7 merveilles modernes du génie mécanique

Une liste de certaines des plus grandes merveilles d’ingénierie mécanique que vous voyez rarement en dépit de leur génialité.

7 merveilles modernes du génie mécanique

Le génie mécanique consiste à concevoir, construire et utiliser des machines. Il est presque impossible d’imaginer des aspects de notre vie quotidienne sans aucune influence de l’ingénierie mécanique.

Du petit robinet d’eau dans nos maisons aux machines complexes utilisées dans la construction de monuments, les principes de la construction mécanique sont appliqués dans presque tout ce qui nous entoure.

Chaque dispositif mécanique est une merveille en soi, utilisant les principes de force, de mouvement et d’énergie pour nous faciliter la vie. Cependant, le mot « merveille » convient le mieux aux choses qui vous font souvent demander: « Comment ont-ils fait cela? »

Voici une liste de 7 merveilles du génie mécanique:

1.  Bagger 288 – La géante excavatrice

Pelle Bagger 288
Source: Pappnaas666 / Wikimedia Commons

La Bagger 288 est l’une des machines mobiles les plus grandes et les plus lourdes au monde, capable de déplacer environ 240 000 mètres cubes de sol en une seule journée. La construction a pris dix ans, de la conception à l’assemblage, pour un coût total de 100 millions de dollars .

Cette énorme excavatrice est aussi haute que la Statue de la Liberté de New York ( 96 mètres ), longue de 225 mètres et pèse environ 13500 tonnes . Il a été construit en 1978 par la société Krupp en Allemagne.

Cette gigantesque machine avait été construite pour éliminer les déchets avant l’extraction du charbon dans la mine à ciel ouvert de Hambach, en Allemagne. Elle a effectué les travaux jusqu’en 2001. En février 2001, elle a été transférée à TagebauGrzweiler, une mine à ciel ouvert située en Rhénanie-du-Nord-Westphalie.

Au total, il peut faire le travail de 40 000 travailleurs par jour. Une roue à aube unique a 18 godets de 22 mètres de diamètre et quatre moteurs de 840 kW entraînent chaque roue.

Des câbles épais sont utilisés pour fournir une puissance de 30 000 volts à l’excavatrice.

L’excavatrice a une cabine d’où tous les mouvements peuvent être contrôlés, un mécanisme de rotation qui permet la rotation de la machine et le déplacement de la roue à godets dans la position souhaitée, ainsi que 23 grues de service pour remplacer les pièces endommagées.

La machine peut se déplacer à une vitesse de 2 à 10 mètres par minute et repose sur un total de 12 pistes à chenilles. La surface de ces pistes est très grande, environ 12 pieds, ce qui réduit considérablement la pression au sol.

2.  Porte-avions USS GEORGE HW BUSH (CVN-77)

Porte-avions USS George HW Bush
Source: Photo de la US Navy par le spécialiste des communications de masse, 3e classe, Nicholas Hall / Wikimedia Commons

Nommé en l’honneur du 41 e président des États-Unis, l’USS GEORGE HW BUSH (CVN-77) a été construit par le Northrop Grumman Newport News et a été mis en service en 2009. Le CVN-77 est le dernier parmi les porte-avions de la classe Nimitz à propulsion nucléaire.

Le coût total de la construction du navire était de 6,2 milliards de dollars. Ce géant porte deux réacteurs nucléaires qui peuvent alimenter le navire pendant plus de 20 ans sans avoir à faire le plein .

La vitesse maximale du CVN est supérieure à 30 nœuds. Il a un design à bulbe qui réduit la traînée en améliorant l’efficacité de la coque et la flottabilité de la partie avant du porteur.

Le porte-avions s’étend sur 1 092 pieds environ et dispose d’un poste de pilotage de 76,8 m de large et 332,9 m de long. Il transporte au total 6000 membres d’équipage et accueille plus de 60 avions .

Avec les magasins, le carburant, les munitions et l’ eau , il a un déplacement à pleine charge d’environ 102,000t .

3.  Nano Engine – Moteur fonctionnant sur un seul atome

Moteur à combustion à atome unique
Source: AG QUANTUM / JGU

Les scientifiques de l’Université de Mayence en Allemagne ont réussi à construire le plus petit moteur en fonctionnement jamais créé. Le moteur est alimenté par un seul atome de calcium chargé électriquement et est censé avoir une efficacité thermodynamique similaire (lorsqu’elle est ajustée à la taille) d’un moteur automobile moyen.

Le nano-moteur suit le même cycle thermodynamique que dans un moteur de voiture normal. Cependant, dans ce cas, la puissance générée est convertie en une vibration d’atome qui sert de mouvement mécanique.

Les scientifiques avec leur expérience ont également pu observer une puissance de sortie de 10 -22 watts avec un rendement d’environ 0,3% .

Bien qu’il puisse ne pas y avoir d’application directe du moteur à atome unique, avec quelques modifications, ce tout petit moteur peut offrir davantage d’opportunités pour l’étude de petites machines quantiques.

4.  La sonde solaire Parker – le vaisseau spatial le plus rapide de tous les temps

Nommée en l’ honneur d’un astrophysicien américain Eugene Parker , la sonde solaire Parker a été lancée le 12 août 2018 . Le vaisseau spatial qui a été lancé à bord de la fusée Delta IV Heavy est le résultat de 8 années de dur labeur de plusieurs ingénieurs et scientifiques, d’un coût total de 1,5 milliard de dollars et devrait devenir le vaisseau spatial le plus rapide de tous les temps d’ici décembre 2024 .

La sonde est spécialement conçue pour voyager à travers l’atmosphère du soleil, également appelée couronne, et étudier la région que nous ne connaissions auparavant que lorsqu’elle éclaire pendant les éclipses. Cette mission historique fournira des données de recherche clés sur les anomalies solaires afin de trouver des réponses aux mystères solaires importants.

Pesant environ 685 kilogrammes, le vaisseau spatial est aussi petit qu’une voiture. Sur son parcours, le Parker Solar Probe sera le premier vaisseau spatial pour fournir une vue rapprochée de notre Soleil en face des températures extrêmes d’environ 1 400 0 C. Pour pouvoir réaliser un tel exploit, la sonde est équipée d’un bouclier thermique de 2,5 mètres de large qui aidera à garder la sonde au frais à mesure qu’elle se rapproche du soleil.

Le bouclier thermique consiste en une mousse de carbone de 11 cm d’épaisseur intercalée entre des panneaux composites de carbone-carbone surchauffés. Le côté de l’écran thermique faisant face au soleil est peint avec un revêtement blanc spécialement formulé qui reflétera la plupart des rayons du soleil.

En outre, la sonde dispose également d’un panneau solaire qui fournira l’énergie nécessaire aux systèmes embarqués en utilisant l’énergie solaire. Un système de refroidissement séparé est intégré pour maintenir les panneaux solaires au frais.

5.  Observatoire de rayons X Chandra – Le télescope le plus puissant de tous les temps

Observatoire à rayons X Chandra
Source: NASA / CXC / NGST / Wikimedia Commons

L’observatoire Chandra de rayons X qui a été lancé en 1999 par la NASA est le plus puissant et le plus grand (à 45 pieds ) télescope à rayons X dans le monde. Il a été lancé pour capturer des images de régions à haute énergie ( trous noirs, matière noire, supernovas , etc.) de l’univers destinées aux scientifiques et aux chercheurs.

Le Chandra tire son nom du célèbre prix Nobel Subrahmanyan Chandrasekhar et fait partie des 4 grands observatoires lancés par la NASA.

Cette merveille mécanique possède des miroirs haute résolution qui lui permettent de capter 100 fois moins de régions de rayons X que ses prédécesseurs. Cela a été rendu possible par les scientifiques et les ingénieurs de Raytheon Optical Systems à Danbury, dans le Connecticut, qui ont poli et rectifié ces paires de miroirs à la douceur de quelques atomes.

Le système de télescope Chandra orbite autour de la Terre à une hauteur 200 fois supérieure à celle du télescope spatial Hubble de la NASA.

6. RoboFly – Un petit robot volant pouvant fonctionner sans fil

Le RoboFly n’est plus une technologie que l’on ne verrait que dans les films hollywoodiens. Des ingénieurs de l’Université de Washington ont conçu une mouche robotique deux fois plus petite qu’un clip et ne pesant que le dixième d’un gramme.

Le robot volant fonctionne seul et ne nécessite aucun fil pour effectuer le vol. Ceci est rendu possible grâce à une cellule photovoltaïque fixée au-dessus du RoboFly et convertissant le faisceau laser invisible pointé à distance en électricité.

En outre, la mouche est également équipée d’un microcontrôleur qui agit comme un cerveau pour aider le RoboFly à prendre le contrôle de ses propres ailes. Il indique essentiellement aux muscles des ailes quand battre fort et quand ne pas le faire.

Bien que le RoboFly actuel soit encore limité en termes de capacités, les chercheurs envisagent de développer une version avancée avec de minuscules batteries intégrées, des cerveaux avancés et des systèmes de capteurs qui aideront la mouche à naviguer et à effectuer ses propres tâches.

La mouche robotique, une fois complètement développée, aura un potentiel important dans les domaines des missions de recherche et de sauvetage, de la surveillance, de l’observation du climat, etc.

7. Belaz 75710 – Le plus grand camion à benne basculante du monde

Avec un poids énorme de 360 tonnesBelaz 75710 est en effet le plus grand camion à benne basculante au monde avec une capacité de transport de 450 tonnes. Pour réaliser un tel exploit, le camion à benne basculante géant consiste en une paire de huit roues, chacune pouvant supporter 102 tonnes .

Le gigantesque camion est propulsé par deux moteurs diesel 16 cylindres produisant une incroyable puissance de 3 430 kW avec une vitesse maximale de 64 km / h. Construite par les ingénieurs d’une société biélorusse, cette merveille d’ingénierie mécanique coûte environ 6 millions de dollars .