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Les récifs artificiels conçus par les ingénieurs du MIT pourraient protéger la vie marine et réduire les dégâts causés par les tempêtes

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Les magnifiques récifs coralliens noueux qui entourent les îles tropicales servent de refuge marin et de tampon naturel contre les mers agitées. Mais à mesure que les effets du changement climatique s’aggravent et que les récifs coralliens s’effondrent dans le monde entier, et que les événements météorologiques extrêmes deviennent plus fréquents, les communautés côtières deviennent de plus en plus vulnérables aux fréquentes inondations et à l’érosion.

L’équipe du MIT espère désormais fortifier les côtes avec des récifs « architecturaux » – des structures marines durables conçues pour imiter les effets des récifs coralliens naturels sur la résistance aux vagues tout en fournissant des enclaves aux poissons et autres espèces marines.

La conception du récif de l'équipe se concentre sur une structure cylindrique entourée de quatre segments en forme de gouvernail. Les ingénieurs ont découvert que lorsque cette structure résiste à une vague, elle brise efficacement la vague en jets turbulents qui finissent par dissiper la majeure partie de l’énergie totale des vagues. L’équipe a calculé que la nouvelle conception pourrait réduire l’énergie des vagues autant que les récifs artificiels existants, en utilisant dix fois moins de matériaux.

Les chercheurs prévoient de fabriquer chaque structure cylindrique à partir de ciment durable, qu'ils mouleront en un motif de « voxels » qui pourront être assemblés automatiquement et fourniront des enclaves aux poissons à explorer et à d'autres espèces marines où s'installer. Les cylindres peuvent être reliés pour former un long mur semi-perméable que les ingénieurs peuvent ériger le long du rivage, à environ 800 mètres du rivage. Sur la base des premières expériences de l'équipe avec des prototypes à l'échelle du laboratoire, les coraux artificiels peuvent réduire l'énergie des vagues entrantes de plus de 95 %.

«Ce sera comme un long brise-lames», déclare Michael Triantafilou, professeur Henry L. et Grace Doherty de sciences et de génie océaniques au Département de génie mécanique. « Si les vagues atteignent 6 mètres de haut en direction de la structure du récif, elles finiront par avoir moins d'un mètre de haut de l'autre côté. Cela tue donc l'effet des vagues, ce qui pourrait empêcher l'érosion et les inondations. »

Les détails de la conception des coraux artificiels sont rapportés aujourd'hui dans une étude parue dans la revue en libre accès. Association PNAS. Les co-auteurs du MIT Triantafyllou sont Edvard Ronglan SM '23 ; les étudiants diplômés Alfonso Parra Rubio, José del Huella Ferrandes et Erik Strand ; Les chercheuses Patricia Maria Stazato et Carolina Bastidas ; Professeur Neil Gershenfeld, directeur du Centre pour les atomes et les pièces ; Avec Alexis Oliveira da Silva de l'Institut Polytechnique de Paris, Dexia Fan de Westlake University et Jeffrey Geyer Jr. de Scinetics, Inc.

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Profitez des perturbations

Certaines régions ont déjà créé des récifs coralliens artificiels pour protéger leurs côtes des tempêtes envahissantes. Ces structures sont généralement des navires coulés, des plates-formes pétrolières et gazières abandonnées et même des formations assemblées de béton, de métal, de pneus et de pierre. Cependant, il existe actuellement des variations dans les types de récifs artificiels existants et il n’existe aucune norme concernant la géométrie de ces structures. De plus, les conceptions déployées ont tendance à avoir une faible dissipation des ondes par unité de volume de matériau utilisé. Cela signifie qu’il faut une énorme quantité de matériaux pour décomposer suffisamment d’énergie des vagues afin de protéger adéquatement les communautés côtières.

Au lieu de cela, l’équipe du MIT a cherché des moyens de concevoir des récifs artificiels qui dissiperaient efficacement l’énergie des vagues en utilisant moins de matériaux, tout en offrant un refuge aux poissons vivant le long de tout littoral vulnérable.

« N'oubliez pas que les récifs coralliens naturels n'existent que dans les eaux tropicales », explique Triantafilou, directeur du MIT Sea Grant Program. « Nous ne pourrions pas avoir ces récifs, par exemple, dans le Massachusetts. Mais les récifs conçus ne dépendent pas de la température, ils peuvent donc être placés dans n'importe quelle eau, protégeant ainsi davantage de zones côtières. »

Ce nouvel effort est le résultat d'une collaboration entre des chercheurs du MIT Sea Grant, qui ont développé la conception hydrodynamique de la structure du récif, et des chercheurs du Center for Parts and Atoms (CBA), qui ont travaillé pour rendre la structure modulaire et facile à fabriquer. sur site. . La conception du récif corallien par l'équipe est née de deux problèmes apparemment sans rapport. Les chercheurs de l’ABC développaient des structures cellulaires ultralégères pour l’industrie aérospatiale, tandis que les chercheurs de Sea Grant évaluaient les performances des obturateurs anti-éruption dans les structures pétrolières offshore – des vannes cylindriques utilisées pour sceller les puits de pétrole et de gaz et empêcher leurs fuites.

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Les tests de l'équipe ont montré que la disposition cylindrique de la structure génère une traînée importante. En d’autres termes, la structure semble particulièrement efficace pour dissiper les flux de pétrole et de gaz de grande puissance. Le même agencement, se demandaient-ils, pourrait-il dissiper un autre type d’écoulement, dans les vagues océaniques ?

Les chercheurs ont commencé à manipuler la structure globale dans les simulations d’écoulement d’eau, en ajustant leurs dimensions et en ajoutant des éléments spécifiques pour voir si et comment les vagues changeaient lorsqu’elles frappaient chaque conception de simulation. Ce processus itératif a finalement abouti à une géométrie raffinée : un cylindre vertical entouré de quatre longues bandes, chacune reliée au cylindre de manière à laisser de la place à l'eau pour s'écouler à travers la structure résultante. Ils ont découvert que cette configuration réfractait essentiellement toute énergie de vague entrante, provoquant l’enroulement de parties du flux induit par les vagues sur les côtés au lieu de s’effondrer vers l’avant.

« Nous profitons de ces turbulences et de ces jets puissants pour finalement dissiper l'énergie des vagues », explique Ferrandis.

Résistez aux tempêtes

Une fois que les chercheurs ont identifié la structure idéale pour la dissipation des vagues, ils ont fabriqué une version en laboratoire du récif corallien, façonnée à partir d’une série de structures cylindriques, qu’ils ont imprimées en 3D à partir de plastique. Chaque cylindre d'essai mesure environ 1 pied de large et 4 pieds de long. Ils ont assemblé un certain nombre de cylindres, chacun espacé d'environ un pied, pour former une structure en forme de clôture, puis l'ont descendu dans un réservoir à vagues au MIT. Ils ont ensuite généré des vagues de différentes hauteurs et les ont mesurées avant et après avoir traversé le récif artificiel.

« Nous avons vu les vagues diminuer considérablement, à mesure que les récifs coralliens détruisaient leur énergie », explique Triantafilou.

L'équipe a également étudié la possibilité de rendre les structures plus poreuses et plus adaptées à la pêche. Ils ont découvert qu’au lieu de fabriquer chaque structure à partir d’une feuille de plastique solide, ils pouvaient utiliser un type de ciment moins coûteux et plus durable.

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« Nous avons travaillé avec des biologistes pour tester le ciment que nous avons l'intention d'utiliser. Il est sans danger pour la pêche et prêt à l'emploi », ajoute-t-il.

Ils ont identifié un modèle idéal de microstructures dans lesquelles le ciment peut être façonné, afin de fabriquer des récifs coralliens tout en créant des enclaves dans lesquelles les poissons peuvent vivre. Cette géométrie de voxel ressemble à des cartons d'œufs individuels, empilés bout à bout, et semble n'avoir aucun effet sur la capacité globale de dissipation des ondes de la structure.

« Ces axes maintiennent toujours une grande traînée tout en permettant au poisson de se déplacer », explique Ferrandis.

L’équipe fabrique actuellement des structures de voxels en ciment et les assemble dans des récifs conçus à l’échelle du laboratoire, qu’elle testera dans différentes conditions de vagues. Ils envisagent que la conception du voxel pourrait être modulaire, évolutive à n’importe quelle taille souhaitée et facile à transporter et à installer dans divers endroits extérieurs. « Nous simulons actuellement les modèles marins réels et testons le fonctionnement de ces modèles lorsque nous devrons éventuellement les déployer », explique Anjali Sinha, une étudiante diplômée du MIT qui a récemment rejoint le groupe.

À l’avenir, l’équipe espère travailler avec des villes balnéaires du Massachusetts pour tester les structures à une échelle pilote.

« Ces structures de test ne seront pas petites », souligne Triantafilou. « Il fera environ un mile de long, environ 5 mètres de haut, et coûtera environ 6 millions de dollars par mile. Ce n'est donc pas bon marché. Mais cela pourrait éviter des milliards de dollars de dégâts causés par les tempêtes. Et avec le changement climatique, la protection des côtes va devenir un gros problème. »

Ces travaux ont été financés en partie par la Defense Advanced Research Projects Agency des États-Unis.

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La communauté du rugby se mobilise pour le talentueux joueur après un diagnostic « dévastateur ».

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La communauté du rugby se mobilise pour le talentueux joueur après un diagnostic « dévastateur ».

La communauté du rugby s'est mobilisée pour aider un ancien joueur de Limerick City, après qu'il ait reçu un diagnostic « dévastateur ».

L'ancien joueur du Young Munster RFC, Sean Rigney, avait récemment « fait sa marque » sur la scène du rugby de Sydney, avant que son parcours ne prenne une tournure dévastatrice.

Originaire de Ballinagar dans le Co Offaly, le jeune homme est récemment tombé malade et a été transporté à l'hôpital. Son état s'est rapidement détérioré lorsqu'on lui a diagnostiqué un SARM, un type de bactérie résistante aux antibiotiques. Ce qui a conduit à la nécessité d’une opération à cœur ouvert.

Pour aider Sean sur le chemin du rétablissement, une collecte de fonds a été organisée par ses amis et coéquipiers.

Lorsqu'il a appris la nouvelle, son ami et ancien coéquipier Connor Phillips a été choqué.

« J'ai été vraiment choqué hier quand j'ai découvert ce qui s'est passé. Je compatis vraiment pour lui, il est si loin de chez lui et vient de démarrer un nouveau projet. Tout le monde pense à lui et lui souhaite bonne chance et je n'ai aucun doute qu'il le fera. « Récupérez et retrouvez la forme et la santé et rejouez au rugby le plus tôt possible », a déclaré Connor. « Peut-être ».

Dès leur première rencontre, les deux joueurs ont cliqué. Peut-être parce que lorsque Sean entre dans une pièce, « tout le monde est attiré par lui ».

« La première chose à propos de Rigney et moi, c'est que nous sommes complètement opposés, mais la première fois que nous nous sommes rencontrés, nous nous sommes tout de suite entendus. Il a cette capacité, quand il entre dans une pièce, tout le monde gravite autour de lui. C'est juste un « Il a une grande personnalité, vraiment drôle et attentionné. C'est un géant », a déclaré Connor. « Un gars sympa et un travailleur incroyable sur le terrain également. »

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« J'ai été ravi quand j'ai appris qu'il partait pour l'Australie parce qu'il est venu d'Offaly à Limerick et qu'il en a vraiment fait sa maison. Il s'est si bien intégré à la communauté et à l'endroit. »

La collecte de fonds, organisée par Alan Fitzgerald de la NSW Rugby League, visait à aider le jeune joueur à affronter un « chemin difficile vers la guérison ».

« Sean Rigney, un talentueux joueur de rugby irlandais, a récemment fait sa marque sur la scène du rugby à Sydney, en Australie, en rejoignant le Southern Counties Rugby Club dans la prestigieuse compétition Shut Shield Rugby. Alan Fitzgerald a déclaré : « Son impact sur l'équipe a été immédiat. , promettant une belle saison. « Bright arrive. »

« Sean fait face à un chemin difficile vers son rétablissement, loin de son domicile et de sa famille. Le stress financier dû aux frais médicaux, associé à l'incapacité de travailler pendant qu'il est malade et en convalescence, est navrant », a-t-il expliqué.

Désormais, les amis de Sean ont contacté la communauté du rugby et au-delà pour obtenir leur soutien.

Il a ajouté : « Vos dons apporteront une aide cruciale à Sean pendant cette période difficile, en l’aidant à couvrir les frais médicaux et les frais de subsistance pendant qu’il se concentre sur le rétablissement de sa santé. »

Vous pouvez faire un don à la collecte de fonds ici.

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Un énorme monstre marin préhistorique plus grand que deux bus a été identifié après qu'une jeune fille britannique de 11 ans a trouvé des fossiles sur la plage de Somerset.

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Un énorme monstre marin préhistorique plus grand que deux bus a été identifié après qu'une jeune fille britannique de 11 ans a trouvé des fossiles sur la plage de Somerset.

Les fossiles découverts par une fillette de 11 ans sur une plage du Somerset appartiennent à… Le plus grand reptile marin de tous les tempsLes experts croient.

Ruby Reynolds – aujourd'hui âgée de 15 ans – a découvert les restes fossilisés d'une mâchoire massive de plus de deux mètres de long en 2020.

Les experts estiment que le monstre marin est l'un des plus grands reptiles marins de tous les temps.Crédit : PA
Ruby a trouvé les restes en cherchant des fossiles en 2020Crédit : PA
On estime que la créature mesure environ 25 mètres de long.Crédit : PA

Elle et son père, Justin Reynolds, ont trouvé la pièce lors d'une chasse aux fossiles dans le village côtier de Blue Anchor.

Les paléontologues affirment que les pièces appartiennent à un type de reptile océanique appelé ichtyosaure, et ils estiment qu'elles mesuraient environ 25 mètres de long, soit la taille de deux bus.

C'était incroyable de découvrir une partie de cet ichtyosaure géant. Je suis très fier d'avoir joué un rôle dans une découverte scientifique comme celle-ci

Robbie Reynolds

Cela équivaut également à la longueur d’une baleine bleue, ce qui en fait l’un des plus grands reptiles marins jamais enregistrés.

La créature préhistorique parcourait les mers il y a environ 202 millions d’années, à l’époque des dinosaures.

Une autre pièce a été trouvée par le chasseur de fossiles Paul de La Salle en 2016 le long de la côte du Somerset à Lillystock, qui était déjà à l'étude.

« Lorsque Robbie et moi avons trouvé les deux premières pièces, nous étions très excités car nous avons réalisé qu'il s'agissait de quelque chose d'important et d'inhabituel », a déclaré Reynolds.

« Quand j'ai trouvé l'arrière de la mâchoire, j'ai été ravi car c'est l'une des parties distinctives de la découverte précédente de Paul. »

Ruby a ajouté : « C’était incroyable de découvrir une partie de cet ichtyosaure géant. Je suis très fière d’avoir joué un rôle dans une découverte scientifique comme celle-ci. »

Le couple a contacté le Dr Dean Lomax, paléontologue à l'Université de Manchester, après avoir découvert un groupe de fossiles.

Les experts ont nommé la créature Ichthyotitan severnensis, ce qui signifie lézard poisson géant de Severn.

Un ancien calmar vampire trouvé en train d'attraper sa dernière proie après 183 millions d'années est une nouvelle espèce, a révélé une étude

Le Dr Lomax a déclaré : « J'ai été époustouflé par cette découverte. En 2018, mon équipe (dont Paul de La Salle) a étudié et décrit la mâchoire géante de Paul, et nous espérions qu'une autre découverte émergerait un jour.

« Ce nouveau spécimen est plus complet, mieux conservé et montre que nous disposons désormais de deux de ces os géants – appelés oblongata – qui ont une forme et une structure uniques.

« Je suis assez excité, c'est le moins qu'on puisse dire. »

Il a ajouté : « J’ai été très impressionné que Robbie et Justin aient correctement identifié cette découverte comme une autre énorme mâchoire d’ichtyosaure.

« Ils ont réalisé qu'il correspondait à celui que nous avions décrit en 2018. Je leur ai demandé s'ils souhaitaient rejoindre mon équipe pour étudier et décrire ce fossile, y compris le nommer. »

« Ils ont sauté sur l'occasion. Pour Ruby, en particulier, elle est maintenant une scientifique publiée qui a non seulement découvert, mais a également contribué à nommer une espèce de reptile préhistorique géant.

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« Il n'y a probablement pas beaucoup de jeunes de 15 ans qui peuvent dire ça. Peut-être que Mary Anning est en devenir. »

La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Plos One.

Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?

Voici ce que vous devez savoir…

  • L’effacement des dinosaures a été un événement d’extinction massive et soudain sur Terre.
  • Il a anéanti près des trois quarts des espèces végétales et animales de notre planète il y a environ 66 millions d'années.
  • Cet événement a marqué la fin du Crétacé et a ouvert l’ère Cénozoïque, dans laquelle nous nous trouvons aujourd’hui.
  • Les scientifiques pensent généralement qu’une comète ou un astéroïde massif d’environ 9 miles de diamètre est entré en collision avec la Terre, détruisant la planète.
  • Cet impact aurait déclenché un « effet hivernal » prolongé, endommageant gravement la vie végétale et la chaîne alimentaire qui en dépend.
  • Des recherches récentes suggèrent que cet impact a « déclenché » une activité volcanique importante, qui a également anéanti la vie.
  • Certaines recherches ont indiqué que le nombre de dinosaures était en fait en déclin à cause du changement climatique à cette époque.
  • Mais une étude publiée en mars 2019 affirme que les dinosaures « prospéraient » probablement avant l’extinction.
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Des chercheurs ont identifié un ichtyosaure qui pourrait être le plus grand reptile marin connu

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Des chercheurs ont identifié un ichtyosaure qui pourrait être le plus grand reptile marin connu

Les paléontologues ont identifié ce qui pourrait être le plus grand reptile marin connu.

Un père et sa fille ont découvert les restes fossilisés d'une énorme mâchoire mesurant plus de deux mètres de long sur une plage du Somerset.

Les os appartiennent aux mâchoires d'une nouvelle espèce d'ichtyosaure massif, un type de reptile marin préhistorique.

Les experts estiment que la créature géante mesurait plus de 25 mètres de long.

Ils pensent que le spécimen pourrait représenter le plus grand reptile marin jamais enregistré.

Lorsque Robbie et moi avons trouvé les deux premières pièces, nous étions très excités parce que nous savions que c'était quelque chose d'important et d'inhabituel.

En mai 2020, Justin et Robbie Reynolds de Braunton, Devon, ont découvert les premiers morceaux d'une deuxième mâchoire alors qu'ils recherchaient des fossiles sur la plage de Blue Anchor.

Ruby, alors âgée de 11 ans, a trouvé le premier morceau de l'os géant avant que les deux hommes ne cherchent ensemble d'autres morceaux.

Réalisant qu'ils avaient découvert quelque chose d'important, ils ont contacté le Dr Dean Lomax, paléontologue à l'Université de Manchester.

Le Dr Lomax a contacté Paul de La Salle, un collectionneur de fossiles expérimenté qui avait trouvé la première mâchoire géante en mai 2016 plus loin sur la côte, à Lilystock.

M. Reynolds a déclaré : « Lorsque Robbie et moi avons trouvé les deux premières pièces, nous étions très excités car nous savions que c'était quelque chose d'important et d'inhabituel.

« Quand j'ai trouvé l'arrière de la mâchoire, j'ai été ravi car c'est l'une des parties distinctives de la première découverte de Paul. »

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Ruby a ajouté : « C'était incroyable de découvrir une partie de cet ichtyosaure géant. Je suis très fière d'avoir joué un rôle dans une découverte scientifique comme celle-ci.

«J'ai été étonné par cette découverte», a déclaré le Dr Lomax. En 2018, mon équipe (dont Paul de La Salle) a étudié et décrit la mâchoire géante de Paul, et nous espérions qu'un jour une autre verrait le jour.

« Ce nouveau spécimen est plus complet, mieux conservé et montre que nous disposons désormais de deux de ces os géants – appelés oblongata – qui ont une forme et une structure uniques.

« Je suis plutôt excité, c'est le moins qu'on puisse dire. »

Il a ajouté : « J’ai été très impressionné que Robbie et Justin aient correctement identifié cette découverte comme une autre énorme mâchoire d’ichtyosaure.

« Ils ont réalisé qu'il correspondait à celui que nous avions décrit en 2018. Je leur ai demandé s'ils souhaitaient rejoindre mon équipe pour étudier et décrire ce fossile, y compris le nommer. »

« Ils ont sauté sur l'occasion. Pour Ruby, en particulier, elle est maintenant une scientifique publiée qui a non seulement découvert, mais a également contribué à nommer une espèce de reptile préhistorique géant.

« Il n'y a probablement pas beaucoup de jeunes de 15 ans qui peuvent dire ça. Peut-être que Mary Anning est en devenir. »

Au fil du temps, l’équipe – y compris le duo père-fille – a trouvé d’autres pièces de la même mâchoire qui s’emboîtent parfaitement, comme un puzzle vieux de plusieurs millions d’années.

La dernière pièce a été découverte en octobre 2022.

Les chercheurs, dirigés par le Dr Lomax, ont révélé que les os de la mâchoire appartenaient à une nouvelle espèce d'ichtyosaure géant qui aurait eu la taille d'une baleine bleue.

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L’équipe a nommé la créature Ichthyotitan severnensis, ce qui signifie lézard poisson géant de Severn.

Datant de la fin du Trias, à l’époque dite rhétique, les ossements ont environ 202 millions d’années.

Des ichtyosaures géants nageaient dans les mers à cette époque, tandis que les dinosaures parcouraient les terres.

Mais les archives rocheuses et fossiles indiquent qu'après l'extinction massive mondiale au Trias supérieur, les ichtyosaures géants ont disparu, ce qui signifie que les os découverts dans l'étude représentent les plus récents de leur espèce.

L'étudiant à la maîtrise Marcelo Perillo, de l'Université de Bonn, en Allemagne, a mené des investigations plus approfondies et a découvert que l'animal était encore en croissance au moment de sa mort.

Il a déclaré : « Beaucoup de choses sur ces géants sont encore entourées de mystère, mais un fossile à la fois, nous pourrons percer leur secret. »

En conclusion des travaux, M. de La Salle a ajouté : « La conviction que ma découverte en 2016 suscitera autant d'intérêt pour ces énormes créatures me remplit de joie.

« Quand j'ai trouvé la première mâchoire, je savais que c'était quelque chose de spécial. En avoir une deuxième qui confirme nos découvertes est incroyable. Je suis tellement heureuse. »

La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Plos One.

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