Les cours de l' "Université Ouverte" de Paris VII reprennent le 13 octobre. Il s'agit des cours ou conférences donnés par des chercheurs, à l'intention du public "retraité", mais pas seulement. Ce sont des séries de cours non diplômants. Je coordonne l'offre de cours pour les sciences physiques, dont voici le programme, élaboré avec mes collègues, que je remercie.

 

Cosmologie moderne (36 h) - Jean-Christophe Hamilton

 

Ce cours vise a donner une idée assez détaillée de la situation actuelle en cosmologie (étude des propriétés, de l'histoire et du contenu de l'Univers). Cette discipline, longtemps un peu marginale faute de données expérimentales contraignantes, a connu une véritable révolution dans les dernières décennies devenant une science de précision, accumulant les confirmations observationnelles de prédictions basées sur un modèle aujourd'hui très détaillé de l'Univers et de son contenu. L'image de l'Univers dont on dispose aujourd'hui est fondée d'une part sur des raisonnements théoriques faisant appel aux deux théories les plus fondamentales de la physique contemporaine (la relativité générale et la mécanique quantique) mais aussi sur de très nombreuses observations rendues toujours plus précises grâce aux progrès technologiques (caméras CCD, électronique rapide, processeurs puissants, ...). Paradoxalement, l'image, en apparence détaillée, que l'on a aujourd'hui de l'Univers est loin d'être satisfaisante conceptuellement: 

  • on ne sait rien ou presque des premiers instants de l'Univers ou les effets quantiques de la gravitation devraient se manifester, 
  • la formation des structures repose sur un phénomène hypothétique, l'inflation, dont on attend toujours une confirmation directe, 
  • notre Univers ne semble constitué qu'à 4% de matière ordinaire, alors que le reste semble être composé de 26% de matière sombre qui, malgré une relativement bonne compréhension théorique, reste encore à découvrir et, pire encore, de 70% d'énergie sombre dont la nature est encore totalement incomprise. 

Il y a manifestement encore beaucoup à comprendre en cosmologie.

 

Le cours proposé mêlera explications théoriques (y compris quelques calculs simples mais détaillés) et descriptions de résultats expérimentaux, d'instruments et techniques d'observations passées, présentes et futures. Les grands thèmes abordés seront les suivants: fondements de la cosmologie moderne, modèle de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, histoire thermique de l'Univers et grandes transitions, problématique des mesures de distances en cosmologie et tests cosmologiques, matière noire, énergie sombre, fond diffus cosmologique, formation des structures, Univers primordial et inflation. Une certaine familiarité avec des outils mathématiques de bases comme les dérivées, les intégrales et les équations différentielles rendra les choses plus simples aux étudiants, même si les calculs seront fait de manière pédestre lorsqu'ils seront détaillés.

 

 

Les neutrinos aujourd’hui (6h) - François Vannucci

 

Les neutrinos ont fait récemment la une de l’actualité. Leur connaissance s’est considérablement approfondie durant la décennie passée en particulier en ce qui concerne leurs masses.

Pourtant de nombreuses questions se posent encore a leur sujet : existe t-il un quatrième neutrino? voyagent-ils plus vite que la lumière? Expliquent-ils la disparition de l’antimatière? Quels sont les émetteurs astrophysiques de neutrinos?

Le bilan des propriétés connues sera exposé et les perspectives de recherche discutées.

 

Les énergies renouvelables: ressources solaires et éoliennes (16heures) -Yann Girard.

 

Avec l’épuisement des ressources en énergie fossile, l’accroissement des besoins énergétiques des sociétés modernes et les exigences de santé publique en matière de réchauffement climatique ou de sécurité nucléaires, les ressources en énergie solaire et éolienne ne cessent de susciter des espoirs, et des recherches visant à en tirer le meilleur parti. Ce cours présentera les enjeux de l'optimisation des couplages ressources/technologies dans ce domaine, les propositions novatrices liées à ces énergies réputées inépuisables, mais peu commodes du fait de leur intermittence.

 

Des nanosciences aux nanotechnologies (12h).

Intervenants : Vincent Repain et Maria-Luisa Della Rocca

 

Nanotechnologies, nanosciences, les enjeux et les mythes (6 heures, V. Repain) : Les nanotechnologies sont de plus en plus présentes dans notre quotidien et représentent un marché en très forte croissance. Ce cours fera le point sur l’apport (et le risque environnemental) potentiel des nanomatériaux dans des domaines aussi variés que la médecine, l’électronique et l’optique. Des sujets de recherche actuels en nanosciences seront présentés et discutés afin de comprendre quelles sont les propriétés nouvelles recherchées à très petite échelle.

Façonner et observer la matière à l’échelle du nanomètre (6 heures, M.-L. Della Rocca) : La brique élémentaire des nanosciences est l’élaboration d’un nanomatériau (matériau dont au moins l’une des dimensions est inférieure au millionième de mètre). Pendant ce cours, nous verrons comment les hommes ont élaboré des stratégies toujours plus complexes pour réduire les dimensions de la matière. L’accélération brutale de ce processus pendant les trente dernières années permet aujourd’hui de manipuler et d’observer la matière atome par atome. Quelques exemples des instruments utilisés pour réaliser ces prouesses seront présentés.

 

 Les nouveaux matériaux complexes (20h)

Intervenant : Alain Ponton

De nombreuses avancées technologiques ont été et seront liées aux sciences des matériaux et la mise en évidence de propriétés originales permettent souvent d’orienter recherche fondamentale et le développement vers de nouvelles directions. La conception fonctionnelle de matériaux structurés est à l’origine de nombreux progrès technologiques dans le domaine du génie civil, des textiles et revêtements innovants, de l’énergie, des nano-matériaux, ….pour ne citer que quelques exemples. Un nouveau champ d’investigation s’ouvre avec le monde du vivant qui se construit à travers l'auto-assemblage de macromolécules biologiques et inspire l’élaboration de matériaux par des processus biomimétiques faisant appel à des mécanismes d’auto-assemblage supramoléculaire, organique et inorganique. A partir d’exemples de produits de la vie courante (crèmes, gels, produits pharmaceutiques, produits laitiers, émulsions alimentaires et cosmétiques, ciments, produits pétroliers, peintures, les vases sous marines ou torrentielles), nous décrirons dans ce cours l’étude des propriétés structurelles et dynamiques des matériaux complexes en lien avec leurs conditions d’usage. Nous donnerons aussi un bref aperçu sur les travaux de recherche récents concernant les matériaux à haute sensibilité aux conditions environnementales.

 

 Les forces qui nous forment : de la cellule à l’organisme (30h).

Intervenants : Amanda Brun , Vincent Fleury, Florence Gazeau, François Graner. 

Nous autres êtres humains, de même que les organismes vivants qui nous entourent, sommes constitués de cellules, assemblées en tissus, qui se mettent en forme progressivement pour former des organismes. Ce processus fascinant peut être très rapide, et former un embryon en quelques heures, à partir d’une cellule unique, l’ovule fécondé. Au cours de l’embryogenèse, les tissus plient et se différencient  en structures identifiables sur l’animal adulte : par exemple la colonne vertébrale, les flancs, le visage. Lorsque des accidents ont lieu au cours du développement, des anomalies plus ou moins flagrantes peuvent apparaître, qui ont également une logique. On observe ainsi un passage continu de visages à deux yeux situés latéralement, jusqu’à des cyclopes, qui n’ont qu’un œil, mais alors un gros œil, situé au milieu du front. A contrario, l’organisme en développement présente parfois des facultés de régénération stupéfiantes. Quant aux hydres, même les adultes reforment des organismes complets après avoir été hachés en petits morceaux !

Comment s’effectue le passage de la cellule unique à l’organisme ? Comment les cellules s'organisent-elles entre elles sans nécessiter de centre organisateur ?  Les lois de la physique s’appliquent-elles aussi à l’univers des animaux possibles, et contraignent-elles donc l'évolution ? Pourquoi les animaux sont-ils à la fois si semblables, et si différents ? Pourquoi chaque individu est-il unique, pourquoi même les vrais jumeaux ne sont-ils pas identiques ? Qu’est-ce qu’une malformation ? Pour aborder ces questions, le présent cycle de conférences propose une approche physique des êtres vivants, montant progressivement de la molécule à la cellule, puis au tissu, et finalement à l’organisme adulte. Il s’achève sur plusieurs conférences consacrées aux techniques récentes de reconstruction artificielle des tissus ou organes et à la médecine régénérative, suggérée par les capacités extraordinaires de régénération de certains organismes. Parallèlement, il est possible de moduler l’auto-organisation des cellules. Pour cela, la nanomédecine apporte des outils nouveaux  permettant de manipuler et imager des cellules pour la maitrise de l’ingénierie de tissus dans le cadre de la médecine régénérative de demain. Certaines conférences s’intéresseront aux techniques de nanomédecine et de diagnostic utilisant les dernières avancées de la synthèse et de l’utilisation de nouveaux nano-objets.

 

Intelligence collective chez les animaux, les robots et les systèmes hybrides (30h).

Intervenants : José Halloy, Guillaume Grégoire. 

La socialité est un mode de vie très répandu dans le vivant, depuis les micro-organismes jusqu’aux mammifères. Ces animaux vivant en groupe doivent assurer la cohérence de leur groupe ainsi que prendre des décisions en commun. Aussi, la question se pose de comprendre quels sont les mécanismes mis en jeu lors de ces processus. Nous illustrerons ces mécanismes de choix collectifs réalisés par les exemples des colonies de fourmis sélectionnant un chemin ou des groupes de cafards choisissant un abri. Notre approche sera basée sur une méthode combinant expériences et modèles mathématiques issus de la théorie des systèmes dynamiques non-linéaires. Ensuite, nous discuterons de la question des déplacements collectifs réalisés de manière cohérente par de grands, ou petits, groupes d’oiseaux ou de poissons. Ces phénomènes collectifs spectaculaires ont ouvert un champ de recherche en physique qui traite des phénomènes collectifs présents dans de groupes de particules autopropulsées qui présentent des transitions de phases similaires à celles observées dans les systèmes physico-chimiques.

Par ailleurs, il existe un dialogue entre vivant et artificiel, entre la machine et l’animal. Les organismes sont sources d’inspiration et de solutions pour construire des machines qui à leur tour permettent le développement de modèles et d’outils pour expliquer le fonctionnement du vivant. C’est un point intéressant de l’histoire des idées en biologie. Ce dialogue, toujours d’actualité, est présent au sein de nos travaux de recherches.
Nous discuterons des modèles développés en robotique collective dans le but de construire des groupes de robots autonomes présentant des formes d’intelligence collective. Souvent ces modèles comportementaux sont directement inspirés des modèles biologiques présentés dans la première partie. De même nous discuterons de l’usage de robots comme outils en biologie du comportement. Nous étendrons la discussion à d’autres utilisations actuelles de robots modèles en biologie. Enfin, nous illustrerons un nouveau champ de recherche qui étudie les groupes mixtes d’animaux et de robots comme des groupes de cafards, de poussins ou de poissons et de robots. L’objectif est de créer des groupes bio-hybrides qui présentent des formes d’intelligence collective entre des robots et des animaux.

 

Les dates et horaires sont :

PLANNING DES COURS de PHYSIQUE :

COSMOLOGIE –J.-Ch. HAMILTON (36h-18 séances). Les lundis après-midi 14hrs-16hrs ; commence le LUNDI 13 octobre s’interrompt le 15 décembre (dernier cours de l’année le 15).  Reprend en janvier le lundi 12 janvier. Finit le lundi 9 mars (compris).

MOUVEMENTS COLLECTIFS-J. HALLOY-G. GREGOIRE (30h-15séances) . les  Jeudis matin 9h30-11h30 ; commence le JEUDI 16 octobre s’interrompt le jeudi 18 décembre (dernier cours de l’année le 18 compris).  Reprend en janvier le JEUDI 15 janvier. Finit le JEUDI 19 février (compris).

BIOPHYSIQUE-F. GRANER-V. FLEURY-F. GAZEAU-A. BRUN (30h-15 séances). Les Mardis après-midi (14hrs-16hrs) ;  commence le Mardi 2 décembre. Finit le Mardi 1 avril (compris).

NEUTRINOS-F. VANUCCI (8h-4 séances). Les Lundis après-midi (14hrs 16hrs, prend la suite du cours Cosmologie) ; commence le Lundi 16 mars. Finit le Lundi 6 avril (compris).

MATERIAUX NOUVEAUX-A. PONTON (20h-10 séances). Les Jeudis après-midi 14hrs-16hrs ;  commence le Jeudi 26 février et finit le Jeudi 21 mai.

NANOS-M. L. de-la-ROCCA-V. REPAIN (6séances-12hrs). Les Lundis après-midi ; commence le Lundi 4 mai finit le Lundi 15 juin.

ENERGIES RENOUVELABLES-Y. GIRARD. Les Mardi après-midi 14hrs-16hrs ; commence le Mardi 5 mai, finit le Mardi 23 juin.

 

 

Le programme complet pour toutes les disciplines est disponible sur le site de l'université :

http://www.univ-paris-diderot.fr/sc/site.php?bc=accueil&np=accueil

http://www.univ-paris-diderot.fr/sc/site.php?bc=accueil&np=pageActu&ref=6392

 

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effectivement, il y  2 types d'approches, des approches de type "automate cellulaire" dans lesquelles on modélise des agents en interaction par des "points" discrets évoluant souvent sur réseau (approche "à la Vicsek"); dans ces approches, le temps est discrtisé et on change les états par pas successifs, en appliquant la règle d'interaction entre agents, entre premiers voisins (rarement plus). On forme ainsi des "photos" successives du groupe d'agents (vol d'étourneaux par exemples), sur réseau, ce qui produit un film de la dyamique.  Et il existe des approches en champ moyen avec des équations différentielles proches de la mécanique des fluides, dans lesquelles la  "masse" d'agents (la foule, le vol d 'étourneaux, le banc de poisson etc.) est modélisé comme une sorte de fluide ayant des propriétés particulières dues aux règle d'interaction entre voisins. En fait un des intervenants, Guillaume Grégoire est spécialiste de la formalisation des équations différentielles, à partir de la représentation par des automates (limite de l'équation maîtresse, vers le continu).

L'affaire Cambadélis pose deux questions à mon sens : d'une part existe-t-il, ou plutôt a-t-il existé des filières universitaires de complaisance ou des groupuscules politiques se distribuaient entre eux des diplômes voire des postes ; la seconde question est : est-ce que le fait de grenouiller dans des syndicats étudiants au lieu de faire des études sérieuses, constitue en soi une formation valable du personnel politique?