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Tetr’ISS

Membres de Tetriss

Equipe du projet Tetr’ISS

logo-TetrISS

Le projet

Tetr’ISS tel est le nom de notre projet. Ce sont plus de 240 étudiants des départements Mesures Physiques et Génie Mécanique et Productique de l’IUT Paul Sabatier de Toulouse qui se sont relayés pour mener à bien ce projet lauréat du Concours “Génération ISS” qui a été lancé le 21 Février 2019 par le CNES en présence de Frédéric VIDAL, Ministre de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche ainsi que de Thomas PESQUET, spationaute. Ce projet s’adressait à tous les étudiants du supérieur, l’objectif étant de susciter et renforcer l’intérêt pour le secteur spatial.
Initialement, les quatre expériences lauréates du concours (Le démon de Maxwell, Les figures de Chladni, Cafédomancie et Diffusion de gouttes), regroupées dans une plateforme, devaient embarquer en direction de l’ISS lors de la prochaine mission ALPHA de Thomas Pesquet durant l’année 2021. Cependant, du fait de la crise de la Covid-19 cette mission a été avancée, modifiant le calendrier de Tetr’ISS. Ainsi, l’envoi se fera en deux temps : une des expériences, «Figures de Chladni», partira avec Thomas PESQUET en 2021 comme prévu. Les 3 autres expériences, «Diffusion, Cafédomancie et Démon de Maxwell », devraient partir lors d’une mission ultérieure avec un spationaute européen.
Ces 4 expériences ludiques et visuelles, présentant un intérêt scientifique et éducatif, font appel à des principes fondamentaux de physique et de chimie. Elles seront réalisées par l’un des astronautes présents sur l’ISS, filmées en direct et comparées aux expériences réalisées au sol. Cela permettra d’étudier l’effet de l’apesanteur sur des paramètres physico-chimiques qui, pour certains, du fait de la gravité sur Terre, ne peuvent être atteints que via des modèles théoriques.

Les expériences

Les figures de Chladni

En déposant des particules fines, de sable par exemple, sur une plaque vibrante, on peut voir apparaître des figures que forme le sable en se plaçant selon les nœuds des ondes, là où la plaque ne vibre pas. Cette expérience a été réalisée sur Terre en deux dimensions à de nombreuses reprises. Mais reproduire cette expérience dans l’espace donnerait lieu à un tout autre résultat. Dans Tetr’ISS, des ondes sonores seront envoyées dans une boîte fermée et en se réfléchissant sur l’ensemble des parois, elles formeront un réseau 3D complexe d’ondes stationnaires. N’étant plus soumises à la gravité terrestre, les particules seraient déjà en suspension et en les soumettant à des ultrasons, on devrait alors pouvoir observer des figures en 3D.

TetrISS-Chladni
TetrISS-Chladni 2

Le démon de Maxwell

L’intérêt de cette expérience est la validation d’un principe scientifique : le démon de Maxwell granulaire. En effet, l’expérience du démon de Maxwell montre une contradiction apparente du second principe de la thermodynamique.

Des billes sont équiréparties dans une boîte séparée en deux compartiments avec une petite ouverture sur la paroi qui les relie. Ils seront soumis à une vibration égale des deux côtés ce qui fera entrer en mouvement l’ensemble des billes. Au bout de quelques secondes, un effet contre-intuitif va se produire. En effet, l’égalité du nombre de billes entre les deux blocs va être brisée, les billes vont se rassembler majoritairement du même côté. Nous souhaitons voir si ce phénomène persiste dans l’ISS en micropesanteur.

TetrISS démon de Maxwel

Cafédomancie

Que ce soit avec du café ou du vin, nous avons tous pu constater que lorsqu’une goutte de liquide sèche, elle finit par laisser une tache en forme d’anneau. Un phénomène apparemment aussi anodin a intéressé la communauté scientifique depuis longtemps afin de comprendre les phénomènes mis en jeu. L’organisation de ces dépôts et les formes qu’ils laissent montrent la présence de mécanismes responsables des mouvements au sein de la goutte. Ces mécanismes dépendent des interactions moléculaires qui ont lieu au niveau de la jonction eau-air. L’enjeu de cette expérience est de voir si de tels phénomènes persistent dans l’ISS en micropensanteur.

TetrISS cafedomancie

Diffusion de gouttes

Le principe de l’expérience, que nous proposons, est de générer dans l’ISS, en apesanteur, une goutte de solution aqueuse de taille parfaitement maîtrisée et de suivre l’évolution de sa taille lors de sa dissolution dans un solvant organique. L’intérêt de cette expérience est donc d’étudier la dissolution d’une goutte dans des conditions parfaitement diffusives, c’est-à-dire en sans que la goutte ne tombe sous son propre poids comme sur Terre, et en s’affranchissant des phénomènes de convection.
Les données obtenues en apesanteur seront comparées d’une part aux données expérimentales obtenues sur Terre dans des conditions contrôlées et d’autre part aux modélisations numériques et théoriques disponibles actuellement dans la littérature

TetrISS cafedomancie

La plateforme

L’intégration de ces quatre expériences dans un seul et même ensemble a nécessité une étude approfondie pour aménager l’intérieur de la plateforme et respecter les normes imposées par le CNES et l’ESA. Une automatisation systématique sera mise en place pour chacune des expériences de la plateforme et sera gérée par une interface commune, notamment par une carte Arduino pour limiter le temps de l’astronaute passé sur la plateforme.

Plateforme de Tetr'ISS 1
Plateforme de Tetr'ISS 2
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