LA RUÉE VERS L`ÉNERGIE SOLAIRE

PHYSICA
PHYSICA Magazine
LA RUÉE VERS
L’ÉNERGIE
SOLAIRE
Quelles perspectives pour l’Algérie ?
LES EXOPLANÈTES
De la ction à la réalité
L’ÉNIGMATIQUE
ANTIMATIÈRE
nous dévoile ses secrets
UN ORDINATEUR
QUANTIQUE
Entre l’illusion et la réalité
Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene USTHB
DOSSIER ORIENTATION
Tout sur les spécialités de Physique
PHYSICA STORIES
Numéro 1 Avril 2017

L’amour de la physique et le désir de partager cette
passion sont ce qui nous a poussés à créer Physica Club, et ce sont
ces mêmes motivations qui ont permis à Physica Magazine de voir
le jour.
Animés par une volonté inébranlable de comprendre
le monde qui les entoure et une soiffe intarissable de connaitre les
secrets de notre univers, les rédacteurs ont fait preuve d’une créativité
débordante. Ces quelques modestes pages n’ont pas pu englober
tout le fruit de leur enthousiasme infatigable. Enthousiasme qui,
nous en somme convaincus, produira bien plus, pour le plus grand
bonheur de nos lecteurs, mais aussi de nos rédacteurs. Car même si
la conception d’une revue peut s’avérer être ardue, ce n’est en rien
comparable au plaisir éprouvé en s’adonnant à cet exercice qui s’est
révélé des plus enrichissants.
L’immersion dans le monde de la physique peut être
enivrant, mais notre plus grand plaisir consiste à partager cette
expérience autour de nous, à échanger avec d’autres passionnés ou à
prendre par la main les spectateurs de notre monde et de les mener
vers les coulisses, en leur dévoilant les quelques rouages dont nous
avons la naïveté de prétendre comprendre. Cette revue s’adresse
donc à tous ceux qui ne sont pas insensibles au monde dans lequel
ils évoluent, qu’ils soient spécialisés en physique ou de simples
curieux.
Nous avons veillé lors de la conception de ce premier
numéro à balayer tout le spectre de la physique, à aborder une
majeure partie de ses domaines tout en essayent d’équilibrer
seulement de la physique. C’est avant tout un club estudiantin, et
une revue élaborée par et pour les étudiants. c’est dans cette optique
qu’on a intégré des rubriques telles que l’orientation et Physica
Stories ; pour que cet ouvrage puisse guider certains et inspirer
d’autres, en veillant à puiser au maximum de l’expériences et des
Nos aspirations sont grandes mais tout à fait réalisables
grâce à l’ardeur de nos adhérents, de nos rédacteurs, et au concours
de nos professeurs, parrains et marraines qui nous encouragent
dans notre entreprise.
et vivez les pleinement : Per aspera ad Astra...
Rédactrice en chef
Djamila Sarah HARROUZ
L’ÉDITO
Dans toute communauté
estudiantine, le rôle des associations
et des clubs est primordial. En effet ces
espaces permettent aux étudiants de s’organiser à
la tenue d’activités intra-universitaires, la participation de
telles structures est incontestablement une richesse pour toute
université.
Dans cette optique, au courant de l’année universitaire 2016-2017,
un groupe d’étudiants passionnés par la physique et ayant de grandes
ambitions, voulant apporter leur contribution au développement de leur
nation et de facto de leur université et soutenus par une large communauté
servira de base à la concrétisation de tout nos objectifs.
Nous sommes un groupe d’étudiants passionnés par la physique, notre nombre
aujourd’hui dépasse les 70 adhérents de différentes spécialités, nous aspirons
à créer un espace où règne harmonie et qui favoriserait l’esprit d’initiative et
encouragerait les étudiants à dévoiler leur créativité et différents talents, et
où nous pouvons partager notre amour pour la science et le transmettre à
l’ensemble de notre communauté universitaire.
estudiantin ainsi qu’auprès de la population.
étudiants suivant un cursus en physique et cela à travers plusieurs
activités qui complémenteraient la formation pédagogique
et cela conformément au système LMD.
Président du PHYSICA CLUB
Youcef Samir KADIK
Parce que la
physique est bien
plus qu’une science,
c’est une passion qui se vit
et se partage. Au Physica
Club, cette passion se
déline sous divers
activités:
Présentation
scientiques et
conférences
Séances
d’entraide
estudientine et
de tutorat
Réalisation de
vidéos podcasts
scientiques et
éducatifs
Vulgarisation
scientique
et animation de
journées portes
ouvertes et
évènements à
thèmes
Projection de
documentaires et
lms scientiques
Sorties
pédagogiques
Ateliers,
expériences et
travaux pratiques
‘Ne perdez
jamais
une sainte
curiosité’
Albert
Einstein.

SOMMAIRE
Rédactrice en chef
Djamila Sarah HARROUZ
Rédacteurs
Karina ABDESSLAM -
Faycel BENDEBICH - Maria BOUMBAR -
Yacer BOUMECHTA - Assia BOUZID -
Tamaâzouzt CHENNIT -
Djamila Sarah HARROUZ - Asma MANSOURI -
Sarra Asma ROUABHIA - Mohamed Slimane TATAOUI
Équipe du design
Oussama Korichi - Idris KOUADRI BOUDJELTHIA-
Djamila Sarah HARROUZ
Photographes
Yaakoub MATI - Salaheddine GUESSOUM
Artiste
Maya KHELIF
Ont Participé Avec Nous
Seddik Mohamed OUACEL - Youcef Samir KADIK - Rokia
BELGACEM
Nous remercions pour leur contribution
Mme L. AMIROUCHE - Pr. A. BENDIB - Pr. M. BOUDJEMA -
Mlle. L. BOUZAR - Pr. A.C. CHAMI - Pr. H. DJELOUAH -
Pr. M. HAMHAMI - Mme. A.H. HAMICI - Pr. A. KELLOU -
Pr. A. RAHAL - Pr. Y. SALHI
ACTUALITÉ
La ruée vers l’énergie solaire...................................................................................... P06
L’énigmatique antimatière nous dévoile ses secrets........................................... P10
Les métamatériaux : Des propriétés hos du commun......................................... P13
Les ondes gravitationnelles........................................................................................ P18
L’ordinateur quantique :Entre l’illusion et la réalité.......................................... P22
Les exoplanètes : De la ction à la réalité.............................................................. P28
ORIENTATION........................................................................................................... P32
MATHS
Les mathématiques et la physique, une histoire d’amour ?.............................. P40
The Gauss’s Law of Electrostatics.......................................................................... P43
Solution of the Brachistochrone problem............................................................. P45
PHYSICA STORIES................................................................................................... P49
HISTOIRE
Congrès de Solvay 1927 : Un choc entre deux Colosses.................................... P58
L’intrication Quantique............................................................................................. P60
Piotr Léonidovitch Kapitsa: À travers les ruelles du passé il a existé…......... P62
JEUX............................................................................................................................... P64
PHYSICA DAY............................................................................................................. P67

ACTU
La ruée vers L’énergie
soLaire
Karina ABDESSLAM
Le silicium Amorphe a-Si :
Le silicium intégré dans les cellules a-Si n’a pas fait l’objet
d’une cristallisation. Ses atomes sont donc agencés sans
réelle organisation, ce qui leur permet de mieux capter
la lumière (par rapport au silicium cristallin).
Problème : les charges générées ont plus
de difculté pour se déplacer à cause de la
désorganisation de la matière, ce qui se traduit par un
mauvais coefcient de conversion.
Pa r conséquent, leur rendement est faible soit 13,4 %
en laboratoire.
A u cœur de l’actualité énergétique et élément
phare des recherches d’aujourd’hui, les panneaux
solaires ne cesseront jamais de nous éblouir. Du silicium
monocristallin jusqu’aux boites quantiques, en passant
par les cellules du silicium amorphe, les recherches se
poursuivent essayant tant bien que mal de lier rendement
satisfaisant, normes sanitaires et économie.
Le silicium polycristallin :
Alors que les cellules d’un panneau solaire monocristallin
sont constituées d’un seul cristal de silicium de grande taille,
les cellules du panneau solaire polycristallin sont issues
de la fonte de chutes de silicium monocristallin.
Les morceaux sont chauffés, fondus puis refroidis
et assemblés pour créer une cellule. L’ensembl e
des cellules rassemblées forme un panneau
polycristallin. La cellule est constituée d’une ne
couche formée d’une multitude de petits cristaux
de silicium, de couleur gris bleutée,de tailles et d’orientations
variées.Le rendement des panneaux solaires polycristallins
varie de 11 à 15 %. Leur montant est également moins élevé
en raison d’une fabrication plus simple.On peut les poser sur
tous types de toitures, du toit fortement incliné au toit-terrasse.
Physica Magazine
Les boites quantiques :
Le domaine des nanotechnologies bat son plein.
Les boîtes quantiques sont des nanocristaux
semiconducteurs mesurant moins de 10 nm.
Ces boîtes présentent deux caractéristiques importantes:
elles captent la lumière à différentes longueurs d’onde,
et sont faciles à produire à moindre coût. Les cellules à
boîtes quantiques se composent d’une plaque de verre
qui est recouverte par de l’oxyde d’étain dopé au uor.
Un matériau semi-conducteur, comme le dioxyde
de
titane ou l’oxyde de zinc, est alors posé sur
cette couche,
avant d’être lui-même recouvert par les boîtes quantiques.
L’épaisseur totale du dispositif est d’environ 1,5 µm. Un
rendement record de 7 % est actuellement détenu par
des chercheurs de l’université de Toronto, au Canada.
Cependant, il serait théoriquement possible d’atteindre
des valeurs de 60 à 83 %.
6 7

ACTU
Quelles perspectives pour
l’Algérie ?
La c onsistance du programme en énergies renouvelables à réaliser pour les besoins du
marché national sur la période 2015-2030 est de 22 000 MW, dont plus de 4500 MW
seront réalisés d’ici 2020. Visant à promouvoir essentiellement les énergies renouvelables
notamment l’énergie solaire.
Accord algéro-japonais Sahara Solar
Breeder (SSB) :
Dans le cadre de la coopération algéro-japonaise
dédié au développement des technologies solaires,
l’Université des sciences et de la technologie d’Oran
Mohamed-Boudiaf (USTO-MB) a bénécié de
l’acquisition d’un four à induction, équipement de
pointe pour la production de silicium à un niveau
inégalé de pureté entré en exploitation en juin 2015.
Cette opération hisse l’USTO-MB au rang de“premier
établissement universitaire algérien producteur de
silicium”, produit essentiel dans la composante des
cellules photovoltaïques. “Le succès obtenu aux
premiers tests du four à induction permet d’envisager, à
terme, la création d’une usine de fabrication de silicium
dans le cadre du partenariat avec le secteur industriel”,
s’est félicité le directeur du Laboratoire de microscopie
électronique de l’USTO-MB, Pr Saad Hamzaoui.
Le principe de fonctionnement de cette machine réside
dans le traitement de la Silice contenue dans le sable
saharien ou la diatomée (roche dont le gisement est
situé à Sig dans la wilaya de Mascara, la réserve de
silicium est estimée à 06 millions de tonnes). Mélangée
au carbone, la silice est introduite dans le four où le
chauffage provoquera l’extraction de l’oxygène, an
d’obtenir le produit recherché, le silicium qui servira à
la fabrication des cellules de panneaux photovoltaïques.
Lancé en 2011, SSB (Sahara Solar breeder, ou élevage
de fermes solaires) a donné lieu à l’étude de faisabilité
d’un projet d’envergure de production électrique à
partir du Sahara en vue de son acheminement vers le
nord du pays, via les câbles supraconducteurs.
Des algues pour le photovoltaïque ?!
Les diatomées sont des algues unicellulaires qui se parent
d’une coque de silice appelée frustule,véritable rempart
naturel contre le broutage, la mobilité, la ottabilité et
régulateur de l’activité photosynthétique.Les frustules de
certaines diatomées présentent des propriétés de cristal
photonique. Les pores y sont distribués de façon régulière sur
la paroi de silice formant un réseau bi ou tridimensionnelle
de symétrie hexagonale ou tétragonale. Les frustules de
silice focalisent la lumière aussi et se comportent comme
des lentilles qui modient le rayonnement solaire pour
optimiser les processus de photosynthèse. Ces micro-algues
très facilement cultivables en laboratoire peuvent avoir
des applications potentielles en nanotechnologie pour la
réalisation de cellules solaires telles que les concentrateurs
solaires luminescents par exemple. Il est également possible
de modier chimiquement les frustules de silice sans changer
leur forme en introduisant des éléments étrangers dans le
milieu de culture.
Des objectifs à en devenir optimiste ?
Malgré les inconvénients que posent les panneaux
solaires de part leur rendement faible ainsi que le
stockage nécessaire, l’investissement dans cette source
énergétique est devenue incontournable de nos jours.
L’exploitation des gisements de Diatomée
en grande quantité se trouvant le long du
littoral ouest du pays évaluée à 6 millions
de tonnes, soit une quantité pouvant
couvrir une production photovoltaïque
d’une centaine de gigawatts, serait une
alternative non négligeable. Le SSB est
“le plus ambitieux de tous les programmes
internationaux, pouvant à lui seul fournir
jusqu’à 50% de l’énergie dont la planète
a besoin”, soutient Pr Amine Boudghene
Stambouli, manager scientique et
technique du projet. De quoi devenir
optimiste quant à l’avenir de la situation
économique et écologique algérienne.
Sources :
* Analyse structural de la diatomée algérienne1Iron
and SteelAppliedReseach Unit-Welding and Control
Center, URASM-CSC,
* Portail Algérien Des Energies Renouvelables
* Futura Science
* Diatoms, BiomineralizationProcesses and
Genomics. Mark Hildebrand, Chem. Rev. 2008,
108, 4855-4874.Diatoms as living photoniccrystals,
Fuhrmannet al.,App. Phys. B, 2004, 78, 257-260.
Physica Magazine
89