ET SI LE GRAPHENE REVOLUTIONNAIT L'ELECTRONIQUE ?
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La perspective de développer de nouveaux produits avec du graphène augmente chaque année. La diversité des applications du graphène démontre tout le potentiel de ce matériau et permet d’envisager de nouveaux horizons dans des domaines tels que :
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semi-conducteurs utilisés dans les dispositifs spintroniques;
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systèmes de communication optoélectroniques;
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Systèmes de recharge de batteries sans contact;
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sources lumineuses écoénergétiques;
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circuits électroniques modernes;
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L'utilisation du graphène vise des applications dans lesquelles des propriétés mécaniques (flexibilité) seront également recherchées comme pour les capteurs, les électrodes et certains transistors réservés à l’électronique analogique, comme les transistors de graphène à effet de champ. Les géants de la téléphonie travaillent également sur l’élaboration d’écrans de téléphone portable flexibles pour une meilleure ergonomie.
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La fabrication des prochains ordinateurs quantiques pourrait bien faire appel aux matériaux appelés « isolants topologiques ». Ce sont des matériaux conducteurs électriques en surface, mais isolants au cœur. Les recherches s’accentuent actuellement sur la phase topologique du graphène avec une conduction électrique uniquement sur les bords.
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Ce matériau est un cristal issu du graphite qui peut être produit par extraction mécanique ou par chauffage. Il possède des propriétés chimiques et physiques uniques. Il est cent fois plus résistant que l’acier tout en étant flexible. Ce matériau est souple. Il peut se déformer et reprendre sa forme originale, comme un élastique. C’est un conducteur d’électricité particulièrement efficace.
Le graphène s'obtient à partir du graphite. Il s’agit d'un simple feuillet en deux dimensions, composé d'atomes de carbone arrangés selon un motif hexagonal. Le graphite est présent au bout des crayons à papier. Il permet d’obtenir un tracé fin et sa couleur varie du gris au noir.
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Le graphène est aussi utilisé de multiples manières pour la construction mécanique (pièces de frottement, joints d’étanchéité) et électrique (balais de moteurs). Mais aussi comme réducteur, en sidérurgie, en modérateur dans les réacteurs nucléaires ou comme conducteur électrique.
Le graphène est aujourd’hui utilisé dans le domaine aéronautique. Grâce à ses propriétés de conducteur électrique, il permet de dissiper le courant de haute énergie présent dans les éclairs à haute altitude. L’impact de la foudre sur une surface non conductrice peut causer de graves dommages pouvant aller jusqu’à l’inflammation de l’appareil et même son explosion. Les revêtements composés d’une résine renforcée par du graphène (on parle alors de « nanocomposite ») remplacent les revêtements métalliques. Grâce à leur faible densité, ils permettent de réduire la masse de l’appareil et la consommation de carburant diminue.
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Le graphène est aussi utilisé dans les batteries pour stocker de l’énergie. Sa grande résistance mécanique et chimique, ainsi que la finesse des feuilles et sa bonne conductivité, en font un atout de poids.
Les recherches qui suscitent beaucoup d'espoir ont un problème : les gens veulent en voir les effets très rapidement. Cependant, tout développement technologique requiert de nombreuses années.
QUELLE IMPORTANCE A LE CONTROLE-COMMANDE DE LA TURBINE DANS LA PRODUCTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE ?
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Une turbine est un dispositif rotatif permettant de transformer l'énergie interne d'un fluide, liquide ou gazeux, en un mouvement au moyen d'aubes disposées sur un arbre « turbo dans l'Automobile» tournant à grande vitesse, entrainant un alternateur ou un réacteur à propulsion.
Les turbines sont utilisées dans des domaines tels que ; l’Aéronautique, le Naval, l’Eolien, le Spatial, le Nucléaire, la production hydroélectrique, etc.
Le contrôle de la turbine dépend de l’énergie injectée et s’étend de la source d’énergie aux auxiliaires à savoir: le compresseur, la chambre de combustion, les chambres d’admission, les échappements, le moteur de démarrage et l’alternateur.
Il existe plusieurs types de turbines en fonction du secteur d’activité avec des rendements pouvant aller de 15 à 95% voir plus en fonction du type de fluide ou combustible. C’est ainsi qu’il est possible de distinguer les turboréacteurs, les turbines à gaz, les turbines à vapeur, les turbines hydroélectriques
L’étude, la conception, la programmation des automates « calculateurs » et des IHM « interfaces homme-machine permettant aux utilisateurs de communiquer avec les machines » sont indispensables pour le bon fonctionnement de la production de l’énergie électrique: « Efficacité ,Sécurité, Responsabilité ».
De nouvelles technologies permettent de produire de l’énergie décarbonnée et propre : c’est le cas par exemple des SMR « Small Modulars Réactors» et des énergies renouvelables.
En fonction du type de moteur ou d’alternateur, le contrôle commande peut se faire soit par l’intermédiaire d’un hacheur, d'un redresseur et d'un onduleur, le tout contrôlable par des automates programmables « calculateurs ».