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La Revue mensuelle n° 75
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Un accélérateur magnétique pour propulser des satellites en orbite
Jean Paul Baquiast 13/10/06

L'US Air Force (Office of Scientific Research) finance actuellement une étude de 2 ans visant à développer un anneau prototype composants d'aimants superconducteurs organisés sur le modèle et à la taille d'un accélérateur de particules.

L'utilisation d'aimants pour accélérer des objets avait déjà été expérimentée, mais en droite ligne, donc sans pouvoir impulser une vitesse suffisante. Dans une configuration circulaire, l'accélération peut croître progressivement, jusqu'à atteindre la vitesse d'éjection. Au point même que certains craignent qu'elle ne puisse causer des dommages aux satellites ainsi accélérés.

L'anneau aurait un diamètre de 2km et serait installé dans un site géographique bien dégagé. Le satellite, convenablement protégé contre la chaleur, serait placé sur un chariot sensible à l'effet magnétique. Lorsque la vitesse d'éjection de 10 km/s serait atteinte, il en serait détaché par des dispositifs pyrotechniques. Il emprunterait alors un tunnel qui le dirigerait sur une rampe inclinée de 30° sur l'horizon d'où il jaillirait à la vitesse de 8 km/s, soit 23 fois la vitesse du son. Une fusée d'appoint permettrait de préciser sa trajectoire.

Le système servirait à lancer de petits satellites d'une dizaine de kgs pouvant faire partie de systèmes d'armes déployés en orbite. Il pourrait aussi envoyer des satellites-ravitailleurs insensibles aux fortes accélérations. Ceux-ci emporteraient des charges plus importantes vers la Station Spatiale ou des capsules en orbite.

De nombreuses difficultés seront encore à résoudre, mais en cas de succès, l'anneau magnétique pourrait procéder de 300 à 3.000 tirs par an. En ce cas, le coût du kg en orbite pourrait tomber à 190 dollars. Il est actuellement cent fois supérieur.

Si le projet se déroule convenablement, un premier anneau pilote de seulement 20 à 50 m. de diamètre pourrait être construit. Mais la question de la protection d'un tel équipement contre des attaques extérieures devra être résolue.

Pour en savoir plus
http://www.newscientistspace.com/article/dn10180
LaunchPoint Technologies http://www.launchpnt.com/


Regard critique sur la théorie des cordes ...et sur la physique
Jean-Paul Baquiast 10/09/06

Trouble with physicsDans un livre récent, le (grand) physicien Lee Smolin, co-fondateur du Perimeter Institute of Theoretical Physics, porte ce que l'on pourrait appeler une estocade presque finale à la Théorie des Cordes (String Theory) jusqu'ici présentée comme l'incontournable dernière mode s'imposant aux physiciens théoriques. Dans ce livre (The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next) il considère qu'il s'agit d'une voie sans issues. Ce n'est même pas pour lui une théorie mais une conjecture. Ses promoteurs n'ont jamais été capable d'apporter la moindre preuve expérimentale à leurs idées bizarres. L'avenir n'est pas plus prometteur pour eux à cet égard. Au contraire, de nombreux phénomènes découverts actuellement, comme l'énergie répulsive dite noire, ne sont pas explicable par la théorie.

Smolin, qui a proposé une alternative dite de la gravitation quantique en lacets encourage ses jeunes collègues à se détacher des effets de mode, concernant ce qui serait "élégant" ou beau en physique, pour s'orienter dans des directions qu'il détaille où des hypothèses pourraient être rapidement soumises à l'expérience.

Nous ferons prochainement une revue plus détaillée de ce livre prometteur.


L'Europe laissera-t-elle la Lune aux Américains?
Jean-Paul Baquiast 07/09/06

La Lune? Quelle priorité? C'est ce que demanderont les gens à courte vue, relayés par les responsables politiques affligés du même mal. Rappelons cependant ce qu'il en est.

Voici plus d’un an, le président G.W.Bush avait donné à la NASA la consigne de préparer le grand retour américain sur la Lune, retour lui-même considéré comme une étape indispensable dans la perspective de vols humains vers Mars. Ce retour, Back to the Moon, est prévu en principe pour 2020, avec l’alunissage de 4 hommes. La NASA est donc en train d’aborder les premières phases du programme, désormais nommé Constellation. Pour cela, elle vient de désigner la société Lockheed Martin pour la conception puis la construction de la capsule qui transportera les astronautes. Le contrat est actuellement limité à 8 milliards de dollars sur treize ans. Mais chacun sait que le montant sera dépassé.

L’objectif du contrat vise à élaborer deux pièces majeures du dispositif destiné à la Lune. La première consiste en un module ou plus exactement un véhicule d'exploration déjà baptisé Orion. Il comportera un cône habitable - la capsule – surmontant un cylindre qui contiendra vivres et matériel. Orion emportera dans un premier temps six astronautes vers la Station Spatiale Internationale, ISS, à partir de 2014. L’ISS, convenablement rajeunie et complétée d’ici là par plusieurs vols de navettes, constituera une des bases arrière de l’expédition. Selon le schéma retenu pour Apollo, Orion restera en orbite autour de la Lune, tandis que les hommes utiliseront un atterrisseur. Puis il ramènera l'équipage sur Terre dans la capsule qui, seule, rentrera dans l'atmosphère.

Le deuxième élément du dispositif consistera en un ensemble de puissants lanceurs, baptisés Ares. Les fusées Ares-1 réutiliseront des dérivés des actuels boosters à poudre de la navette spatiale. Elles mettront Orion en orbite terrestre ou lunaire. Les fusées Ares-V emporteront des charges de 130 tonnes en orbite basse. Ils utiliseront un ensemble de moteurs dont beaucoup d'éléments seront repris de la navette, mais qui comporteront des systèmes en cours de développement. La charge sera constituée par le matériel nécessaire aux différents stades de l’exploration.

Ce programme sera complété par l’envoi, dans des délais plus rapprochés, de différentes sondes et satellites robotisés permettant de préciser les sites d’alunissage et divers autres paramètres. D’autres nations feront de même en ce qui les concerne car la Lune est considérée désormais par beaucoup de puissances spatiales comme un enjeu stratégique.

On peut penser que la Chine, dont les ambitions de débarquement humain sont clairement affichées, observera avec attention la démarche américaine et s’efforcera de suivre ses traces. Elle n’a aujourd’hui ni le vaisseau spatial ni les lanceurs assez puissants pour rivaliser avec les Etats-Unis, mais on peut penser que, sans regarder aux coûts, elle rattrapera son retard dans la décennie. La Russie n’a pas non plus l’intention de rester en dehors de la course.

Seule l’Europe semble se désintéresser de l’objectif d’un débarquement humain sur la Lune – comme si le succès de petites missions comme celle qui vient de se terminer avec Smart-1 suffisait à ses ambitions. Elle n’a d’ailleurs pour le moment aucun des véhicules qui lui seraient nécessaires pour entrer dans la compétition. Or ceux-ci ne s’improvisent pas. Ils demandent plusieurs années de développement. On ne peut pas non plus les trouver sur le marché, en les achetant sur étagère à des concurrents. Ceci veut dire que si l’Europe ne prend pas dans les mois qui viennent la décision de préparer des missions lunaires européennes, nos concitoyens verront tout ces grands programmes se dérouler sans eux. Il leur restera la possibilité d’admirer à la télévision les exploits des autres.

Pour en savoir plus
Programme Orion : http://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/orion/index.html
Programme Ares : http://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/ares/index.html


The Millennium Project of the American Council for the United Nations University
Jean-Paul Baquiast 31/08/06

L'American Council for the United Nations University ACUNU est une ONG américaine qui a pour but de faire le lien entre les citoyens américains et un des principaux centres de recherche des Nations-Unies, l'UNU (United Nations University). Cette dernière a pour objet de rassembler les ressources intellectuelles de toutes les parties du monde afin de traiter des problèmes globaux.

L'ACUNU anime The Millennium Project of the American Council for the United Nations University, un Think Tank rassemblant un grand nombre de chercheurs et prévisionnistes travaillant pour de nombreux organismes publics et privés dans le monde. Pratiquement chaque année depuis 1997, le Millenium Project produit un volumineux rapport intitulé ambitieusement State of the Future qui rassemble des prévisions sur le siècle dans un grand nombre de domaines stratégiques. Des centaines de participants travaillant en réseau collaborent à ce travail.

Il faut évidemment prendre ces prévisions avec prudence. D'abord, elles peuvent se tromper. Mais surtout, on peut craindre qu'elles expriment d'une certaine façon la pensée unique de l'idéologie économique et politique américaine, à laquelle le cadre de référence de l'ONU offre une tribune de diffusion considérable. Le lecteur n'est pas en mesure de toutes façons de discuter les centaines d'assertions et milliers de documents factuaux rassemblés. Nous pensons néanmoins que la lecture d'un tel rapport est indispensable à tous, au moins en se limitant à l'executive summary dont nous présentons ci-dessous les premiers paragraphes:

" The capabilities of civilization to build a better future are rich but terribly inefficient. Improving
efficiency requires seeing the status of the whole and its parts as objectively as possible. For
example, the avian flu could mutate and kill 25 million people, higher oil prices could plunge some
economies into depressions, increasing natural disasters are causing massive human misery, and millions of people are caught in deadly conflicts around the world. Yet it is a fact that the world is becoming more peaceful, prosperous, and healthy.

The first Human Security Report found that the number of armed conflicts declined by more than 40%
since the early 1990s, that genocides and politicides fell 80% between 1988 and 2001, that international crises declined by more than 70% between 1981 and 2001, that the dollar value of major international arms transfers fell by 33% between 1990 and 2003, and that the number of refugees dropped by some 45% between 1992 and 2003. The IMF estimates that the world economy grew 4.8% in 2005, while the population grew 1.15%, increasing annual per capita income by 3.65%.

The UN Millennium Development Goals continue to help focus international cooperation and
increase sensitivity to global long-term perspectives in policymaking. Although criticized by some as too ambitious, these goals are increasingly becoming the benchmarks for global progress and measures for international efficiency. Over half of the world's $62-trillion economy is generated in developing countries. Over a billion people (16% of the world) are connected to the Internet. The digital gap continues to close, helping to democratize the coming knowledge economy with tele-nearly-everything and providing self-organizing mechanisms for emerging collective computer/human intelligence and management systems. A worldwide race to connect everything not yet connected is just beginning, and great wealth will be generated by completing the links among systems by which civilizations function and flourish."

Lire la suite sur http://www.acunu.org/millennium/sof2006-exec-summ.pdf

Pour en savoir plus
United Nations University : http://www.unu.edu/
Millenium project : http://www.acunu.org/millennium/


Une nouvelle science, l’expologie
Jean-Paul Baquiast 31/08/06

Selon Matti Jantunen, professeur de santé environnementale à l’Institut finlandais KTL, l’expologie est la science de l’évaluation des expositions aux agents toxiques ou réputés tels. C’est une science de l’observation qu’il ne faut pas confondre avec la toxicologie.

Faut-il en faire une science rigoureuse ou n’est-elle encore qu’une série de recettes pour la mesure et l’évaluation. Parions que l’expologie sera vite une science, si elle ne l’est pas encore, compte tenu de la multiplication des risques auxquels les individus (humains et aussi animaux) sont confrontés dans l’environnement naturel et urbain. Il s’agit de mesurer l’intensité, la fréquence et la durée du contact d’un individu ou d’une population avec des agents toxiques. Mais il ne faut pas confondre exposition à un produit toxique et risque de celui-ci. Dioxine et monoxyde de carbone sont également dangereux. Par contre le second tue des milliers de personnes dans le monde par intoxication, ce que ne fait pas la première. Pour évaluer un risque, la variabilité de l’exposition compte autant que la toxicité.

Un des objectifs du projet européen REACH (Registration, evaluation and authorization of chemicals) plusieurs fois évoqué dans notre revue, est de jauger cette variabilité en demandant aux industriels des scénarios d’exposition – ce à quoi ils sont réticents, au prétexte du coût. Il s’agit de décrire l’ensemble des conditions selon lesquelles un produit chimique est fabriqué et utilisé durant son cycle de vie, et comment le fabricant ou l’importateur contrôle les expositions de l’homme et de l’environnement à ce produit.

Les buts et moyens de l’expologie ont été discutés lors de la Conférence Internationale d’épidémiologie et d’exposition environnementales qui s’est tenue les 2/6 septembre 2006 à la Cité des sciences et de l’industrie de Paris.

Pour en savoir plus
INERIS http://rsein.ineris.fr/bullinfo/expologie.html
ARET http://www.aret.asso.fr/arbulletinmai00.htm


Fin de mission en vue pour l'orbiteur lunaire européen Smart 1
Jean-Paul Baquiast 24/08/06 - Source NewScientist

 

Images ESA: Smart-1 en orbite lunaire, cratère Jacobi observé par le satellite, zone d'impact prévue

On se souvient qu'en septembre 2003, une Ariane 5 avait lancé de Kourou l'orbiteur lunaire de l'Esa Smart-1. Ce petit satellite pesant 366 kg était doté d'un moteur ionique qui éjectait des ions de xénon [voir notre actualité du 08/10/03]. Ce type de propulsion, une première pour l'Esa, ne permet pas de grandes vitesses initiales mais a l'avantage d'être très économique. Elle est donc recommandée pour les voyages lointains où l'urgence ne s'impose pas. D'abord placé en orbite terrestre, Smart-1 a spiralé autour de la Terre jusqu'à entrer dans la sphère d'attraction de la Lune après 14 mois de voyage. Couvrir la distance réelle de 385.000 km a nécessité un parcours effectif de 100 millions de km, accompli avec seulement 60 litres de carburant.

En orbite lunaire elliptique (de 300 à 3.000 km), le satellite a accumulé les observations intéressantes dont on trouvera la liste sur le site de l'Esa. Il est maintenant en train de tomber de façon contrôlé sur le sol lunaire, en direction d'une région dite Le lac de l'Excellence. Il y produira un petit cratère d'impact qui sera observé avec attention de la Terre. La date prévue est le 3 septembre 2006.

Ce succès est très honorable pour les Européens, dont ce sera le premier débarquement sur notre satellite. Mais on mesure le retard qu'a pris l'Europe au regard des autres puissances spatiales, pour qui la Lune est devenue quasiment une banlieue.

Pour en savoir plus
Voir le site de l'Esa, où plusieurs pages ont été consacrées à Smart-1. Par exemple en date du 17 août http://www.esa.int/esaCP/SEMTU0Z7QQE_index_0.html


Un français parmi les médaillés Fields 2006
Christophe Jacquemin - 22/08/06 -

Wendelin WernerQuatre lauréats(1) se sont vu attribuer la médailles Fields ce 22 août, lors du 25ème congrès de l'Union mathématiques internationale qui s'est tenu à Madrid. Parmi ces lauréats, le français Wendelin Werner, 38 ans, membre de l'institut universitaire de France, professeur à l'université de Paris-Sud et chercheur à l'Ecole normale supérieur, récompensé pour ses travaux dans le domaines des probabilités(2). Cette nouvelle distinction (équivalent du prix Nobel pour les mathématiques, remise tous les quatre ans depuis 1938 à des lauréats de moins de 40 ans) témoigne de la vitalité de notre école de mathématiques : cette neuvième médaille Fields décernée à un Français(3) place notre pays au deuxième rang mondial de la catégorie(4).

(1) Le Russe Grigori Perelman, le Français Wendelin Werner, l’Australien Terence Tao et le Russe Andrei Okounkov.
(2) Si la physique n'est pas sa motivation première, ce mathématicien s'est intéressé aux marches aléatoires tels que la percolation de l'eau dans le café, le mouvement brownien d'un grain de pollen dans un liquide ou encore l'apparition de phénomènes magnétiques dans les matériaux. Ces problèmes posent en effet de beaux problèmes mathématiques», explique Wendelin Werner. Avec Greg Lawler et Oded Schramm, qui travaillent aux Etats-Unis, il a résolu un certain nombre de conjectures concernant la forme de ces chemins tortueux, leurs dimensions fractales ou leurs probabilités d'intersection.
(3) Laurent Schwartz (1940) ; Jean-Pierre Serre (1954) ; René Thom (1958) ; Alexandre Grothendieck (1964) ; Alain Connes (1982) ; Jean-Christophe Yoccoz et Pierre-Louis Lions (1994) ; Laurent Lafforgue (2002) ; Wendelin Werner (2006).
(3) Derrière les USA (13 médaillés), et devant l'URSS-Russie (8 médaillés), puis la Grande-Bretagne (5 médaillés), le Japon (3) ; Belgique (2) ; Afrique du Sud, Allemagne, Australie, Finlande, Italie, Norvège, Nouvelle-Zélande, Suède (1).

Pour en savoir plus :
Site de Wendelin Werner: http://www.math.u-psud.fr/~werner


Conférence européenne sur l'intelligence artificielle
Christophe Jacquemin - 22/08/06 -

Logo conférence ECAILa XVIIe conférence biennale européenne sur l'intelligence artificielle (ECAI) se tiendra du 28 août au 1er septembre à Riva del Garda (Italie). Cette conférence a pour objectif de permettre aux chercheurs de la planète d'identifier les nouvelles tendances et défis d'importance dans tous les domaines de l'IA, ainsi que d'offrir un forum aux utilisateurs potentiels des techniques d'IA innovantes.

Six parties composent le programme de la conférence [http://ecai2006.itc.it/cda/images/ecai2006-programme-web.pdf], dont une consacrée aux applications prestigieuses des systèmes intelligents (PAIS). Des orateurs de renom traiteront de domaines tels que l'IA au service de la gestion de la connaissance, la robotique (notamment les robots sociaux intelligents), l'internet et le raisonnement par défaut.

La conférence accueillera également des démonstrations de plus de 20 prototypes et applications de recherche, ainsi que des ateliers et des cours portant sur la planification, la représentation de la connaissance et le raisonnement pour les équipes d'agents.

Pour en savoir plus :
Site de la conférence : http://ecai2006.itc.it/


L'union fait la force... robotique
Christophe Jacquemin - 18/08/06 - Source NewScientist

C'est bien connu : l'union fait la force. Dans une fourmilière par exemple, si chaque individu peut être qualifié de relativement primaire et dispose seulement d’une parcelle des informations nécessaires pour résoudre un problème donné, la collectivité parvient à s'organiser pour se répartir les tâches et résoudre des problèmes complexes. C'est ce qu'on appelle l'intelligence en essaim, qui retient toute l'attention des roboticiens. La robotique collective constitue en effet une belle alternative à l’uRobert Lundhtilisation systématique d‘un robot unique, ultrasophistiqué, muni de nombreux capteurs et d’algorithmes très complexes de navigation et de prise de décision. Car une collectivité de petits robots simples mais capables de s’organiser présente l’avantage de ne pas souffrir de la défaillance d’un ou plusieurs individus. Ce qui n’est bien évidemment pas le cas lorsqu’un robot porte à lui seul la responsabilité d’une mission. De nombreux travaux ont déjà été menés dans cet esprit, auxquels il faut rajouter aujourd'hui ceux (un peu différents) du suédois Robert Lundh, rapportés par la revue New Scientist.

Ce doctorant au Laboratoire de robotique mobile de l'université d'Örebro a développé un système où une équipe de robots peut se brancher à distance sur les capteurs et ordinateurs de chacun, afin d'exécuter des tâches intelligentes. Ils peuvent par exemple négocier leur manière d'éviter un obstacle en se transmettant par relais différents points de vue.
"Si le comportement coopératif est généralement préprogrammé de façon rigide dans les robots, nous avons voulu ici que ceux-ci planifient vraiment par eux-mêmes, en s'appuyant sur sur leurs possibilités propres et celles des d'autres" explique le jeune chercheur. Le robot décide si un proche voisin peut l'aider dans une tâche spécifique.

© Robert LundhAinsi dans l'une des expériences, deux robots circulaires (45 cm de diamètre et 25 de hauteur), savent négocier leur parcours pour sortir d'une pièce par la porte. Ils ont été ici forcés de coopérer parce que le système de vision de chacun a été limité afin de ne pas voir assez de la porte pour être certain de passer sans se cogner aux bords du mur.
Le premier robot s'est alors judicieusement branché sur la caméra de son associé et s'est ainsi dirigé vers la porte en complétant les informations avec celles délivrées par sa propre caméra. Ayant franchi le seuil de la porte, il est retourné sur ses pas et a "renvoyé l'ascenseur", aidant son collègue à traverser en lui fournissant un champ visuel plus large.
"Notre système permet à des robots d'analyser une tâche, extraire quelles possibilités sont en présence et découvrir comment y accéder" explique Robert Lundh. Si vous n'avez pas les capacités propres à effectuer un travail, vous devez les rechercher en vous aidant des autres."

Une autre expérience a été effectuée sur deux robots portant une petite barre de bois en équilibre sur chacune de leur tête. L'un des robots s'est alors branché sur les informations délivrées par son compère, en l'occurrence sa vitesse et sa direction, pour maintenir la barre en équilibre durant les déplacements.

La puissance du système vient ici de la flexibilité : les robots peuvent adapter leur travail d'équipe en fonction de la tâche à remplir et de la disponibilité des compagnons potentiels. Exactement comme le font les humains lorsqu'ils coopèrent en équipe.

L'objectif du chercheur est maintenant de tester son système et le comportement de ses robots dans une maison "intelligente" truffée de caméras et de repères signalés par radiofréquence.

Pour en savoir plus :
Article du New Scientist :
http://www.newscientisttech.com/article/dn9753?DCMP=NLC-nletter&nsref=dn9753

Laboratoire de robotique mobile du département de technologie de l'université d'Örebro :
http://www.oru.se/templates/oruExtNormal____18674.aspx


Le gouvernement japonais mise sur la robotique intelligente autonome
Christophe Jacquemin - 17/08/06

"Isamu", prototype d'androïde ouvrier , présenté dès 2001 ©  Kawada Industries Il est bien connu que le gouvernement japonais considère la robotique intelligente (dite robotique de seconde génération) comme l'un des coeurs stratégiques de la future croissance économique du pays. A la différence des robots industriels conventionnels qui nécessitent une programmation "figée" de leur tâches avant qu'ils puissent fonctionner, les robots intelligents seront capables d'identifier des bruits et des images via leurs capteurs, d'analyser automatiquement l'information obtenue pour déterminer leurs actions. Les experts japonais s'attendent à ce que le marché des nouveaux robots industriels se monte à quelque 3 trillions de Yens (soit 345 000 milliards d'euros) pour les dix années qui viennent.

Dans ce cadre, et selon les informations rapportées le 17 août par l'agence japonaise Jiji Press, le ministère de l'économie, du commerce et de l'industrie japonais prévoirait une enveloppe de quelque 2,1 milliards de Yens (296,6 milliards d'euros) pour l'année fiscale 2007 (qui débute en avril) avec l'objectif d'accompagner le développement des technologies de base du secteur pour les cinq années à venir.
Le Robot Wakamaru, déjà en vente, dont la tâche est d'accompagner les personnes âgées, ou seules.Pour mener à bien ce projet gouvernemental, le ministère cherchera la participation des universités et des fabricants impliqués dans la recherche en intelligence artificielle et les technologies d'identification des sons et images, avec pour volonté affichée de commercialiser les robots développés d'ici 2015.
Ceci concerne par exemple les robots ménagers qui, équipés du plan d'un bâtiment, pourront choisir les itinéraires les plus appropriés pour atteindre les secteurs à nettoyer, ou encore les robots guide ou d'aide capables de communiquer avec des humains...

NB : Pour bien comprendre les enjeux qui se jouent ici, on pourra relire avec intérêt nos articles "Robots japonais de nouvelle génération - stratégies et opportunité" (05/03/2004) ; Les robots dans le monde en 2003 et 2004 : la domination japonaise" (28/10/04) ; "Osaka bientôt capitale mondiale des robots ?" (28/07/2005) ; "HR-3P, le robot humanoïde qui résiste à la pluie" (07/09/2005)...
On pourra relire aussi l'intervention de Jean-Paul Baquiast comme animateur de la table-ronde "Intelligence" lors du Colloque "Indépendance de l'Europe et souveraineté technologique" ainsi que la mienne, plus axée sur la robotique, toujours à cette même table ronde (29/04/2004), et qui restent d'actualité.


Les circuits électroniques quantiques n'ont pas fini de nous étonner
Christophe Jacquemin - 17/08/06

Dans un article publié dans Science(1), une équipe française ENS/CEA/CNRS vient de montrer que les lois fondamentales de l'électricité ne peuvent plus décrire les propriétés d'un circuit électronique lorsque ses dimensions atteignent l'échelle nanométrique. Ces travaux viennent confirmer des prédictions théoriques énoncées par Markus Büttiker(2) il y a plus de dix ans et jamais encore vérifiées.

Circuit RC quantique (en haut) et son  shéma équivalent (en bas)Si les propriétés du circuit résultant de l'association de deux composants obéissent habituellement aux lois d'additivité (lois dites de Kirchoff), les chercheurs ont montré que ce n'était plus vrai dans le cas d'un circuit quantique consistant en la mise en série d'une résistance quantique R et une capacité quantique. Ceci leur a permis d'ailleurs d'identifier deux propriétés particulièrement intéressantes :
- Tout d'abord, si dans un circuit classique l'impédance(3) de deux composants en série est la somme des impédances de chacun, les chercheurs ont mesuré ici en moyenne sur leur circuit quantique une résistance équivalente deux fois plus petite. Ceci montre qu'un tel circuit fonctionne deux fois plus vite que ce qu'on aurait pu attendre.
- De façon encore plus remarquable, pour un circuit classique R seul, la diminution du diamètre du fil conduit à l'augmentation de sa résistance. Dans le cas de ce circuit quantique, la résistance équivalente reste constante quelle que soit la constriction(4) et est bien plus faible que la nanorésistance mesurée seule.

Vue d'artiste d'un circuit RC quantique  © Bernard Plaçais / CNRS, 2006
Vue d'artiste d'un circuit RC quantique réalisé dans un gaz d'électrons bidimensionnel (en bleu) à l'interface de deux semi-conducteurs (gris clair et gris foncé). Le gaz est connecté d'un côté à une armature métallique (jaune foncé) et couplé capacitivement de l'autre à une grille métallique (jaune clair), réalisant ainsi un condensateur quantique. Une paire de grille (jaune clair), polarisée négativement, permet d'obtenir une constriction dans le gaz d'électrons qui réalise une résistance. © Bernard Plaçais / CNRS, 2006

Cette découverte est fondamentale dans la connaissance des effets de transport de charges électriques dans des nano-objets semi-conducteurs -transistors à nanotubes de carbone par exemple- qui seront à la base de l'électronique de demain et pour lesquels les formules d'association de circuits ne seront plus les mêmes. Elle peut aussi jouer un rôle fondamental dans le domaine de l'électronique moléculaire, permettant de mieux comprendre l'équivalent électronique d'une molécule ou d'un circuit moléculaire via son circuit quantique équivalent.

(1) Science, 28, juilet 2006, vol 313. n° 5786 : "Violation of Kirchhoff's Laws for a Coherent RC Circuit", par J. Gabelli, G. Fève,J.-M. Berroir, B. Plaçais, A. Cavanna, B. Etienne, Y. Jin & D. C. Glattli, pages 499 à 502 (lire l'abstract).
(2) Chercheur au département de physique théorique de l’université de Genève.M. Buttiker.
(3) Effet combiné de la résistance et de la capacité.
(4) Une constriction est l'équivalent d'un fil ultra-mince, obtenue par nanolithographie
.


Lancement réussi de Syracuse 3B
Jean-Paul Baquiast - 11/08/06 - Source ArianeEspace

Le satellite de communications militaires Syracuse 3B a été placé en orbite géostationnaire avec succès le 11 août par une fusée Ariane 5 version lourde depuis le centre spatial de Kourou. La fusée a simultanément mis en orbite le satellite de télécommunications JCSAT-10 pour l'opérateur japonais JSAT Corporation

"Le succès de ce soir est absolument exemplaire car Ariane montre qu'elle est un outil de souveraineté. Syracuse 3B est le troisième satellite militaire que nous lançons en moins d'un an", s'est félicité le directeur général d'Arianespace, Jean-Yves Le Gall. Cette observation de J.Y. Le Gall est une réponse à ceux qui prétendent que l'Europe n'a pas besoin de lanceurs en propre, puisqu'elle peut faire appel aux produits du marché. Le lancement d'un satellite militaire, acte de souveraineté s'il en est, n'aurait pas pu se faire, sauf négociations difficiles, avec un lanceur commercial étranger. Mais nous estimons pour notre part que la souveraineté ne se limite pas au domaine du spatial militaire. Il faudra impérativement à cet égard qu'au delà du lanceur actuel Ariane 5, l'Europe dispose sur les 15 à 20 prochaines années d'une gamme de lanceurs dont elle sera la maîtresse exclusive.

Syracuse 3B a été largué comme prévu 32'50'' après le décollage. Très attendu par les forces armées françaises, ce satellite de communications militaires sécurisées équipé d'un système anti-brouillage va permettre de décupler leurs capacités de transmission. Construit par Alcatel Alenia Space, le 3B est un clone du 3A, lancé en octobre 2005 mais dont les capacités arrivaient déjà à saturation. Leur durée de vie est estimée entre 12 et 15 ans.

Ces deux satellites vont couvrir une zone allant de l'est des Etats-Unis à l'est de la Chine. Ils sont les premiers à être entièrement dédiés à l'armée française. Les systèmes précédents, Syracuse 1 et 2 mis en orbite depuis le milieu des années 1980, étaient partagés avec France Telecom.Sous la maîtrise de la DGA, le programme Syracuse 3 représente un coût total de 2,3 milliards d'euros.

Véritable réseau à haut débit du champ de bataille, ces satellites permettent d'envoyer données, images et d'organiser des visioconférences entre soldats en opération et postes de commandement. C'est la version française, encore il est vrai bien moins riche, du net centric warfare américain. La France va recevoir dès la fin de l'année 600 stations de réception de nouvelle génération, développés par Thales, pouvant être installées sur des navires, des blindés ou transportables à dos d'homme.

Le porte-avions Charles de Gaulle sera équipé de la sienne en 2008. Le lancement d'un troisième satellite pour compléter la constellation est prévu en 2010. Une réflexion a été entamée avec l'Italie pour le développer en commun.

De son côté, par ce tir réussi, Ariane 5 ECA 10 tonnes a confirmé son caractère opérationnel. Il était le sixième effectué par cette configuration. Le vol inaugural, le 11/12/2002, avait été un échec, la fusée ayant dû être détruite en vol en raison d'un problème technique.

SYRACUSE 3B est la 27ème charge utile militaire confiée au lanceur européen. Après les lancements d'HELIOS IIA en décembre 2004, de SYRACUSE 3A en octobre 2005 et de SPAINSAT en mars 2006, Ariane 5 démontre une nouvelle fois sa capacité à assurer un éventail complet de missions, notamment les lancements institutionnels au profit de la Défense européenne.

Pour en savoir plus
http://www.arianespace.com/site/fr/actualite/actualite_sub_index.html


Ballbot, un robot dynamiquement stable pour se faufiler dans tous les recoins
Christophe Jacquemin - 10/08/06 -

Le robot Balbot © D.RRalph HollisRalph Hollis et son équipe de l'institut robotique de l'université Carnegie Mellon (Pittsburgh - USA) ont créé "Ballbot", robot qui assure ses déplacements en se balançant sur une boule en métal(1) située à sa base, plutôt qu'en recourant aux traditionnelles jambes ou roues. L'avantage ici est qu'il peut évoluer dans les espaces les plus restreints tout en conservant dynamiquement sa stabilité, même dans les terrains en pente où il bat à plate couture tout autre robot. Ceci fait de lui un candidat sérieux pour vivre au milieu de l'environnement humain(2). Et c'est ce que veut montrer Ralph Hollis.
Issu de deux années de travaux, Ballbot - qui mesure sensiblement la taille d'un homme (1,50 m pour 43 kg) - pourrait un jour être utilisé comme assistant auprès de personnes handicapées ou âgés, répondant ainsi
à la demande croissante des professionnels de la santé dans des pays où le pourcentage de personnes âgées ne cesse d'augmenter, comme par exemple au Japon et en Corée.
Et si cela n'est pas encore à l'ordre du jour en Europe (comment ? se faire aider chez-soi par des robots ? Quelle horreur...), nous finirons certainement aussi par y venir, sachant qu'il est aussi prévu chez-nous de vivre de plus en plus vieux... A moins que l'obésité galopante qui commence à gagner nos contrées n'aie bientôt raison de nous...

(1) Sphère enduite d'uréthane. Omnidirectionnel, il peut se mouvoir aisément dans n'importe quelle direction sans avoir à tourner. Deux vidéos sont disponibles :
a) http://www.msl.ri.cmu.edu/projects/ballbot/video/ballbot_push.mpg
b) http://www.msl.ri.cmu.edu/projects/ballbot/video/nsh3305short.mpg

(2) Stables, les robots à roues possèdent traditionnellement trois roues ou plus, ceci entraînant une base de dimension respectable, empêchant le robot de se faufiler partout. Les robots à jambes, comme les humanoïdes sont pour leur part très complexes et donc très chers par rapport aux autres solutions. Cela dit, ils peuvent utiliser les même objets que les humains (mais il est aussi prévu de rajouter des bras à Ballbot), voire même monter à une échelle...

Pour en savoir plus
Communiqué de l'université Carnegie Mellon (9 août 2006) : http://www.msl.ri.cmu.edu/projects/ballbot/text/BallbotAugustFinal.pdf
Plus de détails sur Ballbot : http://www.msl.ri.cmu.edu/projects/ballbot/
Page d'accueil de Ralph Hollis : http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/user/rhollis/www/home.html


Rattraper le retard français en matière de puissance de calcul
Christophe Jacquemin - 01/08/06

Le superordinateur Tera 10 du CEABien que la France compte une machine en cinquième position du classement mondial des supercalculateurs [voir encadré ci-dessous et note (1)] le Tera-10 du Commissariat à l'énergie atomique(2) -mais dont les applications sont militaires - , notre pays arrive avant-dernier dans le classement des pays européens industrialisés en matière de puissanceChercheur de calcul installée par habitant (17 teraflops(3) pour la France contre 99 teraflops pour l'Allemagne, par exemple(4)). De ce fait, les chercheurs français doivent le plus souvent se tourner vers des supercalculateurs étrangers pour faire avancer leurs recherches, qu'il s'agisse de climatologie (en faisant souvent appel ici au Earth Simulator japonais(5)), astrophysique, aéronautique, nanosciences, biologie (génomique, protéomique...)...

Pour hisser la France au niveau de ses voisins européens, François Goulard, le ministre délégué à l'enseignement supérieur et à la recherche, a annoncé le 25 juillet lors d'un déplacement au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement de Saint-Aubin (Essonne), la mise en oeuvre d'un plan sur 4 ans visant à faire évoluer les moyens de calcul de la communauté scientifique française. Doté d'une enveloppe de 25 millions d'euros par an, ce plan sera centré sur la création d'une société civile, le "Grand équipement national pour le calcul intensif " (Genci)(6), dédiée à l'achat et à la gestion d'un centre de calcul. Celui-ci sera détenu à 50% par l'Etat français, à 20% par le CEA, à 20% par le Centre national de recherche scientifique (CNRS) et à 10% par les universités.

Son financement se fera au prorata de la part de chaque actionnaire, soit, en plus des 100 millions d'euros déjà prévus, un investissement additionnel de 50 M€ sur 4 ans de la part de l'Etat, le CEA et le CNRS consacrant chacun 5 M€ par an au domaine.

Les besoins prioritaires seront définis par un comité stratégique qui lancera un appel d'offres en vue de la livraison d'une ou plusieurs machines début 2007. A suivre donc...

Les 10 supercalculateurs les plus puissants au monde, classé par ordre
(juin 2006, tiré de http://www.top500.org)

 
Pays et site d'accueil
Nom et caractéristiques du supercalculateur
1
DOE/NNSA/LLNL
USA
BlueGene/L - eServer Blue Gene Solution
IBM
2
IBM Thomas J. Watson Research Center
USA
BGW - eServer Blue Gene Solution
IBM
3
DOE/NNSA/LLNL
USA
ASC Purple - eServer pSeries p5 575 1.9 GHz
IBM
4
NASA/Ames Research Center/NAS
USA
Columbia - SGI Altix 1.5 GHz, Voltaire Infiniband
SGI
5
Commissariat a l'Energie Atomique (CEA)
France
Tera-10 - NovaScale 5160, Itanium2 1.6 GHz, Quadrics
Bull SA
6
Sandia National Laboratories
USA
Thunderbird - PowerEdge 1850, 3.6 GHz, Infiniband
Dell
7
GSIC Center, Tokyo Institute of Technology
Japon
TSUBAME Grid Cluster - Sun Fire X64 Cluster, Opteron 2.4/2.6 GHz, Infiniband
NEC/Sun
8
Forschungszentrum Juelich (FZJ)
Allemagne
JUBL - eServer Blue Gene Solution
IBM
9
Sandia National Laboratories
USA
Red Storm Cray XT3, 2.0 GHz
Cray Inc.
10
The Earth Simulator Center
Japon
Earth-Simulator
NEC

La compétition fait rage : le tableau ci-dessus de juin proposé par le site top500.org est déjà obsolète. Nous sommes déjà rentrés dans l'ère du pétaflop [1015 opérations en virgule flottante par seconde] avec la firme asiatique NEC, qui va bientôt proposer le MDGrape-3, supercalculateur co-réalisé avec Hitachi, Intel et SGI Japon, et basé sur une puce de l'institut japonais Riken. Fruit de quatre ans de travail et prévu pour être utilisé dans l'industrie pharmaceutique, le MDGrape-3 offre une puissance de calcul près de trois fois supérieure à celle Blue Gene d'IBM [ancien tenant du titre]. Cette nouvelle machine japonaise battraitaussi le record de faiblesse du coût du Gigaflop : de l'ordre de 15 dollars, contre 140 avec Blue Gene.
Coût estimé de ce supercalculateur : 9 millions de dollars.

(1) Voir ci dessus classement TOP 10, de juin 2006 http://www.top500.org/lists/2006/06 [Ce tableau est en fait déjà dépassé : Tera 10 arriverait désormais en 6ème position - cf.fin de notre article]. On relira aussi notre actualité "Les 500 ordinateurs les plus puissants du monde" (21/11/05) [liste aujourd'hui dépassée, et dont le nouveau classement sera publié en novembre prochain].
(2) Machine livrée en novembre 2005. Voir communiqué du CEA du 17/01/06 : http://www.cea.fr/Fr/actualites/articles.asp?id=702, ainsi que le dossier de presse : http://www.cea.fr/fr/presse/dossiers/Tera10_janvier2006.pdf
(3) Un teraflop = mille milliards d'opérations par seconde.
(4) 40 teraflops par habitant sont affichés par la Suisse, 42 par l'Espagne. La Grande-Bretagne, qui a une puissance installée de 32 teraflops, va rapidement doubler sa capacité.
(5) Voir notre éditorial "Le simulateur de la Terre" (7 janvier 2003). A signaler qu'avec une puissance de 35,8 teraflops, l'Earth simulator japonais lancé en 2002 a été pendant trois ans le supercalculateur de référence dans le monde. Il arrive aujourd'hui en 10ème position, notamment détrôné par l'américain BlueGene (IBM) du laboratoire Lawrence Livermore du département de l'Énergie américain, et qui affiche pas loin de ... 280 teraflops. Mais le Japon prévoit déjà la mise en service d'ici 2010 d'une machine 75 fois plus puissante que le leader américain, en atteignant les ... 10 petaflops... Les Chinois, pour leur part, travaillent au développement d'un supercalculateur d'un petaflop.
(6) Création décidée le 11 juillet par Dominique de Villepin lors de la tenue sous sa présidence du 5e Comité interministériel pour la société de l'information (Cisi), dont on trouvera le compte rendu sur http://www.premier-ministre.gouv.fr/IMG/pdf/CISI.pdf (voir en particulier le paragraphe 3.3, page 43)

Lecture connexes :
voir nos articles :
- Projet d' Initiative pour des réseaux européens de calcul à haute performance (26/12/2005),
- DEISA, un supercalculateur virtuel pour l'Europe (25/11/04),
- Les superordinateurs et la course au pétaflop (02/03/2004).
voir aussi :
- La politique française dans le domaine du calcul scientifique (rapport d'Emmanuel Sartorius et Michel Héon [remis au ministre François Goulard au mois de mars 2005] ; l'annexe 1 (Prospective) et l'annexe 2 (Prospective sur le calcul intensif : la vision de l’INRIA) ;
- Appels à projet de l'Agence nationale de la recherche "Calcul intensif et simulation" : http://www.agence-nationale-recherche.fr/appel-a-projet/21?lngAAPId=82


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