Mysteries of the Dinosaur Epoch

• Before: Giant Insects

• Flying Lizards and Octave Levenspiel

• Long Neck Problem

• Jumbo Plants

• Tropical Forests on the Poles

• Stronger Magnetic Field

• Increased Oxygen

Very Big Insects

2 meter long millipedes

60 centimeter DragonFlies DragonFlies

Octave Levenspiel

• The Chemical Reactor Omnibook

• Chemical reaction engineering

• An introduction to the design of chemical reactors

Flying Lizards

Huge Plants

• While ferns, cycads, ginkos occupy marginal niches today

• In the mesozoic they dominated

• There is evidence that these plants grew at a much faster rate than today

DinosaursDinosaurs

At the At the

PolesPoles

Tropical Forests in the antarctic Circle

• Three months of night

• Cold ocean around the continents

(plankton micro fossils show waters similar to the North Sea)

• Yet forests of ginkos, conifers, seed ferns, cycads abound

Stronger magnetic Field

• developed more than four decades ago. a piece of igneous rock to be heated and cooled in a chamber that is shielded from

any outside magnetic field. • With improved method, scientists at the

University of Rochester using a superconducting quantum interference device (Squid) determined that when the dinosaurs walked the Earth, the planet's magnetic field was three times stronger than it is today.

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1196652.stm

At high latitudes the night sky could At high latitudes the night sky could have looked spectacular have looked spectacular

Supercharged with Oxygen

• 1986: At a meeting of the Geological Society of America held in Phoenix, Robert Brenner of Yale University and Gary Landis of the U. S. Geological Survey reported the results of a QMS analysis of ancient air bubbles trapped in amber. They obtained a remarkable result. The atmosphere of the Earth 80 million years ago was discovered to have 50% more oxygen than modern air. Brenner and Landis found that for all gas samples taken from amber 80 million years old the oxygen content ranged between 25% to 35% and averaged about 30% oxygen.

An Alternative: The 2 Bar Theory

• Mega Insects

• Flying Lizards

• Tropical Forests at the poles

• Prodigious plant growth

• What would are world be like at 2 or 3 atmospheres?

• No Answer from google

F. VALDIVIESO Maître Assistant - SMS

Formation d'ingénieurs par la démarche expérimentale

ACTIVITE

PERSONNELLE EN

PHYSIQUE

EXPERIMENTALE

• En première année du cycle Ingénieur Civil des Mines

• 131 élèves repartis en trinômes avec tuteurs

• 29 sujets originaux, conçus pour l’APPEX

• 8 séances de 3 hours / 8 semaines

Matériau (SMS) Procédés (SPIN) Ingénierie santé (CIS)

10 départements scientifiques

150 personnes dont

une 40aine impliquées dans l'APPEX

APPEXAPPEX

Physique EXpérimentale : - analyse critique et constructive des

résultats - adaptation des connaissances au but

poursuivi :

passage de l’observation à la description qualitative puis quantitative des phénomènes observés

Activité Personnelle : -autonomie dans le travail

- esprit d'initiative

• développer la capacité à travailler en groupe

• créer le contexte incluant tous les aspects d'un projet(Qui, Fait Quoi, et Quand?)

• synthétiser et communiquer des résultats scientifiques

• transformer les élèves en étudiants/acteurs

• découvrir les laboratoires de recherche de l’école

OBJECTIFS

Analyse et formulation du problème

- recherche d’informations- identification des paramètres et des variables- élaboration d’un modèle

Formulation d’une hypothèse à tester/valider

- énoncé de prédictions qualitatives ou quantitatives

Réalisation

- préparation du système, de l’expérience- choix des valeurs des paramètres, conditions initiales- collecte des résultats. Mise en forme- description mathématique

Conclusion

- interprétation des résultats- confrontation avec les prédictions- examen critique de la validité de la méthode employée- validation de l’hypothèse et/ou définition d’une nouvelle expérimentation

UNE DEMARCHE EXPERIMENTALE

ThéorieModèles

ExpériencesMesures

Confrontation incertitudes expérimentales

Liste des Sujets (1)

1- Alliages à mémoire de forme (NiTi) (2 trinômes)

2- Elasticité : module d’Young et coefficient de Poisson (2 trinômes)

3- Alliage Pb-Sn superplastique (4 trinômes)

4- Physique des bulles de savon (4 trinômes)

5- Physique du tas de sable (2 trinômes)

6- Flambage des poutres (2 trinômes)

7- Surfaces minimales (2 trinômes)

8- Le problème du silo (2 trinômes)

9- Les propriétés élastiques du Cuivre, par une méthode de contrôle non destructive (2 trinômes)

10- Conception et réalisation d’un montage de culture sous une pression supérieure à la pression

atmosphérique. (1 trinôme)

11- Mouvement d’un objet fractal (1 trinôme)

12- Rencontre d’une bulle et d’une petite sphère (1 trinôme)

13- Contre la marée noire, une nouvelle solution ? (1 trinôme)

Liste des Sujets (2)

14-Applications de la mesure d'une résistance électrique (2 trinômes)

15- Gradient de température le long d’un barreau métallique (2 trinômes)

16- Lumière et matière (1 trinôme)

17- Synthèse d‘un phosphate de calcium à usage de substitut osseux (1 trinôme)

18- Phénomènes acoustiques (1 trinôme)

19- Réalisation d’un détecteur de radon (1 trinôme)

20- Gaz granulaire, fluide et instabilité de Rayleigh Bénard (1 trinôme)

21- Attaque et Analyse séquentielle de phosphogypse (1 trinôme)

22- Lixiviation des impuretés dans le phosphogypse (1 trinôme)

23- Le ciment auto nettoyant (1 trinôme)

24- Fabrication d’un mortier romain (1 trinôme)

25- Etude du rayonnement du corps noir (1 trinôme)

26- Faire de la glace chaude ! (1 trinôme)

27- Adhésion de cellules sanguines sur une paroi biologique (1 trinôme)

28- Comprimés pharmaceutiques à libération contrôlée (1 trinôme)

29- Assimilation de métaux lourds par des plantes durant leur croissance sur un sol. (1 trinôme)

La culture de plantes sous une pression supérieure à la La culture de plantes sous une pression supérieure à la pression atmosphérique.pression atmosphérique.

• Réalisation d’un montage « Système D »

• Comment assurer une pression > 1 atm. (sans fuites) ?

• Étude en fonction de la pression exercée

• Grandeurs à mesurer

• Étude pour la conception d’un futur montage

2 objectifs :

Réalisation d’un montage « Système D »Réalisation d’un montage « Système D »

• Que peut-on faire germer et pousser en 6 semaines ?Que peut-on faire germer et pousser en 6 semaines ? des lentillesdes lentilles

• Dans quel système simple peut-on maintenir 3 atm. ?Dans quel système simple peut-on maintenir 3 atm. ?

La bouteille d’eauLa bouteille d’eau La boîte à pop-cornLa boîte à pop-corn

AvantagesAvantages

InconvénientsInconvénients

P P 4 atm. 4 atm.

P P 1,5 atm. 1,5 atm. Petit diamètre d’entrée Petit diamètre d’entrée (difficulté d’introduction des (difficulté d’introduction des différentes matière premières) différentes matière premières)

Gros diamètre d’entréeGros diamètre d’entrée

- système transparent- système transparent

IllustrationsIllustrations

La bouteille d’eauLa bouteille d’eau La boîte à pop-cornLa boîte à pop-corn

Réalisation d’un montage « Système D »Réalisation d’un montage « Système D »

La bouteille d’eauLa bouteille d’eau La boîte à pop-cornLa boîte à pop-corn

L’étude paramétriqueL’étude paramétrique

Effet de la pressionEffet de la pression

2 atm.2 atm.3 atm.3 atm.4 atm.4 atm.

A pression maxi :1,5 atm.A pression maxi :1,5 atm.

rôle du moment d’application et rôle du moment d’application et du maintien de la pression.du maintien de la pression.

- durant toute la durée- durant toute la durée- seulement jusqu’à la germination - seulement jusqu’à la germination - à partir de la germination- à partir de la germination

Témoin à 1 atm. sans renouvellement d’airTémoin à 1 atm. sans renouvellement d’air

Les grandeurs à mesurerLes grandeurs à mesurer- Lesquelles ?Lesquelles ?- Comment ?Comment ?

Les lentilles blondes du PuyLes lentilles blondes du Puy

Après 15 jours, à l’air.Après 15 jours, à l’air.

Le système d’étanchéité et de mise sous pressionLe système d’étanchéité et de mise sous pression

Les systèmes sous pressionLes systèmes sous pression

Mise sous pression, grâce à une pompe à vélo pour envoyer dans le système Mise sous pression, grâce à une pompe à vélo pour envoyer dans le système un mélange de même composition que l’air.un mélange de même composition que l’air.

Observation après 1 semaineObservation après 1 semaine

Sous 1,5 atm.Sous 1,5 atm. Témoin à la pression atm.Témoin à la pression atm.

Observations après 2 semaineObservations après 2 semaine

Condensation moindre sous pressionCondensation moindre sous pression

Plants plus hauts à la pression atm.Plants plus hauts à la pression atm.

Apparition de pourritures sur certaines graines sous 1.5 atm.Apparition de pourritures sur certaines graines sous 1.5 atm.

Problème du renouvellement d’airProblème du renouvellement d’air

Est-il utile de faire varier la pression ?Est-il utile de faire varier la pression ?

Et que se passerait-il sous vide relatif ?Et que se passerait-il sous vide relatif ?

RéactionsRéactions

Réaction des élèvesRéaction des élèves

Système sous videSystème sous vide Système sous pression 3.5 atm.Système sous pression 3.5 atm.

Condensation plus importante

Étude pour la conception d’un futur montageÉtude pour la conception d’un futur montage

Le futur montage devra prendre en compte :

- le renouvellement de l’air

- une bonne étanchéité du système jusqu’à 3 bars et jusqu’à 500 mbar

- une exposition aux UV identique pour tous les essais

- un meilleur contrôle de la température de stockage

- la nature du sol (stérile, du terreau, …)

- la nature de l’eau (déminéralisée, du robinet, …)

Conclusion / démarche expérimentaleConclusion / démarche expérimentale

Analyse et formulation du problème

Formulation d’une hypothèse à tester/valider

Réalisation

- préparation du système, de l’expérience

- choix des valeurs des paramètres, conditions initiales

- collecte des résultats

- description qualitative

Conclusion

Astrobiology

• Extreme Biology • Deep Hot Biosphere• There are strong indications that

microbial life is widespread at depth in the crust of the Earth, just as such life has been identified in numerous ocean vents. This life is not dependent on solar energy and photosynthesis for its primary energy supply, and it is essentially independent of the surface circumstances.

• Life can exist at temperture and pressures unthinkable just a few years ago

• Applied Evolution