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Préserver son écologie personnelle dans l’exercice du leadership : défis et ressources

PPréserver son écologie personnelle dans l’exercice du leadership : défis et ressources

Mieux comprendre l’origine du stress chez les salariés

Des travaux récents en comportement organisationnel empruntent à la biologie, et plus particulièrement à l’écologie des populations, pour comprendre les arbitrages énergétiques auxquels sont confrontés les individus au travail.

Ces travaux suggèrent un modèle particulièrement riche pour comprendre l’intensité croissante du stress, du burnout et de la fatigue chronique chez les salariés. En prenant l’angle de l’exercice du leadership, Tessa Melkonian présentera ses travaux en cours et insistera sur l’importance d’incorporer à nos enseignements et dispositifs d’accompagnement un corpus de connaissances issues de la biologie et de la physiologie.

Intervenante : Tessa Melkonian, professeure de management et comportement organisationnel, emlyon business school.

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Research Afterwork #6

L’intelligence artificielle : nouvelle alliée pour sauver nos ressources en eau ? | #3 – Dossier Pop’Sciences : Les actualités de l’eau

LL’intelligence artificielle : nouvelle alliée pour sauver nos ressources en eau ? | #3 – Dossier Pop’Sciences : Les actualités de l’eau

L’intelligence artificielle (IA) est une alliée discrète mais essentielle dans notre quotidien. Bien que son rôle dans la robotique et la santé soit bien établi, son implication dans la gestion de l’eau l’est beaucoup moins. Pourtant, des réseaux de distribution d’eau aux satellites en passant par le suivi des polluants, l’IA révolutionne notre compréhension et notre capacité à préserver cette ressource. Quels progrès permet-elle ? Sommes-nous prêts à l’intégrer pleinement à notre gestion de l’eau ? Jusqu’où devons-nous lui faire confiance ? Plongeons ensemble au cœur du débat.

Un article rédigé par Sonagnon Donald Boko, Romain Dopierala et Louis Estienne, étudiants du master 2 IWS de Lyon et la classe de terminale BFI du lycée Jean Perrin (Lyon) de Mr Jonatan Christiansen (la liste des élèves est mentionnée en fin d’article) – Avril 2025.

L’eau est une ressource vitale, mais elle fait face à de nombreux défis liés au changement global, notamment l’urbanisation et le changement climatique, qui entraînent des épisodes de pollution, de sécheresse et d’inondation. Pour y répondre, l’intelligence artificielle (IA) propose des solutions innovantes et ouvre de nouvelles perspectives.

En analysant des données fournies ou collectées par des capteurs, l’IA traite l’information, résout des problèmes et détermine les actions les plus adaptées. Ses applications sont variées : l’IA prédictive permet d’anticiper des événements météorologiques ; l’IA embarquée, intégrée dans des objets connectés autonomes, facilite la surveillance des milieux aquatiques et de la biodiversité à distance ; enfin, l’IA générative, désormais bien connue avec des outils comme DALL·E ou ChatGPT, créée du contenu textuel ou audiovisuel.

L’intelligence artificielle suscite des perceptions diverses, influencées par les expériences personnelles et professionnelles de chacun. Si elle transforme déjà notre quotidien, quel est son impact concret sur la gestion de l’eau et de l’environnement ?

Observer et comprendre l’eau depuis le ciel

Grâce aux satellites comme Landsat ou Sentinel-2, il est désormais possible d’observer l’environnement à grande échelle avec une précision inédite en enregistrant diverses images essentielles, c’est la télédétection. Cependant, le traitement d’une telle quantité de données requiert des ressources considérables. C’est ici que l’IA intervient, par exemple, en filtrant les images dès leur acquisition (elle élimine celles où le couvert nuageux est trop important).

Pour le suivi des sédiments fluviaux, l’IA permet de détecter leurs différentes tailles, une tâche laborieuse et ponctuelle sur le terrain. Or, la taille des sédiments est un paramètre clé pour comprendre la dynamique fluviale. Lorsque l’apport naturel en sédiments – qu’il s’agisse de sable, d’argile ou de galets – diminue, le cours d’eau compense en érodant les berges et son lit. Cette érosion fragilise les rives et perturbe l’équilibre entre l’eau de la rivière et la nappe souterraine. Ce phénomène a des répercussions majeures, non seulement sur la préservation des écosystèmes aquatiques, mais aussi sur les usages humains, notamment l’approvisionnement en eau et l’hydro-électricité.

Granulométrie réalisée par Galet ©Styx4D

Ici, l’IA Galet développée par Styx4D permet d’établir la granulométrie d’un banc de galets avec un gradient de couleur (a – sur l’image ci-dessus) : rouge pour les plus grossiers, bleu pour les plus petits. En bas à droite (b – sur l’image ci-dessus), on retrouve un zoom sur le fonctionnement de l’IA, entraînée pour recomposer les galets partiellement visibles, pour avoir une plus juste mesure.

Autre exemple, en agriculture, l’IA analyse des cartes d’humidité des sols et de structure des sols – qui reflète la capacité à retenir l’eau – pour recommander aux agriculteurs le meilleur moment pour arroser et la bonne quantité d’eau à utiliser. Cela assure une meilleure croissance des cultures, tout en préservant les ressources en eau.

Lutter contre les fuites d’eau

En France, 20 % de l’eau potable transportée dans le réseau de distribution est perdue. Ce qui représente des millions de litres gaspillés chaque année et engendre un coût économique et environnemental considérable. Ce problème, souvent méconnu, nécessite des solutions efficaces pour limiter ces pertes. Grâce à l’IA intégrée aux capteurs connectés des canalisations, les fuites sont désormais détectées en temps réel avec une grande précision. Ces algorithmes permettent d’intervenir rapidement avant qu’elles ne s’aggravent, réduisant ainsi les coûts de maintenance et anticipant même certaines défaillances avant qu’elles ne surviennent.

Prédire et prévenir les pollutions aquatiques

L’IA joue également un rôle clé dans la surveillance des réseaux d’eaux usées, en aidant à détecter les fuites qui peuvent être sources de pollution. Par exemple, des caméras connectées à des systèmes d’IA sont capables d’analyser l’état des canalisations et d’identifier d’éventuelles défaillances, permettant ainsi d’intervenir avant qu’une fuite ne se produise. L’entreprise suisse Pallon développe notamment des technologies innovantes dans ce domaine.

Évaluation de l’état d’une canalisation d’eau usée ©e.g. Pallon Ltd., Zurich, Switzerland.

Plus largement, la qualité de l’eau est un élément fondamental des écosystèmes aquatiques, et sa pollution constitue une menace majeure pour l’environnement et, par extension, pour la santé humaine. L’IA est essentielle dans l’analyse prédictive des événements futurs et la modélisation de scénarios. Grâce à ses capacités de calcul avancées, elle permet d’identifier le scénario le plus pertinent en fonction des critères définis.

En croisant les données des capteurs de qualité de l’eau et des images satellites, l’IA identifie l’origine des pollutions (industrielles, agricoles ou accidentelles). Elle permet également de suivre et modéliser la dispersion des polluants, afin d’anticiper leur évolution et d’alerter les autorités avant que la situation ne devienne critique.

De même, le réchauffement des cours d’eau met en péril la biodiversité aquatique et exacerbe les effets des pollutions organiques (engrais, rejets des stations d’épuration…). De nombreux organismes, comme les poissons, sont extrêmement sensibles aux variations de température. Là encore, l’IA joue un rôle clé en améliorant la modélisation de la température des cours d’eau selon différents scénarios. Ce qui aide à la mise en place de mesures de protection, telles que la revégétalisation des berges pour limiter le réchauffement de l’eau.

Générer pour mieux gérer

Après avoir exploré l’impact de l’IA embarquée et prédictive sur les sciences de l’eau, penchons-nous à présent sur l’IA générative à travers deux exemples concrets. Pour faire évoluer Galet, vu précédemment, l’amélioration des modèles d’IA a nécessité un entraînement supervisé approfondi. Les images réelles et annotées disponibles ne suffisaient pas : elles étaient trop peu nombreuses, manquaient de diversité et ne permettaient pas une bonne compréhension des surfaces partiellement visibles. Cette limitation a conduit à la décision de générer des images encore plus réalistes que celles utilisées initialement. Grâce à l’utilisation de Stable Diffusion, des images photoréalistes ont été créées, avec des dimensions des galets connues, permettant ainsi d’entraîner le nouveau modèle de manière optimale. Les jeux de données générés par Styx4D sont présentés ci-dessous.

Données d’entraînement générées (à droite) par Stable Diffusion. Les masques colorés (à gauche) sont les contraintes que l’image générée a dû suivre, permettant ainsi de constituer le jeu d’entrainement ©Styx4D.

Un autre domaine où l’IA générative trouve des applications intéressantes est l’aide à la décision. Un exemple concret de cette application est celui des étudiants du Master Integrated Watershed Sciences de H2O’Lyon, qui ont utilisé Fooocus AI pour générer des images à partir d’une image de bonne qualité. L’IA, lorsqu’elle reçoit un « prompt » — instructions données à l’IA pour générer du contenu. — modifie l’image en fonction de ces instructions.

L’implémentation des solutions fondées sur la nature nécessite souvent des supports visuels pour faciliter la communication et la projection de ces aménagements entre les différents intervenants — urbanistes, gestionnaires des eaux pluviales ou citoyens. Par exemple, pour la place Bellecour, les suggestions, étaient l’intégration d’arbres en pot ou en pleine terre, de pelouses, mais aussi l’optimisation de la circulation piétonne au sein de structures végétales (jardins à la française) et l’intégration d’espaces polyvalents tels que des aires de loisirs ou des terrains de sport.

Images générées de la place Bellecour à Lyon selon différents aménagements. ©H2O’Lyon

Ces visuels jouent également un rôle essentiel dans la sensibilisation des citoyens et des responsables politiques aux effets du changement climatique et à son impact sur des espaces urbains emblématiques. Enfin, deux scénarios de catastrophes naturelles ont été générés : une simulation de sécheresse sur le lac du parc de la Tête d’Or et une autre d’inondation dans le quartier de l’Hôtel-Dieu.

Génération d’un scénario de sécheresse sur la lac de la Tête d’Or, Lyon. ©H2O’Lyon

Génération d’un scénario d’inondation à l’Hôtel-Dieu, Lyon. ©H2O’Lyon

Vers une gestion intelligente et responsable de l’eau

L’intelligence artificielle présente un fort potentiel, mais soulève également des défis majeurs, qui ne sont pas uniquement technologiques, mais aussi sociétaux et environnementaux. L’IA, fondée sur des algorithmes, hérite des biais des données utilisées pour son apprentissage. Si ces données sont incomplètes ou biaisées, les résultats peuvent être faussés. Un autre défi majeur est l’effet « boîte noire » : certains modèles d’IA manquent de transparence, rendant leurs décisions difficiles à expliquer, ce qui freine leur adoption en toute confiance. Ces limites alimentent des préoccupations sociétales et éthiques, notamment en matière de transparence et de confiance dans ces technologies.

À cela s’ajoute un enjeu environnemental, particulièrement pertinent dans le domaine des sciences de l’eau : par exemple, l’entraînement de ChatGPT-3 a consommé 1 287 MWh d’électricité, générant 552 tonnes de CO₂, soit l’équivalent de plus de 300 allers-retours Paris-New York !

Malgré ces défis, l’IA peut être une alliée stratégique, à condition d’être encadrée par des principes solides. Elle ne doit pas remplacer l’intelligence humaine, mais la compléter. Sa gouvernance et son développement nécessitent une supervision rigoureuse et des outils de contrôle adaptés. Pour cela, la communauté scientifique a identifié cinq piliers fondamentaux : la justice, pour garantir une représentation équitable des minorités ; l’explicabilité, afin de rendre ses décisions compréhensibles ; la robustesse, pour éviter erreurs et dérives ; la transparence, afin d’assurer un usage responsable ; et la protection des données, pour préserver leur confidentialité.

Quoi qu’il en soit, les sciences de l’eau n’ont pas fini d’évoluer !

Pour aller plus loin

Ont participé au travail d’écriture de cet article, en collaboration avec Sonagnon Donald Boko, Romain Dopierala et Louis Estienne, étudiants du master 2 IWS (par ordre alphabétique) : Al Barazi Omar, Ayadi Aya, Bolitho-Cummins Frédérick, Deglon Thomas, Desire-Piombo Pia, Hainaut Niagara , Mezrar Ilyan, Nedelec-Spencer Gaëlle Anne, Keissy Léna, Petit Melina and Thiery Yaelle.

La convergence du sport et des sciences | À l’approche des JO

LLa convergence du sport et des sciences | À l’approche des JO

À l’approche des Jeux Olympiques de Paris, Pop’Sciences vous propose d’explorer les liens entre le sport et la science. En découvrant ou en redécouvrant les ressources qui lie les domaines tels que la physiologie, la biomécanique et la nutrition, elle offre un éclairage sur les performances athlétiques.

>> Les ressources :

>> Le Pop’Sciences Mag sur le sport : Pop’Sciences Mag n°5 – Ce qui dope le sport (PDF)

Depuis l’Antiquité, toutes les civilisations sont traversées par un appétit féroce pour le jeu. Une appétence qui s’est intensifiée à partir de la fin du XIXe siècle, dès lors que ce « jeu » s’est mué en « sport ». La pratique sportive n’a depuis jamais cessé de se démocratiser et la performance de s’institutionnaliser. Le sport est devenu une expérience populaire qui suscite un engouement social et économique si intense, qu’il est difficile d’y échapper.

©Pop’Sciences

Les articles du Mag n°5 :

Physique: une recherche multimillénaire sans cesse renouvelée | Un dossier Pop’Sciences et CNRS

PPhysique: une recherche multimillénaire sans cesse renouvelée | Un dossier Pop’Sciences et CNRS

En son temps, Isaac Newton confiait « si j’ai pu voir plus loin, c’est que je me tenais sur les épaules de géants ». L’intellectuel britannique s’inscrit dans une immense lignée de physiciennes et de physiciens qui n’ont eu de cesse de bouleverser notre compréhension des phénomènes naturels. L’Année de la physique est l’occasion de revenir sur cette épopée scientifique et de découvrir certains des travaux les plus récents et innovants.>

 

© Emilie Josse

Poussée par sa curiosité et son désir de compréhension des phénomènes naturels, l’humanité s’est toujours efforcée de décrire et percer les mystères de l’Univers qui l’entoure. C’est ainsi qu’est née la physique, une discipline qui explore les lois fondamentales régissant la matière, l’énergie et les forces qui animent notre monde. L’histoire de la physique se lit comme un récit fascinant fait de découvertes, de théories révolutionnaires et de progrès scientifiques qui ont transformé notre perception du monde, et qui continuent à le faire. 

L’Année de la physique, qui prend forme tout au long de l’année scolaire 2023-2024, est l’occasion de mettre en lumière cette histoire, ainsi que les grandes avancées et les enjeux contemporains de la recherche en physique. Cet évènement est une occasion sans pareille pour découvrir ou redécouvrir l’intérêt de la discipline et l’étonnante diversité des sujets qu’elle explore. 

Une aventure scientifique multimillénaire 

La physique prend racine dès la Préhistoire, spécifiquement au cours du Néolithique entre 9 000 et 2 500 ans avant l’ère commune (AEC). Désireux de comprendre les phénomènes physiques de leur monde, les humains d’alors ont notamment scruté les astres, décrit leurs mouvements et créé les premiers instruments de mesure du temps. En mettant en œuvre l’élément constitutif de toute démarche scientifique – l’observation – ils ont pu suivre les saisons, rythmer les périodes agricoles et commencer à se sédentariser.  

Par la suite, les savants de l’Antiquité grecque ont magnifié cette « science des phénomènes naturels et de leurs évolutions ». Ainsi, Thalès de Milet (625 – 545 AEC), bien qu’il soit plus connu pour son théorème mathématique sur les triangles semblables, fut l’un des premiers penseurs à introduire la pensée rationnelle pour expliquer les causes des phénomènes naturels. On lui doit notamment le concept « l’eau est la cause matérielle de toute chose », qui démontre un détachement des explications mythologiques encore très prégnantes à l‘époque. Plus tard, Aristote (384 – 322 AEC) émit les premières théories du mouvement dans son traité La physique. Ses intuitions et ses méthodes ont jeté les bases de la pensée scientifique sur les phénomènes naturels et inspiré des dizaines de générations de scientifiques jusqu’à la Renaissance et l’émergence de la physique moderne. 

Une révolution peut en cacher une autre 

L’histoire de la physique est jalonnée de révolutions intellectuelles. Une des principales s’est déroulée entre le 16e et le 17e siècle avec les travaux des premiers grands noms de la physique moderne parmi lesquels Johannes Kepler, Nicolas Copernic, Galilée, ou Isaac Newton. À ces esprits visionnaires nous devons, en outre, de nouveaux paradigmes en mécanique céleste et en instrumentation astronomique (la lunette galiléenne), ainsi que la loi fondamentale de la gravitation universelle (la pomme qui chute sur la tête de Newton) et celles du mouvement. Leurs contributions ont permis des avancées spectaculaires dans les domaines de l’astronomie, de la mécanique et de l’optique. Dans le même temps, l’ère de la science moderne prenait forme dans le sillage des écrits de René Descartes sur la méthode (induction, déduction), tandis que Blaise Pascal esquissait les premières notions de pression atmosphérique (au sommet du Puy-de-Dôme).  

Sur les épaules de ces géants, des générations de scientifiques se sont succédées pour observer, décrire et modéliser une infinité de phénomènes physiques optiques, mécaniques, électriques, thermodynamiques, acoustique, jusqu’à l’essor de la physique moléculaire, puis celle de la radioactivité entre le 19e et le 20e siècle. Au tournant des grands conflits mondiaux, d’autres percées scientifiques ont à nouveau révolutionné notre perception de l’Univers et de la réalité. Les théories de la relativité générale d’Albert Einstein et de la mécanique quantique ont ainsi entraîné des bouleversements majeurs dans notre compréhension fondamentale de la matière, du cosmos et du temps, depuis l’infiniment petit jusqu’aux immensités des corps célestes. 

Éveiller la curiosité  

Aujourd’hui, la physique se révèle plus dynamique que jamais, portée par une communauté scientifique mondiale passionnée et engagée. Des tableaux des salles de classe jusqu’aux très grands instruments, elle participe à la résolution des grands défis de notre époque, qu’ils soient environnementaux, énergétiques, sanitaires ou technologiques. 

« Rien dans la vie n’est à craindre, tout doit être compris » proposait Marie Skłodowska-Curie, la première et seule physicienne doublement nobélisée ! Les femmes, aussi, ont marqué l’histoire de cette discipline. Lise Meitner (fission nucléaire), Maria Goeppert-Mayer (mécanique quantique, également nobélisée) ou encore Claudine Hermann (physique des solides), comptent parmi les nombreuses physiciennes qui perfectionnent notre compréhension du monde et encouragent les carrières scientifiques pour toutes et tous. C’est dans cet esprit que s’inscrit l’engagement de Pop’Sciences et de la délégation Rhône Auvergne du CNRS en cette Année de la Physique.  

Nous proposons une série de six articles reflétant la diversité et la richesse de la recherche en physique, menée à l’institut Lumière Matière (unité CNRS, université Claude Bernard Lyon 1) et au Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon (unité CNRS, ENS de Lyon). Ils offrent un aperçu des travaux en cours et des avancées les plus récentes en thermodynamique, en mécanique des fluides, en catalyse photochimique, ou encore sur l’étude de nouveaux états de la matière. À travers ce dossier, nous espérons inspirer les curieux de sciences, montrer la surprenante diversité des métiers de la physique et éveiller la curiosité des jeunes élèves. 

Article rédigé par Samuel Belaud, journaliste scientifique, pour le CNRS et Pop’Sciences – mai 2024 

lles RESSOURCES du dossier

Dans ce dossier, nous vous invitons à découvrir un aperçu des travaux en cours et des avancés récentes de physiciennes et physiciens lyonnais. Ces articles ciblent en priorité un public d’initiés. 

  • #1 : La nanofluidique : une physique pour la filtration et l’énergie – Publié le 13 mai 2024

© Pauline Petit

De récents travaux de physiciens révèlent des phénomènes surprenants dans la dynamique des fluides à l’échelle nanométrique. Certains des mécanismes découverts pourraient être utiles à la filtration des liquides et à la production d’électricité propre et durable.

 

LIRE L’ARTICLE

 

  • #2 : L’art de contrôler la chaleur à l’échelle nanométrique – Publié le 13 mai 2024

©courtesy of Elettra Sincrotrone Trieste

Dans le monde infiniment petit des nanomatériaux, la propagation de la chaleur suit sa propre logique. Des physiciens s’attèlent à comprendre et maîtriser cette drôle de dynamique thermique et ouvrent la voie à des avancées technologiques cruciales, notamment pour relever les défis de l’efficacité et de la transition énergétique. 

 

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  • #3 : Les stupéfiantes propriétés des bactéries magnétotactiques – Publié le 13 mai 2024

© Rémy Fulcrand

Si les ballets aériens des nuées d’oiseaux vous fascinent, vous serez certainement captivés par les comportements collectifs d’autres organismes, bien plus petits, mais non moins surprenants : les bactéries magnétotactiques (BMT). Récemment découvertes, les physiciens s’intéressent de près à leurs propriétés, notamment leur capacité à se déplacer en suivant les lignes du champ magnétique terrestre. 

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  • #4 : La nage bactérienne et la discrète révolution de la matière active – Publié le 13 mai 2024

© Raman Oza – Pixabay

Connues pour leur capacité de nage autonome et leurs intrigants comportements collectifs, les bactéries passionnent les physiciennes et physiciens. En décryptant leurs stratégies singulières de déplacement, une équipe de recherche ouvre des perspectives inédites pour l’utilisation de la matière et la conception de nouveaux matériaux. 

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  • #5 : La photocatalyse promet d’accélérer la transition énergétique – Publié le 10 juin 2024

© Jean-Claude MOSCHETTI / ISCR / CNRS Images

Un projet de recherche allie chimie et physique pour exploiter les propriétés de la lumière et du molybdène, métal abondant et peu coûteux, afin de catalyser des réactions chimiques clés dans le cadre de la transition énergétique. 

 

 

 

 

  • #6 : Fragmentation dans les glaces de spins (titre provisoire) – Publication à venir

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mmerci !

Ce dossier a été réalisé grâce à la collaboration de différents scientifiques de l’Université de Lyon. Nous les remercions pour le temps qu’ils nous ont accordé.

ppour aller plus loin :

Nous vous proposons une sélection de ressources accessibles en ligne pour vous et vos élèves.

Physique : une recherche multimillénaire, sans cesse renouvelée | Un dossier Pop’Sciences et CNRS

PPhysique : une recherche multimillénaire, sans cesse renouvelée | Un dossier Pop’Sciences et CNRS

En son temps, Isaac Newton confiait « si j’ai pu voir plus loin, c’est que je me tenais sur les épaules de géants ». L’intellectuel britannique s’inscrit dans une immense lignée de physiciennes et de physiciens qui n’ont eu de cesse de bouleverser notre compréhension des phénomènes naturels. L’Année de la physique est l’occasion de revenir sur cette épopée scientifique et de découvrir certains des travaux les plus récents et innovants. 

© Emilie Josse

Poussée par sa curiosité et son désir de compréhension des phénomènes naturels, l’humanité s’est toujours efforcée de décrire et percer les mystères de l’Univers qui l’entoure. C’est ainsi qu’est née la physique, une discipline qui explore les lois fondamentales régissant la matière, l’énergie et les forces qui animent notre monde. L’histoire de la physique se lit comme un récit fascinant fait de découvertes, de théories révolutionnaires et de progrès scientifiques qui ont transformé notre perception du monde, et qui continuent à le faire. 

L’Année de la physique, qui prend forme tout au long de l’année scolaire 2023-2024, est l’occasion de mettre en lumière cette histoire, ainsi que les grandes avancées et les enjeux contemporains de la recherche en physique. Cet évènement est une occasion sans pareille pour découvrir ou redécouvrir l’intérêt de la discipline et l’étonnante diversité des sujets qu’elle explore. 

Une aventure scientifique multimillénaire 

La physique prend racine dès la Préhistoire, spécifiquement au cours du Néolithique entre 9 000 et 2 500 ans avant l’ère commune (AEC). Désireux de comprendre les phénomènes physiques de leur monde, les humains d’alors ont notamment scruté les astres, décrit leurs mouvements et créé les premiers instruments de mesure du temps. En mettant en œuvre l’élément constitutif de toute démarche scientifique – l’observation – ils ont pu suivre les saisons, rythmer les périodes agricoles et commencer à se sédentariser.  

Par la suite, les savants de l’Antiquité grecque ont magnifié cette « science des phénomènes naturels et de leurs évolutions ». Ainsi, Thalès de Milet (625 – 545 AEC), bien qu’il soit plus connu pour son théorème mathématique sur les triangles semblables, fut l’un des premiers penseurs à introduire la pensée rationnelle pour expliquer les causes des phénomènes naturels. On lui doit notamment le concept « l’eau est la cause matérielle de toute chose », qui démontre un détachement des explications mythologiques encore très prégnantes à l‘époque. Plus tard, Aristote (384 – 322 AEC) émit les premières théories du mouvement dans son traité La physique. Ses intuitions et ses méthodes ont jeté les bases de la pensée scientifique sur les phénomènes naturels et inspiré des dizaines de générations de scientifiques jusqu’à la Renaissance et l’émergence de la physique moderne. 

Une révolution peut en cacher une autre 

L’histoire de la physique est jalonnée de révolutions intellectuelles. Une des principales s’est déroulée entre le 16e et le 17e siècle avec les travaux des premiers grands noms de la physique moderne parmi lesquels Johannes Kepler, Nicolas Copernic, Galilée, ou Isaac Newton. À ces esprits visionnaires nous devons, en outre, de nouveaux paradigmes en mécanique céleste et en instrumentation astronomique (la lunette galiléenne), ainsi que la loi fondamentale de la gravitation universelle (la pomme qui chute sur la tête de Newton) et celles du mouvement. Leurs contributions ont permis des avancées spectaculaires dans les domaines de l’astronomie, de la mécanique et de l’optique. Dans le même temps, l’ère de la science moderne prenait forme dans le sillage des écrits de René Descartes sur la méthode (induction, déduction), tandis que Blaise Pascal esquissait les premières notions de pression atmosphérique (au sommet du Puy-de-Dôme).  

Sur les épaules de ces géants, des générations de scientifiques se sont succédées pour observer, décrire et modéliser une infinité de phénomènes physiques optiques, mécaniques, électriques, thermodynamiques, acoustique, jusqu’à l’essor de la physique moléculaire, puis celle de la radioactivité entre le 19e et le 20e siècle. Au tournant des grands conflits mondiaux, d’autres percées scientifiques ont à nouveau révolutionné notre perception de l’Univers et de la réalité. Les théories de la relativité générale d’Albert Einstein et de la mécanique quantique ont ainsi entraîné des bouleversements majeurs dans notre compréhension fondamentale de la matière, du cosmos et du temps, depuis l’infiniment petit jusqu’aux immensités des corps célestes. 

Eveiller la curiosité  

Aujourd’hui, la physique se révèle plus dynamique que jamais, portée par une communauté scientifique mondiale passionnée et engagée. Des tableaux des salles de classe jusqu’aux très grands instruments, elle participe à la résolution des grands défis de notre époque, qu’ils soient environnementaux, énergétiques, sanitaires ou technologiques. 

« Rien dans la vie n’est à craindre, tout doit être compris » proposait Marie Skłodowska-Curie, la première et seule physicienne doublement nobélisée ! Les femmes, aussi, ont marqué l’histoire de cette discipline. Lise Meitner (fission nucléaire), Maria Goeppert-Mayer (mécanique quantique, également nobélisée) ou encore Claudine Hermann (physique des solides), comptent parmi les nombreuses physiciennes qui perfectionnent notre compréhension du monde et encouragent les carrières scientifiques pour toutes et tous. C’est dans cet esprit que s’inscrit l’engagement de Pop’Sciences et de la délégation Rhône Auvergne du CNRS en cette Année de la Physique.  

Nous proposons une série de six articles reflétant la diversité et la richesse de la recherche en physique, menée à l’institut Lumière Matière (unité CNRS,  université Claude Bernard Lyon 1) et au Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon (unité CNRS, ENS de Lyon). Ils offrent un aperçu des travaux en cours et des avancées les plus récentes en thermodynamique, en mécanique des fluides, en catalyse photochimique, ou encore sur l’étude de nouveaux états de la matière. À travers ce dossier, nous espérons inspirer les curieux de sciences, montrer la surprenante diversité des métiers de la physique et éveiller la curiosité des jeunes élèves. 

Article rédigé par Samuel Belaud, journaliste scientifique – mai 2024 

lles RESSOURCES du dossier

Dans ce dossier, nous vous invitons à découvrir un aperçu des travaux en cours et des avancés récentes de physiciennes et physiciens lyonnais. Pour chaque article, les liens avec les programmes scolaires sont proposés.

  • #1 : La nanofluidique : une physique pour la filtration et l’énergie – Publié le 13 mai 2024

© Pauline Petit

De récents travaux de physiciens révèlent des phénomènes surprenants dans la dynamique des fluides à l’échelle nanométrique. Certains des mécanismes découverts pourraient être utiles à la filtration des liquides et à la production d’électricité propre et durable.

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  • #2 : L’art de contrôler la chaleur à l’échelle nanométrique – Publié le 13 mai 2024

©courtesy of Elettra Sincrotrone Trieste

 

Dans le monde infiniment petit des nanomatériaux, la propagation de la chaleur suit sa propre logique. Des physiciens s’attèlent à comprendre et maîtriser cette drôle de dynamique thermique et ouvrent la voie à des avancées technologiques cruciales, notamment pour relever les défis de l’efficacité et de la transition énergétique. 

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  • #3 : Les stupéfiantes propriétés des bactéries magnétotactiques – Publié le 13 mai 2024

© Rémy Fulcrand

Si les ballets aériens des nuées d’oiseaux vous fascinent, vous serez certainement captivés par les comportements collectifs d’autres organismes, bien plus petits, mais non moins surprenants : les bactéries magnétotactiques (BMT). Récemment découvertes, les physiciens s’intéressent de près à leurs propriétés, notamment leur capacité à se déplacer en suivant les lignes du champ magnétique terrestre. 

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  • #4 : La nage bactérienne et la discrète révolution de la matière active – Publié le 13 mai 2024

© Raman Oza – Pixabay

Connues pour leur capacité de nage autonome et leurs intrigants comportements collectifs, les bactéries passionnent les physiciennes et physiciens. En décryptant leurs stratégies singulières de déplacement, une équipe de recherche ouvre des perspectives inédites pour l’utilisation de la matière et la conception de nouveaux matériaux. 

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  • #5 : La photocatalyse promet d’accélérer la transition énergétique – Publié le 13 mai 2024

© Jean-Claude MOSCHETTI / ISCR / CNRS Images

 

Un projet de recherche allie chimie et physique pour exploiter les propriétés de la lumière et du molybdène, métal abondant et peu coûteux, afin de catalyser des réactions chimiques clés dans le cadre de la transition énergétique. 

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  • #6 : Coup de froid sur le magnétisme : les glaces de spin – Publié le 21 novembre 2024

Générée par IA

L’étude à très petite échelle de certains matériaux ferromagnétiques montre que les atomes qui le composent se comportent comme de microscopiques aimants qui, à très basse température, s’agencent en une structure magnétique ordonnée et régulière. Dans certains de ces matériaux appelée « glace de spin », on ne trouve pas d’ordre ferromagnétique absolu, même aux plus basses températures. On parle alors de magnétisme frustré.
L’étude de ces matériaux permet de mieux comprendre les propriétés fondamentales de la matière, mais fait aussi émerger des phénomènes nouveaux qui laissent entrevoir de futures applications technologiques et industrielles.

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Ce dossier a été réalisé grâce à la collaboration de différents scientifiques de l’Université de Lyon. Nous les remercions pour le temps qu’ils nous ont accordé.

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Nous vous proposons une sélection de ressources accessibles en ligne pour vous et vos élèves.

Eau, maintenant ou jamais | Pop’Sciences Mag#12

EEau, maintenant ou jamais | Pop’Sciences Mag#12

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Le Pop’Sciences Mag#12 « Eau, maintenant ou jamais » vient de paraître !

Dans ce 12e numéro, venez découvrir cette ressource aux enjeux cruciaux. Avec les regards croisés d’hydrologues, géographes, chimistes et ingénieurs, interrogeons-nous sur notre capacité à agir sur les enjeux et sur la maîtrise des usages de l’eau et de leurs impacts sur notre environnement. Retrouvez des articles, des infographies ainsi que des enquêtes qui éclaireront cette problématique.

Édito

« Alors que le changement climatique bouleverse déjà nos quotidiens, les alertes sur les disponibilités des ressources en eau et les restrictions sur son utilisation ne sont plus l’exception mais, année après année, deviennent de plus en plus la règle.

Les contraintes exercées par l’humanité sur son environnement font l’objet de nombreuses recherches, et l’eau n’échappe ni à la contrainte, ni aux études. En effet, à la fois par nos usages, mais aussi par le nombre d’usagers, l’eau devient une ressource de plus en plus rare, voire stratégique, au regard des besoins sanitaires, économiques et sociaux, et de la préservation des milieux naturels qui en dépendent.

Les dirigeants autant que les citoyens font face à un nombre croissant de choix critiques concernant les ressources, et en particulier l’eau. La recherche scientifique et sa diffusion doivent donc pleinement jouer leur rôle et éclairer les décisions individuelles et collectives concernant la gestion d’une ressource aussi précieuse que vitale.

Les secteurs impactés par la variabilité de la ressource en eau sont nombreux et, pour beaucoup, essentiels : énergétique, industriel, agricole, sanitaire, … Mais ce sont surtout sur les écosystèmes naturels, dont l’humanité dépend, que les contraintes s’exercent le plus fortement. Une approche interdisciplinaire de la question est donc nécessaire pour comprendre les différents enjeux liés à la maîtrise et aux usages de l’eau, et leurs impacts sur notre environnement. C’est ce à quoi s’attache de nouveau Pop’Sciences Mag :
bonne lecture ! »

Frank Debouck
Président de la ComUE Université de Lyon

 

Avec la participation des instituts et établissements suivants : Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), École universitaire de recherche sur les sciences de l’eau et des hydrosystèmes H2O’Lyon, Groupe de recherche, animation technique et information sur l’eau (Graie), Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE), Institut national des sciences appliquées (INSA) Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, Université d’Angers, Université de Montpellier, Université Jean Moulin Lyon 3, Université Lumière Lyon 2, Université Grenoble-Alpes.

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Pop’Sciences Mag#12

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Derrière la prise électrique : une gestion d’équilibre

DDerrière la prise électrique : une gestion d’équilibre

« L’essentiel du risque est derrière nous », a récemment annoncé le président de RTE, le Réseau de Transport d’Électricité français. Si les appels à la sobriété du début de l’hiver se sont avérés efficaces pour surmonter les risques de coupures d’électricité, cet épisode a de nouveau interrogé les limites de notre société : les ressources ne sont pas inépuisables. Concrètement, pourquoi le pays a-t-il risqué le « black-out » dans la première partie de l’hiver ? Comment le réseau a-t-il risqué de ne plus satisfaire tous les besoins de puissance du pays ?

De la centrale de production à l’interrupteur, il semblerait que le fonctionnement du système électrique soit encore chargé de mystères pour un bon nombre de citoyens. Claude Richard, enseignant du département génie électrique de l’INSA Lyon s’est porté volontaire pour en expliquer les grandes lignes. Il était une fois, le réseau électrique français.

L’électricité n’est pas une source d’énergie, mais un vecteur d’énergie. Élémentaire, mon cher Watson. Seulement, nos gestes du quotidien faisant appel à la puissance électrique sont devenus si automatiques, que le trajet qu’elle a parcouru avant d’arriver jusqu’à l’ampoule est vite oublié. Claude Richard, introduit le sujet de la façon suivante : « Il est important de comprendre que l’électricité ne se stocke pas, à la différence des autres ressources, comme le pétrole, le gaz ou l’uranium par exemple. »
Et c’est bien toute la technicité que requiert la gestion électrique d’un pays : trouver le point d’équilibre entre la demande et l’offre en quelques secondes (…)

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Les limites de la croissance – Denis Meadows

LLes limites de la croissance – Denis Meadows

Dennis Meadows obtient sa thèse de doctorat en 1969 au Massachusetts Institute of Technology (MIT), où il débute les travaux qui l’ont fait mondialement connaître. De 1970 à 1972, il dirige le projet « Predicament of Mankind » pour le Club de Rome, groupe de réflexion sur les problèmes urgents auxquels doivent faire face les sociétés, réunissant des scientifiques, des entrepreneurs et des fonctionnaires internationaux.

Ce projet de recherche a pour objectif de prédire la trajectoire future de notre civilisation, sur une base purement scientifique et grâce à la simulation informatique. Le modèle World3 est créé, qui produit 13 scénarios, plus ou moins pessimistes, annonçant tous un basculement de civilisation au cours du 21e siècle.
En 1972, Dennis Meadows, Donnella Meadows, Jørgen Randers et William W. Behrens III remettent au Club de Rome leur rapport : Les limites de la croissances (The Limits to Growth). Il s’agit de la première étude d’importance sur les dangers que représentent la croissance démographique et économique sur les ressources environnementales mondiales.

L’engagement actuel de Dennis Meadows porte principalement sur le thème de la résilience face à la crise environnementale et sr la transmission pédagogique.

Une conférence, suivie d’une table ronde sur les enjeux de la formation à la transition écologique s’est déroulée à l’ENS de Lyon le 19 septembre 2022.

Intervenants :

  • Dennis Meadows, chimiste de formation, Dennis Meadows est analyste des systèmes, Professeur émérite de l’Université du New Hampshire, États-Unis ;
  • Emmanuelle Boulineau, Vice-Présidente Études à l’ENS de Lyon ;
  • Gabriele Fioni, Recteur délégué à l’enseignement supérieur, à la recherche et à l’innovation ;
  • Jean Jouzel, climatologue, auteur du rapport Sensibiliser et former aux enjeux de la transition écologique et du développement durable dans l’enseignement supérieur ;
  • Zoé Reverdy, étudiante à l’ENS de Lyon.

Animé par  : Yves Sciama, journaliste scientifique.

>> Écoutez la conférence de Denis Meadows :

ENS de lyon

Les interventions ont eu lieu en anglais avec projection de la traduction simultanée en français.

 

 

 

Nomad’s lands. Économies, sociétés et matérialités des nomades

NNomad’s lands. Économies, sociétés et matérialités des nomades

Le Laboratoire Junior Nomad’s lands, de la Maison de l’Orient et de la Méditerranée, organise son colloque final intitulé  Nomad’s lands. Économies, sociétés et matérialités des nomades portant sur l’étude des sociétés nomades à travers le monde, depuis la Préhistoire jusqu’à nos jours.

Il propose un cadre de réflexion commun et transdisciplinaire propice au développement de nouvelles approches pour analyser les nomades, leurs sociétés, leurs cultures (matérielles ou immatérielles), leurs territoires et les rapports qu’ils entretiennent avec ces derniers.
Les communications s’articulent autour de trois angles de réflexion :

1. Connaissance et gestion des environnements par les nomades

Comment les sociétés nomades interagissent-elles avec leur(s) environnement(s) ? Quelle est l’influence de facteurs environnementaux sur ces sociétés ? Comment les activités nomades transforment-elles les environnements ? Quelles connaissances, quelles perceptions les nomades ont-ils de leur milieu et comment cela influe-t-il sur leur gestion de ressources parfois contraintes ? Dans quelle mesure ces modalités de gestion se transmettent-elles au cours du temps et s’adaptent-elles aux changements environnementaux ?

2. Unité et diversité des cultures matérielles

Peut-on définir des cultures matérielles de la mobilité et du nomadisme ? Quels traits communs retrouve-t-on d’un lieu à un autre et d’une époque à une autre ? Quelles sont leurs divergences ? Qu’emporte-t-on avec soi et, à l’inverse, que laisse-t-on derrière soi ? Que fabrique-t-on à nouveau ? Qu’en reste-t-il dans le temps ? Et quels sont nos outils et/ou nos méthodes pour appréhender la matérialité de cultures qui laissent peu de traces ?

3. Relations entre nomades et sédentaires

Comment envisager les relations des sociétés nomades entre elles ainsi qu’avec les sociétés sédentaires ? Quelles sont les modalités de leur insertion dans les réseaux socio-économiques ou politiques locaux, régionaux, nationaux, macro-régionaux et/ou globaux, qu’ils soient nomades ou sédentaires ? Les contacts et échanges sont-ils à sens unique ? Constate-t-on des transferts culturels ?

Pour en savoir plus :

Labos Junior MOM

affiche du colloque Nomad's Lands

affiche du colloque Nomad’s Lands

 

Secrets de la Terre

SSecrets de la Terre

Sans que nous en ayons toujours conscience, les minéraux nous entourent : la pierre sert à la construction de nos habitats ; les métaux à la fabrication des monnaies et des machines ; les roches, comme le charbon, à la production de l’énergie ; les terres, minerais et sels à l’industrie.

Entre l’histoire des civilisations et celle, bien plus ancienne, de la formation des minéraux, l’exposition met en évidence les propriétés physiques et chimiques des minéraux et leurs utilisations à travers les âges, depuis la Préhistoire. La raréfaction de ces ressources est aujourd’hui un véritable enjeu. De nouvelles découvertes pourraient être porteuses d’un avenir plus respectueux de l’environnement et des êtres vivants, mais le défi est de taille.

Riche de près de 10 000 pièces et classée parmi les grandes collections publiques françaises, cette exposition met à l’honneur la collection de minéraux du musée des Confluences. L’ exposition bénéficie du label « Année de la minéralogie 2022 ».

Pour en savoir plus :

Secrets de LA Terre