté de l’Atlantique…

 

Articles sur l’EM-Drive

La publication au mois de décembre dernier dans le Journal of Propulsion and Power d’un article présentant une mesure de la poussée du propulseur EM-Drive par des chercheurs du laboratoire Eagleworks (voir mon billet du 2 janvier) a créée beaucoup de remous et de bruit au sein de la communauté scientifique et a suscité un vif intérêt chez les amateurs et les passionnés de technologies spatiales. Il était donc normal que les journalistes, plus ou moins spécialisés, s’accaparent d’un sujet plutôt brûlant afin de le transmettre aux lecteurs.

Le magazine Science & Vie vient ainsi de publier un article intitulé EmDrive – Le moteur spatial qui rend fou (S&V n°1194, mars 2017, pages 83-87). J’adore le titre qui reflète très bien la situation. Martin Tajmar de l’Université de Dresden en Allemagne et moi-même avons participé à la rédaction de cet article. Nos points de vue sont opposés. Martin, qui travaille sur les concepts avancées en propulsion spatiale, dont la manipulation de la gravité, est enthousiaste. Je suis beaucoup plus réservé. J’insiste sur le fait que l’EM-Drive ne respecte pas la conservation de la quantité de mouvement (sauf si le système est mystérieusement ouvert). J’expose aussi le problème des erreurs de mesures, en particulier la dilatation thermique des éléments du système (j’aurais sans doute du insister aussi sur les perturbations que peuvent engendrer les ondes radio-fréquences et la difficulté d’une mesure à l’échelle du micro-Newton). Néanmoins, je partage un point commun avec Martin : seul un concept révolutionnaire, EM-Drive ou autre, permettrait d’envisager sérieusement des voyages interplanétaires, en dehors de notre système solaire et extra-galactiques. Sans cela nous resterons confinés pour longtemps au voisinage de notre petite planète bleue.

Je conseille aussi la lecture d’un article paru dans le dernier numéro d’Aerospace America de l’American Institute of Aeronautics and Astronautics (je suis membre du comité Propulsion Electrique de l’AIAA). Cet article – dont vous trouverez une version ici – donne une vision claire, synthétique et objective des travaux sur le sujet. Les problèmes à résoudre pour diminuer la barre d’erreur sur la mesure de la poussée (dont celui de la thermique sur lequel j’insiste depuis longtemps) sont parfaitement exposés. Le lecteur intéressé trouvera aussi des informations sur les théories mises en avant pour expliquer une éventuelle poussée produite par l’EM-Drive (nouvelle particule, interactions avec le vide quantique, effet Woodward…).

Si la génération de poussée par l’EM-Drive doit encore être confirmée par d’autres équipes à travers le monde, une chose est certaine : ce concept va continuer à faire couler beaucoup d’encre.

 

IPAIA 2017

Je rentre de Bari où j’étais invité au séminaire Ion Propulsion and Accelerator Industrial
Applications (IPAIA2017). J’ai énormément apprécié ces trois jours passé en petit groupe – nous étions une quarantaine de participants – à échanger sur la physique des accélérateurs d’ions et des technologies associées, dont la propulsion spatiale. Les discussions furent riches et passionnées ; j’ai beaucoup appris, comme toujours lorsque je suis en congrès, colloque ou séminaire. En ce qui me concerne, j’ai mis en avant nos derniers résultats sur l’écrantage magnétique pour les propulseurs de Hall et sur les caractéristiques d’un accélérateur d’ions sans parois.

Plusieurs présentations étaient dédiées au développement de sources d’ions à très faible puissance (< 100 W) pour les nano et les microsatellites. On a ainsi pu suivre des exposés concernant des travaux récents sur des propulseurs de Hall et des propulseurs Helicon miniatures. Je constate des avancées importantes et rapides dans le domaine de la micropropulsion depuis quelques années. Il y a beaucoup d’effervescence, d’enthousiasme et d’énergie dépensée pour faire progresser tous les concepts (Mini Hall, micro RIT, Helicon, propulseur ECR, PPT, VAT, FEEP…) afin de les porter à un haut niveau de maturité, voire de les qualifier pour le vol.

Et puis ce séminaire fut l’occasion de retrouver des amis et des collègues et de profiter de l’Italie du sud, de son climat, de ses habitants, de ses produits. Je profite de ce billet pour remercier une fois de plus mon ami Francesco pour l’organisation parfaite de ces trois jours et pour cette virée nocturne dans la petite ville d’Alberobello avec un dîner qui restera gravé dans ma mémoire.

 

You’re fired!

Littéralement « vous êtes viré ! ». Cette courte phrase est devenue célèbre depuis l’arrivée de Donald Trump dans l’arène politique américaine et son élection comme 45ème président. Il avait en effet l’habitude de prononcer ces quelques mots dans l’émission L’apprenti diffusée sur la chaine NBC.

You’re fired! Voilà ce que j’ai envie de dire à un ex premier ministre, vainqueur en novembre dernier de la primaire de la droite, et candidat du parti Les Républicains à l’élection présidentielle française. Monsieur Fillon, ça suffit. Il faut savoir se retirer. Vous n’avez peut-être rien fait d’illégal, encore que la question reste en suspens, d’où l’enquête en cours, mais votre enrichissement sur le dos du contribuable est scandaleux et votre attitude immorale et indigne d’un chef d’état. Bon nombre de français sont profondément choqués et révoltés. Je les rejoins. Comment pourrait-il en être autrement ? Vous, le soi-disant candidat au parcours irréprochable, dont le programme se résume à un choc violent avec cinq années de sacrifices au bout desquelles nos citoyens les plus vulnérables sortiront plus pauvres et plus affaiblis que jamais. Et puis quelle image désastreuse vous donnez des dirigeants. Il n’est pas étonnant qu’avec des hommes politiques tels que vous, le peuple perde confiance et se retourne vers les extrêmes. Votre entêtement, et globalement le comportement du parti qui vous couvre, ouvre un boulevard à Mme Lepen et ses ferventes ouailles.

Malgré tout vous restez en tentant, bien maladroitement, de vous justifier. Comment comprendre cette attitude contraire à la raison ? Il y a bien sûr une part d’arrogance et du mépris. Mais cela n’explique pas tout. Alain Juppé, candidat malheureux de la primaire, a affirmé à plusieurs reprises qu’il ne serait pas un plan B. Comme je le comprend. Débrouillez-vous. Nicolas Sarkozy est englué dans les affaires et les scandales politico-financier. De plus, sa troisième place à la primaire a montré que l’électorat de droite ne le suivrait pas. Quant aux autres, ils ne sont pas assez solides ou mal préparés. Car les révélations sur F. Fillon ont pris toute la classe politique de court.
Voilà donc pourquoi F. Fillon est maintenu, même si désormais ses chances de l’emporter sont faibles. Il n’y a pas de plan de rechange à droite. Les cadres et les militants du parti n’ont pas vraiment le choix car aucune alternative n’est crédible et susceptible de les conduire à la victoire.
L’élection devient ainsi encore plus imprévisible. Un basculement vers l’extrême droite, qui serait une tragédie pour la France, pays des droits de l’homme, mais aussi un désastre économique et financier qui nous ferait sombrer en quelques mois, est de plus en plus probable. Il faut donc se lancer dans la bataille pour barrer la route à ceux dont l’ambition est de mettre la France à feu et à sang et pour redonner à mon pays ses lettres de noblesse.

Pirates

Ça n’arrive pas qu’aux autres. Mon blog a été piraté lundi dernier. Certains d’entre vous s’en sont aperçu car j’ai reçu plusieurs messages d’alerte.
Les hackeurs ont détourné l’adresse aleph-zero.fr vers un site de soutien à la cause Palestinienne. Mais peu importe à quoi se retrouve liée votre adresse au final, même s’il y a pire que la défense des palestiniens. L’impression est étrange, nouvelle aussi. On se sent totalement dépossédé, vidé. On craint aussi que les hackeurs n’aient supprimé tout le contenu de la base. Plus de 600 articles dans mon cas ; une petite partie de mon histoire ; un morceau de vie au XXIème siècle.
Une étrange expérience que je ne souhaite à aucune personne ayant un blog ou un site Internet.
Heureusement, tout est rentré dans l’ordre et aucun article n’a été perdu. Un très grand merci à mon ami Joël qui n’a pas compté ses heures et qui m’a sauvé une fois de plus. J’ai profité de cette remise à plat pour changer le style d’Aleph-Zéro, que j’ai choisi plus sobre. La sécurité du système a aussi été renforcée, espérant ainsi éviter un autre piratage.

EM-Drive

Ces dernières semaines j’ai été contacté à de nombreuses reprises par des journalistes (Huffington Post, Science&Vie, Science&Avenir…) au sujet de l’EM-Drive.

L’EM-Drive est un concept de propulseur pour véhicules spatiaux imaginé par l’ingénieur britannique Roger Shawyer en 2001. Il s’agit d’un système qui, contrairement aux propulseurs chimiques, ioniques, nucléaires et photoniques, générerait une poussée sans éjecter (ou absorber) de matière, donc sans consommer de carburant. On imagine très bien les immenses perspectives qu’ouvriraient un tel propulseur dans le domaine spatial, en particulier pour les voyages interplanétaires. Dans l’EM-Drive, la force serait produite à partir d’une onde à haute fréquence emprisonnée dans une cavité résonante non-symétrique (de forme conique). J’invite le lecteur qui souhaite en savoir d’avantage à lire la page Wikipédia consacrée à ce système propulsif : RF resonant cavity thruster.

Depuis 2001, l’EM-Drive a été l’objet de nombreuses publications sur des sites internet plus ou moins sérieux ainsi que dans des revues de vulgarisation scientifique. Plusieurs travaux lui ont été consacrés un peu partout sur la planète et cette invention a été présentée à des congrès pseudo-scientifiques, et, plus récemment, à des congrès scientifiques. Par exemple mon collègue M. Tajmar de l’Université de Dresden en Allemagne a donné une conférence au congrès Joint Propulsion Conference en juillet 2015 à Orlando sur des mesures de poussée réalisées avec un modèle d’EM-Drive. La conférence, à laquelle j’ai assisté, concluait par une absence de force de poussée. Le lecteur intéressé peut trouver l’ensemble des informations dans l’article AIAA correspondant : Martin Tajmar and G. Fiedler, Direct Thrust Measurements of an EMDrive and Evaluation of Possible Side-Effects, 51st Joint Propulsion Conference, Orlando, FL, AIAA paper 2015-4083.

Mais un pas a été franchi en décembre dernier avec la publication d’un article dans le Journal of Propulsion and Power, journal de référence dans le domaine de la propulsion spatiale, dans lequel mon équipe a déjà publié à plusieurs reprises : Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum, par H. White, P. March, J. Lawrence, J. Vera, A. Sylvester, D. Brady, et P. Bailey. Les chercheurs de la division Eagleworks de la Nasa, basée au Centre spatial Johnson à Houston au Texas, expliquent avoir mesuré une poussée générée par leur EM-Drive de l’ordre de 1,2 mN/kW. Cette poussée est très faible, bien inférieure à certains chiffres publiés au cours des années passées mais aussi bien inférieure à ce que délivre aujourd’hui un propulseur de Hall (50 mN/kW). Mais cette publication a généré une onde de choc sur Internet, les réseaux sociaux et dans la presse.

J’ai lu avec attention l’article de l’équipe américaine.
D’après moi, les rapporteurs n’auraient pas dû accepter cet article car plusieurs points expérimentaux restent obscurs. Je suis persuadé, comme de très nombreux collègues et experts du domaine, que nous avons à faire à des artéfacts de mesures. Il faut garder en tête que la faible amplitude de la force à déterminer revient à mesurer une variation de distance de quelques nanomètres dans un environnement complexe, chaud et avec un système massif. Ce qui ressemble à un signal de poussée provient très probablement d’effets thermiques anisotropes (dilatation des matériaux) ou de perturbations électromagnétiques dues à l’onde RF. J’encourage d’ailleurs les chercheurs d’Eagleworks, ou d’autres laboratoires, à réaliser des expériences avec une cavité symétrique qui ne doit pas produire de poussée.

En fait, depuis les premiers échos sur l’EM-Drive, je suis convaincu que le concept ne conduira nulle part. Je n’y crois tout simplement pas. La raison est très simple : ce concept de propulseur viole la loi de conservation de la quantité de mouvement. Et par là, il contredit le théorème de Noether qui relie symétrie et lois de conservation et qui est l’un des piliers de la Physique(1). Autrement dit, si le principe de l’EM-Drive était vrai, aucune quantité ne se conserverait et toutes les lois connues de la Physique seraient fausses.

L’EM-Drive n’est rien d’autre que de la pseudoscience (voir à ce sujet l’excellent papier de L. Tramiel dans le volume 39 du Skeptical Inquirer) et cette invention est à ranger au panthéon des idées folles de la science avec la fusion froide, la mémoire de l’eau, les rayons N, les machines à mouvement perpétuel et bien d’autres encore.

Des équipes de recherche sérieuses, mais aussi des savants fous amateurs, vont certainement continuer à travailler sur l’EM-Drive(2). J’ai peu de doute sur ce point là. Ce sujet devrait donc faire encore couler beaucoup d’encre et suciter d’intenses discusions sur les forums dans les mois et années à venir. J’ai même peur que la boucle ne se referme jamais. Car même si il est un jour prochain démontré que cette invention n’est qu’une supercherie de plus et qu’aucune force propulsive n’est produite, certains s’acharneront et crieront au complot.

1 La quantité de mouvement est conservée si le système physique considéré est fermé, c’est à dire qu’il n’intéragit pas (aucun échange de matière et d’énergie) avec l’environnement ou un autre système. Certains partisans de l’EM-Drive explique alors que leur machine ne serait pas un système fermé car elle intéragirait avec le vide quantique. C’est une stratégie classique pour les pseudosciences : lorsque l’idée contredit les théories scientifiques établies, ses partisans invoquent la mécanique quantique ou d’hypothètiques particules.

2 Voilà ce que je suggère à ceux et celles qui souhaitent travailler sur le concept de l’EM-Drive et vérifier si oui ou non une force propulsive est générée : 1) Tester une cavité symétrique qui ne doit produire aucune force, 2) Chauffer la cavité sans injecter de puissance RF et observer le signal, 3) Faire des expériences à forte puissance (1-5 kW) où le niveau de poussée devrait atteindre (d’après l’article paru dans JPP) quelques mN et être ainsi plus facilement mesurable.

Un grand bol d’air

Menhir de la lande de Ceinturat dans les Monts de Blond en Limousin

Randonnée de 8 heures hier du côté de Montrol-Sénart dans les monts de Blond avec mon fidèle chien Elvis.
J’ai parcouru 33 km à travers forêts sans feuilles et champs en herbe avec une température de 2°C en moyenne mais un temps sec.
J’en ai profité pour revoir le Menhir de la lande de Ceinturat, le plus grand menhir du département haut de 5,10 m, et la pierre à sacrifices creusée par le temps et l’érosion.

Que ça fait du bien de prendre l’air, de marcher sur ses terres et de se vider la tête après une année chargée, parfois compliquée mais riche en événements.

L’Astronomie – Magazine de la SAF

J’ai participé au mois de novembre à l’écriture d’un article sur la propulsion électrique pour les véhicules spatiaux pour la revue L’Astronomie. Il s’agit d’un magazine mensuel d’astronomie (fondé en 1882 par Camille Flammarion) et édité par la Société astronomique de France.
L’article, rédigé par J.P. Martin, est paru dans le n°99 vol. 130 dans la rubrique Spatial. Une version au format pdf est téléchargeable ici. L’article est une bonne introduction à la PE ; il décrit les principes et avantages, l’utilisation et les missions ainsi que les défis à relever. Il intéressera les lecteurs non-spécialistes du domaine, curieux et voulant en savoir d’avantage sur cette technologie en plein essor. L’article parle aussi brièvement de notre exposition au Palais de la Découverte.

Une petite correction est cependant nécessaire.
Ce n’est pas la quantité de carburant qui limite la durée de vie d’un propulseur (Je n’ai pas dit cela ! Une mauvaise interprétation comme cela peut arriver) mais bien les interactions entre les ions du plasma et les éléments du système (grilles, parois, cathode… selon la technologie). La quantité de carburant embarqué peut limiter la durée de la mission si cette durée est inférieure à la durée du vie du moteur. C’est en général le cas pour les missions interplanétaires.