Hopla, voici un nouvel article avec quelques chiffres sortis de la science, le 17ᵉ du genre.
Entre 9 000 et 19 000 km
Il s’agit de la longueur cumulée de tous les vaisseaux sanguins de notre corps. Cela représente entre un quart et la moitié de la circonférence de la Terre. De précédentes estimations étaient largement plus généreuses (montant à 100 000 km), mais ces valeurs pas forcément correctes (toutefois ancrées dans la culture populaire désormais) ont fini par être révisées jusqu’aux valeurs que je reprends ici (voir cette vidéo de Kurtzgesagt).
L’on parle ici des vaisseaux sanguins, des plus gros vaisseaux aux plus petits capillaires. Si ce chiffre est impressionnant, cela reste infime devant d’autres valeurs, comme la longueur cumulée de tous nos brins d’ADN. Ici il faut compter 2 mètres d’ADN par cellule environ, ce qui représente 600 aller-retours entre la Terre et le Soleil, soit 179 517 444 840 km, pour tout l’organisme !
Ceci s’explique évidemment parce que nos cellules sont incroyablement nombreuses, mais aussi par la longueur très importante de la molécule d’ADN. Chaque brin d’ADN contient des milliards de bases de nucléotides sous la forme d’une chaîne moléculaire, et dont la séquence très précise nous défini sur le plan individuel. Au sein d’une cellule unique, cette chaîne est totalement recroquevillée sur elle-même.
Au clair de Terre
Ici, ce n’est pas un chiffre, plutôt un fait intéressant.
La Lune est relativement sombre : son albédo est d’environ 0,1, signifiant qu’elle ne réfléchit que 10 % de la lumière qui l’atteint. C’est autant que le flan d’un pneu de voiture, et donc bien loin d’un miroir. Aussi, si on la voit dans le ciel, c’est parce que la lumière du Soleil arrive sur la Lune, est réfléchie, et qu’une partie de cette réflexion atteint la Terre et nos yeux. La forte brillance d’une pleine Lune n’est donc pas la conséquence de son coefficient de réflexion qui est plutôt mauvais, mais de la luminosité du Soleil, très intense.
Maintenant, lors du dernier quartier, quand seulement un petit croisant de la Lune est illuminé, toute la partie non illuminée est essentiellement noire : on ne devrait pas la voir. Pourtant, on en distingue tout de même le contour :
La raison de cela est assez insoupçonnée : c’est la Terre qui éclaire la Lune !
Je ne parle pas de nos lampadaires, évidemment, mais de la lumière solaire qui est réfléchie par la Terre vers la Lune ! La même lumière est ensuite renvoyée à nouveau vers la Terre, et c’est cela que nous voyons.
Ce phénomène est le plus prononcé lors de la nouvelle Lune, quand la Lune est entre nous et le Soleil et qu’elle nous présente sa face non-illuminée. Le Soleil éclaire alors la totalité de la face de la Terre, et la totalité de la Terre éclaire alors la Lune. Si l’on voit la nouvelle Lune, c’est uniquement parce que la Terre lui renvoie sa propre lumière reçue du Soleil.
L’albédo de la Terre est de 0,3 : donc environ 30 % de la lumière sur sa surface est réfléchie. Cela varie localement, les nuages et les glaciers étant plus réfléchissantes que l’océan, mais globalement la Terre est trois fois plus réfléchissante que la Lune.
Le diamètre de la Terre est aussi 4 fois plus grand que celui de la Lune. La Terre vue depuis la Lune est donc 16 fois plus grosse que la Lune vue depuis la Terre, en termes de surface. Dans l’ensemble, donc, la luminosité de la Terre vue depuis la Lune est une quarantaine de fois plus importante que la Lune vue depuis la Terre. Et de toute cette lumière solaire réfléchie par la Terre vers la Lune, une partie suffisante pour être vue à l’œil est réfléchie une seconde fois, de la Lune vers la Terre.
On appelle cela le clair de Terre, ou encore la lueur de de Vinci, ou Da Vinci Glow, du nom de Léonard de Vinci, qui décrivit le phénomène en 1510, bien avant Galilée ou Newton, et sans pouvoir le prouver, par intuition.
Chauffer à 2 000 °C sans fondre
Un autre fait couplé à un chiffre : comment font les turboréacteurs d’avions pour ne pas fondre ?
Dans un moteur d’avion à réaction, les gaz sont comprimés en entrée, puis l’on injecte le carburant, ces derniers brûlent, puis sont éjectés en entraînant une turbine… et cette turbine est reliée mécaniquement au compresseur, formant dans l’ensemble un cycle, dans lequel on reconnaît d’ailleurs les quatre temps habituels : compression, admission, combustion, échappement.
La compression suivie de la combustion produit des températures assez colossales de l’ordre de 2 000 °C.
La plupart des métaux ont leur température de fusion bien en dessous de 2 000 °C. À vrai dire, les matériaux qui sont encore solides à ces températures sont rares, souvent inappropriés sur le plan économique ou mécanique (tungstène…), et dans tous les cas ce n’est pas parce qu’ils restent à l’état solide qu’ils maintiennent leur propriété mécanique.
S’ils arrivent à rester solides, et à maintenir leur solidité à ces températures, c’est essentiellement grâce à un système de refroidissement extrêmement complexe : les pales des turbines par exemple (ou aubes), sont creuses, et de l’air circule à l’intérieur, évacuant la chaleur. Cet air est évacué à la surface des pales et forme alors une couche de protection. On parle de refroidissement par film fluide, un principe déjà utilisé sur les tous premiers moteurs fusées, ceux du V2 par exemple.
De même sur les parties fixes — le stator — notamment dans la chambre de combustion : de l’air frais est injecté au niveau des surfaces, formant à nouveau une fine lame d’air « froide » qui protège le métal des produits de réaction extrêmement chauds.
La chaîne Youtube Véritasium a produit une vidéo assez complète sur la conception de certaines parties du moteur, en expliquant également le problème.
Pour aller plus loin dans le fonctionnement d’un réacteur d’avion, on peut aussi parler du refroidissement régénératif : on fait circuler un liquide près des régions à refroidir, et cette chaleur est ensuite mise à profit. Souvent, ce fluide est le carburant lui-même : en refroidissant le moteur, le carburant se réchauffe, ce qui augmente le rendement énergétique dans la chambre de combustion.
Qui a dit que les avions n’étaient pas incroyablement optimisés, sinon très complexes ?
Évidemment, comme tant de choses, cette complexité n’est pas apparue à la première itération : elle est apparue peu à peu. Les premiers réacteurs étaient beaucoup plus simples. Mais quand ils ont atteint leur limites, on a dû les modifier, ajouter des fonctions et des mécanismes, pour dépasser ces limites (et en atteindre de nouvelles). Peu à peu, à force d’ajouts, on en arrive à des systèmes très complexes.
Liens
- How long is your DNA – ScienceFocus ;
- Groupe turboréacteur (GTR) – Cahiers du BIA ;
- What is the Da Vinci Glow? | Spaceweather.com ;
- Clair de Terre (astronomie) — Wikipedia ;
- Turboréacteur — Wikipédia.
Ah, la science, épisode 16, 15 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.