Comment faire son pain?

Depuis des années, je fais moi-même la pâte à pizza, que ce soit au four à bois ou électrique. Cependant, je n'avais jamais vraiment pris le temps de faire mon propre pain. J'ai donc rattrapé ce retard. Quel est le rapport avec les sciences ? Eh bien à mon sens le travail du cuisinier est proche de l'expérimentateur. Lorsque l'expérience ou la recette est nouvelle, il faut bien des essais avant d'avoir un résultat satisfaisant (à moins de tomber par hasard sur un résultat). Je n'irai pas non plus jusqu'à comparer la découverte des Rayon-X avec celle de la crème brulée. En attendant, ceux qui ont fait de la chimie ont bien du comparer les protocoles à des recettes de cuisines.

Je vais donc vous donner la recette que j'ai utilisée en photos. Tout d'abord, les ingrédients :

• 500g de farine
• 0,3L d'eau
• 1/2 sachet de levure de boulanger (moitié moins que ce qui est indiqué sur le sachet).
• 2 cuillères à café de sel

Choix de la farine

Il faut bien choisir sa farine parmi les T55 pour le pain blanc ou T65, T80, T11o, 150 pour les pains plus ou moins complets. Ce numéro est lié au pourcentage de farine récupéré à partir du blé. 150 étant pour le pain complet, on comprend que l'écorce finira dans l'assiette et qu'il faut donc choisir une farine bio sans pesticides.

Préparation

Faire monter la levure de boulanger 15min dans un fond d'eau tiède et sucrée.
Verser la levure montée dans 300cl d'eau et mélanger au fouet.
Verser les 500g de farine.
Ajouter 2 cuillères de sel.
Pétrir jusqu'à obtention d'une pâte souple élastique et non collante (ajuster la quantité de farine).
Astuce : à ce moment, on peut ajouter des bouts de noix ou autres...

Première levée

On met la boule de pâte dans un saladier préalablement huilé fariné et on la laisse monter 1h30.
Pour ma part j'ai pris l'option de faire lever la pâte à 40°C dans mon four. Sinon, vous mettez un torchon au-dessus et laissez le tout dans une pièce chaude.

Mise en forme

Maintenant il faut d'abord aplatir la boule et en chasser l'air. Je crois que cela permet d'enlever l'odeur de la levure.
Ensuite à vous de donner la forme initiale à votre pain. Sachant que en rond c'est un pain de campagne et en long une baguette.

Deuxième levée

On laisse donc la pâte sur de la farine ou du papier sulfuré. Pour la levée, je l'ai disposée dans mon four avec l'option 40°C sinon on peut mettre un torchon propre au-dessus et laisser la pâte reposer dans la pièce la plus chaude. Le temps de levée est d'environ 1h. Une fois la pâte levée, il faut faire des entailles sur le dessus.

Cuisson

Environ 30 minutes à 220°C avec la chaleur tournante, à ajuster suivant votre cuisson préférée.

Pour savoir quand il est prêt, il suffit de tapoter sur le dessous et si l'on entend un son creux c'est qu'il est prêt.

Dégustation

Pour la dégustation, une petite salade avec de la mâche, des betteraves, des tomates et de l'ail c'est top ! Avec évidemment un beau morceau de fromage : Chaourse, Camembert, Langres, Époisses, Munster, Tome de Savoie, Tome Corse, Saint-Marcelin,....

Et puis, lorsque vous dégustez votre pain, notez vos commentaires et pensez à améliorer la recette pour la prochaine fois ! C'est le but du scientifique :-)

Références

http://fairesonpain.free.fr/

Télécommunications et cryptographie quantique

Aujourd'hui, le support de l'information quantique est la lumière composée de photons. Cet axe correspond probablement à la prochaine révolution des télécommunications qui en ont déjà connu plusieurs. Sans repartir des signaux de fumée, de l'écriture cunéiforme ou encore du courrier postal, il est intéressant de noter plusieurs dates clefs. Ne serait-ce que pour se rendre compte de l'impact des découvertes fondamentales sur les technologies de pointes.

Dates et histoire

La communication filaire se basant sur les propriétés électriques de la matière apparait avec le télégraphe puis le téléphone.
1832 : Invention du télégraphe électrique et du code Morse par Samuel Morse.
1876 : Téléphone de Graham Bell & Elisha Gray
1896 : Première liaison de "TSF" par G. Marconi. L'électromagnétisme de Maxwell a ouvert la porte du sans fil.
1922 : Premières émissions régulières de radiodiffusion de la tour Eiffel
1935 : Émissions régulières de télévision depuis la tour Eiffel
1938 : Principes de la numérisation par A. Reeves. Le principe de numérisation apparait permettant ainsi d'améliorer la qualité des transmissions par un codage de l'information.
1941 : Mise au point du radar
1954 : Premiers postes radios à transistor
1962 : Première liaison Télévision par satellite Amérique-France depuis Pleumeur-Bodou
1970 : Fibres optiques de Corning Glass
1971 : Premiers microprocesseurs.
1999 : Commercialisation de liaisons ADSL chez les particuliers (France). L'internet haut-débit est né.

Les années 1970 ont vues l'apparition de la fibre optique, permettant l'internet haut-débit, et l'apparition du micro-processeur, permettant le traitement en masse de données et la programmation. Ce qui nous intéresse concerne la fibre optique qui a ouvert la voie des réseaux 100% optiques. En effet, aujourd'hui les réseaux de télécommunications n'utilisent plus l'électricité lente et gourmande en énergie mais la lumière. Il reste cependant des points à améliorer. Par exemple, pour amplifier le signal, une des méthodes consiste à utiliser des fibres dopées. Le signal est traité en même temps qu'il se déplace. Le principe semble simple : on introduit des actifs qui réagissent à la lumière incidente et la dopent en sortie. Mais ce n'est pas le seul problème car la lumière à l'intérieur d'une fibre ne remplit pas toute la fibre, elle est localisée du fait de ses modes et a un caractère chaotique : c'est le problème des billards optiques.

La fibre optique, le passage au numérique, les composants optiques... nombre d'innovations nous ont amené à un internet haut-débit basé sur une utilisation classique de la lumière. On a ainsi gagné en performance et qualité.
Je parle d'optique classique car on utilise la lumière comme un support de propagation plus efficace que l'électricité, par opposition avec la vision quantique de la lumière. En effet, la physique quantique nous permet d'explorer des "nouvelles" propriétés du photon : l'intrication et la superposition. Elles ont ouvert la voie de la cryptographie quantique et de l'ordinateur quantique. Le physicien Richard Feynman a d'ailleurs contribué de manière notable à la vision de l'ordinateur quantique.

Le QuBit

Le Qubit est l'objet mathématique représentant un photon préparé dans un état. Il existe une notation particulière qui est : |ψ>. Le premier réflexe est de définir la dimension de l'état où chaque dimension est une caractéristique. Si l'on essaie de caractériser un modèle de voiture, il faut connaitre {couleur, poids, marque, puissance,carburant,...}. Mais même si on achète deux modèles identiques (même états) ce seront deux objets différents avec deux propriétaires distincts. De la même manière, on peut avoir deux photons différents dans le même état.

Cependant si un photon était une voiture, eh bien il pourrait être de marque Volkswagen et Renault en même temps. C'est la superposition d'états quantiques qui ne traduit pas notre ignorance de l'état mais bien le fait que le photon est dans plusieurs états à la fois. À supposer que l'on effectue une comparaison des modèles de différentes marques, on pourrait comparer toutes les marques à l'aide d'un seul photon (via une statistique), c'est pourquoi l'ordinateur quantique est intéressant.

Le photon a donc un caractère très particulier car si on veut mesurer son état, le résultat pourra valoir |0> ou |1> avec des probabilités propres à chaque résultat. On peut donc avoir un QuBit |ψ>=|0> ou |ψ>= |1>, comme avec le signal en électronique. Mais aussi un photon dans un état superposé |ψ>=(|0>+|1>)/√2 ce qui change la donne et permet, par exemple, de modéliser une distribution statistique (Il faut diviser par √2 pour normaliser à un la norme de l'état quantique : |||ψ>||²=1, ce que l'on omettra de faire par la suite pour simplifier l'approche). Cependant, nous ne sommes pas capables de mesurer ces probabilités et c'est pourquoi il devient impossible de copier un QuBit. Ainsi, si l'on veut transmettre des QuBit par des moyens de télécommunications, il faut que ceux-ci les acheminent sans copie d'un point A vers un point B... ce qui n'est pas chose facile.

Intrication d'états

Prenons l'exemple du tirage à pile ou face avec une pièce de monnaie, les résultats sont {pile ou face}. Au final, même si on prend deux pièces différentes, en l'air leur état est |ψ>=|pile>+|face> et une fois au sol on a le résultat qui vaut |pile> ou |face>.

Imaginez maintenant deux photons intriqués dans l'état |ψ>=|0>+|1>. Avec une intrication telle que lorsque je mesure le premier dans l'état |1> (resp |0>), l'autre se trouve dans l'état |1>(resp|0>). L'intrication a été démontrée dans l'expérience d'Alain Aspect qui a brisé les inégalités de Bell.

Dans le cas d'une pièce de monnaie, si le sol est transparent et que quelqu'un regarde le résultat en dessous il sera opposé au votre, c'est évident. Mais dans le cas des photons c'est déroutant car la mesure sur les deux photons distants est quasi instantanée et ne permet donc pas une communication (qui nous soit connue) entre eux. C'est pourquoi on parle parfois de téléportation quantique.

Cryptographie

En cryptographie classique, on utilise une clef secrète pour transformer les messages que seul le destinataire pourra alors décrypter. Deux points sont alors importants : la taille de la clef et son niveau de secret.
La taille de la clef est importante car plus elle est longue et plus le temps nécessaire pour casser le codage est long. De ce fait, aujourd'hui, le secret de nos communications est conditionné par la puissance des ordinateurs adversaires. Plus les ordinateurs sont puissants, plus il est rapide de casser le code. Mais il y a bien plus intéressant, car avec la méthode du masque jetable si la clef est plus longue que le mot à crypter alors il est impossible de déchiffrer le message sans connaitre la clef, a condition de jeter la clef après chaque utilisation et d'utiliser des clefs aléatoires.
C'est pourquoi je parlais du niveau de secret de la clef car si tout le monde connait la clef secrète, il n'y a plus moyen de garder de secret. Le moyen de transmission des clefs est un élément important, si on envoie les clefs par la poste, il est évident que ce n'est pas sûr. Si par contre on les envoie par valise diplomatique, c'est mieux mais toujours faillible et surtout très long. L'idéal serait de transmettre des clefs secrètes instantanément sans risque. C'est là où intervient l'intérêt de l'information quantique et des états superposés entre photons intriqués.

Cryptographie quantique

L'intérêt de la cryptographie quantique réside donc dans la capacité à transmettre des clefs secrètes très rapidement afin d'appliquer la méthode du masque jetable.

Deux espions, Alice et Bob, veulent communiquer une clef secrète. Eve, l'adversaire, tente de les espionner. Pour pouvoir crypter ses messages, Alice crée des photons intriqués dans l'état |ψ>=sinθ|0>+cosθ|1>. À chaque fois, elle en conserve un et en envoie un à Bob. Bob fait sa mesure et instantanément Alice connait le résultat de Bob par intrication. Une fois que la clef envoyée est assez grande, Alice demande à Bob ses statistiques et peut ainsi vérifier que personne n'a mesuré un photon à la place de Bob. Ils sont donc capables de s'envoyer des clefs cryptés qu'eux seuls connaissent car si quelqu'un les a espionnés, ils jettent la clef et en renvoient une nouvelle. L'échange de clef se faisant très rapidement elle permet l'application du masque jetable inviolable.

Il y a évidemment plusieurs difficultés : transmettre un photon sur des distances suffisamment longues sans l'altérer ou avoir besoin de le dupliquer et conserver le photon intact jusqu'à ce que Bob effectue la mesure.

Concernant le stockage des photons, une solution prometteuse concerne les pièges magnétos-optiques (photo de gauche) qui permettent de contenir les photons sans les altérer. Le principe est le suivant : les photons soumis à un gradient magnétique sont piégés entre 3 faisceaux laser et cela sans modifier leur état quantique. Ce gradient magnétique sensibilise le photon à la pression de radiation du laser qui permet de le ralentir dans la direction souhaitée pour le remettre à sa place.

En attendant que de telles techniques de stockage soient opérationnelles, une parade pourrait consister à avoir une fibre optique enroulée sur elle même et de même longueur que la distance entre Alice et Bob.

Conclusion

On peut imaginer l'intérêt militaire d'avoir des bâtiments secret-défense utilisant un réseau optique quantique crypté ou encore la capacité de communiquer à distance de manière secrète. Au niveau civil, les transactions bancaires ou encore le guidage des robots-chirurgiens pourraient en profiter. Une des premières applications concerne la sécurisation de la ville de Durban depuis 2008, et plus particulièrement de son stade pour la coupe du monde de Football 2010. Le principe se base sur la transmission de clefs de 256bits pour pour un cryptage AES.

Quant au calculateur quantique, il permettrait avant tout de mieux comprendre la mécanique quantique et pourrait ouvrir de nouvelles voies permettant de résoudre certaines énigmes mathématiques. Il existe d'ailleurs un algorithme quantique qui permettrait de casser en quelques secondes les clefs de cryptage actuellement utilisées. Cependant il nécessite un ordinateur quantique qui, dans le même temps, ouvrira la voie des clefs quantiques aléatoires de taille suffisante pour être inviolables.

Les sciences et technologies liées à l'information quantique commencent à être appliquée et sont encore à l'étude en laboratoire avec des solutions prometteuses.

Références complémentaires

Wikipedia "Histoire des télécommunications"
Cours sur les télécommunications optiques de Monique Thual
Rapport de stage niveau secondaire sur le cryptage quantique

Une entreprise française dans le secteur de la cryptographie quantique SequreNet

La conquête spatiale, à quoi ca sert?

Étant passionné de sciences, la conquête spatiale est bien évidemment un sujet que j'affectionne. Alors quand lors d'une discussion, j'entends un "Pourquoi ils dépensent autant d'argent pour aller dans l'espace" ou encore "On ferait mieux de dépenser cet argent pour aider les pays pauvres", cela me touche et me déçoit. Pour ma part, je ne partage pas cet avis même si je si je comprend la difficulté de voir l'intérêt pour un novice. Lorsque je me pose la question, je n'ai pas de réponse simple à donner. Je vais essayer de vous donner un extrait mon opinion en quelques mots.

La conquête spatiale a un intérêt scientifique, technologique mais aussi historique ! Au lendemain de la guerre, les américains forts de leur bombe atomique voient un intérêt stratégique à y adapter le fameux missile V2 construit par les allemands. S'ils y arrivent, ils résolvent le problème du largage de la bombe car le missile la rend autonome. Les russes s'étant aussi doté de la bombe, une course à l'armement démarre : c'est le début de la guerre froide. Cette course à l'armement passe par les missiles et leur portée de plus en plus grande. En 1957, les Russes alors en avance décident d'utiliser un de leur missile pour envoyer un satellite artificiel dans l'espace : Spoutnik est mis en orbite le 4 Octobre 1957 par l'ingénieur en chef Serguei Korolev.

C'est ainsi que cette course à l'armement s'est transformé en une compétition spatiale. Le russe Youri Gagarine sera le premier homme dans l'espace le 12 Avril 1961. L'homme a d'ores et déjà commencé à voyager dans l'espace. La réponse ne se fait pas attendre car le 25 Mai, John F. Kennedy élu au début de la même année lance, dans un discours adressé à la nation, le programme Apollo avec pour objectif de marcher sur la Lune avant la fin de la décennie.

Une course effrénée est lancée dont les USA sortent vainqueur avec les premiers pas de l'homme sur la Lune le 20 Juillet 1969 par Neil Armstrong.

La conquête spatiale fut un formidable moyen de confrontation pour les grandes puissances et a peut-être permis d'éviter une guerre classique en la transformant en compétition spatiale. C'est peut être parce que Korolev rêvait de conquête spatiale qu'il réussit à lancer Spoutnik et changea le cours de l'histoire.

Maintenant que nous avons parlé des heures de gloire de la conquête spatiale, notre quotidien est peuplé de retombées technologiques avec entre autres les satellites de télécommunications, les satellites météo et toutes les retombées scientifiques et techniques. Mais il y en a aussi bien d'autres! Allez voir sur ce site de la Nasa ou celui-la si le précédent ne marche pas.

Pourquoi devons-nous continuer la conquête spatiale ? L'histoire de l'homme n'est pas figée, nous sommes partis de la savane et avons créé nos civilisations, les sciences et la culture. Lorsque la révolution française a eu lieu, qui savait ce qui se passerait après. Lorsque Pasteur créa le vaccin contre la rage, combien auraient pensé aux progrès que cela allait engendrer. Si l'on remonte plus loin et que l'on regarde Copernic et Galilée, était-ce alors raisonnable de dire que la Terre n'était pas le centre de l'univers? L'histoire de l'homme est faite de découverte et l'espace est un terrain peu ou mal connu qu'il nous faut maitriser.

D'ailleurs, ne vous êtes-vous jamais demandé ce que l'on verrait si l'on pouvait voyager dans notre galaxie ? On trouverait peut-être des planètes faites de plages de sable fin avec des fruits et légumes à profusion... on trouverait peut-être d'autres civilisations. Si cela vous fait rire, rappelez-vous que Christophe Colomb a rencontré des indiens en Amérique en 1492. Que se passerait-il si nos voisins venaient nous rendre visite ? Le sujet fait échos sur la toile et Stephen Hawking, brillant physicien anglais, nous donne une opinion sage préconisant le principe de précaution. N'est-on plus aussi sûrs d'être les seuls êtres doués d'intelligence au milieux des 10 000 000 000 000 000 000 000 d'étoiles (sous-estimation : 100milliards de galaxies et 100 milliards d'étoiles par galaxies).

Références

Le programme Apollo(wikipedia)

John F Kennedy(wikipedia)

Présentation de UFO-science

Comment on transfert l'énergie?

En physique, l'énergie est un concept fondamental bien souvent incontournable. A notre échelle, on échange de l'énergie par rayonnement (soleil), convection (l'eau d'une casserole d'eau bouillante) ou contact (glaçon au contact de la peau).

La chaleur et l'énergie

La chaleur ? Vous avez sans doute l'habitude de l'assimiler à la température, et pourtant ça n'est pas tout à fait pareil car la température est une mesure liée à la chaleur.

Par exemple, lorsque je roule sur l'autoroute et que je regarde mon compteur, la vitesse est une mesure liée à mon énergie cinétique ("énergie du mouvement"). En gros, imaginons Bob le moustique de compétition qui vole à la même vitesse que moi : 90km/h (car je suis prudent sur la route). Bon eh bien si Bob change de voie, va à gauche et vole à contre sens, vous pensez qu'il va exploser le camion en s'écrasant sur sa vitre? Eh bien non désolé, un coup d'essuie glace et c'est fini. Maintenant moi, avec mon Hummer (je suis prudent mais pas écolo), je traverse le parapet et me retrouve à contre sens où je m'empale dans le même camion. Là il va y avoir des dégâts... et c'est pourquoi je fais bien attention à rester de mon coté ! Car ce serait extrêmement dangereux pour moi et les autres. Lors du choc, l'énergie cinétique libérée serait très grande car les tonnes du camion rencontrent celles de mon 4x4 qui vont à 90 km/h et ça représente un paquet de moustiques !

Donc la chaleur; ça dépend de la température, mais aussi de l'objet qui est à cette température. Par exemple, si je jette un glaçon dans ma piscine, il va prendre de la chaleur à l'eau pour fondre. Mais la piscine est tellement grande que la variation de chaleur ne va pas changer sa température. Par contre, si je jette un verre d'eau froide dans l'eau bouillante de mes pâtes, eh bien elle ne va plus bouillir car l'eau froide va piquer de la chaleur à l'eau chaude.

Transfert de chaleur ou d'énergie

Vous avez pigé et là vous me dites "Mais comment l'eau froide pique-t-elle de la chaleur à l'eau chaude ?".
Une expérience simple à faire : achetez un esquimau et collez-y votre doigt. La partie que vous touchez va fondre et votre doigt va refroidir. La glace a pris de la chaleur à votre doigt qui lui, a refroidi. Cet échange se fait par contact direct entre deux blocs de matière (glace-doigt), on appelle cela la conduction.
Une deuxième expérience à faire : prenez un bain et attendez que l'eau refroidisse. Une fois que vous avez presque froid, remettez de l'eau chaude. Si vous ne bougez pas l'eau chaude reste proche du robinet et va mettre du temps à vous réchauffer, il est donc malin de tirer l'eau chaude avec sa main pour réchauffer son coin. On appelle cela la convection.
Troisième expérience simple : allez dehors un jour de soleil où des nuages passent, fermez les yeux et devinez quand vous êtes à l'ombre d'un nuage ou au soleil. Facile ? Oui mais parce que votre peau se réchauffe en recevant le rayonnement du soleil. Le rayonnement est le troisième moyen d'échanger de la chaleur.

Le tuyau d'eau au soleil

Peut-être avez vous un petit jardin au soleil et l'été vous remarquez que l'eau du tuyau resté au soleil peut être très chaude ! C'est donc sympa d'être le premier à se rincer au tuyau avant de se jeter dans la piscine :-) Cela implique les trois types de transfert évoqués.
1. Le robinet fermé, le tuyau est réchauffé par le rayonnement du soleil qui tape dessus.
2. Le plastique du tuyau est au contact de l'eau a l'intérieur et il la réchauffe par conduction (contact).
3. Vous ouvrez le robinet ce qui transporte la chaleur de l'eau jusqu'à votre main par convection.

La matiere contient la chaleur

Ok la matiere peut échanger de la chaleur. Mais comment est-ce qu'elle garde cette chaleur ? Vous avez peut-être vu mon post sur la dynamique moléculaire. Et bien l'idée est que la chaleur va être contenue dans ce que l'on appelle l'agitation thermique.

Prenons un glaçon dans un verre, dehors au soleil. Il va recevoir de l'énergie par rayonnement du soleil mais aussi par conduction de l'air qui l'entoure. Que se passe-t-il? Eh bien les molécules d'eau figées en glace vont commencer à vibrer sous l'effet de la chaleur, jusqu'à ce que les vibrations soient trop grandes pour que la glace reste figée. Elle se met alors à fondre et les molécules glissent les unes sur les autres. Et si l'on met ce verre d'eau au four à plus de 100 degrés que se passe-t-il ? Eh bien l'eau va chauffer et à 100 degrés elle ne peut plus être liquide et devient un gaz.

La chaleur est contenue sous forme d'agitation thermique : elle vibre, se déplace et même tourne comme une toupie s'il fait très chaud.

Références

http://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_thermique

On a vu une exoplanete!

On peut se demander pourquoi il est si difficile de voir une planète extra-solaire et même se demander si s'est possible. Je vais rapidement vous donner quelques clefs pour comprendre le principe d'observation et vous donner une notion de la difficulté.

Taille des objets célestes

Il faut bien comprendre que même si une étoile ou une planète nous semble gigantesque a notre échelle. D'un point de vue géométrique l'angle de vue dépend aussi de la distance qui nous en sépare.

Comme on le voit sur ce dessin, l'angle rouge A est plus grand que l'angle vert B. Pourtant la taille des des deux objets est la même. C'est la distance entre les deux qui joue sur l'angle. On dit que l'angle est une fonction de la distance.
Dans le cas C, l'angle est presque plat et pourtant par rapport au cas B, seul la taille du soleil observé change. Ainsi on montre que l'angle est aussi une fonction de la taille du soleil.
Au final on peut écrire la formule : Angle = fonction(distance, taille du soleil). Ensuite on prend plein d'objets de tailles différentes et a des distances différentes et on mesure les angles. On peut ainsi créer un tableau de mesure. Cela nous permettra de redéfinir les notions de sinus et cosinus mais je laisse les mathématicien nous expliquer ca, aujourd'hui je fais de la physique :-)

Intensité lumineuse

L'intensité lumineuse dépend de la source. A distance égale, une allumette nous éblouie moins que les phares d'une voiture. De même, que les phares d'une voiture de loin(100m) ne nous éblouissent pas.

D'ailleurs en camping le soir, vous n'avez jamais essayé de voir jusqu'à combien de mètre on distingue une allumette?
Encore mieux, mettez une allumette a coté d'une lampe torche et regardez jusqu'à combien de mètre vous distinguez les deux sources. Au bout d'un moment, vous ne distinguerez plus que la lampe torche. Donc soit vous envoyez un ami (satellite) regarder de plus prêt , oit vous prenez des jumelles (télescope).

Les soleils dans l'espace

Un astrophysicien va essayer de créer des outils qui permettent de "voir les allumettes même si elles sont a des centaines de mètres". Et encore plus dure, de très loin et toujours avec ses télescopes il essaie de distinguer "l'allumette a coté de la lampe torche" en cherchant des exoplanètes.

Mais je vous parle de soleils la. Maintenant, mettez un cailloux a coté de la lampe torche et regarder jusqu'à combien de mettre vous le voyez... c'est encore plus dure car le cailloux ne produit pas de lumière, mais reflète celle du soleil comme un miroir de mauvaise qualité.

Levez vous et essayez de voir la planète bleu a droite du soleil, c'est plus dur que de distinguer l'allumette a coté du soleil de gauche, non?

Spectrométrie

Je vous parle d'objets qui se voit, mais maintenant imaginez que 'intensité lumineuse est tellement faible que cela ne ressemblerait qu'a un pixel changeant de couleur. En gros on ne peut plus connaitre la forme de l'objet mais uniquement ses couleurs. On va alors compter la quantité de lumière suivant chaque couleur et dessiner le profil.

A gauche, j'ai évalué a vu d'œil le spectre de lumière de l'image de droite.
Sur l'image on voit principalement du rouge et du bleu et c'est pourquoi mes bâtons rouges et bleus sont les plus hauts.
Il se trouve que les constituants de la matière ont chacun un spectre différent. Imaginons que seul l'eau a la couleur bleu, si on voit du bleu sur une planète extra-solaire ca voudra dire qu'il y a de l'eau. De même que du vert voudrait dire qu'il y a des plantes.

On a vu une exoplanète!

Dans le science et Avenir de Mars 2010, l'article p24 nous explique comment une équipe de chercheur a vu le spectre de l'exoplanète HR8799C a 129 année lumière de la terre. Ça y est, ils savent voir la lumière des exoplanètes... on va pouvoir essayer de trouver du vert et donc de la vie!

Taille des objets célestes

Vous n'êtes pas convaincu qu'une planète a coté d'un soleil ce n'est pas si petit? Et bien regardez cette vidéo!

Liens

http://fizeau.unice.fr/ Laboratoire d'astrophysique de Nice, allez y faire un tour!

Oceanarium‎ de Lisbonne : grandiose!

Lisbonne

Lisbonne capitale du Portugal, au sud du pays, est une ville construite au bord de l'océan Atlantique. Elle a un fort caractère historique et culturel et sa vielle ville est très agréable à visiter (même sous la pluie). Il y a de nombreuses spécialités culinaires à découvrir : poissons, pâtisseries, grillades,... et aussi les Fados, l'histoire et la culture. Mais concernant mon article je vais vous présenter l'oceanarium qu'il faut visiter! Situé au nord-est de la ville à 15min du centre en métro, c'est un des lieux incontournable.

Le musé océanographique

Vous y découvrirez une multitude de poissons , récifs, coquillages et autres espèces vivantes dans les océans. Ce qui est remarquable c'est que tous les aquariums ne font qu'un et communiquent. Il y a donc un aquarium central gigantesque que vous découvrez dés l'entrée du musé et qui est visible tout du long de la visite via des ouvertures panoramiques. Celui-ci représente l'océan dans sa globalité et autours il y a quatre aquariums satellites : l'antarctique, les tropiques indiens, l'atlantique nord et le pacifique.

La taille de cette construction est gigantesque, on a l'impression d'être au milieu des océans, les vidéos le montrent un peu même si la réalité dépasse les images.

Vidéo du bassin principal :


Zoom sur un requin :


Pingouin sous l'eau :


Requin bordé et poisson lune :

Écologie

Lors de la visite, une sensibilisation est faite concernant les problèmes d'écologie mais cela reste discret. C'est par contre un merveilleux endroit pour faire découvrir les beautés de nos océans aux nouvelles générations. D'ailleurs les aquariums sont aussi pensés pour eux et je me suis même accroupi des fois pour profiter de leurs hublot.

Références

Le site officiel : http://www.oceanario.pt/

Espèces présentes :
Requin à pointes noires (cotes)
Requin bordé (tache noire sur le pif),
Barracuda
Moles ou poisson lune thons, méduses, poulpes, golden fish, loutres,...

Cerveau, Langage et neuroplasticité

Dans le cadre des "Lundis de la connaissance" organisés par l'université de Nice, avait lieu le 01 Février une conférence intitulée "Cerveau, Langage et Neuroplasiticité : nouvelles perspectives en psychologie". Cette conférence était animée par Galina Iakimova, maître de conférence en neuropsychologie à l'université de Nice-Sophia Antipolis. Ce voyage dans notre cerveau aura été très intéressant et je vais tenter de vous le retranscrire.

Extrait : "Le progrès des neurosciences cognitives et les moyens d’observation du « cerveau en action » par les méthodes d’imagerie cérébrale fonctionnelle ont permis d’interroger nos connaissances sur le développement humain et d’apporter un nouvel éclairage dans la compréhension de certaines pathologies."

Processus de développement

Le langage n'est pas une capacité innée acquise à la naissance, tout comme la vue. Nous venons au monde avec un patrimoine génétique qui sert de base à notre développement.

Le cerveau est un ensemble de 100 millions de neurones reliés entre eux par 1 million de milliards de synapses. Ce sont ces connexions qui prennent le plus de place. Ainsi, dans nos premiers mois, jusqu'à environ 2 ans, les premières synapses se forment pour atteindre une taille stable. S'en suit un mécanisme de fluctuation des synapses par élimination et stabilisation. La plasticité neuronale, qui assure notre capacité d'adaptation, a été mise en avant par Heyb en 1940. Le cerveau engrange ainsi notre expérience sensorielle.

La maturation des différentes parties de notre cerveau suit un calendrier; le cortex visuel se développe très vite, le cortex auditif est développé après 8 mois, en revanche, le développement du cortex frontal se fait jusqu'à l'adolescence.

Neuropsychologie

La neuropsychologie fait le lien du comportement ou de l'activité avec le fonctionnement cérébral. Il existe des exemples dans le domaine de l'autisme (Leo Kanner 43 et Hans Asperger 44). Altérations au niveau des interactions sociales, de la communication ou encore du comportement stéréotypé. Des troubles envahissants, pas rares, peuvent être liés à un désordre du développement. Leur identification est précoce et ils peuvent être traités avec une aide familiale. Les alertes et les signes sont par exemple : une absence de gestes ou de mots à 16 mois, l'absence de phrases d'au moins deux mots à 24 mois. Ainsi, notre comportement peut être lié au fonctionnement de notre cerveau et cette compréhension peut aider à améliorer le quotidien ou au moins à le comprendre.

Spécificités du comportement cognitif des enfants autistes (langage)

Paul Broca en 1861 a mis en avant le premier lien du langage, fonction cognitive, avec le cortex frontal inférieur gauche. Il sera suivi de Carl Werniche qui lia le trouble de la compréhension du langage avec une lésion du post lobe temporal gauche. La confirmation via imagerie positron eu lieu en 1988 par Peterson et Coll. La spécificité de l'hémisphère gauche dans le langage fut mise en avant par Binder en 1997 via IRM. Une modélisation des connexions entre les régions du cerveau fut présentée par Stanislas Dehaene en 2007.

Les capacités du langage se développent dès 3 mois via l'écoute (aire de Broca déjà activée). Via l'observation, on remarque que le cerveau des bébés est pré-câblé génétiquement et qu'il suit ensuite une phase de développement.

A l'entente de la voix humaine notre cerveau effectue une écoute sélective. Cette caractéristique est absente chez l'enfant autiste qui n'a pas de préférence entre une voix humaine ou électronique. De même, il y a une activation sélective à la perception des visages (gyrus fusiforme FFA) et les autistes ont une hypo-activation de la zone de perception des visages. Sachant que la voix et le visage sont des axes forts d'interaction sociale, ces troubles de leur fonctionnement appuient le comportement solitaire des autistes.

En utilisant un électro-encéphalogramme, il a été mis en avant que les bébés (des 4 mois?) sont sensibles aux regards qui leur sont directement portés.

Dès les premiers jours, les bébés ont une grande sensibilité a la prosodie via la discrimination des contrastes linguistiques : PA et TA. Ensuite vers 2 mois, ils sont très sensibles aux changements rythmiques. L'association mélodie+rythme les aidera à la détection des mots dans le signal de la parole. Pour une langue utilisant des accents toniques comme l'anglais, les premiers mots apparaîtront autour de 6-8 mois; et pour une langue comme le français nécessitant le détection des syllabes il faudra attendre 12-16 mois. La segmentation de la parole est une étape essentielle à l'acquisition et à la maîtrise d'une langue. Elle est aussi liée au vocabulaire. Dès 10 mois, apparaît la mémorisation des mots familiers engendrant une réponse impulsionnelle différente. A 14 mois, viendra l'association son et image qui pourra provoquer un étonnement lors d'associations non respectées : image d'un canard en prononçant le mot voiture par exemple.

Construction du vocabulaire et lexique mental

Notre cerveau contient un réseau sémantique où le mot incendie est associé aux mots feu, rouge, flamme, pompier. Puis le mot pompier est à son tour associé aux mots camion, sirène. Le mot rouge est associé à pomme, pompier,... Bref notre cerveau contient une cartographie sémantique des mots. Il existe un phénomène d'amorçage consistant à "amorcer les mots associés à un mot que l'on entend". Ainsi si vous lisez la suite de mots : incendie-feu-rouge-pompier-pistache, le mot pistache vous nécessitera un amorçage supplémentaire car il est hors contexte sémantique. Ce pré-traitement a été mis en avant en 2002 par Dehaene par imagerie du cerveau.

C'est vers 2 ans que les liens catégoriels entre les mots apparaissent et que débute la construction d'un lexique organisé. Une étude comparative montre que les enfants autistes ne différencient pas aussi efficacement ces catégories. Suivant les cas, il se peut que le traitement des mots soit activé mais pas leur traitement sémantique. Il peut aussi apparaître un décalage entre une excellente capacité de décodage des mots et la mauvaise compréhension du sens des phrases. A 3 ans, les enfants sont très sensibles aux incongruités dans le sens des phrases.

Dans des autobiographies, des autistes expriment leurs problèmes de perception :
- Donna Williams dans son autobiographie justifie son besoin de faire répéter les phrases car elle les comprenait en trop de fragments. Le lien sémantique peut ainsi ne pas être assez traité.
- Temple Grandin dans son autobiographie parle de la "Pensée en image" où les mots sont des images colorées complétées avec du son. (Imagerie mentale, Suleus pariétal).

Métaphores et aspect pragmatique

Les métaphores conventionnelles, "Avoir le coeur sur la main", nécessitent moins de sollicitation de la mémoire sémantique que les nouvelles métaphores. Différence entre le syndrome d'Aspenger qui n'est pas incompatible avec une bonne compréhension des métaphores au contraire des autistes de haut niveau. Il y a un trouble de la compréhension des métaphores, de l'implicite et de l'ironie chez les autistes.

Compréhension des aspects pragmatiques. Les voitures de La Poste sont jaunes en France. Est-ce que le stimulus véhicule une information compatible avec les connaissances générales ? Il y a une différence post-traitement entre sémantique et pragmatique. Les zones cérébrales activées sont différentes. "Intentionnal stance" : lors de jeux vidéos, il y a une différence dans le processus décisionnel suivant que l'on indique au joueur qu'il joue contre l'ordinateur ou contre un autre joueur. Lorsqu'il pense jouer contre une personne, il stimule une zone traitant les intentions et émotions.

Compréhension des métaphores poétiques. Expérience : on génère une liste de vers avec ou sans sens et venant d'une machine ou de poètes. Si l'on fournit à un lecteur des vers provenant d'une machine, en lui disant que cela vient d'un poète, il les appréciera plus. De même, si on lui fournit de vrais vers en disant que cela vient d'une machine il les appréciera moins.

Études et recherche

Une étude de l'adaptabilité du corps calleux a été réalisée chez les musiciens. Par exemple, un entrainement intensif a été prodigué à des enfants non initiés pour mettre en avant leur faculté d'adaptation et les changements structuraux du corps calleux. Le traitement précoce de l'autisme, au moment où le cerveau est le plus malléable, montre des résultats.

Dans les sujets de recherche en cours, on note:
- Neurocognition et processus de développement.
- Neurocognition et psychoéducation
- Plasticité cérébrale et psychoéducation

Conclusion

L'étude du fonctionnement de notre cerveau reste complexe et s'appuie sur les progrès des technologies pour regarder à l'intérieur. Néanmoins, les connaissances actuelles nous permettent de comprendre les mécanismes d'apprentissages comme la parole, de pouvoir comprendre certaines maladies et de faire un lien entre patrimoine génétique et développement.

Références

http://leslundisdelaconnaissance.wordpress.com/
Wikipedia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Neurosciences

Vidéo

Qu'est-ce qu'un OVNI?

Pour ceux qui ont souri à la lecture du titre et qui, je suppose, n'ont probablement jamais ouvert un dictionnaire à la page OVNI, je vais essayer de redonner une définition du concept banal d'ovni. L'abréviation OVNI pour Objet Volant Non Identifié vient de l'abréviation Anglo-saxonne UFO pour Unidentified Flying Object.

1. Définitions

Objet : Chose faite de matière visible et palpable.

Voler : Pour un oiseau cela nécessite de battre des ailes, pour un avion on utilise la poussée d'Archimède,et pour une feuille il faut du vent.
Sans battement d'aile, poussée ou vent tous ces objets tombent.

Identifier : Identifier une chose nécessite d'être capable de lui attribuer une identité.

Identité : Deux choses peuvent ne pas être strictement semblables mais avoir assez de points communs pour dégager un critère d'équivalence.
Deux vases peuvent être jugés identiques sans être le même. Chaque humain peut avoir un sexe identifiable homme ou femme.

La lumière, faite d'énergie, peut entrer en contact en rebondissant sur un miroir mais elle n'a pas de masse et n'existe qu'en mouvement à vitesse constante. On ne peut donc pas la toucher ou à proprement parler la saisir.

Par définition le mot ovni désigne donc une observation faite par un tiers d'un objet visible et palpable qui vole (donc ne tombe pas) et qui ne peut être identité à quelque-chose de connu aux vues des connaissances de l'observateur.

Ainsi, un indigène d'Amazonie qui voit un hélicoptère le qualifiera d'ovni. S'il envoie son témoignage au Geipan, il aura une explication à condition que la description de son observation permette d'identifier l'hélicoptère.
"Une ombre cracheuse de feu" n'aidera pas beaucoup mais "Oiseau de faire volant sur place et faisant tou-tou-tou-tou" peut être plus surtout s'il reconnaît la marque d'une compagnie aérienne sur l'objet.

OVNI ou PAN?

En France la gendarmerie parle aujourd'hui de PAN pour Phénomène Aérien Non-identifié. C'est une définition plus large qui englobe le terme OVNI car :
- un phénomène n'est pas forcément un objet.
- le caractère aérien ne l'empêche pas de voler mais il peut maintenant ne faire que tomber.

L'observation de la chute d'un objet lumineux dans le ciel par un citoyen lambda sera déclarée en PAN et pourra être due à l'entrée dans l'atmosphère d'un satellite.

Classements et types

GEIPAN, types A, B, C ou D

Le Geipan dans ses statistiques propose 4 types:

Catégorie A (11%) : Phénomènes Parfaitement Identifiés
Catégorie B (29%) : Phénomènes Probablement Identifiés
Catégorie C (37%) : Phénomènes Non Identifiables (manque de données)
Catégorie D (23%) : Phénomènes Non Identifiés (après enquête)

On comprend que 40% des observations amènent à une identification et 37% malheureusement n'offrent pas assez d'éléments tangibles pour se prononcer sur une identification. Il reste 23% de phénomènes non identifiés après enquête. Ces mêmes 23% nous rappellent que l'on ne sait pas tout et que la science a des progrès à faire.

J. Allen Hynek, types 1, 2, 3 et 4

Un autre classement très connu via le titre du film "Rencontres du troisième type" est celui de J. Allen Hynek.
LN Lumière nocturne : Cela peut être beaucoup de choses.
DN Disque diurne : Un objet qui se déplace dans le ciel la nuit et reste difficilement identifiable.
R1 Rencontre du 1er type : observation dans des conditions de bonne visibilité (jour, temps dégagé)
R2 Rencontre du 2eme type : C'est une encontre du 1er type avec en plus des preuves physiques (empreintes, écho radar militaire,...).
R3 et R4 Puis type3 et type4 qui dépassent la simple observation d'objet et mettent en jeu une observation biologique.

Qui fait quoi ?

J'ai principalement parlé du Geipan qui est l'organisme français officiel de suivi des observations de type PAN. Le Geipan dépend du CNES et je vous invite à aller sur leur site.

Aux Etats-Unis l'équivalent du CNES est la NASA, je ne crois pas qu'ils aient un service public équivalent au Geipan français.

L'organisation AAAF réunit des experts, professionnels et passionnés d'aéronautique et d'astronautique. Elle a ouvert une commission sur le phénomène OVNI dans laquelle travaillent des gens très sérieux.

Au niveau privé, il existe un laboratoire qui propose une solution d'observation permettant de collecter des données scientifiquement exploitable à un coût quasi-nul avec n'importe quel appareil photo. Ils parlent aussi des solutions technologiques du futur pour voler à 10000km/h au ras du sol. Ufo-science.

Conclusion

On parle d'un phénomène qui recèlerait encore des secrets et où la science pourrait apporter des explications. Au passage, les aurores boréales n'étaient pas expliquées jusqu'à peu et pouvaient être déclarées PAN. Ah oui, je n'ai pas parlé d'extra-terrestre tout simplement parce que c'est une hypothèse parmi beaucoup et que je n'ai pas sous la main d'éléments scientifiques me permettant de trouver une réponse quelle qu'elle soit.

Références

OVNI : http://fr.wiktionary.org/wiki/ovni
OBJET : http://fr.wiktionary.org/wiki/objet
VOLER : http://fr.wiktionary.org/wiki/voler

GEIPAN : http://www.cnes-geipan.fr/
AAAF : http://www.aaafasso.fr

UFO-SCIENCE : http://www.ufo-science.com

Dynamique moléculaire et transition de phases

Je vais vous présenter les transitions de phase solide/liquide/gaz dans une vidéo prise d'un outil de dynamique moléculaire que j'ai entièrement développé en c++.

Un réseau de particules correspond a l'organisation des molécules dans la matière solide.

Une phase est un état solide, liquide ou gazeux.

La thermodynamique est l'étude du comportement des échanges de chaleur et travail ayant un impact sur la température, la pression ou le volume. PV=nRT, équation d'état des gaz parfaits.

La dynamique moléculaire consiste a étudier les interactions entre molécules a l'aide de modèles moléculaires d'interaction ou de comportement.

Le c++ est un langage de programmation informatique.
Thermostat : Pour simuler un changement de température, il faut définir utiliser un thermostat de manière "physique" (Nosé-Hoover).

Venez lire la suite dans un nouveau post.

Références

Cours de dynamique moléculaire de Franck Celestini, du département de physique de l'université de Nice.

Galileo Galilei et les lunes de Jupiter

Pour le 400ème anniversaire de la découverte des satellites de Jupiter (janvier 1610), l'Université de Nice organisait une conférence sur le sujet. Les sciences nous dévoilent une histoire passionnante.

1. Galileo Galilei

Galilée est né en 1564 à Pise. A son époque, le clergé a une influence sur le savoir et les connaissances. Par définition, la Terre est le centre de l'univers, c'est ce qu'on appelle le référentiel géocentrique. Le modèle héliocentrique de Copernic, plaçant le soleil au centre, est vu comme une manipulation mathématique visant à simplifier les calculs. Le bûcher est une pratique de dissuasion encore très efficace. Il devient professeur à l'université de Padoue où il prononce, à 24 ans, deux "Leçons sur l'enfer de Dante" devant les plus brillants esprits Florentins. Plus tard, il se place sous la tutelle du grand-duc de Toscane pour avoir plus de temps et de moyens à consacrer à la philosophie naturelle, dégagé des contraintes publiques. La révolution qu'il apportera à la science lui vaudra l'abjuration et l'exil dans sa villa de Florence à Arcetri où il meurt en 1642 pour avoir osé défier l'église.

2. La philosophie naturelle et les sciences

A l'époque, on appelle philosophie naturelle l'étude des lois qui régissent la nature. Elle se distingue de la philosophie morale plus proche de la philosophie moderne. Pour que la philosophie naturelle devienne une science il aura fallu la découverte des satellites de Jupiter par Galilée prouvant l'absurdité du modèle géocentrique. La méthode scientifique basée sur l'expérience, la modélisation et la théorie s'affirme.

3. Instrument d'observation

Cette petite révolution scientifique voit le jour grâce à une innovation technologique : la lunette astronomique créée en 1608, en Hollande. Galilée ayant appris la nouvelle dans une lettre d'un ancien étudiant, il s'empresse d'en vérifier le procédé à l'aide de verres optiques. Ceci fait, il comprend l'intérêt d'un tel outil pour l'observation et s'attelle, à l'aide des verriers Vénitiens, d'en produire une de grande qualité grossissant 6 fois puis 9 fois et en améliorera encore la qualité empiriquement. Ce n'est que plus tard que l'optique géométrique sera comprise avec notamment la loi de Snell-Descartes.

Pour approfondir : Optique géométrique, lentilles convergentes et divergentes.

4. Observations et découverte capitale

Il tourne alors sa lunette vers le ciel et fait tomber bon nombre d'affirmations. La Lune tout d'abord n'est pas plate mais en relief. Coutumier des techniques de la peinture italienne faite de jeux d'ombres et d'effet de profondeur, il n'a pas de mal à conclure que les tâches lunaires sont pour certaines des jeux d'ombres et qu'il y a donc un relief lunaire. Certaines étoiles visibles à l'œil nu se révèlent être des amas de plusieurs étoiles, et la voie lactée lui apparaît comme un mica d'étoiles.

Le 7 Janvier 1610, il utilise sa lunette pour observer le ciel et voit des petites "étoiles" autour de Jupiter. Le lendemain il renouvelle l'observation et celles-ci se sont déplacées. Ainsi de suite, pendant quelques jours, il décrit leur évolution et comprend qu'elles tournent autour de Jupiter. La Terre n'est plus le centre de tout car des "étoiles" tournent autour de Jupiter. Ce n'est que plus tard que l'on nommera ces astres des satellites. Il écrit alors le livre "Sidereus Nuncius (Messager Céleste)" qu'il dédie au duc de Medicis et baptise les lunes de Jupiter : "Les étoiles de Medicis". Ainsi il s'ouvre l'accès à la protection du grand duc de Toscane et s'éloigne des contraintes du milieu universitaire pour se consacrer à sa science.

5. Mais encore

On doit aussi à Galilée la création de nouvelles disciplines scientifiques comme la mécanique ou la résistance des matériaux. Par exemple, le fait qu'un éléphant ait besoin de pattes proportionnellement plus larges que celles d'un insecte vient de la différence d'ordre de grandeur des échelles de volume pour le poids et de surface pour la résistance. Ce sont des points qu'il commence à aborder en écrivant les "Leçons sur l'enfer de Dante".

Références

[1] Conférence sur la découverte des lune de Jupiter par Galilée - Université de Nice - 7 Janvier 2010 - présentée par Jean-Marc Lévy-Leblond, Eric Fossat, Cédric Jacob.
[2] Wikipedia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Galilée_(savant)