Mysteries of the Dinosaur Epoch

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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

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Very Big Insects
60 centimeter DragonFlies
2 meter long millipedes
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Octave Levenspiel

• The Chemical Reactor Omnibook
• Chemical reaction engineering
• An introduction to the design of chemical
  reactors

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Flying Lizards
5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
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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

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Dinosaurs At the Poles
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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

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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 have looked
spectacular
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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.

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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

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(No Transcript)
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APPEX
Matériau (SMS) Procédés (SPIN)
Ingénierie santé (CIS)
10 départements scientifiques 150 personnes
dont une 40aine impliquées dans l'APPEX
En première année du cycle Ingénieur Civil
des Mines 131 élèves repartis en trinômes
avec tuteurs 29 sujets originaux, conçus pour
lAPPEX 8 séances de 3 hours / 8 semaines
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OBJECTIFS
Activité Personnelle -autonomie dans le
travail - esprit d'initiative
Physique EXpérimentale - analyse critique et
constructive des résultats -
adaptation des connaissances au but poursuivi
passage de lobservation à la description
qualitative puis quantitative des phénomènes
observés
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 lécole
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(No Transcript)
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APPEX Sujets 2005     1.      D. Piot
Alliages à mémoire de forme (NiTi) (2
trinômes, K2-05)   OBJECTIF Comprendre les
transformations microstructurales qui sont à
l'origine de l'effet mémoire de forme de
l'alliage NiTi en mesurant l'évolution de
quelques propriétés physiques en fonction de la
température et de la contrainte appliquée.
Imaginer et réaliser les expériences pour appuyer
vos interprétations. Mettre en place des systèmes
de chauffage adaptés à la quantification des
phénomènes caractéristiques et mesurer avec
précision leur évolution. Modéliser un système de
chauffage afin de pouvoir réaliser les essais de
traction à température donnée.   2.      Ch.
Desrayaud Alliages à mémoire de forme (base Cu)
(2 trinômes, K2-04)   OBJECTIF Réaliser une
étude paramétrique de l'influence de la
température et de la contrainte sur le
comportement d'un alliage. Interpréter
qualitativement les phénomènes observés, puis
imaginer et réaliser les expériences pour appuyer
votre interprétation. Mettre en place et
modéliser un système de chauffage adapté à
l'utilisation de ces alliages dans les
interrupteurs thermiques. Réaliser les essais de
traction pour visualiser la superélasticité et
comparer cette propriété avec l'effet mémoire de
forme.   3.      C. Bosch Pb-Sn superplastique
(4 trinômes, J2-03)   OBJECTIF Fabriquer
l'alliage Pb-Sn a partir du plomb et de l'étain
purs. Préparer les échantillons pour les
observations métallographiques à l'aide d'un
microscope optique (MO) et pour l'analyse aux
rayons X (RX). Analyser la microstructure (MO) et
la structure cristallographique (RX) après la
solidification et après la mise en forme, les
corréler avec le diagramme de phases. Tester la
propriété de superplasticité à l'aide d'un
dispositif de fluage en fonction des conditions
de traitement thermique et identifier le(s)
paramètre(s) clé étant à l'origine de ce
phénomène.   4.      K. Wolski Physique des
bulles de savon (2 trinômes,
K2-09)   OBJECTIF Comprendre la formation d'un
réseau de bulles à la surface du liquide et
modéliser structure et comportement de défauts
cristallins grâce à ce réseau. De manière
pratique, il s'agit de réaliser une étude
paramétrique de la taille des bulles constituant
le réseau, en déduire des paramètres pertinents
et les faire varier de façon à obtenir le réseau
adéquat pour la simulation des défauts
cristallins. Montrer l'existence, le mouvement et
les interactions des dislocations ainsi que la
structure atomique des joints de grains. Trouver
la loi à l'origine de la stabilité des bulles, en
déduire les forces permettant la formation de ce
réseau, puis modéliser le potentiel d'interaction
entre deux bulles de savon. En parallèle,
déterminer expérimentalement la tension
superficielle de la solution utilisée, ceci par
deux méthodes différentes et comparer les
résultats. Et si on chauffait cette solution, la
taille des bulles changerait-elle?, dans quel
sens?, pourquoi?,   5.      F. Valdivieso
Physique du tas de sable (2 trinômes,
J3-38)   OBJECTIF Ce sujet, directement
inspiré d'un cycle de conférences données à
l'Ecole Centrale de Lyon par Pierre-Gilles de
Gennes, est basé sur une série d'études
paramétriques qui mettront en évidence le
comportement parfois étrange d'un milieu
granulaire. Le but est d'utiliser les résultats
de ces études paramétriques pour construire un
modèle mathématique simple et prévisionnel, puis
vérifier le fonctionnement de ce modèle par des
expériences, après avoir changé un des paramètres
pertinents.   6.      S. Drapier Flambage des
poutres (2 trinômes, J3-22)   OBJECTIF
Comprendre sur lexemple simple des poutres que
le flambage, phénomène qui peut sembler a priori
incontrôlable, peut être prédit et décrit. Grâce
à un montage de base, un panel de poutres de
dimensions différentes et constituées de
matériaux différents peut être testé sous un
chargement de compression. Linfluence des divers
paramètres géométriques et matériaux sur la
charge critique supportable peut être démontrée.
La notion de conditions aux limites peut
également être mise en évidence de manière simple
en faisant varier les conditions dappuis aux
extrémités. On pourra établir ainsi, de manière
empirique, les lois régissant lévolution de la
charge de flambage en fonction des divers
paramètres cites plus haut.   7.      K Wolski
Surfaces minimales (2 trinômes,
K2-09)   L'objectif est d'aborder le problème des
surfaces minimales à la fois du point de vue
mathémathique et expérimental et de confronter
les prévisions d'un modèle avec des mesures. Le
modèle devrait permettre de dégager non seulement
les paramètres permettant de caractériser une
surface minimale particulière mais aussi
l'amplitude des variations de ces paramètres. Les
mesures expérimentales seront à effectuer sur des
films de savon en deux temps en s'intéressant d'
abord à la notion de tension superficielle et en
essayant par la suite de mesurer la géométrie de
notre surface minimale. Le problème des
instabilités sera également abordé.   8.     
Silo 9.      Cuivre 10.  Montage   11.  A.
Cameirão / F. Gruy Mouvement dun objet fractal
(1 trinôme, D1-17 )   Les objets fractals (objets
présentant de grandes ramifications) se
rencontrent dans de nombreux domaines
scientifiques. Leurs propriétés physiques, et
particulièrement mécaniques, sont mal connues. Il
est proposé de construire des objets fractals à
partir de petites billes de verre, den
caractériser la géométrie et den étudier le
mouvement dans un liquide. Les connaissances
nécessaires relèvent de la géométrie, de
linformatique et de la mécanique des fluides.  
Liste des Sujets (1)
1- Alliages à mémoire de forme (NiTi) (2
trinômes) 2- Elasticité module dYoung 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 dun montage de culture sous une
pression supérieure à la pression atmosphérique.
(1 trinôme) 11- Mouvement dun objet fractal (1
trinôme) 12- Rencontre dune bulle et dune
petite sphère (1 trinôme) 13- Contre la marée
noire, une nouvelle solution ? (1 trinôme)
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Liste des Sujets (2)
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La culture de plantes sous une pression
supérieure à la pression atmosphérique.
2 objectifs

• Réalisation dun montage  Système D 
• Comment assurer une pression gt 1 atm. (sans
  fuites) ?
• Étude en fonction de la pression exercée
• Grandeurs à mesurer
• Étude pour la conception dun futur montage

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Réalisation dun montage  Système D 

• Que peut-on faire germer et pousser en 6
  semaines ?
• des lentilles
• Dans quel système simple peut-on maintenir 3
  atm. ?

- système transparent
La bouteille deau
La boîte à pop-corn
Avantages
P ? 4 atm.
Gros diamètre dentrée
Inconvénients
P ? 1,5 atm.
Petit diamètre dentrée (difficulté
dintroduction des différentes matière premières)
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Illustrations
La bouteille deau
La boîte à pop-corn
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Réalisation dun montage  Système D 
Létude paramétrique
La bouteille deau
La boîte à pop-corn
Effet de la pression 2 atm. 3 atm. 4 atm.
A pression maxi 1,5 atm. rôle du moment
dapplication et du maintien de la
pression. - durant toute la durée - seulement
jusquà la germination - à partir de la
germination
Témoin à 1 atm. sans renouvellement dair
Les grandeurs à mesurer

• Lesquelles ?
• Comment ?

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Les lentilles blondes du Puy
Après 15 jours, à lair.
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Le système détanchéité et de mise sous pression
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Les systèmes sous pression
Mise sous pression, grâce à une pompe à vélo pour
envoyer dans le système un mélange de même
composition que lair.
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Observation après 1 semaine
Sous 1,5 atm.
Témoin à la pression atm.
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Observations après 2 semaine
Condensation moindre sous pression Plants plus
hauts à la pression atm. Apparition de
pourritures sur certaines graines sous 1.5 atm.
Réactions
Problème du renouvellement dair Est-il utile de
faire varier la pression ? Et que se
passerait-il sous vide relatif ?
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Réaction des élèves
Système sous vide
Système sous pression 3.5 atm.
Condensation plus importante
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Étude pour la conception dun futur montage
Le futur montage devra prendre en compte -
le renouvellement de lair - une bonne
étanchéité du système jusquà 3 bars et jusquà
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 leau
(déminéralisée, du robinet, )
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Conclusion / démarche expérimentale

• Analyse et formulation du problème
• Formulation dune hypothèse à tester/valider
• Réalisation
• - préparation du système, de lexpérience
• choix des valeurs des paramètres, conditions
  initiales
• collecte des résultats
• description qualitative
• Conclusion

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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