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Programme > Le mercredi 30 octobre... à la carteLE MERCREDI 30 OCTOBREUne journée à la carteLe mercredi 30 octobre, les conférences à la carte, les ateliers scientifiques et pédagogiques se dérouleront dans différents espaces de l’UFR PhiTEM et particulièrement dans le bâtiment A Michel Soutif. Cinq plages horaires sont définies sur la journée, trois inscriptions sont possibles au maximum pour avoir le temps de passer voir les exposants et éditeurs. La dernière plage horaire est commune à tous les congressistes (conférence plénière de Guy Schoehn). La deuxième plage horaire est volontairement décalée (début des ateliers ou conférences à 10h00, 10h15 ou 10h30) pour gérer au mieux les flux de personnes auprès des exposants et pour le repas de midi. La différence entre conférence et atelier concerne parfois le nombre de places, mais surtout le type d’activité. Les créneaux horaires : 8h30 - 9h45 puis 10h - 11h30 ou 10h15 - 11h45 ou 10h30 - 12h puis 13h30 -15h et 15h15 - 16h30 Le déjeuner ce jour doit impérativement est pris de façon échelonnée. Aussi veuillez être vigilant quant à l'horaire de fin de votre conférence ou de votre atelier de la deuxième partie de la matinée. Merci de vous rendre sur le lieu de restauration dès que vous avez terminé.
Code couleur pour vous repérer : Cxx : Conférence « à la carte » du mercredi 30 octobre 2019Axx : Atelier « à la carte » du mercredi 30 octobre 2019Aexx : Atelier expérimental « à la carte » du mercredi 30 octobre 2019
Plage horaire n°1 : 8h30 - 9h45C11 - La danse des atomes dans l’espace et l’origine de la chimie organique
Cecilia Ceccarelli La vie sur Terre est basée sur des molécules qui contiennent le carbone et les liens qu’elles tissent entre elles : la vie terrestre est basée sur la chimie organique. Cette chimie commence au tout début de la formation d’un système planétaire comme le nôtre, quand la matière d’un nuage de la Voie Lactée condense sous l’attraction gravitationnelle. Les atomes se rencontrent et se combinent en suivant les lois de la physique, en une danse qui ne laisse pas de place à l’improvisation ! Le prix Nobel Christian De Duve disait que la vie est inscrite dans le tissu de l’Univers. Cecilia Ceccarelli, est astronome à l'Institut de planétologie et astrophysique de Grenoble (IPAG-CNRS/UGA) de l'observatoire des sciences de l'Univers de Grenoble. Après une thèse sur le rayonnement de fond cosmique à l'Université La Sapienza di Roma (Italie) en 1982, un poste au CNR italien en 1987, elle rejoint l'IPAG en 2000. Ses recherches actuelles portent principalement sur la chimie de jeunes systèmes qui formeront un jour des systèmes planétaires de type solaire. Elle a co-signé plus de 270 articles dans des revues internationales à comité de lecture et a dirigé plusieurs grands projets internationaux. En 2006, elle reçoit le prix Irène Joliot-Curie 2006 « Femme scientifique de l'année », décernée par le Ministère français de l'enseignement supérieur et de la recherche. En 2017, elle s'est vu attribuer du Conseil européen de la recherche (ERC) le projet « Dawn of Organic Chemistry ». Depuis 2019, elle est la coordinatrice du réseau Européen « Astro-Chemical Origins ». C12 - Quelle stabilité mécanique pour les cascades de glace ?
Maurine Montagnat Les cascades de glace sont devenues, depuis les années 1980 environ, un terrain de jeu très prisé des escaladeurs amateurs de sensations fortes. Mais la glace est avant tout un matériau particulièrement fragile, dans lequel les fissures adorent se propager... Nous aborderons ces questions sous l’angle d’une étude scientifique qui a été menée au sein du laboratoire de Glaciologie de Grenoble (aujourd’hui Institut des Géosciences de l’Environnement) pendant plusieurs hivers, grâce à une collaboration avec des glacieristes et guides de haut niveau, et la Fondation Petzl. Maurine Montagnat est directrice de recherche CNRS à l'institut des géosciences de l'environnement (IGE-CNRS/IRD/UGA/Grenoble INP). Elle travaille sur la déformation du matériau glace. Elle effectué sa thèse de Doctorat en glaciologie suite à un diplôme d’ingénieure physicienne de Grenoble INP. Après 3 années de « CDD » en recherche, dont une aux Etats-Unis, elle a intégré le CNRS, affectée au Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement en 2004. Ce dernier a changé de contours et s’appelle maintenant l’Institut des géosciences de l’environnement. C13 - De la couleur de la neige
Marie Dumont Derrière la blancheur parfois immaculée de la couverture neigeuse, se cache de puissantes rétroactions climatiques. La neige est en effet, l’une des surfaces terrestres les plus réfléchissantes. La « blancheur » de la neige, telle qu'incarnée par ses propriétés optiques, dépend subtilement de sa microstructure, c.-à-d. l’arrangement tridimensionnel de la glace, de l'air et de l'eau et de sa teneur en impuretés absorbant la lumière, telles que les poussières minérales ou le carbone suie. Ces variations sont à l’origine de plusieurs rétroactions très efficaces neige-atmosphère. Dans le contexte de la hausse de la température globale, ces rétroactions provoquent l’évolution et la disparition accélérée du manteau neigeux. C'est pourquoi les propriétés optiques de la neige doivent être étudiées, mesurées et modélisées pour quantifier et prédire ces rétroactions complexes. Cet exposé résumera les travaux du CEN sur les mesures et la modélisation des propriétés optiques de la neige en laboratoire, sur le terrain et à partir de données satellitaires. Il montrera comment une meilleure compréhension de l'optique de la neige, associée aux données satellitaires et à la modélisation du manteau neigeux physique, peut améliorer la prévision de l'évolution de la couverture neigeuse pour un large éventail d'applications telles que le bilan de masse des glaciers, les avalanches ou la prévision des ressources en eau. Marie Dumont est chercheuse au Centre d’études de la neige (CEN - Météo France/CNRS) depuis 2011. Son domaine d’expertise regroupe les propriétés optiques de la neige, la modélisation et l’observation du manteau neigeux ainsi que l’assimilation de données et la télédétection de la neige. C14 - La spectroscopie RMN – de la mécanique quantique aux mécanismes biologiques
Paul Schanda La résonance magnétique nucléaire (RMN) est appliquée aujourd’hui dans des domaines très variés, et permet la caractérisation de la structure et dynamique des molécules, la visualisation en 3D d’objets complexes tels que les microstructures de cerveau, en passant par la recherche sur matériaux et la détection d’huile dans les schistes. Cette multitude d’applications, de la chimie à la médecine en passant par la chimie et la physique est remarquable et possible grâce à la créativité avec laquelle les chercheurs ont su exploiter un phénomène de mécanique quantique assez simple. Paul Schanda. C15 - Chercheurs de mercure : une quête atmosphérique des pôles aux tropiques
Aurélien Dommergue Le mercure est un contaminant des chaînes alimentaires, et des millions de personnes de par le monde sont aujourd'hui exposées à ce composé toxique via leur alimentation. Le mercure émis par les activités industrielles est transporté dans l'atmosphère et pourra se retrouver dispersé dans les écosystèmes les plus éloignés des zones anthropisées. L'objectif des recherches de l'équipe CHimie Atmosphérique, Neige, Transferts et Impacts (CHIANTI) dont fait partie Aurélien Dommergue, est d'aller traquer ce polluant dans les endroits les plus éloignés des sources afin de mettre en évidence ses processus de réactivité dans l'atmosphère et ses mécanismes de dépôts vers les écosystèmes. Leurs travaux les ont conduits à mener des expériences dans les régions polaires particulièrement vulnérables aux changements. Mais aussi, depuis quelques années ils ont entrepris de travailler sur les atmosphères tropicales qui abritent de nombreuses surprises quant à la réactivité du mercure et laissent entrevoir de nouvelles découvertes. Aurélien Dommergue est professeur associé à l'Université de Grenoble Alpes. Il a été formé en physique et chimie à l'Université Blaise Pascal et a obtenu un doctorat de l'Université Joseph Fourier (UJF) de Grenoble (France) en 2003. Après avoir travaillé pour Environnement Canada, le GKSS et l'Université Paris 13, il s'est joint en 2006 à l'UJF et au Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (aujourd'hui Institut des géosciences et de l'environnement : IGE) en tant que professeur adjoint. En 2011, il a été nommé junior fellow de l'Institut Universitaire de France. A11 - Retour et analyse de pratique : mettre en place une pédagogie inversée en classe de physique-chimie - COMPLET -
Pascale Baudin et Natacha Mantegazza Les pédagogies inversées, en sciences physiques en particulier, ont commencé à se développer il y a quelques années, au collège autant qu’au lycée. De témoignages diffusés (cf. sources ci-dessous) en partage d'expériences lors de différents événements (CLISE, CLIC, Ludovia, ...), cette pratique pédagogique plus multiple et moins figée qu'il n'y paraît, semble en avoir tenté mais aussi déconcerté plus d'un·e. Les motivations pour s'engager dans une telle démarche sont diverses mais se heurtent immanquablement à des difficultés sur le terrain.
Pascale Baudin, Collège Joseph Fontanet, FRONTENEX (Savoie) et formatrice ESPE. Ae12 (identique à Ae22) - De la lumière naîtra la lumière ? Atelier expérimental de résolution de problèmes d'optique - COMPLET -
Sylvie Zanier Vous connaissez peut-être la méthode « résolution de problème » qui consiste à faire travailler les élèves, généralement en petits groupes, sur une question ouverte, posée dans un énoncé très peu guidé. Aux élèves de mobiliser leurs connaissances pour proposer une modélisation permettant de répondre à la question posée. Après être passée par l'ENS Paris où elle a fait une thèse en physique des solides et préparé l'agrégation de physique avant d'être agrégée préparatrice, Sylvie Zanier travaille depuis 20 ans à l'Université de Grenoble en tant que PRAG. Elle s'est en particulier beaucoup occupée de formation expérimentale dans les préparations aux concours de l'enseignement CAPES et agrégation. Aujourd'hui elle enseigne essentiellement en Licence et IUT mesures physiques. Ae13 (identique à Ae23, Ae33, Ae43) - Cosmologie et relativité générale au lycéeAlice Gasparini et Claudio Lucchesi La théorie de la relativité générale est à la base de la compréhension de la cosmologie moderne, parmi les sujets les plus motivants pour les jeunes, mais globalement inaccessible aux non spécialistes. Dans cet atelier seront présentés un cours et des activités pour les élèves conçues en occasion du centenaire de la relativité générale afin d’introduire ce sujet à l’enseignement dans les lycées : le niveau de transposition est adapté au programme scolaire de physique et de mathématiques, à mi-chemin entre le « sans formule » pour le grand public et celui d’un cours universitaire pour les spécialistes. Les activités ont été créées et testées dans des classes dans le but de stimuler et améliorer les connaissances de base du curriculum de physique et mathématiques, tout en offrant aux élèves une ouverture au monde de la recherche en physique moderne. Après avoir parcouru les objectifs et les enjeux qui les ont guidés dans la production de ce cours, Alice Gasparini et Claudio Lucchesi présenteront un aperçu de l’ensemble du matériel didactique conçu dans le cadre d’un cours annuel à option (à raison de 2 périodes hebdomadaires), mais aussi comme « boîte à outils » d’activités ou de chapitres à introduire de manière ponctuelle dans les cours de physique et/ou mathématiques traditionnels. Ils présenteront et commenteront quelques activités choisies ainsi que les feedbacks suite aux premiers passages dans des classes des lycées genevois. Exemples d'activités
Effet de lentille gravitationnelle : « À partir du rayon angulaire de l’image d’anneau d’Einstein, déduire la masse de la galaxie lentille (matière noire incluse). » Thèmes d’études abordés :
Ondes gravitationnelles : « Quelle est la puissance radiative émise sous la forme d’ondes gravitationnelles lors de la collision GW140915 ? » Thèmes d’études abordés :
Trous noirs : « Déduire le rayon de Schwarzschild d’une masse m, RS=2Gm/c2, à partir de la vitesse de fuite »
Thèmes d’études abordés :
Alice Gasparini est enseignante au Collège Rousseau de Genève et est collaboratrice scientifique avec Claudio Lucchesi à l'Université de Genève. A14 - LabNBook – le Cahier Numérique pour l’Apprentissage CollaborActif - COMPLET -
Claire Wajeman et Éric Martinet Élaboration d'expériences et suivi différencié en sciences expérimentales au lycée LabNbook est un support numérique original pour les pédagogies actives. Partant de son projet d'activité pédagogique, l'enseignant construit et structure l'espace de travail des élèves, qui prend la forme d'un cahier de laboratoire ou d'un rapport de projet. Les élèves y travaillent de manière individuelle ou collaborative, en présentiel et/ou à distance. Ils disposent d'outils d'édition classiques (textes, équations, dessins) et de deux outils pédagogiques originaux (éditeur protocoles expérimentaux, table de données pour le calcul, les graphes et la modélisation). Des outils de communication facilitent le travail collaboratif et les interactions avec l'enseignant. L'enseignant peut suivre, visualiser et annoter le travail des élèves en temps réel. L'objectif de l’atelier est de découvrir l’environnement numérique LabNbook et les potentialités pédagogiques en situation. Après une brève présentation, les participants découvriront LabNbook à travers une activité en situation expérimentale. Seront également exposés des exemples de mise en œuvre pédagogique avec des témoignages autour de l'apprentissage de la démarche scientifique et la conception d'expériences par les élèves, de l'accompagnement différencié des élèves, du suivi de projet, par exemple en ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE de 1re (activités documentaires et gestion du Projet Expérimental & Numérique).
L’atelier est animé par un collectif d'enseignants de SVT et SPC en lycée GT et professionnel qui utilisent LabNbook depuis 3 ans avec des objectifs variés : autonomie et motivation des élèves, compétences scientifiques, accompagnement différencié. Claire Wajeman est maître de conférences UGA dans l'équipe : MeTAH - Modèles et Technologies pour l’Apprentissage Humain du Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG – CNRS/Grenoble INP/Inria/UGA). A15 - Développer l'esprit critique : de la zététique à l'autodéfense intellectuelle - COMPLET -
Julien Peccoud L'esprit critique est un terme qui est devenu central dans les programmes scolaires. Mais à quoi renvoie-t-il ? Sommes-nous bien conscient·e·s qu'il s'agit d'une méthode rigoureuse englobant des outils bien définis et des attitudes (rationalité, scepticisme initial, humilité, curiosité, écoute...) ? Il s'agira lors de cet atelier de présenter la démarche du CORTECS (collectif de recherche transdisciplinaire esprit critique et sciences), puis de définir ce qu'est l'esprit critique et le lien intime qu'il entretient avec la démarche scientifique (ainsi que sa filiation avec la démarche zététique) et enfin de présenter les différents champs et outils de l'esprit critique en reliant cela à des propositions de séquences pédagogiques. Julien Peccoud est enseignant de sciences de la vie et de la Terre et dispense des formations « esprit scientifique, esprit critique » pour les enseignant·e·s de l'académie de Grenoble avec le CORTECS et en collaboration avec la Maison pour la science. Plage horaire n°2 : 10h00-11h30 ou 10h15-11h45 ou 10h30-12h00C21 - L’ordinateur quantique à base de silicium ? (10h00-11h30)
Maud Vinet Après avoir illustré l’intérêt du calcul quantique en termes applicatifs, Maud Vinet présentera l’état de l’art de la recherche sur la fabrication de l’ordinateur quantique dans la perspective de résoudre des problèmes utiles. Les figures de mérite des quatre plateformes expérimentales : supraconducteurs, photons, ions piégés et spin du silicium, seront présentées. Seront ensuite détaillés l’approche suivie pour construire un ordinateur quantique en s’appuyant sur les technologies silicium et les principes physiques mis en jeu. Enfin, Maud Vinet illustrera le caractère multidisciplaire des recherches effectuées à Grenoble et plus largement au sein de l’écosystème français. Après des études à Nantes, Maud Vinet a intégré l’Ecole nationale de physique de Grenoble en 1994 et a ensuite étudié l’effet de proximité entre un métal normal et un supraconducteur par microscopie à effet tunnel au cours de sa thèse. Elle travaille au CEA-Leti depuis 2001 en tant qu’ingénieur intégration et procédés. Le CEA-Leti est le laboratoire de recherche appliquée sur les technologies silicium du CEA. Maud Vinet travaille sur la feuille de route des transistors CMOS, elle a passé 4 ans chez IBM aux USA pour développer la technologie FDSOI. À son retour, elle a pris la direction du laboratoire d’intégration des dispositifs pour la logique. Depuis le début de l’année 2019, elle est en charge de conduire le programme de recherche sur la fabrication d’un ordinateur quantique à base de silicium en collaboration avec les institutions de recherche fondamentale. C22 - La radioastronomie millimétrique avec l'Observatoire NOEMA (10h00-11h30)
Charlène Lefèvre L'IRAM est un des instituts majeurs pour l'astronomie dans le domaine millimétrique.
Charlène Lefèvre présentera l'Observatoire NOEMA de l'IRAM, situé sur le plateau de Bure dans les Hautes Alpes. Le projet NOEMA, composé actuellement de 10 radio-télescopes de 15 m de diamètre chacun, est en plein développement. Elle détaillera en quoi cette évolution technologique est cruciale pour l'étude des objets astronomiques. Charlène Lefèvre est chercheuse à l’Institut de Radioastronomie Millémétrique – IRAM – de Grenoble C23 - Molécules, électricité, lumière : un trio aux fascinantes applications (10h15-11h45)
Guy Royal Concevoir de nouvelles molécules, contrôler et moduler leurs propriétés et communiquer avec elles : tel est le rôle du chimiste moléculaire. Dans ce contexte, Guy Royal présentera comment mettre à profit les interactions particulières de certaines molécules vis-à-vis de la lumière ou de l'électricité pour développer de multiples applications, que ce soit pour l'énergie, ou pour le domaine médical.
Guy Royal a obtenu un Doctorat de chimie-physique à l'Université de Bourgogne (Dijon), avant d'effectuer une année de stage Postdoctoral à l'Université de Houston (USA). Il a ensuite intégré l'Université Joseph Fourier (aujourd'hui Université Grenoble Alpes) en tant que maitre de conférences. Depuis 2009, il est professeur des universités au sein du Département de Chimie Moléculaire (DCM – CNRZ/UGA). Sa recherche concerne la conception de molécules et matériaux activables par la lumière ou l'électricité. Il enseigne principalement la chimie générale, la chimie organique et inorganique, l'électrochimie et la chimie supramoléculaire. C24 - De la vérité dans les sciences (10h15-11h45)Aurélien Barrau Cette conférence a pour vocation d’aborder quelques aspects de philosophie des sciences au détour du concept de vérité. Aurélien Barreau prendra des exemples en physique contemporaine et utilisera les pensées de quelques épistémologues majeurs du vingtième siècle. Il ne s'agira pas de viser l’exhaustivité ou la rigueur universitaire, mais plutôt de s'autoriser des digressions libres et spontanées autour de l’actualité scientifique et médiatique. Il s’agira avant tout de penser au-delà des évidences et de poser quelques questions élémentaires de philosophie de la physique. Aurélien Barrau est astrophysicien spécialisé dans la physique des astroparticules, des trous noirs et en cosmologie au Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie de Grenoble (LPSC – CNRS/UGA/Grenoble INP). Il est également professeur à l'Université Grenoble-Alpes. C25 - Les diverses structures de l'ADN : focus sur un objet moléculaire réactualisé (10h15-11h45)
Thomas Lavergne Depuis 1953 et les travaux de Franklin, Watson et Crick, nous savons que l’ADN est composé de 4 nucléotides qui s’associent pour former une double hélice. Ce constat, érigé en dogme, a été chamboulé ces dernières années par la découverte de nouvelles structures d’ADN en triple et quadruple hélice. Ces structures participent au fonctionnement des cellules et sont impliquées dans le développement de nombreuses pathologies. Elles constituent de nouveaux objets moléculaires que les chimistes cherchent à comprendre et à cibler pour développer de nouvelles thérapies. En parallèle, l’alphabet génétique a été enrichi par l’introduction de deux nouveaux nucléotides dans l’ADN. Ces travaux conduisent aujourd’hui à nous interroger sur l’organisation même de la vie et ouvrent des perspectives fascinantes. Thomas Lavergne abordera ces différentes découvertes du point de vue de l’état de l’art et de leurs travaux. Thomas Lavergne est chargé de Recherche CNRS au Département de Chimie Moléculaire (DCM – CNRS/UGA). Il a réalisé ses études et soutenu sa thèse au sein de l’Université Montpellier 2 avant de rejoindre le Scripps Research Institute (La Jolla, USA) où il a développé, pendant 3 ans, des travaux visant à introduire de nouvelles bases dans l’ADN. Depuis 2013 il s’intéresse aux structures d’ADN à 4 brins nommées G-quadruplex. Il étudie leur formation et leur reconnaissance par des petites molécules susceptibles d’affecter leurs fonctions biologiques notamment au sein de cellules pathologiques. Ae21 - Microcontrôleurs pour la physique et la chimie : quelques exemples d'activités (10h30-12h00) - COMPLET -
Tony Boivin et Jacques Vince Dispositifs permettant de prendre des informations sur le réel, de les traiter et d'en fournir éventuellement de nouvelles, les microcontrôleurs ont fait leur apparition dans les nouveaux programmes de physique-chimie dès la classe de seconde. Cet atelier se propose de fournir quelques exemples d'usages pédagogiques, dans le cadre de ces programmes, et se veut ouvert au plus grand nombre : il s'adresse autant aux enseignants souhaitant découvrir le dispositif et ses usages pédagogiques qu'à ceux déjà familiarisés qui souhaitent découvrir de nouveaux usages liés aux programmes. Dans tous les cas, l'atelier traitera de la mise en œuvre en classe et du bien-fondé d'une telle apparition dans les pratiques. L'atelier traitera aussi bien de physique que de chimie. Tony Boivin est professeur de physique chimie au lycée Augustin Thierry à Blois. Il est président de la section académique UdPPC Orléans Tours. Ae22 (identique à Ae12) - De la lumière naîtra la lumière ? (10h30-12h00) - COMPLET -
Voir la description en Ae12.
Ae23 (identique à Ae13, Ae33, Ae43) - Cosmologie et relativité générale au lycée (10h30-12h00)Voir la description en Ae13. Ae24 - Des belles expériences pour découvrir beaucoup de chimie (10h30-12h00) - COMPLET -
Klemens Koch Une douzaine d’expériences chimiques simples, esthétiques et instructives sera proposée. Ces expériences couvrent les sujets de base comme les liaisons, la migration des ions, la réactivité chimique, les réactions acides/bases et les réactions d’oxydo-réduction, la thermodynamique, la chimie quantique et la spectrométrie. Elles seront par ailleurs mises en relation avec l’année internationale du tableau périodique des éléments chimiques. Klemens Koch, est professeur de chimie au Gymnase de Bienne en Suisse, formateur de professeurs de chimie à la Haute École Pédagogique de Berne et Président de la Société Suisse des Professeurs de Sciences Naturelles (SSPSN). Il a effectué des études de chimie à l’Université de Lausanne et un doctorat en chimie organique à l’École polytechnique fédérale de Zurich. Il a ensuite suivi une formation pédagogique pour enseigner la chimie. Ses intérêts en terme de didactique de la chimie portent sur les expériences et concepts pour les concepts de base, les réactions acides/bases et d’oxydo-réduction, la thermodynamique et la chimie quantique. Ae25 (identique à Ae35) - Acoustique musicaleCet atelier aura lieu dans les locaux du laboratoire Gipsa-Lab et sera découpé en deux parties de 45 minutes chacune.
Coriandre Vilain Atelier autour de l'Analyseur de Koenig L'analyseur de Koenig est un OVNI dans l'histoire des sciences. Conçu par le génial Rudolph Koenig, il est le premier analyseur de fréquence sonore permettant la visualisation en temps réel du contenu fréquentiel d'un son. L'analyseur est basé sur la capsule manométrique inventée par Koenig en 1862 qui permet de rendre visible une vibration acoustique par l'utilisation de flammes de gaz. Un ensemble de 14 capsules manométriques, raccordés chacune à un résonateur de Helmholtz de taille variable permet ainsi théoriquement de visualiser le contenu spectral d'un son compris entre 180 et 1500 Hz. Un dispositif manque cependant encore à la description du résonateur : le miroir tournant. En effet, même à 180 Hz, la vibration des flammes est trop rapide pour être perçue à l'oeil nu. Le miroir tournant permet d'étaler l'image de la flamme sur une ligne et de percevoir ainsi les ondulations. Cet atelier vous présentera l'analyseur de Koenig du GIPSA-Lab, acheté en 1920 par l'Institut de Phonétique de Grenoble et utilisé initialement pour l'analyse de timbre de la voix. Cet appareil a été restauré en 2007 et est à ce jour un des seuls appareils en état de fonctionnement en France.
Jérôme Villeneuve et James Leonard Atelier autour de la synthèse sonore et visuelle par modélisation physique Le modélisation physique pour la production d’image et/ ou de son consiste à penser et « programmer » des objets virtuels répondant de règles inspirées par la physique. De ces objets, des propriétés de la matière dont ils sont constitués, il est alors possible de faire émerger un comportement visible et/ou audible. Parmi plusieurs méthodes actuellement étudiées dans ce champ de la recherche, GIPSA-Lab s’intéresse notamment à celle dite « masse-interaction ». Celle-ci consiste simplement à construire la plus grande variété d’objets par l’agencement d’éléments simples : typiquement des masses connectées entre elles. La recherche qui est menée sur ce front au sein de GIPSA-Lab, conduisant à la production et diffusion de logiciels libres et multiplateformes, est d’abord orientée vers des perspectives de création artistique. Mais de tels outils permettent également d’expliciter (par le sensible, le visible, l’audible et de façon interactive) de nombreux concepts fondamentaux de la physique classique (mécanique du point, des milieux, acoustique et vibratoire, etc...). Cet atelier sera ainsi l’occasion de présenter les différents cas d’usages illustrant du potentiel pédagogique de tels outils développés au sein de GIPSA-Lab, dont certains seront en connection directe avec l’atelier proposé sur l’analyseur de Koenig. Coriandre Vilain est, depuis 2005, ingénieur de recherche CNRS au GIPSA-Lab (Laboratoire Grenoble images, paroles, signal,automatique – CNRS/Grenoble INP/UGA). Il est physicien acousticien de formation et passionné par les instruments de mesure anciens. En côtoyant les vieux appareils de phonétique expérimentale de l'Institut de Phonétique de Grenoble dont le GIPSA-Lab est dépositaire, il a participé avec d'autres collègues tout aussi passionnés à la restauration de ces vieux appareils, témoins de l'ingéniosité des scientifiques de l'époque et de l'histoire des sciences Plage horaire n°3 : 13h30-15h00C31 - Pollution aux particules : comment la chimie peut nous aider à y voir plus clair
Jean-Luc Besombes Les épisodes de pollution atmosphérique sont de plus en plus médiatisés suscitant l’émotion de l’opinion publique. Ozone, dioxyde d’azote, particules fines constituent des exemples de composés altérants l’air que nous respirons. La pollution atmosphérique présente plusieurs formes et se caractérise par des phénomènes très différents suivant les saisons et les territoires. Les sources de ces pollutions sont multiples associant les rejets liés aux activités humaines aux processus naturels d’émission. Depuis plusieurs décennies, les chimistes participent par leurs travaux à mieux appréhender les phénomènes d’évolution de l’atmosphère. Si les connaissances ont fortement progressé sur les conditions d’évolution des polluants gazeux, les phénomènes de pollution par les particules nécessitent encore d’être mieux compris. Jean-Luc Besombes présentera dans quelle mesure explorer la composition chimique de ces particules peut permettre de mieux appréhender leurs origines, leur évolution et leurs impacts. Jean-Luc Besombes est professeur de Chimie à l’Université Savoie Mont-Blanc et au Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (LCME). Ses recherches concernent la caractérisation chimique de l’aérosol atmosphérique et plus particulièrement de sa fraction organique. Les derniers travaux ont porté sur l’identification de traceurs organiques de sources et le développement de méthodologies d’étude de leurs sources par modèle récepteur. C32 - LSST : un télescope terrestre pour cartographier tout le ciel visible sur 10 milliards d'années
Cécile Renault La cosmologie dispose aujourd'hui d'un modèle permettant de décrire, assez précisément, l'évolution de la matière et de l'espace depuis une infime fraction de seconde après le Big-Bang jusqu'à nos jours. Ce modèle est très robuste sur les quelques premiers milliards d'années mais des tensions apparaissent parfois ensuite. Par ailleurs, ce modèle se base sur trois ingrédients, essentiels mais totalement incompris : l'inflation primordiale, la matière noire et l'énergie noire. Pour aller plus loin, en particulier en ce qui concerne la matière et l'énergie noires, il faut étudier en détails les 10 derniers milliards d'années. C'est l'un des objectifs fondateurs du projet LSST. LSST, ou Large Synoptic Survey Telescope est un projet américain avec une importante composante française. Son objectif: cartographier tout le ciel, y compris le ciel profond, toutes les 3 à 4 nuits, pendant 10 ans. Cécile Renault présentera ce projet titanesque installé au Chili et mettant en œuvre la plus grande caméra jamais construite et comment il sera utilisé pour mieux comprendre notre Univers dès 2022. Cécile Renault présente un parcours professionnel qui se situe dans le domaine de la cosmologie observationnelle et des astroparticules. Après une thèse sur la recherche de matière noire baryonique avec le télescope EROS, elle a réalisé 4 ans d’astronomie gamma à Paris dans les collaborations CAT et HEGRA. Elle a ensuite rejoint le Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie de Grenoble (LPSC – CNRS/UGA/Grenoble INP) dans lequel elle est actuellement directrice de recherche CNRS. Elle a alors renoué avec la cosmologie observationnelle en étudiant cette fois le rayonnement fossile mesuré par le ballon Archeops et le satellite Planck. Elle travaille actuellement dans le cadre de la collaboration LSST. C33 - La Qualité de l’Air s’améliore-t-elle dans nos villes ?
Paolo Laj Les récentes manifestations des jeunes pour le climat reflètent une vraie préoccupation et une prise de conscience des enjeux environnementaux à venir, qu’il faudra savoir accompagner. Du point de vue du chercheur en sciences atmosphériques, il semble essentiel de pouvoir fournir certains outils de compréhension des mécanismes qui influent sur la qualité de l’environnement, qui doivent contribuer à fonder les décisions politiques en la matière. La qualité de l’air est, comme le climat, source de préoccupations, notamment dans nos régions, mais aussi source de questions : l’air s’améliore-t-il dans nos villes ? La voiture est-elle la source principale de pollution ? Comment lutter efficacement pour améliorer la qualité de l’air ? Sans prétendre apporter des réponses exhaustives à ces problématiques, la conférence fournira quelques bases de réflexion sur la problématique de la qualité de l’air et abordera la question du message à transmettre vers les jeunes générations. Paolo Laj est physicien à l’Université Grenoble Alpes au sein de l'Institut des géosciences et de l'environnement (IGE – CNRS/IRD/UGA/Grenoble INP), laboratoire membre de l'Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble. C34 - Tchoury, Rosetta et Philae
Alain Hérique Le 12 novembre 2014, après quelques rebondissements, Philae atterrissait à la surface de la comète Churyumov–Gerasimenko. S'ouvrait alors une période de trois jours d'observation in-situ du noyau pour Philae et de presque deux ans d'observation en orbite pour Rosetta. En mettant une sonde en orbite autour d'une comète et en atterrissant sur son noyau, l'Agence Spatiale Européenne (ESA) et les agences spatiales nationales (CNES, DLR, ASI,...) ouvraient une nouvelle page de l'exploration robotique du système solaire : cette aventure avait commencé 30 ans plus tôt, au lendemain du survol de la comète de Halley par la sonde Giotto et a mobilisé une large communauté scientifique. Cette aventure se poursuit encore par l'exploitation scientifique des résultats. Alain Hérique est maître de conférences UGA et planétologue à l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG – CNRS/UGA). C35 - Forêts denses de nanotubes et nanofils pour le stockage et la production de l’énergie
Denis Buttard Le stockage et la production d’énergie électrique constituent un enjeu majeur du XXIe siècle. De nombreuses méthodes sont actuellement développées pour réaliser des systèmes embarqués. Dans ce contexte, le développement de structures 3D à l'échelle nanométrique permet d'augmenter considérablement la surface spécifique du matériau et les performances des appareils. Avec son équipe, Denis Buttard a développé des méthodes électrochimiques pour la réalisation de forêts ultra-denses de nanotubes et nanofils ordonnés et intégrés dans une membrane d’alumine nanoporeuse. En partenariat avec des entreprises, des dispositifs ont été réalisés à base de divers matériaux comme les métaux (Cu, Au, Ni, Pt), les semi-conducteurs (Si, Ge) et les diélectriques (TiO2). Denis Buttard présentera des résultats dans divers domaines tels que les piles à combustible à nanotubes PtCu et/ou PtNi (Figure 1), les cellules solaires à nanofils de Si et les dispositifs thermoélectriques ainsi que des applications et des tests pour le stockage électrique : condensateurs métal-isolant-métal 3D, condensateurs électrolytiques et supercondensateurs. Denis Buttard est professeur à l’université Grenoble Alpes, chercheur à l’Institut de recherche interdisciplinaire de Grenoble (CEA) et chef du département mesures physiques de l’IUT1. Ses domaines de recherche sont centrés sur la physique et la chimie des nanomatériaux pour des applications dans des systèmes de stockage et/ou de production de l’énergie (piles à combustible, cellules solaires, thermoélectricité, condensateurs...). Il est spécialisé dans la réalisation de membranes d’alumine nanoporeuse utilisées comme matrices d’accueil pour la croissance de forêts denses de nanotubes et nanofils utilisées dans le cœur de ces systèmes. Les applications se font en partenariat avec des industriels, start-ups ou laboratoires de recherche. Il est auteur et/ou co-auteur de nombreux articles et a dirigé de nombreuses thèses dans cette thématique. A31 - Atelier du bureau national de l'UdPPCLe bureau national propose des ateliers relatifs aux sujets d'actualité qui ont modifié ou peuvent influencer les conditions d'exercice de l'enseignement des Sciences physiques.
Cette année ces ateliers aborderont la réforme du lycée que ce soit pour l'enseignement générale et l'enseignement technologique. Jacques Vince. A32 - « drug design » ou comment moduler la structure d'une molécule pour optimiser son activité biologique
Martine Demeunynck Parmi les thèmes ouverts à la discussion, il y a les différentes façons de trouver de nouvelles structures potentiellement actives, à partir des têtes de série ainsi sélectionnées comment améliorer les propriétés chimiques/biologiques/physicochimiques, et quelles sont les étapes conduisant à la mise sur le marché éventuelle. Martine Demeunynck est directrice de recherche au Département de Pharmacochimie moléculaire. Membre de l'équipe « MedChem » qui s'intéresse à la synthèse et à l'extraction de nouvelles molécules agissant sur les membranes et les acides nucléiques, ainsi qu'à la mise au point de nouveaux outils chimiques pour les études structurales et fonctionnelles de ces cibles. Ae33 (identique à Ae13, Ae23, Ae43) - Cosmologie et relativité générale au lycéeVoir la description en Ae13. Ae34 - Mon boulanger est un scientifique - COMPLET -
Anne Dortel La notion de grandeurs physiques et les relations entre celles-ci peuvent effrayer les élèves. L'objectif d'Anne Dortel est de travailler sur les 5 sens, avec un corps (celui de l'élève) en action dans le but de lui faire prendre conscience que les calculs en sciences physiques ne sont qu'un langage parmi d'autres (certes très efficace) pour rendre compte des évènements du quotidien. Cuisiner permet d'établir ce « dialogue » entre réel perceptible et concepts, dialogue nécessaire à une bonne compréhension de ce qu'est chaque grandeur. Ainsi, il sera question au cours de l'atelier :
Anne Dortel est enseignante au collège de la Cité scolaire internationale Europole à Grenoble. Ae35 (identique à Ae25) - Acoustique musicaleVoir la description en Ae25. Plage horaire n°4 : 15h15-16h30C41 - Quelles nouvelles du froid ?
Pierre-Étienne Wolf Jusqu’à quelle température peut on s’approcher du zéro absolu? Quelle(s) physique(s) étudie-t-on alors ? Et à quoi cela sert-il ? Pierre-Étienne Wolf, est chercheur CNRS à l'Institut Néel et responsable de l'équipe HELFA - Hélium : du fondamental aux applications. L’équipe HELFA travaille dans deux domaines. Le premier concerne des études de physique fondamentale utilisant l’hélium comme système modèle et le second le développement d’une instrumentation cryogénique sophistiquée pour l’astrophysique et la physique des particules. C42 - Imagerie cellulaire holographique et bioimpression de tissus biologiques
Vincent Haguet Des travaux récents ont remis en question la pertinence des modèles cellulaires en 2D pour la recherche fondamentale en biologie cellulaire et le développement de nouveaux médicaments. L’équipe Biomics du CEA de Grenoble développe de nouveaux modèles cellulaires tridimensionnels plus proches de la réalité physiologique, notamment des organoïdes (mini-organes) et des sphéroïdes (mini-cancers). De plus, des tissus de peau et de cornée sont bioimprimés dans un hydrogel biocompatible. Les gènes des cultures cellulaires en 3D sont bloqués spécifiquement un par un afin d’identifier les gènes cruciaux pour le développement et les processus de cancérogenèse. L’équipe Biomics assemble également des instruments en support aux expériences de génomique fonctionnelle. Un microscope holographique employant en parallèle 96 caméras miniatures a été développé pour acquérir en quelques minutes des images sur des centaines d’échantillons cellulaires. La comparaison et le suivi des hologrammes cellulaires permet de mesurer les vitesses de prolifération et de migration des cellules soumises à des agents actifs. Dans une puce microfluidique, les cellules individuelles sont intégrées dans des billes d’hydrogel et forment, à l’intérieur des microbilles, des organoïdes individuels par croissance clonale. Enfin, des tissus de peau et de pancréas sont reconstruits dans des puces microfluidiques appelées « organes-sur-puce » afin de mimer le fonctionnement des organes. Vincent Haguet est chercheur dans l’équipe Biotechnologie et Génomique Fonctionnelle (Biomics) du CEA de Grenoble. Il développe des techniques d’imagerie cellulaire holographique et de bioimpression de tissus biologiques. C43 - L’activité d’ARC-Nucléart au travers de l’histoire de la restauration de l’épave du chaland antique Arles-Rhône 3 et de la restauration d’une sculpture polychromée.
Karine Froment L’atelier-laboratoire ARC-Nucléart est spécialisé dans la conservation des matériaux organiques (bois, cuirs, fibres végétales...), qu’ils soient gorgés d’eau (bois archéologiques), ou secs dans le cas de sculptures ou objets ethnographiques, polychromés ou non. Une des originalités de la structure est l’utilisation du rayonnement gamma à des fins de conservation du patrimoine. Ce sont l’ensemble des traitements de conservation et un aperçu des techniques de restauration qui seront abordés au cours de cette conférence, à partir de deux exemples : l’ensemble des opérations de conservation/restauration du chaland Arles Rhône 3, depuis son prélèvement jusqu’à son installation au musée Départemental d’Arles Antique, puis un exemple conservation- restauration d’une sculpture polychromée de belle facture. Karine Froment est diplômée de l’École Nationale de Chimie de Paris. Après un doctorat de l’Université Paris VI en science des matériaux, Karine Froment a travaillé dans différents domaines de la recherche appliquée au CEA. Expert- international du CEA et HDR, elle a encadré de nombreux travaux de recherches, thèses, post-doc, stages tout au long de sa carrière de Chercheur. Elle est Directrice d’ARC-Nucléart depuis novembre 2015. C44 - La diffraction neutronique : sa contribution à l'étude de nouveaux matériaux.
Malgré l’énorme développement des techniques de diffraction de rayons X et de leur accessibilité au cours des dernières décennies, la diffraction de neutrons reste un outil unique pour extraire des informations précieuses sur la structure et le comportement des nouveaux matériaux. Ce sont les caractéristiques particulières de l'interaction neutron-matière qui font de la diffraction de neutrons un excellent complément à la diffraction des rayons X pour la caractérisation des matériaux. Ainsi, la pénétration élevée des neutrons dans la matière permet de réaliser facilement des expériences « in situ » afin d’analyser les changements structurels en fonction de la température, de la pression ou d'un autre paramètre extérieur, ainsi que des études de composants actifs tels que les batteries pendant leur cycle de charge et décharge. En raison de la meilleure sensibilité des neutrons aux atomes légers tels que H ou Li, ils sont utilisés pour explorer les propriétés de différents matériaux pour l'énergie et analyser les processus physiques pertinents. Mais c'est le couplage du moment magnétique du neutron avec les électrons non appariés des atomes magnétiques qui fait de la diffusion des neutrons l'outil le plus puissant pour l'étude de la structure magnétique des solides. Quelques exemples de travaux récents réalisés principalement à l'ILL seront présentés, démontrant la grande utilité de la diffraction de neutrons dans la compréhension des relations entre la structure et les propriétés physiques des matériaux. Maria Téresa Fernandez-Diaz est cheffe du groupe Diffraction à l'Institut Laue Langevin à Grenoble (ILL), qui exploite onze diffractomètres de neutrons. Docteur en physique par l'Université Autonoma de Madrid, elle a travaillé comme scientifique à l'ILL depuis 1995 en tant que responsable des instruments de poudre et de monocristal. Son intérêt scientifique porte principalement sur les aspects structuraux et magnétiques des systèmes électroniques fortement corrélés. Progressivement, elle a élargi son domaine d’intérêt aux différents matériaux liés à l’énergie ainsi qu’aux liquides C45 - CONSERT à bord de Rosetta et Philae
Alain Hérique Le 12 novembre 2014, peu après l'atterrissage de Philae, le radar CONSERT commençait à sonder le noyau de la comète Churyumov–Gerasimenko en mesurant la propagation d'onde radio entre Philae et Rosetta. Pour la première fois, il était possible d'accéder directement à des informations sur la structure et la composition internes d'un petit corps glacé du système solaire. L’objectif était de mieux comprendre et modéliser les mécanismes d'accrétion des comètes dans le système solaire primitif et d'aider à l'interprétation des mesures faites sur la surface du noyau. Alain Hérique est maître de conférences UGA et planétologue à l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG – CNRS/UGA). A41 - Atelier du bureau nationalLe bureau national propose des ateliers relatifs aux sujets d'actualité qui ont modifié ou peuvent influencer les conditions d'exercice de l'enseignement des Sciences physiques.
Cette année ces ateliers aborderont la réforme du lycée que ce soit pour l'enseignement générale et l'enseignement technologique.
A42 - Projet Lutétium - COMPLET -
Quentin Magdelaine Au cours de cet atelier, Quentin Magdelaine nous présentera le Projet Lutétium [1], une chaîne YouTube mêlant recherche expérimentale, création artistique et vulgarisation scientifique. La présentation se focalisera sur la catégorie de vidéos qui a eu le plus de succès, les expériences en musique. Ces vidéos plongent le spectateur au cœur d’une expérience scientifique, comme la création de tourbillons dans un sillage ou la danse spontanée de gouttes autopropulsées. La physique et le rythme de ces vidéos sont soulignés par des musiques originales d’un élève compositeur et les explications viennent sous la forme de textes simples.
Quentin Magdelaine est membre du Projet Lutétium et doctorant en physique des liquides. Ae43 (identique à Ae13, Ae23, Ae33) - Cosmologie et relativité générale au lycéeVoir la description en Ae13. A44 - La musique c'est physique - COMPLET -
Olivier Bourgeois L'idée est de montrer ce qui, dans la musique d'aujourd'hui, est issu soit de la culture (choix arbitraire), soit de la physiologie (oreille), soit de la physique (et des mathématiques).
On regardera tout d'abord ce qu'est le son (vibration de pression) et ce que l'on entend par fréquence, harmonique, période, etc... On regardera de façon réelle de quoi se compose le son de différentes origines (son de la voix, différents instruments, leur timbre). Puis, l'importance des nombres premiers pour décrire les accords ; ce qui a permis de construire les premières gammes en musique. Malheureusement l'incompatibilité de ces gammes entre elles pour les accords de tierce, quarte, quinte ou de sixte a obligé les musiciens à imaginer le tempérament égal (par opposition au tempérament juste). Ce tempérament très pratique pour jouer de la musique d'ensemble ne respecte pas (intégralement) les lois de la physique mais a été à l'origine d'une grande simplification dans la fabrique des instruments, les a rendu compatibles entre eux. Olivier Bourgeois est directeur de recherche CNRS à l'Institut Néel A45 - Des outils pour le collège : activités, expériences et astuces - COMPLET -
Sandrine Pierre et Pascale Pouchot Des activités orientées pour le collège dans le cadre de séances concrètes et testées en classe ainsi que quelques astuces pratiques vous seront proposées dans le cadre de cet atelier. Sandrine Pierre et Pascale Pouchot sont enseignantes en collège REP depuis plus de 15 ans et autrices d’articles dans le Bulletin de l'Union des Physiciens. Plage horaire n°5 : 17h00-18h15Conférence plénière :
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