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Enquête sur les effets des vibrations dans les liquides
La science vole haut à bord de l’International Space Station. L’expérience 'SODI-IVIDIL', de la taille d’une boîte de chaussures, qui se trouve dans le laboratoire européen Columbus a déjà produit pour les chercheurs des milliers d’images fascinantes sur un phénomène de tous les jours : l’influence des vibrations sur le mélange de solutions liquides. Comme le cuisinier et le chimiste le sait par expérience, si vous voulez mélanger différentes liquides, vous devez les secouer. S’il est laissé à lui-même, ce phénomène est un procédé très lent. Ce mélange ‘naturel’, qu’on appelle diffusion, est fondamentalement un mouvement aléatoire de molécules qui migrent d’une zone à une autre. Les chercheurs s’efforcent de comprendre comment des vibrations influencent la diffusion. Pour ce faire, ils observent ce qui se passe dans l’environnement des mélanges qui sont exposés à des vibrations contrôlées en laboratoire ou lors de simulations avec de supercomputers. L’inconvénient, ici sur Terre, est que la gravité est un facteur clef dans le processus de diffusion. Comme les molécules ont chacune leur propre poids, elles se comportent de façon différente dans la pesanteur terrestre. On a affaire, notamment, à une migration des zones de concentration élevée vers celles de faible concentration. Ce qui fait que les effets des vibrations se trouvent masqués.
Faire disparaître la force de poussée due à la gravité permet de comprendre le phénomène de manière plus intéressante et plus aisée. Tout l’art de secouer L’expérience IVIDIL (The Influence of Vibrations on Diffusion in Liquids) permet d’observer dans la station comment des solutions de liquides, sous l’influence de vibrations, peuvent se mélanger grâce à la diffusion et comment elles se dissocient suite à une diffusion provoquée par des différences de température. Cette recherche peut ne pas sembler très passionnante, mais c’est une enquête qui va dans la bonne direction au cœur de la physique de la matière et qui peut faire progresser les procédés chimiques de tous les jours.
Paradoxalement, IVIDIL pourrait aussi servir à percer la microgravité avec ses secrets. A bord des vaisseaux spatiaux, il y a toujours d’inévitables effets de micro-accélération qui agissent sur les expériences. A présent, les chercheurs peuvent se rendre compte de l’influence qu’ont ces ‘effets-g’ sur les mesures.
IVIDIL emploie l’équipement SODI (Selectable Optical Diagnostics Instrument), qui a été élancé vers l’International Space Station (ISS) en août dernier. L’astronaute de l’ESA Frank De Winne et son collègue canadien Robert Thirsk l’ont assemblé, une fois arrivé dans la station. L’expérience IVIDIL est en cours depuis début octobre, en étant télé-contrôlée depuis le Spanish User Support Centre à Madrid.
Chaque jour, lorsque l’expérience a lieu, les équipes de chercheurs, en coordonnant de façon étroite avec le Centre espagnol, reçoivent et analysent déjà les images ainsi que la télémétrie. On est juste au début du dépouillement : des milliers d’images seront analysées avec le retour sur Terre du système où sont mémorisées les données. Cette mémoire va revenir à bord du Space Shuttle Discovery en février pour être remise aux scientifiques. "Son analyse va nous occuper pendant un bout de temps," note Prof. Shevtsova en esquissant un sourire.
L’expérience a reçu le soutien du Direction ESA des Vols spatiaux habités et la collaboration de l’Agence Spatiale Canadienne. Elle met en œuvre l’équipement européen MSG (Microgravity Science Glovebox) dans le laboratoire Columbus.
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