Étape 1 : Traitement des eaux usées et des déchets
Animatrice : Carolina
Récupération du phosphore des biomasses résiduaires et purification des eaux
La goutte d’eau est initialement contaminée par des déchets organiques et industriels. Carolina expliquera comment elle utilise des procédés thermochimiques pour purifier l’eau et récupérer des ressources comme le phosphore, évitant ainsi la pollution des océans et permettant le recyclage de l’eau.
Défi : Trier les déchets. On leur présente un ensemble de matières (imprimées sur des cartes : plastique, déchets organiques, métaux, etc.) et ils doivent trier ce qui peut être recyclé et ce qui doit être traité, en expliquant pourquoi.
Étape 2 : Couplage fluide-structure avec rupture et fragmentation
Animateur : Hippolyte
Après la purification, la goutte d’eau traverse une série d’obstacles dans son environnement, où elle interagit avec des structures solides. Hippolyte expliquera comment la méthode Lattice-Boltzmann permet de simuler l’écoulement de fluides et les interactions avec des structures, en particulier dans des conditions de rupture et de fragmentation.
Défi : Les étudiants devront modifier un tour de sucre pour éviter son effondrement, matériel: feuilles d'alu, du papier, des cure-dents. (L'idée https://youtu.be/9RBxsE4lIv0?feature=shared&t=138)
Étape 3 : Fusion comme énergie propre
Animateur : Frédéric
Frédéric introduira la goutte d’eau, maintenant sous forme de plasma (hydrogène, deutérium ou tritium), dans un réacteur de fusion de type tokamak. Il expliquera les différentes solutions du problème énergétique.
Défi : Combien de D et T dans un verre d’eau ?
Frédéric montre un verre d’eau et explique que l'eau contient naturellement du deutérium (D), un isotope de l’hydrogène utilisé dans la fusion. Les étudiants doivent estimer combien de molécules de deutérium et de tritium (T) sont présentes dans un simple verre d’eau (Réponse : environ 1 molécule de D pour 6 000 molécules de H, et pratiquement pas de T, qui est très rare).
Étape 4 : Diagnostics synthétiques
Animatrice : Anna
Anna proposera aux étudiants de visualiser comment les diagnostics synthétiques permettent de mesurer la température et d’autres paramètres des plasmas dans les réacteurs de fusion. En utilisant une casserole d’eau et un thermomètre infrarouge, elle illustrera comment on peut "observer" et surveiller les plasmas à distance grâce aux technologies avancées.
Défi : Anna place un donut dans une casserole (représentant un tokamak) et demande aux étudiants de placer autour de la casserole des diagnostics différents (cartes représentant divers diagnostics comme l’imagerie par ondes radio, spectroscopie, etc.). Ils doivent éliminer les diagnostics inutiles.
Étape 5 : Simulation du plasma fluide dans le tokamak WEST
Animateur : Ivan et Yakumo
Ivan emmènera la goutte d’eau sous forme de plasma dans le réacteur WEST, où il expliquera comment il utilise des codes de simulation pour modéliser les comportements des plasmas fluides. Il utilise des donuts pour expliquer la géométrie du tokamak (et pour nourrir les étudiants). Les étudiants découvriront comment ces simulations aident à prévoir et optimiser les scénarios dans les réacteurs à fusion.
Défi : Les étudiants devront distinguer entre une vidéo synthétique du plasma et celle du WEST.
Étape 6 : Infrastructure informatique pour les simulations
Animateur : Michel
Michel terminera le parcours en expliquant l’importance des infrastructures informatiques pour exécuter ces simulations. Il montrera comment les calculs intensifs permettent de modéliser des systèmes complexes, qu’ils soient liés à l’environnement, aux fluides ou à la fusion.
Défi : Les étudiants devront allouer des ressources informatiques fictives à différentes simulations tout en respectant des contraintes de capacité (mémoires, processeurs, etc.).
Le puzzle,
le défi a été correctement composé et les retours des étudiants ont montré que nos visiteurs ont compris autant les phénomènes physiques que les enjeux sociétaux autour de l'eau.
