Lieu : Bâtiment des Colloques (bât. 338) de 14h à 16h30

 ENTREE LIBRE

 Séance du mercredi 10 novembre 2004

LES CONSTANTES UNIVERSELLES DE LA PHYSIQUE

Animateur : Paul BROUZENG
Rapporteur : Gilles COHEN-TANNOUDJI
Intervenant : Pierre LAUGINIE

Gilles COHEN-TANNOUDJI : Physicien théoricien au CEA

Les constantes universelles de la Physique
L'observation de possibles variations de certains paramètres jusqu'ici considérés comme constants a relancé le débat sur la signification des constantes universelles ou fondamentales de la physique ainsi que les recherches visant à mesurer ces constantes avec une précision accrue. On tend maintenant à séparer ces constantes en deux catégories : d'une part celles qui déterminent les unités fondamentales de la physique et dont la prise en compte structure le cadre axiomatique de cette discipline, et d'autre part les paramètres qui entrent dans les modélisations compatibles avec ce cadre axiomatique, et qui, une fois fixées les unités fondamentales, peuvent être ramenés à des nombres sans dimensions. L'exposé sera consacré à une discussion des quatre constantes de la première catégorie qui, à mon avis, déterminent le cadre axiomatique général de la physique, la constante de Newton, G, la vitesse de la lumière c, la constante de Planck h et la constante de Boltzmann k.

Pierre LAUGINIE : Groupe d’Histoire et de Diffusion des Sciences d’Orsay

Mesurer la vitesse de la lumière : une Histoire exemplaire
S’appuyant notamment sur les deux expériences de Foucault en 1850 et 1862, l’exposé mettra en évidence les deux fonctions remplies par la mesure au cours de l’Histoire : établir une loi, voire réfuter une théorie d’une part, déterminer une constante (fonction métrologique) d’autre part. Vitesse de la lumière : vitesse de quoi ? et pour quoi ? L’expérience de 1850, censée trancher entre modèle de l’émission et modèle ondulatoire, fut-elle « cruciale » dans le contexte de l’époque ? Et comment la mesure de 1862 a-t-elle libéré les « arpenteurs du ciel » de la mesure de la Terre — étalon jusqu’alors de toutes distances. L’histoire des mesures de la vitesse de la lumière, de Galilée à nos jours — jamais indépendante des représentations que l’on se fait du phénomène lumineux — est exemplaire des relations complexes entre concepts, modèles, épistémologies, pratique expérimentale et technologie.
 

Séance du mercredi 24 novembre 2004

MESURES ET SIMULATIONS POUR LES APPLICATIONS TECHNIQUES ET SCIENTIFIQUES

Animateur : Roger FOURME
Rapporteurs : Antoine DAËL – Thomas SIMONSON

Antoine DAËL : Ingénieur Ecole Supérieure d’Electricité, Chef du Groupe « Aimants et Insertions » à Synchrotron-SOLEIL

Conception, simulation, réalisation et mesures :
un beau chemin pour les éléments magnétiques de SOLEIL
L’auteur rappelle le schéma des accélérateurs d’électrons du Centre de rayonnement synchrotron Synchrotron-SOLEIL, en cours de construction à Saint-Aubin, et présente les principes de conception des dispositifs magnétiques, la problématique de construction et les mesures réalisées. Pour chacun de ces dispositifs, les simulations numériques interviennent à différents stades et contribuent à l’amélioration des performances sans toutefois remplacer la compréhension physique gagnée par l’expérience concrète.

Thomas SIMONSON : Professeur associé à l’Ecole Polytechnique, Laboratoire de Biochimie.

Modélisation et simulation de biomolécules: science ou jeux vidéo?
Comprendre la structure et le fonctionnement des macromolécules biologiques reste un défi en science et en médecine. En trente ans, la modélisation et simulation de ces molécules s'est répandue dans la plupart des départements de biologie moléculaire et des compagnies pharmaceutiques. Maniée avec précaution et de bons moyens de calcul, elle s'applique à la reconnaissance protéine-ligand, l'ingénierie des protéines et leur repliement.
Séance du mercredi  8 décembre 2004

LA MESURE DANS L’UNIVERS : PROGRES ET NOUVEAUX DEFIS

Animateur : Jean-Claude VIAL
Rapporteurs : Bernard GUINOT– Jean SCHNEIDER

Bernard GUINOT:  Bureau des Longitudes
Jean SCHNEIDER : LUTH, Observatoire de PARIS

L'observation à distance a été, jusqu'à l'avènement de l'exploration planétaire in situ, le propre de la mesure en Astronomie. Grâce à l'espace et à d'énormes progrès technologiques, l'astronome peut explorer aujourd'hui tout le spectre électromagnétique et accéder à des objets très faibles et lointains. Dans le même temps, la physique, et en particulier la physique atomique, a effectué des progrès inimaginables avant l'avènement des lasers, horloges atomiques, ...

On prendra deux exemples concernant :
1/ Les échelles de temps : définies hier par l'astronome, aujourd'hui par le physicien (mesure atomique), le seront-elles demain à nouveau par l'astronome ? Aujourd'hui, les précisions atteintes concernent la géodésie, la géophysique, la rotation terrestre, l'océanographie, etc. Faut-il faire intervenir demain la relativité générale ?

2/ La recherche de planètes extra-solaires : la mesure de leur rayonnement, très faible devant celui de l'étoile centrale, est un défi relevé aujourd'hui à l'aide de diverses techniques (spectroscopique, astrométrique, photométrique). Jusqu'où ira, dans un avenir proche, cette quête qui a déjà abouti à la détection de plus d'une centaine d'exoplanètes ? Va t-on bientôt découvrir des exo-Terres ? et même des signes de vie ? Ces objectifs, dont on soulignera au passage les aspects sociétaux, poussent les astronomes à imaginer des prouesses technologiques.
 

Séance du mercredi 5 janvier 2005

LE CAPTEUR PREMIER ELEMENT DE LA CHAINE DE MESURE

Animateur : Jean-Louis MARTINAND
Rapporteur : François LEPOUTRE

François LEPOUTRE, Chaire de Physique des capteurs du CNAM

Le contrôle industriel met en œuvre des chaînes de mesure de plus en plus complexes dans lesquels les réseaux et les traitements informatiques font parfois oublier que le point de départ est lui aussi crucial. Ce point de départ est l’instrument qui convertit la grandeur physique que l’on veut mesurer (le mesurande) en une grandeur électrique (la mesure). On l’appelle couramment « capteur ».

Le choix du type de capteur, son étalonnage, le traitement correct du signal qu’il délivre, sa maintenance sont essentiels au bon fonctionnement de la chaîne de mesure. Quatre thèmes seront abordés au cours de la conférence :

- Les principes physiques qui sont à la base de la découverte des principales classes de capteurs ne sont finalement pas très nombreux et il sera intéressant d’en explorer quelques uns pour comprendre l’essor industriel de certains capteurs.
- L’apport de la métrologie, qui est tout à fait significatif dès que la mesure doit être quantitative, sera rappelé pour bien comprendre l’intérêt technico-économique des normes ISO.
- Malgré les remarquables performances des capteurs modernes, une inadaptation des signaux délivrés aux éléments suivants de la chaîne peut conduire à des dégradations catastrophiques de la mesure et on montrera que quelques règles très simples permettent d’éviter bien des écueils.
- La multiplication, parfois extraordinaire, du nombre de capteurs dans un procédé industriel rend évidemment l’intervention humaine très difficile. Ce constat a donné naissance à des concepts devenus presque banals aujourd’hui, les micro capteurs, le capteur intelligent, le contrôle intégré, la structure intelligente…, dont les bases seront évoquées.

Tous ces thèmes seront illustrés dans trois domaines importants de la mesure : la mécanique, l’optique et la thermique.
 

Séance du mercredi  19 Janvier 2005

Séance annulée
 

Séance du mercredi  2 février 2005

SPECTROSCOPIE DE MASSE – SOURCES PULSÉES

Animateur : Jean-Michel LEFOUR
Rapporteurs : Guillaume VAN DER REST – Jean-Louis MARIGNIER
 
 

Guillaume VAN DER REST :  Chercheur au Laboratoire DCMR (Mécanismes Réactionnels) à l’Ecole Polytechnique

Mesure de masse par spectrométrie de masse à très haute résolution :
quelle précision pour quelles applications ?

Le développement des spectromètres de masse basés sur la résonance cyclotronique ionique (ou pièges de Penning) rend possible des mesures de masse avec des précisions inégalées. A l’heure actuelle des précisions de 10-7 sont atteintes en routine, pouvant atteindre 10-10 pour certains instruments. De telles précisions contribuent à des avancées dans le domaine des applications à l’étude de molécules biologiques, dont certaines, comme les protéines ou les chaînes d’ADN ou d’ARN, peuvent atteindre des masses élevées. Ces précisions rendent théoriquement possible la mesure directe de l’énergie d’une liaison chimique par une mesure de masse suffisamment précise.

Après une présentation rapide des principes instrumentaux qui rendent possible une mesure de masse avec de telles précisions, nous aborderons les limites intrinsèques de ce genre de mesure, dont en particulier la nécessité de disposer de masses de référence étant donné le caractère relatif de la méthode. Dans le domaine des applications à l’analyse de molécules biologiques, la précision en masse n’est pas le seul aspect à prendre en compte : la résolution de la mesure de masse est également un critère déterminant. La possibilité de décomposer les molécules en fragments de masses plus petites directement dans la cellule de mesure est également un atout supplémentaire de l’instrument : des informations sur la structure des molécules étudiées peuvent se déduire des masses des ions fragments à partir des règles de fragmentation déjà connues.

Finalement, la précision en masse ouvre une perspective intéressante pour les physico-chimistes : la détermination d’énergies de liaison chimiques directement à partir d’une mesure de masse. La relativité indique que la masse au repos d’une molécule n’est pas rigoureusement égale à la masse des atomes la constituant mais est diminuée de l’équivalence en masse des énergies de liaison. Les difficultés dans ce domaine ne relèvent pas de problèmes théoriques mais de la difficulté de mise en œuvre expérimentale. Les principaux problèmes relèvent de la stabilité des conditions expérimentales pendant les temps d’observation très longs que nécessitent ces mesures et des articles récemment parus dans Nature et Science laissent penser que ces barrières peuvent être levées dans les mois à venir.
 
 

Jean-Louis MARIGNIER  : Chercheur au Laboratoire de Chimie Physique d’Orsay

Les sources de rayonnements pulsées au service de la réaction chimique.

Une réaction chimique résulte bien souvent d'un ensemble de réactions dues à des espèces de durée de vie si brève que leur existence est restée longtemps insoupçonnée. L'échelle de temps peut atteindre la picoseconde (millionième de millionième de secondes) et parfois même quelques femtosecondes (mille fois plus court que la picoseconde). Pour pouvoir décomposer ces étapes ultra-rapides, il faut des appareillages permettant des observations sur une période plus courte que le temps complet de chaque réaction. Les méthodes impulsionnelles au moyen de lasers ou d'accélérateurs de particules sont les techniques de choix pour observer les actes élémentaires d'une réaction chimique et en reconstituer les différentes étapes.
 
 
 
 

Séance du mercredi 16 février 2005

LES MESURES DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE :
Les universités sont-elles prisonnières du classement de Shangaï ?
 

Animateur : Bertrand BELLON, Université Paris-Sud, Faculté Jean Monnet, Centre ADIS

Rapporteurs : Laurence ESTERLE, Observatoire des Sciences et des Techniques, OST Paris
Nicolas CARAYOL, Université Paris-Sud, IUP, Centre ADIS
Antoine SCHOEN, Observatoire des Sciences et des Techniques, OST Paris
 

Plusieurs facteurs concourent au développement des évaluations de la recherche scientifique. Le domaine scientifique n’échappe pas à l’exigence croissante de transparence et de justification qui se manifeste vis-à-vis de la dépense publique. Par ailleurs, la progression de la part des financements concurrentiels dans les budgets de recherche favorise l’établissement de hiérarchies entre les équipes de chercheurs.

Ce phénomène est international. Aux Etats-Unis, les dépenses scientifiques publiques sont soumises, comme les autres départements de l’action publique au GPRA (Government Performance and Results Act). Le Royaume-Uni et les Pays-Bas ont une tradition bien ancrée d’évaluation systématique de leur recherche académique. Et en France, la LOLF (loi organique relative aux lois de finances) se traduira bientôt notamment par le développement d’une série d’indicateurs de performance de l’action publique dans tous les secteurs budgétaires, et notamment pour la recherche.

Ces démarches publiques sont politiquement ambitieuses et méthodologiquement raffinées. L’écho suscité depuis deux
ans par le classement international des universités établi – unilatéralement – par l’université de Shanghai (http://ed.sjtu.edu.cn/ranking.htm). n’en est que plus étonnant. Sous la forme révisée qu’il a prise pour sa deuxième édition, ce palmarès est-il satisfaisant ? Son succès incontestable traduit-il une attraction de l’esprit humain pour les classements simples, à défaut d’être cohérents ? Assiste-t-on à l’instauration d’une mesure internationale unique à l’aune de laquelle les étudiants choisiront leur cursus de formation sur l’échiquier d’un enseignement supérieur soumis à la mondialisation et à la
concurrence ? Ou d’autres types de caractérisation du profil scientifique des universités sont-ils envisageables ?

Ce sont ces questions relatives à la signification de ces classements et à la possibilité de développer des modes alternatifs d’évaluation que les quatre exposés introductifs de cette séance proposent de traiter. Ces interventions seront suivies par un débat.
 

1. Quelles mesures pour caractériser la production scientifique et technologique ?
par Laurence ESTERLE
 

2. Comment se présente, et que nous apprend le classement des Universités de Shangaï ?
par Bertrand BELLON
 

3. Une expérience de caractérisation de la production scientifique et technologique  d’une Université française : les brevets et les publications de l’Université Louis Pasteur à Strasbourg
par Nicolas CARAYOL
 

4. Le projet d’observatoire de l’université européenne
par Antoine SCHOEN
 

 Séance du mercredi 16 mars 2005

LA MESURE DU MOUVEMENT HUMAIN

Animateur :  Benoît BARDY
Rapporteurs : Isabelle SIEGLER - Michel-Ange AMORIM

Le mouvement humain, tel que l’on peut l’observer (marcher, courir, saisir un objet, etc…), résulte de l’intégration de mécanismes très divers (neuraux, mécaniques, cognitifs, perceptifs, physiologiques, etc…), opérant à des échelles spatiales (microscopiques, macroscopiques) et temporelles (de la milliseconde à la décennie ou plus) nombreuses et imbriquées. La compréhension des mécanismes assurant sa genèse au sein du système nerveux central, son pilotage, sa stabilité ou son adaptabilité, reste un challenge pour les chercheurs dans de nombreux secteurs de recherche (physiologie, neurosciences, biomécanique, contrôle moteur, robotique, pour n’en nommer que quelques-uns). Dans ce contexte, la question de la mesure du mouvement n’est pas une question triviale. Au cours de ce séminaire, trois chercheurs de l’équipe Contrôle Moteur et Performance (Centre de Recherches en Sciences du Sport, Université Paris Sud 11) feront le point sur les avancées en matière de mesure du mouvement, en liaison étroite avec les théories actuelles de la perception et du contrôle moteur.
 

Benoît BARDY, Centre de Recherches en Sciences du Sport, Université Paris Sud 11

Introduction : La mesure du mouvement humain : échanges et… controverses

L’analyse de la motricité humaine impose le croisement de plusieurs disciplines. De nombreux secteurs de recherche (e.g., physiologie, neurosciences, sciences cognitives) sont en effet confrontés à la même question de la perception et du contrôle des mouvements du corps et utilisent à cette fin des méthodes de mesure et d’interprétation souvent complémentaires : électromyographie, physiologie de l’effort, capture de données cinétiques et cinématiques, oculo-motricité, psychophysique). Toutefois, ces approches du comportement moteur diffèrent, et parfois s’opposent, selon la discipline et le niveau d’analyse employé pour rendre compte des processus responsables de la planification, de la production, ou de la régulation du mouvement. Ces différents niveaux, structuralistes ou plus phénoménologiques, sont classiquement séparés, renvoient à des ontologies, des théories et des modèles souvent étanches. Cette étanchéité, aujourd’hui renforcée par un certain cloisonnement disciplinaire, s’explique par l’absence de relations simples entre l’intention d’agir, la commande motrice, la contraction musculaire, et le mouvement. Dans cette présentation introductive, quelques éléments essentiels de ces échanges et controverses autour du mouvement et de sa mesure seront présentés.
 

Isabelle SIEGLER, Centre de Recherches en Sciences du Sport

Analyse quantitative du mouvement humain

L’analyse quantitative du mouvement humain est une pratique relativement récente dans le champ d’investigation du pilotage par le système nerveux central de notre motricité. Dans le domaine des neurosciences intégratives, cette discipline repose sur l’élaboration de différentes « théories du contrôle moteur ». Ces théories proposent d’expliquer comment le cerveau résout la complexité inhérente au corps humain multi-segmentaire pour planifier et exécuter les gestes. Ces théories, parfois fort contradictoires, proposent des modèles qui émanent souvent de l’observation de certains invariants (lois de contraintes neurales) existants dans le geste. La validation de ces différents modèles est fondée sur la confrontation entre les prévisions du modèle (ex: une trajectoire) et l’enregistrement du geste, sur une gamme de mouvements la plus étendue possible. Après avoir présenté les différents systèmes de mesure pouvant être utilisés pour l’analyse du mouvement, nous illustrerons ce que ces mesures permettent d’inférer sur le fonctionnement du système nerveux central.
 

Michel-Ange AMORIM, Centre de Recherches en Sciences du Sport

La mesure en psychophysique de la perception humaine

La psychophysique permet de mesurer la relation entre l'intensité d'une stimulation (par ex., la concentration des molécules avec lesquelles on stimule les sujets) et l'intensité de la sensation qui en résulte. On peut mesurer aussi le seuil de perception, c'est-à-dire la concentration des substances-stimulus pour laquelle un sujet commence à détecter la présence du stimulus. Ce seuil de détection est à distinguer du seuil de reconnaissance, la concentration minimum qui permet au sujet de reconnaître le stimulus (c'est-à-dire de fournir une réponse qui n'est plus au hasard). Enfin, la Théorie de la Détection du Signal permet de quantifier la décision perceptive, en estimant la sensibilité du système perceptif mais aussi les critères de réponse des sujets. Des exemples concrets illustreront l’intérêt de la psychophysique pour capturer les phénomènes perceptifs humains.

Séance du mercredi 30 mars 2005

LES MESURES EN RECHERCHE CLINIQUE ET EPIDEMIOLOGIQUE

Animateur : Jean-Louis MARTINAND
Rapporteur : Bruno FALISSARD

Bruno FALISSARD : Professeur à la faculté de médecine Paris-Sud,
directeur de l’unité INSERM « troubles du comportement alimentaire chez l’adolescent »

Les mesures en santé peuvent porter tant sur les phénotypes à étudier (maladies notamment) que sur la quantification de l’amélioration de l’état de santé d’un patient. En ce qui concerne les phénotypes, une question doit se poser quant à leur nature catégorielle ou dimensionnelle, l’auteur montrera que ce sont des considérations thérapeutiques qui ont en pratique déterminé la réponse à cette question. En ce qui concerne la quantification de l’amélioration de l’état de santé d’un patient (indispensable en recherche thérapeutique), on verra que la mesure ne peut se concevoir que dans le cadre d’une théorie représentationnelle (et non opérationnelle) de la mesure ; on verra par ailleurs que le sujet doit être évalué tant au niveau de son fonctionnement physiologique qu’au niveau de sa subjectivité de sujet souffrant (mesures de douleur par exemple). Une question étant alors : les mesures subjectives peuvent-elle revendiquer le même statut de scientificité que les mesures physiologiques ?
 
 
 
 
 

Le XXIIe COLLOQUE INTERDISCIPLINAIRE des 11 et 12 MAI 2005
Intitulé

 « NOUVEAUX CONCEPTS / NOUVELLES QUESTIONS
Dimensions cognitives et sociales de l’émergence des problématiques
et de la construction des dispositifs de recherche scientifique ou technologique»

fera l’objet d’informations ultérieures
 
 
 

Pour tout renseignement complémentaire, s'adresser à :
Véronique LUEC,  CENTRE D’ALEMBERT - Bât. 407 (Bibliothèque) - ORSAY
  Tél. 01 69.15.61.90 – courriel :  centre.dalembert@ghdso.u-psud.fr