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. 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.

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.

Ariane 5

Décollage du lanceur Ariane 5 depuis Kourou le 17 novembre 2016 avec à son bord 4 satellites Galileo (Credit: ESA–Stephane Corvaja, 2016)

Voici une superbe photographie du lanceur européen Ariane V décollant de la base de Kourou en Guyanne le 17 novembre dernier avec à son bord quatre satellites pour le système européen de navigation Galileo. Cette photographie est particulièrement intéressante, et rare, car on distingue une partie de l’intérieur de la tuyère du propulseur cryogénique Vulcain à hydrogène et oxygène liquide. L’image illustre aussi parfaitement, notamment à travers les panaches de gaz chaud expulsés par les deux boosters à poudre, toute la puissance mise en jeu lors du lancement d’une fusée.
Il faut noter que c’est la première fois que le lanceur Ariane 5 avait pour mission l’envoi dans l’espace de satellites de la constellation Galileo. Les 14 précédents satellites ont été déployés avec 7 lanceurs Soyouz. Les 4 satellites ont rejoint leur orbite circulaire à 22922 km au terme d’un vol de seulement 3h35.

De nombreuses images très impressionnantes du 89ème décollage d’Ariane 5, le 75ème d’affilé sans incident, sont disponibles sur le site SpaceFlightNow (merci Julien). Ce cite unique, de grande qualité et parfaitement à jour se focalise principalement sur les lanceurs, les missions et les lancements. Tous les passionnés y trouveront leur compte.

Quand le petit blanc a peur

Malgré ses frasques invraisemblables, sa vulgarité et ses sorties d’un autre siècle, Donald Trump sera le 45ème président des Etats-Unis d’Amérique. Le peuple s’est exprimé.
Personne, ou presque, n’avait imaginé sa victoire. Hier encore, à la radio et dans la presse, Hillary Clinton était donnée largement gagnante. Dur réveil, comme trop souvent ces derniers temps. Hillary ne sera pas la première femme élue à la tête du plus puissant pays de la planète.

La grande majorité des médias et des spécialistes en politique n’ont pas vu venir la victoire de l’excentrique milliardaire américain. Tout comme ils n’ont pas prédit le Brexit, certains de la pertinence de leurs analyses. Il y a bien sûr une forme de déni protecteur à ne pas vouloir croire à l’impossible. Mais il y a aussi une déconnexion avec la réalité du monde. Car l’Amérique ne se résume pas à New York ou à la Californie. De même l’Angleterre ne s’arrête pas à Londres.
Il faut savoir sortir des hautes sphères et écouter les clameurs des campagnes et des petites villes et ne pas se contenter de l’avis des riches et des intellectuels.

Le « petit blanc » a peur de demain, de la mondialisation qui le laisse sur le côté, des élites qui semblent  n’écouter ni ses plaintes ni ses points de vue et qui, pense-t-il, ne le protégeront pas des turbulences qui s’annoncent et des étrangers, coupables désignés, qui lui volent son gagne-pain et génèrent partout de l’insécurité. Et quand le petit blanc déclassé a peur, il choisit les routes sinueuses et incertaines de ceux qui savent répondre à ses craintes avec des mots durs et des solutions simplistes, en lui mentant, mais ça il ne le voit pas, aveuglé par les promesses de lendemains meilleurs.  Quand il a peur, il décide de faire basculer l’Histoire du côté gris.

Je suis inquiet. Le monde va mal. Le populisme gagne du terrain, les peuples se replient sur eux-mêmes et des événement comme le Brexit et l’élection de D. Trump ouvrent la voie au racisme et à la xénophobie – je dirai même légitime - et conduisent à une société plus fragmentée et plus violente.
De l’autre côté des fous proposent le nihilisme et la violence comme solution. Le monde se disloque à une époque charnière où l’union serait pourtant le seul moyen de surmonter les caps difficiles à venir.
Il faut cependant garder espoir, expliquer, éduquer et continuer à proposer d’autres voies sans naturellement oublier d’écouter ce que les petites gens ont à dire.

 

Astronautique : informations et données

Le lecteur intéressé peut trouver de nombreuses informations et données concernant le domaine de l’Astronautique sur la page personnelle de Gunter Krebs :
Gunter’s Space Page.

Le site est sérieux et les informations sont mises à jour régulièrement.
On y trouve en particulier des données intéressantes et utiles sur les technologies spatiales, les lanceurs les satellites et les missions.

Ce site est à ma connaissance l’une des meilleures références pour les CubeSats, des nano-satellites (1 à 10 kg) dont les dimensions sont normalisées. L’unité de base, le U, est un cube d’un décimètre de côté dont le volume est exactement 1 litre. Le format des CubeSats a été défini en 1999 afin de réduire les coûts de lancement des très petits satellites et démocratiser ainsi l’accès à l’espace. Ce format permet par exemple aux universités de placer en orbite leurs propres satellites. De très nombreux lancements de CubeSats ont déjà été réalisés et le nombre de projets est en croissance exponentielle car la miniaturisation de l’électronique a grandement augmenter les capacités des CubeSats qui peuvent désormais mener des missions complexes et à fort potentiel.

Je recommande aussi la lecture de la La page Wikipedia CubeSat qui contient des information sur l’histoire des Cubesats et leur architecture.

Explosion du lanceur Falcon 9 : une piste sérieuse

Le jeudi 1 septembre, une fusée Falcon 9 de SpaceX explosait sur son pas de tir lors d’une phase de test avant lancement. Cet accident a eu un grand retentissement car il a surpris beaucoup de monde et mis en doute le modèle SpaceX et sa capacité à reprendre rapidement les tirs pour satisfaire les commandes. Je n’ai pas commenté l’accident à l’époque. J’ai appris à être prudent ; je sais que dans des moments là il faut prendre du recul et analyser les données disponibles, un travail long et fastidieux mais nécessaire.

Un article, paru hier sans Space News (SpaceX’s Musk says sabotage unlikely cause of Sept. 1 explosion, but still a worry), nous en dit plus sur la cause probable de l’explosion. Après examens des données de télémétrie et des débris retrouvés, les experts s’orientent vers une explosion du réservoir d’hélium du deuxième étage. Notez que dans le cas de Falcon 9 les réservoirs d’hélium liquide sont placés dans le réservoir d’oxygène liquide, une configuration assez singulière.

L’hypothèse d’une rupture du réservoir d’hélium (He) qui sert à pressuriser le réservoir d’oxygène liquide (LOX) est tout à fait plausible. Très vite d’ailleurs les spécialistes de la propulsion chimique liquide des lanceurs se sont orientés vers cette hypothèse. Le réservoir de He est pressurisé à environ 350 bars. Il est souvent en matériaux composite tissés pour résister (COPV – Composite Overwrapped Pressure Vessel). La technologie est très difficile à maitriser et assurer la reproductibilité des propriétés des réservoirs reste difficile.
Si le réservoir se fissure ou explose, l’onde de pression générée peut percer/détruire le réservoir de LOX, de kérosène (ou autre) et surtout vaporiser l’oxygène (où générer de petites gouttelettes) ce qui lui permet de réagir avec le carburant et d’enflammer le mélange. D’après les spécialistes, les données de télémétries sont compatibles avec un phénomène rapide type propagation d’onde et changement de phase du LOX. Reste à savoir pourquoi le réservoir d’hélium a lâché. Sans doute un défaut dans la structure, ce qui ne pardonne pas à une telle pression.

La bonne nouvelle est que malgré tout SpaceX prévoit un nouveau lancement de sa fusée Falcon 9 pour novembre.

Fête de la Science

Pour l’édition 2016 de la Fête de la Science, le campus CNRS d’Orléans a ouvert ses portes aux visiteurs durant le weekend du 15-16 octobre.
La campus a ainsi acceuillit sous un beau soleil plus de 4000 visiteurs, preuve s’il en est que la Science intéresse. Quant à l’ICARE, plus de 1000 personnes se sont rendues dans nos locaux et ont pu voir diverses expériences en combustion, plasma et propulsion et plusieurs salles de manipes.
Tous les membres de mon équipe ont bien sûr participé à cet événement et ont pris plaisir à échanger avec le public, à expliquer nos travaux et le contexte associé, à répondre aux questions et interrogations et à faire partager leur passion et leur vision de la conquête spatiale. Les curieux ont ainsi pu voir le propulseur de Hall P2D2 en tir dans son petit caisson ainsi que le propulseur PPS1350-ML en fonctionnement dans le moyen d’essais PIVOINE-2G.

La Fête de la Science est un événement majeur et très important à mes yeux car il met directement et facilement le public en contact avec les organismes de recherches et les chercheurs.
Communiquer et vulgariser nos savoirs et nos résultats représente pour moi un devoir, d’autant plus qu’une grande partie des études sont conduites avec des fonds publics. Le citoyen a donc un droit d’accès à l’information. Cette démarche d’ouverture est aussi capitale pour la société car elle participe à l’éducation, des petits comme des grands, au sens large et, je l’espère, elle permet de faire naître des vocations.
Car oui, Chercheur est un beau et noble métier.

Mais qui est vraiment Vernon Subutex ?

Voilà l’étrange question qui m’a préoccupé cet été. Et qui trotte toujours dans ma petite tête.
Vernon Subutex est le personnage principal du dernier roman (en 2 tomes) de Virginie Despentes. Je me suis régalé. Une vraie parenthèse, protégé des tumultes du quotidien. J’ai avalé les tomes 1 & 2 en moins de deux semaines. Et depuis, je me questionne…

J’ai lu tous les romans de l’écrivaine, auteure entre autres de Baise-moi, Les jolies choses, Teen spirit et Bye Bye Blondie. Les critiques littéraires sont tous unanimes sur son dernier ouvrage et je les rejoins. C’est le meilleur (ou alors je vieillis et eux aussi). Les histoires de VD décrivent les facettes du monde d’aujourd’hui, avec ses hauts et ses bas, ses héros et ses laissés pour compte. Elles montrent la condition humaine à l’heure d’Internet et de l’argent roi. Vernon Subutex n’y échappe pas mais le roman va plus loin, plus en profondeur dans le décorticage du fonctionnement de nos sociétés modernes et démocratiques. Il s’agit d’une étude sociologique, meilleure que bien des travaux publiés de part la richesse des exemples, des situations et des liens. VD rattrape ici Bourdieu. Mais voilà, alors que l’on apprend bien des choses sur les micro-rouages de la mécanique qui fait et défait les hommes et les tribus modernes, on reste curieusement sans réponses définitives sur le phénomène Vernon. Est-il un bienheureux simplement chanceux, un philosophe incompris, un idiot qui ne le sait pas, un prophète, un dieu indécis, vous ou moi ? Existe-t-il seulement ? N’est-il pas qu’une illusion rassurante dans un monde qui dérive lentement vers sa fin ?

NS candidate et EM s’en va

Nicolas Sarkozy a annoncé à la fin du mois d’août qu’il serait candidat à la primaire du parti Les Républicains. Mais qui en doutait ? Ça se jouera donc entre lui et Alain Juppé. Pourvu que ce dernier l’emporte. Mais rien n’est gagné. NS a de l’influence et beaucoup d’argent. Pourtant personne, sauf quelque adhérents et sympathisants LR et des proches qui jouent leur carrière en pariant sur sa victoire, n’a envie de voir NS reprendre les commandes de notre pays. J’ai lu son livre (que je n’ai pas acheté ; je ne vais tout de même pas l’aider financièrement). Du vide. Il n’y a rien de nouveau, ni sur la politique sociale, ni sur la politique économique. Du « Déjà-vu » comme disent mes collègues américains. Et aucun projet pour la France. Aucune ambition ni vision. Tout se résume à porter la faute sur les autres : les étrangers, les migrants, les fonctionnaires, l’Europe et le gouvernement de FH. On peut donc résoudre le problème et redonner à la France sa crédibilité en créant des frontières, en expulsant et en diminuant le nombre de fonctionnaires. Si seulement c’était si facile. Et pour relancer la machine économique, c’est baisses d’impôts à tout va et subventions. Un cadeau empoisonné pour les générations futures puisque tout cela serait financé par de la dette. Un vrai programme du Front National en somme.
Et puis NS a déjà été au pouvoir. Il a eu cinq ans pour faire ses preuves et on a vu le résultat. Bien sûr ce dernier vous dira que ce n’est pas de sa faute mais celle de la crise financière qui a secoué la planète à la fin des années 2010… Encore une excuse.

 

Quelques jours plus tard, Emmanuel Macron quittait le gouvernement et son poste de ministre de l’économie. Il se lance enfin et devrait prochainement transformer son mouvement En Marche, que j’ai rejoint à sa création, en parti politique, histoire de se donner une assise et de l’envergure pour aborder les primaires de gauche et la campagne présidentielle.
Voilà un homme que j’ai envie de suivre. Ses idées et sa vision de la France sont les miennes. Pas étonnant, EM envisage une politique du centre, sans excès, réaliste, loin des thèses extrémistes, tournée vers les autres, l’Europe et l’avenir. J’attends avec impatience que tout cela prenne forme et que les troupes se mettent en marche.