Récupérer l'énergie perdue en chaleur par le corps ?

[stevenattalah]

Bonsoir, j'ai appris que le corps utilise qu'un petit pourcentage de l'énergie renfermée dans un glucose, et que le reste est perdu en chaleur, je suis en cours d'écriture d'une histoire, ou le héro crée un machine capable de récupérer cette chaleur perdue. et l'utiliser sur lui pour décupler ses forces.
La question est, techniquement, que risque t-on à la place du héro, quelles initiatives prendre pour que la récupération se passe bien, a t-il besoin de plus d'oxygène par exemple, est-ce que son corps va se refroidir rapidement ?
en espérant que vous ayez compris la question hihi !
Je vous remercie ^^
-----

[noir_ecaille]

Si la question est compréhensible, la réponse est : on ne peut pas récupérer cette "énergie perdue". En réalité on consomme bel et bien le potentiel enthalpique du glucose, utilisé notamment pour former des ATP -- les fameuses molécules de transport et transmission de l'énergie au sein des cellules.

Par contre, ne pas oublier qu'il s'agit de réaction dans un milieu très dissipateur d'énergie : l'eau. En même temps, c'est aussi parce que l'eau a cette propriété et beaucoup d'autres que c'est le solvant privilégié des cellules des êtres vivants.

Il faut en effet casser des liaisons covalentes, en créer d'autres, maintenir ou au contraire modifier des conformations spatiales de macromolécule, de telle sorte que l'encombrement stérique nécessite une excitation électronique (donc de l'énergie), etc. Et en même temps trop d'énergie pourrait dénaturer voire détruire ces assemblages moléculaires, donc il faut évacuer le trop plein éventuel -- d'où l'utilité de l'eau en tant que dissipateur d'énergie/chaleur.

Et toutes ces molécules d'eau qui s'agitent augmentent statistiquement l'efficacité des réactions chimiques qu'elles abritent/côtoient, voire auxquelles très souvent elles participent (hydrolyses, réactions acido-basiques, etc).

Et cætera.


C'est moins simple qu'il n'y paraît. Tout est question de quantité, y compris pour l'énergie et sa consommation


Consommer plus de dioxygène n'est pas non plus à relier à la température de façon linéaire. Entre surtout en ligne de compte l'activité d'hydrolyse des ATP, car c'est bien là que réside l'énergie qui sera libérée, dont une partie sous forme de chaleur.


Si votre machine récupère uniquement la chaleur résiduelle rayonnant du corps humain (donc dans l'infrarouge), votre héros sera simplement au frais en la portant -- quitte à chopper un rhume si le thermostat se déglingue.

[biseibutsu]

Bonjour,
Oui, une part de l'énergie provenant du "brûlage" du glucose est dissipé sous forme de chaleur (je ne me souviens pas le pourcentage).
Mais est ce que cela est utile, finalement? La réponse est oui. Car cette chaleur (ou énergie perdue, suivant comment on le voit) sert à chauffer le corps. A une température e de... 37°C (+/- 1°C). Température qui est optimale pour la majorité (voir la totalité?) de nos enzymes et réactions biochimique.
Dans votre histoire, si votre héro est capable de transformé 100% du glucose en énergie, ce sera finalement un lezard . Vu qu'il n'est pas capable de réguler sa température interne, il devra se faire chauffer par une source externe (dans le cas des lézards, crocro, c'est le soleil).
Après, pour rentrer plus dans les détails, il faut également savoir qu'il y a des intermédiaires (NADH et FAD) qui consomme (un peu) d'énergie. Si on rentre dans les chiffres, la dégradation du glucose ne demande que de l'O2, et fournit un maximum théorique de 38ATP (dégradation d'une mole d'ATP en ADP produit 30.5kJ). Une fois enlevée les différentes pertes, on arrive à la production d'un peu moins de 30 ATP. Le reste de l'énergie est dissipé sous forme de chaleur.
Pour plus de détail, voir le cycle de Krebs.

[stevenattalah]

Donc en gros la machine même imaginaire est illogique, dans le cas ou le personnage utilise un autre système qui permet de réchauffer son corps (soleil par exemple..) pour remplacer la chaleur perdue, s’entraîner à petite dose, jusqu'à ce que le corps se développe et trouve un moyen biologiquement d'accepter cet excès d'énergie ( dans les COMICS il faut toujours des inventions insolites, je m'excuse du bas niveau des arguments, ça reste un moyen technique peu fiable, mais possible à un certain degré)
Je vous remercie pour votre réponse ! ^^

[A voir en vidéo sur Futura]

[stevenattalah]

Je vous remercie, donc "in fact" il faut qu'il ai un système biologique proche de celui des reptiles, pour pouvoir utiliser cet invention (néanmoins en développent progressivement son corps pour qu'il accepte cet excès d'énergie?)
Faisons une supposition basée sur les critères que je viens de citer : quel rôle jouera l'eau dans tout ça, et quelle quantité ?
Je vous remercie pour votre réponse ^^

[biseibutsu]

Je ne m'y connais pas beaucoup en COMICS (voir pas du tout). Je suis cependant un grand fan des auteurs de SF (Isaac asimov entre autre et son cycle fondation). La plupart des auteurs s'aident de technologie de leur époque (nucléaire par exemple) pour "imaginer" un monde du futur. Pour cela, il leur faut des données scientifiques, bien sur, et les comprendre (en partie) d'autre part. Mais ils ne vont jamais entrer dans le détail... Les voitures nucléaire dans Ravages (Parjavel), elles sont là, elles fonctionnent bien (ou pas ) et voilà. On rentre pas dans le détail. Dans tout les transformers par exemple, on ne parle jamais de la source d'énergie (enfin, je crois). Bref, on oriente le sujet seulement sur ce que l'on souhaite. Bon tout ça, c'est un peu hors charte, mais cela reste (un peu) scientifique.
Comme l'a dit noir_ecaille, le rôle sert surtout de milieu réactionel, de diluant et d'échangeur thermique. Et on en est déjà remplit...

[noir_ecaille]

Une énergie que votre combinaison pourrait récupérer comme les podomètres : les mouvements et pressions.

Dans le genre rigolo, on a inventé les baskets à semelles clignotantes dans les années 1990's. On utilise aussi les accélérations et décélérations dues à la course ou la marche pour les podomètres. Et j'en passe et j'en oublie.

Tout ça fonctionne probablement :
- à partir de dynamos (=aimant + bobine) pour les mouvements
- à partir de matériaux piézoélectriques pour les pressions
- voire un couplage des deux

Une manière de récupérer un peu de l'énergie contre-inertielle qui nous anime...

[biseibutsu]

Surtout la technologie des piezo-électrique qui avance à grand pas (surtout en terme de rendement).
Un exemple de gadget (transformable à souhait dans une histoire) : la balle piezo-électrique. Lorsqu'elle rebondit sur quelque chose (de dur), elle accumule de l'énergie. Dans la réalité, qui sert ensuite à allumer une lampe à l'intérieur. Mais dans la fiction, les limites sont plus grandes (et plus marrantes).
Après, pour transformer de la chaleur en électricité (ou créer du froid), il y a la technologie Peltier (qui fait partie des "thermo-electric material"). Il faut voir cela comme une plaque qui d'un côté "crée" du froid, et de l'autre côté du "chaud" (en consommant de l'énergie), ou bien s'il y a déjà une différence de température, peut également créer de l'énergie. Cette technologie se répands de plus en plus dans le monde scientifique (refroidissement des lasers, de photomultiplicateurs ou de caméra CCD). Mais encore une fois, dans l'état actuelle des connaissances, cette technologie est gourmande en énergie et coûte cher à mettre en place (mais cela va s'améliorer petit à petit). Pour le petit plus, des TEC (cooler) sont utilisés sur des sondes spatiales afin de refroidir le côté de la sonde exposé au rayonnement solaire. Et pour le fun (car je vais en utiliser au labo), les plus petit éléments peltier font actuellement moins de 2mm et peuvent monter en température jusqu'à 200°C sur le face "chaude" (source).

Bref, les technologies d'aujourd'hui peuvent permettre de récuperer de l'énergie d'un peu partout. Là où le bas blesse, c'est généralement en terme de rendement, qui sont plus faible qu'une centrale thermique par exemple, ou qui ont un cout de revient (et donc de bénéfice) trop élevé. Mais c'est le cas aujourd'hui. Dans 3, 5 ou 10 ans, cela aura peut-être déjà changé (ou pas). A toi de l'imaginer!

[stevenattalah]

C'est devenu votre histoire, pas la mienne là! haha je note tout et j'ai tiré une bonne leçon depuis bien longtemps, à savoir donner une certaine logique aux pouvoirs d'un héro ( ce qui a fait la popularité des comics ) Juste deux questions :
-Quelle est la matière isolante thermique la plus performante jamais découverte ?
-J'ai beaucoup cherché autour de la ventilation liquidienne, mais cette technique rarement utilisée, n'est faite que sur un patient en état comateux. est-ce qu'il est possible ( avec une petite touche de fantastique bien évidement ^^) que ce soit utilisé sur un corps en plein effort physique, nageant sous l'eau, ou dans un endroit faible en oxygène (montagnes) et est-ce que l'O² contenu dans l'eau qui sert à respirer pour la ventilation liquidienne, est utilisable sur une longue durée ? ou bien l'eau " use " après un lapse de temps court ?
Encore une fois je vous remercie ^^

[biseibutsu]

Oui, on c'est (un peu?) emporté n'est ce pas. C'est marrant de penser aux applications plus originale (d'une BD) de certains matériel

Je ne connais pas le meilleur matériau isolant, mais au labo, pour stocker par exemple l'azote liquide, on utilise le vase dewar. Cela fonctionne un peu sur le même principe que le Thermos. Une bouteille à l'intérieur d'une seconde bouteille. L'espace entre les deux bouteilles est presque entièrement dépourvu d'air (quasi vide). Les bouteilles sont opaques. Le vide ne transmettant pas la chaleur (et ne la dissipe pas), le chaud ou le froid sera garder dans la bouteille. Là où le bas blesse avec ce système, c'est généralement le bouchon, qui laisse toujours échapper de la chaleur (ou attraper de la chaleur). Cependant, dans l'espace, le contrôle de la chaleur est plus difficile car il ne peut pas y avoir de dissipation thermique (donc augmentation de la chaleur continu tant que exposé à une source lumineuse par exemple).

Pour la ventilation liquidienne, ce n'est pas de l'eau qui est utilisé, mais du perfluorocarbone qui remplit complètement les poumons et qui a besoin d'être renouvelé. Après, tant que le liquide est renouvelé, je ne vois pas pourquoi cela ne serait pas utilisable sur de longues périodes (je rappelle que tout être humain vit dans un milieu aquatique avant sa naissance). Donc à part le problème de l'alimentation/hydratation, je ne vois pas (mais il y a des sondes qui existent pour cela). Je tiens comme même à préciser que la ventilation liquidienne totale n'est pas utilisé de nos jours (on a la technologie pour, la théorie, mais pas la pratique) et qu'il n'existe pas cliniquement. Même si Dan Brown en utilise un dans un de ces romans (je crois "le symbole perdu").

[noir_ecaille]

Pourquoi pas faire un héros basé sur ça :
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_eel

Bionics

Researchers at Yale University and the National Institute of Standards and Technology (NIST), argue artificial cells could be built that not only replicate the electrical behavior of electric eel cells, but also improve on them. Artificial versions of the eel's electricity generating cells could be developed as a power source for medical implants and other microscopic devices.

[stevenattalah]

@BiseiButsu: d'accords, mais est-ce que ça peut procurer suffisamment d'O² lorsque le corps en a besoin en grande quantité (sprint..) ? (ça reste du liquide tout de même!)
et combien de temps ça prend pour renouveler le perfluorocarbonne "usagé" ? merci ^^
@Noir_ecaille: après avoir passé tant d'heures de recherches, je me vois mal tout laisser tomber pour imaginer un nouveau système ( que j'ai dessiné, et ça prend un paquet de temps ) sinon merci, ça m'a donné une grosse idée en lisant les spécificités de son organe électrique ! ^^
La question reste: sur quoi se base t-il pour générer tant d'énergie électrique !? ( et cette énergie électrique reste TRÈS limitée sans doute!)

[noir_ecaille]

Bah c'est basé sur le métabolisme cellulaire -- ici, très similaire aux myocytes au passage

Comme pour les muscles, l'énergie provient :
- du glucose sanguin
- du glycogène stocké dans ces mêmes cellules électriques
- de la consommation des autres sucres
- de la consommation des graisses
- du catabolisme protidique et notamment la dégradation des acides aminés (via désamination puis cycle de Krebs)

Ces voies métaboliques génèrent de l'ATP, une molécule clef dans les échanges énergétiques moléculaires en biochimie, en plus de servir dans diverses voies de signalisation (c'est souvent comme ça en biologie -- on appelle ça un effet rétro-contrôle, qu'il soit positif ou négatif).


PS : J'imagine ce que ça "coûte" de laisser tomber une idée pour un autre concept. Des fois ça paye.
Nous ne faisons que renseigner, après c'est votre univers/histoire

[stevenattalah]

Je suis tout à fait d'accords, m'enfin, pourquoi pas mélanger les deux, j'ai encore ma tête de gosse pour l'imaginer. en parlant de tête de gosse, cet organe génère de l'électricité, mais est-ce qu'il peut le stocker? (batteries)

[noir_ecaille]

Surtout pas ! Il faut au contraire que ça circule, ça se polarise, se dépolarise, s'hyperpolarise, s'hypopolarise, etc. Le cerveau est en permanence en cours de modification de ses propres circuits sous l'impulsion des informations qui lui parviennent non-stop. Et il a besoin de récupérer, fonctionner à bas régime, de temps en temps. Et aussi d'avoir des poussées de régime pour agir et réagir rapidement, mais aussi réfléchir, observer, se concentrer...

Masamune Shirow (dans Ghost in the shell) imagine plutôt une interface homme-machine appelée cyber-cerveau -- une sorte de coque constituées de circuits électrique entourant notre encéphale biologique, permettant l'accès à Internet et nombre d'autres possibilités. Grosso-modo, l'accès direct et continu à une réalité étendue (encore mieux que ce que nous proposent les smartphones et les lunettes Google). De nombreux concepts de cet univers font désormais plus ou moins références dans l'univers des sciences fictions et en particulier cyberpunk -- et inspirent les sciences

Autre possibilité, s'intéresser aux prothèse robotiques et la façon dont elles récupèrent et exploitent le signal nerveux. Mais ça reste alimenté par batteries.

Par contre, il y a aussi des anecdotes "amusantes" mais très réelles de courant électrique induit par la salive au contact de plombages de compositions différentes. C'est particulièrement effectif quand la salive est acide. La sueur aussi peut être occasionnellement acide, mais bon ce serait désagréable de recevoir des châtaignes à tout bout de champ dès qu'on stresse un peu ou quand il fait chaud...

[stevenattalah]

Oui, je vois les possibilités restent très vastes néanmoins !
Une question j'ai vu dans la magnifique série Breaking Bad, du Fulminate de mercure, il l'a juste jeté sur le sol, et ça a créé une explosion incroyable! et immense ! (je précise qu'il a lancé équivalent d'une gomme)
est-ce vraiment comme ça que réagit cette matière ?
P.S: j'ai pas répondu pendant longtemps, mes excuses ^^'

[biseibutsu]

Le fulminate de mercure est sensible au choc (comme la version liquide de la TNT) et a longtemps été utilisé dans les amorces (fusil, munition, canon...), qui a été utilisé jusqu'à la seconde guerre mondiale.
Mais attention, le mercure est tout sauf bon pour la santé et l'environnement. D'ailleurs, ce composé n'est plus utilisé de nos jours.

[stevenattalah]

Donc on peu avec une très petite quantité générer un énorme explosion? vous n'aurez pas d'autres substances solides ou liquides de ce genre?
Merci

[biseibutsu]

La TNT et la nitroglyérine ont le pouvoir dilatant le plus rapide si je ne me trompe pas :
http://www.youtube.com/watch?v=r17czTWHFmU

[stevenattalah]

J'ai bien l'impression qu'avec la même quantité ou presque, il a détruit presque tout un étage avec du fulminate de mercure! alors que sur la vidéo c'est puissant certes, mais pas gigantesque comme explosion.

[biseibutsu]

Il ne faut pas non plus confondre la réalité et les films! (Mac Gyver POWER!!).
Le composé non nucléaire le plus performant est l'octanitrocubane. Théoriquement. Vu que c'est un composé extrêmement difficile à synthétisé, il n'y en a pas assez pour réaliser des tests explosifs. Mais de là à faire exploser un étage d'un immeuble avec une toute petite quantité...