Les activités de recherche UNIVERS, menées dans les domaines conjoints de la géologie et de l’astronomie, ont pour point commun l’eau, élément qui conditionne la vie et façonne les paysages, ici comme ailleurs.

Organisés autour du programme de recherche sur le traitement bioinspiré de l’eau qui a lieu tout au long de l’année sur le Centre de Séjours Scientifiques Europe de l’ONG Objectif Sciences International, des stages de vacances hors du commun permettent chacun d’aborder l’un des concepts décrits ci-dessous.

Les solutions de traitement de l’eau ne sont pas aussi efficaces que ce qui serait souhaitable. Le traitement des eaux usées pratiqué actuellement ne permet pas encore de rejeter une eau totalement propre dans notre environnement. De plus, les installations classiques ne sont pas rentables. Cependant, cela tend à changer avec l’arrivée des traitements naturels tels que les lits filtrants plantés, qui, bien maîtrisé et piloté quotidiennement, rejettent une eau pure, chargée uniquement des bactéries qui ont digérés la pollution. Mais ceux-ci restent trop lents si l’on doit répondre à l’urgence humanitaire ou économique.

Par ailleurs, les océans représentent un énorme potentiel pour l’eau de consommation, à condition que nous arrivions à la dessaler pour un coût raisonnable, voire même quasiment nul. Quant aux réserves souterraines proches de la mer, elles sont infiltrées par l’eau salée du fait de leur surexploitation, et deviennent saumâtre. De même, on observe une salinisation des réserves d’eau au cœur des déserts en raison de la trop forte évaporation ou de techniques d’irrigation inadaptées. A cela se rajoute un obstacle de taille : tous les systèmes de dessalement actuellement en cours d’utilisation polluent et sont soit trop chers, soit trop complexes, soit donnent une eau tellement déminéralisée qu’elle est impropre à la consommation (une eau « potable » ou « buvable » n’était pas pour autant une eau « bonne » pour la santé, et « bonne » en goût).

Consciente des enjeux d’un véritable traitement des eaux usées et du dessalement de l’eau de mer, l’association Objectif Sciences International a lancé le Programme de Recherche UNIVERS afin de mener des études originales sur le traitement de l’eau par vortex.
Le vortex permettrait trois types de traitements de l’eau qu’il convient de vérifier lors des recherches menées au Centre de Séjours Scientifiques Europe :

1^er palier

 1^er palier : Floculation de la matière en suspension au cœur du vortex du fait de la concentration activée par le mouvement du tourbillon

Cette matière une fois centrée au cœur du vortex peut être extraite facilement. Ce palier floculant a été vérifié, mais il reste à mettre un point les formes de tuyauterie qui permettent d’entretenir un tel mouvement sur une plus grande distance, et surtout sur un faible volume global des machineries, afin d’augmenter le résultat obtenu en un seul passage. Une telle machinerie, réduite au maximum, sur remorque, permettrait, par exemple, aux organisations humanitaires de rendre propre très rapidement (passage complet en dix minutes) une eau polluée par un glissement de terrain ou par le passage massif de populations en déplacement et enrayer ainsi toute contamination avant même qu’elle ne puisse avoir lieu. Cette partie du programme relève des domaines suivants :

• Mécanique
• Géométrie fractale
• Hydrodynamique

2^e palier

 2^e palier : Refroidissement de l’eau par sa mise sous pression.

Contrairement aux gaz qui s’échauffent lorsqu’ils sont mis sous pression, une organisation optimale de l’eau via un tourbillon peut concentrer l’eau sur elle-même. Non pas « non compressible » mais peu compressible, l’eau mise sous pression, mais surtout organisée, imbriquée, prend légèrement moins de place et est ainsi amenée à sa température de stabilité, où elle prend le moins de volume, qui est de 4,13°C. Au dessous ou au dessus de cette température clé, l’eau reprend du volume, jusqu’à atteindre celui qu’elle connaît lorsqu’elle est à l’état de glace, en dessous de 0°C, ou jusqu’à s’évaporer au dessus de 100°C au niveau de la mer et dans les CNTP [1]. Mise sous pression, et réimbriquée, l’eau a moins de place et est obligée de s’organiser. Un mouvement optimal permet de l’y amener sans la forcer. Les molécules s’entremêlent et se déplacent moins, jusqu’à prendre le minimum de place possible, lorsque l’eau est à 4,13°C. Cette deuxième étape dite du « vortex réfrigérant » reste entièrement à vérifier sur les machines, bien qu’elle soit déjà validée sur le plan conceptuel, puisque l’eau, une fois réorganisée à son optimum, se trouve en fait dans un 4^e état, appelé « cluster » par le milieu académique de la recherche. Cela reste à vérifier sur le plan des machineries, car il se peut tout à fait par exemple que le mouvement imprimé à l’eau crée des frottements qui l’empêchent de baisser en température. Toutefois, les pronostics vont dans le sens d’une fluidité du vortex telle que ces frottements seraient négligeables, pour un scénario, et en plusieurs couches, pour un autre scénario, le centre du mouvement étant, lui, réfrigéré jusqu’à 4,13°C, tandis que sa périphérie serait réfrigéré mais de manière moins importante. Cette partie du programme de recherche dépend des résultats de la première étape car elle nécessitera l’utilisation d’un cycle de tuyauterie optimale qui entretienne le tourbillon. Elle relève des domaines suivants :

• Hydrodynamique
• Thermodynamique
• Physique moléculaire

Nota Bene : A propos du mouvement tourbillonnaire et de l’effet Coriolis, il faut être attentif ici à un élément conceptuel qui a ses effets. Dans le cadre d’une activité de vulgarisation scientifique classique (animation en école, musée, livres...) le médiateur scientifique a souvent tendance à expliquer avec verve que si les tourbillons tournent dans un sens dans l’hémisphère nord et dans le sens inverse dans l’hémisphère sud, cette influence est tellement faible par rapport à l’influence des frottements du matériaux dans lequel le vortex se trouve (émail de la baignoire par exemple) que dans les deux hémisphères les « vortex de la baignoire » démarrent et tournent dans les deux sens, selon le hasard des obstacles microscopies rencontrés par l’eau. Cela est vrai, mais la déduction que l’on voudrait en tirer ne l’est pas ; On ne peut pas dire que le sens du vortex n’a pas d’importance, et ceci bien au contraire. Car cette volonté de désacralisation est louable, mais elle est rapide. D’une part elle est rapide, en soi, car un enfant saura repéré qu’un vortex démarré dans le mauvais sens, au fond de sa baignoire, présentera une forte instabilité de son mouvement au moment de son apogée, tandis qu’un vortex démarré dans le bon sens présentera, lui, un mouvement beaucoup plus stable, et donc, une vidange plus rapide de la baignoire. D’autre part elle est rapide car nous faisons ici des recherches sur un état extrêmement optimisé de la matière. Or Or Métal précieux. Dans le cadre du séjour Le TrésOR des MINES nous chercherons de l’or dans le Val d’Anniviers, à la batée. on a pu voir dans un autre domaine de Recherche où l’ONG est également présent, celui des Télescopes à Miroir Liquide, que si le le liquide réfléchissant est mis en rotation dans le sens contraire de celui de l’hémisphère où se trouve le télescope alors l’effet Coriolis provoque l’apparition de ridelles en surface du miroir liquide, ridelles qui brouillent alors complètement l’observation des astres observés.
Tandis que lancé dans le bon sens, un miroir liquide présente une qualité optique des plus intéressantes.
En conclusion, nous réaffirmerons donc ici l’importance absolue, pour obtenir des résultats en Recherche sur le vortex, de le lancer dans sens naturel que l’effet Coriolis lui indique selon l’hémisphère où se trouve l’expérimentation.

3^e palier

 3^e palier : le « vortex dessalant ».

Il s’agirait d’une étape supplémentaire (et non pas ultime) de l’effet de vortex sur la matière. Après avoir floculé la matière en son cœur, puis réfrigéré l’eau, nous pensons que le vortex pourrait, à condition qu’il soit correctement entretenu, condenser la matière au point d’en faire sortir les éléments en solutions, tels que Na+ et Cl- (le sel). Tout cela reste à vérifier bien sûr, et cette étape de recherche ne pourra pas démarrer tant que les deux premières étapes n’auront pas été elles-mêmes menées à leur terme. De plus, arriver à un tel résultat demanderait, en plus de réussir à entretenir le vortex, de parvenir à obtenir un mouvement parfaitement optimisé, sans quoi la moindre anicroche casserait la dynamique naissante d’hyper-pressurisation. Autant dire que nous avons de longues années de recherches devant nous sur ce sujet.
Mais ce scénario théorique est passionnant et cette troisième étape de recherche sonne comme une terre inconnue pour laquelle passer de nombreuses années sur les deux premières étapes est bien peu à la vue de ce qu’elle pourrait apporter comme solutions dans le domaine du traitement de l’eau ou de l’énergie. Cette troisième étape relève des domaines suivants :

• Physique fondamentale et gravitation universelle
• Physique de la matière condensée
• Electromagnétisme
• Et bien entendu des domaines relatifs aux étapes précédentes

Très peu d’énergie ?

Paramètre très intéressant, le vortex peut être enclenché facilement par l’impulsion de l’eau dans la tuyauterie avec une simple pompe. Cette pompe doit cependant être la plus régulière possible pour éviter de casser le mouvement imprimé à l’eau. Or Or Métal précieux. Dans le cadre du séjour Le TrésOR des MINES nous chercherons de l’or dans le Val d’Anniviers, à la batée. toutes les pompes ne sont pas suffisamment régulières [2]. Mais l’essentiel du travail est fourni par la forme de la tuyauterie, fractale, c’est-à-dire avec des courbes qui se répètent sur elles-mêmes. Il n’est donc nécessaire d’avoir en source d’énergie que de l’huile végétale si c’est une pompe diesel, le soleil s’il s’agit d’une pompe sterling, etc.

Il y a cependant un autre caractère mécanique du vortex qui est très utile, car une fois l’eau mise en tourbillon, elle se déplace plus vite dans les tuyaux. Cette technique, utilisant des tuyaux dont l’intérieur est profilé en spirale, est utilisée par exemple dans les gratte-ciel afin de permettre à l’eau de monter plus facilement jusqu’en haut. Ces tuyaux existent mais ne sont pas assez utilisés. Ils pourraient l’être dans l’adduction d’eau puisqu’une eau constamment en mouvement empêche les bactéries de s’y développer. Dans certains pays occidentaux et modernisés, il y a une dizaine de morts chaque année qui sont dus à la consommation d’une eau ayant croupie dans les tuyaux. Utiliser des tuyaux imprimant un vortex à l’eau permettrait typiquement d’éviter ce genre de risque.

Galaxies et Volcans ?

Les galaxies, les étoiles, les planètes, ont toutes vu le jour du fait de l’attraction universelle qui a condensé la matière sur elle-même, sous la forme parfois d’une magnifique spirale, comme celle que l’on retrouve dans les cyclones nuageux ou de la Voie Lactée. Il existe donc plusieurs déclinaisons physiques de l’attraction universelle dans la Nature et ce y compris le long des rivières. Tout au long des cours d’eau, l’eau tourbillonne sur elle-même ce qui a pour effet de l’oxygéner, mais également de la concentrer sur elle-même, et ce avec une pression infime mais répétée des milliards de fois dans une rivière de taille moyenne.

Circuit de l’eau

Un circuit de tubes dont la reproduction modélisée, dans une machinerie, pourra faire l’objet de belles activités éducatives !

De la cime des montagnes jusqu’à la mer, l’eau ne parcourt ni une ligne droite en diagonale ni un trajet vertical puis horizontal. Entre ces deux extrêmes se trouve le chemin mathématique le plus optimal pour un fluide, à savoir une courbe asymptotique partant du sommet de la montagne et allant jusqu’à l’océan. Cette courbe n’est bien évidemment pas parfaitement lisse. Au contraire, elle est irrégulière, vu de côté et vue de dessus. On dit qu’elle est fractale parce que es formes se répètent sur elles-mêmes. Les nombreuses circonvolutions que la rivière fait tout au long de son trajet se répètent également à différentes échelles, jusqu’à obtenir les petits tourbillons dont nous parlions plus haut. La trajectoire de l’eau est donc fractale dans les trois dimensions et nous retrouvons là aussi l’une des constantes les plus répandues dans l’Univers, l’organisation chaotique de la matière qui donne la Vie telle qu’on la connaît.

Que de sujets passionnants à aborder avec des enfants ou des adolescents ! Mais ce n’est pas tout ! En effet une eau 100% pure, c’est-à-dire H20 et uniquement H20 ne serait pas potable et est même dangereuse pour la santé car elle ne possède pas de minéraux. Si l’on boit une eau 100% pure, les minéraux qui se trouvent dans nos cellules en sortent pour aller dans l’eau que l’on vient de boire. A l’inverse, celle-ci entre dans nos cellules afin d’équilibrer la teneur en minéraux des deux côtés de la paroi de nos cellules. Cela a un effet dévastateur et une trop grande quantité d’eau pure ingérée a pour effet garanti... la mort. Mais les minéraux n’ont pas uniquement ce rôle de « bouche trou ». Ils sont également très importants parce qu’on en a besoin pour vivre, construire chacune des infimes parties qui font notre corps. Les sources minérales sont ainsi très bonnes pour la santé, chacune ayant une particularité qui lui est propre. Les sources minérales de montagnes en l’occurrence, où le Centre de Séjours Scientifiques se trouve, sont nombreuses et sortent des sous-sols sous une forte pression due au poids de la montagne. Il y a donc énormément d’activités à mener sur ce thème avec les petits géologues en herbe qui viennent passer leur été en vacances tout là-haut, chaque année, en toute saison.

Enfin, et non des moindres, il existe de nombreuses manières de mesurer la qualité et la composition de l’eau, qui n’ont pas encore été mises au point techniquement, bien qu’elles soient validée sur le plan conceptuel. Il s’agit d’outils de mesure optiques, électromagnétiques, qui viendront alors compléter les autres moyens de mesures actuels, et donc, augmenter la liste des informations récoltées. Ces outils de mesure, les enfants et les adolescents, mais aussi les adultes, présents sur nos stages astronomie, pourront les mettre en oeuvre avec nos équipes.