L'Aérogel (TPE)

Résumé du document

TPE (1re S) consacré à l'aérogel, un matériau de demain. Ce TPE regroupe trois matières physique, chimie et mathématiques. Plus histoire de l'emploi de l'aérogel au niveau de la NASA.

Extraits

[...] Ainsi, les espérances des chercheurs sont à la mesure du budget déployé pour ce projet (165,4 millions de dollars, hors prix du lancement). Les scientifiques ont fait le choix de la comète Wild-2 car celle- ci est une comète récente qui a effectué seulement 5 passages au périhélie (au plus près du Soleil) depuis 1974, date à laquelle elle passa très près de Jupiter, son orbite changea et devint intéressante : elle commença à se rapprocher de nous. Etant donné que cette comète vient du fin fond du système solaire, les scientifiques pensent donc y trouver un matériau primitif. [...]

[...] On obtient alors autres triangles fait de nouveaux petits détails. L'éponge de Menger L'éponge de Menger doit son nom à son créateur Karl Menger, et à sa forme de cube percé d'une multitude de pores connectés les uns aux autres. Le but de Menger était de prouver que l'on pouvait obtenir une surface infinie dans un volume fini. Pour construire cette éponge on partage chacune des arêtes en 3 parties égales, chaque face sera formée d'un damier de neuf carrés. [...]

[...] Au final, on aura une dentelle tridimensionnelle qui ne débordera pas du cube d'origine. La courbe de Koch "La courbe de Koch" qui porte également le nom de son créateur, rappelle la structure d'un flocon de neige. Pour tracer cette courbe infinie, il suffit de reproduire un grand nombre de fois le motif de départ, à savoir un triangle équilatéral. Cette courbe devient alors infiniment longue .Ce résultat paradoxal, d'une longueur infinie contenue dans un espace fini, perturba de nombreux mathématiciens. [...]

[...] SOMMAIRE I Qu'est ce que l'aérogel ? (Page 3 à 15) Un premier regard sur l'aérogel (Page 3 à Capacités de l'aérogel (Page 6 à Une structure fractale très avantageuse (Page 8 à 15) II Aérogel, la recette (Page 16 à 19) III Utilisations : l'aérogel à la conquête du monde (Page 19 à 35) A la poursuite des comètes : la mission Stardust (Page 19 à 29) Autres applications dans le domaine spatial (Page 29 à 30) L'aérogel dans les produits quotidiens (Page 30 à 35) + Bibliographie L'aérogel Introduction Connaissez-vous l'aérogel, ce mystérieux matériau resté confiné des décennies dans les laboratoires jusqu'à ce que la NASA s'y intéresse ? [...]

[...] Les fractales et l'aérogel La structure microscopique de l'aérogel est une structure fractale, en effet (comme on le voit sur les photos ci-après), sans indication d'échelles, il est impossible de la déterminer : une partie est bien semblable au tout. On observe une structure fractale entre des échelles de longueur de l'ordre du nm et de plusieurs dizaines de nm. Six photos de la structure microscopique de l'aérogel prises avec quatre échelles différentes. Pourquoi l'aérogel possède-t-il de telles capacités d'isolation ? Cette structure explique la remarquable résistance, isolation sonore et surtout thermique offerte par l'aérogel, qui stoppe presque complètement les trois méthodes de propagation de chaleur (la conduction thermique, la radiation thermique ou la convection). [...]