Dans cette vidéo, Jean Schmittbuhl présente le principe et le potentiel d'exploitation de la géothermie basse et moyenne température (T
Mot(s) clés libre(s) : basse température, géothermie, énergies renouvelables, moyenne température, technologies

Une introduction à l'hydrodynamique cryogénique : une conférence de Philippe-E. Roche, chercheur au département MCBT (Matière Condensée et Basses Températures) de l'Institut Néel, qui s'intéresse à la turbulence des fluides et en particulier celle de l'hélium à très basse température.
Mot(s) clés libre(s) : hydrodynamique, cryogénie, hélium, basse température, turbulence, turbulence quantique, superfluide, convection, écoulement, cellule de Rayleigh-Bénard, transfert thermique, vortex, fluide

Les métaux et leurs alliages ont toujours joué un rôle primordial dans le développement de nos sociétés. Ils ont toujours contribué à la résolution de bon nombre de problèmes de société incontournables. Plutôt que de faire un inventaire, on s'efforcera de montrer les diverses étapes à franchir dans le développement d'un alliage métallique destiné à remplir une fonction donnée. On illustrera également les développements des grandes disciplines (Chimie, Physique, Mécanique, Simulation Numérique) qui ont largement contribué à la métallurgie. A cet effet, on rappellera tout d'abord les spécificités physiques des métaux et alliages métalliques. On montrera à ce propos comment il a été possible de profiter de certains traits spécifiques favorables et de surmonter quelques handicaps, comme la densité. Parmi les situations extrêmes envisagées, on se restreindra à celles qui font appel à la résistance mécanique des métaux et des alliages métalliques en traitant successivement le cas des très basses températures (transport de gaz liquéfiés), des très grandes vitesses de déformation (" crash " automobile), des températures élevées (turbines aéronautiques) et celui de l'irradiation aux neutrons (réacteurs électronucléaires). On conclura en envisageant un certain nombre d'applications pour lesquelles le développement de nouveaux alliages métalliques reste un verrou technologique et pose de réels défis scientifiques et techniques.
Mot(s) clés libre(s) : alliage métallique, déformation, irradiation neutronique, métallurgie, physique du solide, plasticité, résistance mécanique, science des matériaux, structure granulaire, température élevée, très basse température

Dans cette vidéo, Sandrine Pincemin présente le fonctionnement, la performance et les différents types de pompes à chaleur, systèmes thermodynamiques permettant de prélever de l'énergie d'une source froide afin de la porter vers une source chaude.
Mot(s) clés libre(s) : très basse température, géothermie, énergies renouvelables, pompe à chaleur

Dans cette vidéo, Sandrine Pincemin présente le principe d'exploitation de la géothermie très basse température. Après avoir montré le potentiel et les variations de cette ressource, elle montre les grands types de capteurs qui peuvent être utilisés pour récupérer cette chaleur.
Mot(s) clés libre(s) : très basse température, géothermie, énergies renouvelables, technologie

Au voisinage du zéro absolu de température, la matière se transforme, adoptant des comportements que notre intuition a de la peine à appréhender. Certains gaz liquéfiés deviennent superfluides, s'échappant du réservoir qui les contient comme s'ils défiaient la pesanteur. La supraconductivité apparaît dans les métaux et donne lieu à des courants électriques permanents, utilisés aujourd'hui pour la production de champs magnétiques intenses. L'explication de ces phénomènes étranges apporte un nouvel éclairage dans des domaines que l'on aurait crus très éloignés, comme la dynamique des étoiles à neutrons ou l'évolution de l'Univers après le Big Bang, contribuant ainsi à établir des concepts physiques fondamentaux. Pour atteindre des basses températures qui n'existent pas dans la Nature, les chercheurs ont mis au point des méthodes de réfrigération sophistiquées. Celles-ci ont ouvert un nouveau domaine de recherche, la Physique des très basses températures, particulièrement riche en phénomènes physiques nouveaux qui constituent la source d'applications technologiques de pointe. Au cours d'une promenade à la limite du zéro absolu de température nous explorerons ensemble le royaume du froid.
Mot(s) clés libre(s) : basse température, cryogénie, degré Kelvin, entropie, froid, mécanique quantique, physique statistique, physique thermique, réfrigération, supraconducteur, thermodynamique, zéro absolu

Une conférence d'Olivier Dulieu, chercheur au Laboratoire Aimé Cotton à Orsay. Présentation de recherches sur les atomes et molécules froids (température inférieure au milli-Kelvin). Obtention de gaz moléculaires quantiques dégénérés (condensat de Bose-Einstein moléculaire, ou gaz de fermions) et émergence d'une nouvelle « photo-physico-chimie » ultra-froide.
Mot(s) clés libre(s) : atomes froids, molécules froides, laser, refroidissement par laser, collision froide, photoassociation, condensation de Bose-Einstein, milli-Kelvin, basses températures, zéro absolu

Le laser, outil privilégié du chirurgien et du soudeur, est souvent associé à l'idée de chaleur. Depuis une vingtaine d'années, on sait pourtant l'utiliser pour refroidir les atomes d'un gaz à une température extrêmement basse, de l'ordre du microkelvin. A cette température, la vitesse d'agitation thermique des atomes devient très faible, de l'ordre du centimètre par seconde, à comparer aux centaines de mètres par seconde des molécules de l'air qui nous entoure. Selon la relation découverte par Louis de Broglie, la longueur d'onde associée aux particules augmente lors du refroidissement, et peut même atteindre la distance moyenne entre atomes voisins. Les atomes perdent alors leur individualité, s'accumulent dans un même niveau quantique, et le gaz bascule vers un état aux propriétés spectaculaires, état prédit en 1925 par Einstein à partir des travaux de Bose, mais qui n'a pu être observé qu'à partir de 1995. L'exposé présentera les principes physiques à la base de la manipulation et du refroidissement des atomes. Il décrira également quelques expériences mettant en évidence les propriétés de cohérences très spéciales de ces condensats de Bose-Einstein, pour conclure sur les perspectives ouvertes par ces systèmes, aussi bien dans le domaine des mesures de haute précision qu'en physique statistique
Mot(s) clés libre(s) : basse température, boson, condensation de Bose-Einstein, échelle macroscopique, état de la matière, fermion, longueur d’onde, mécanique quantique, refroidissement laser, refroidissement par évaporation, superfluidité, supraconductivité

"Peut-on voir au moins une propriété quantique de la matière à l'oeil nu ? Oui, il suffit de regarder de l'hélium liquide à suffisamment basse température. Je montrerai un liquide qui cesse de bouillir, jaillit en fontaine lorsqu'on le chauffe, s'écoule sans viscosité hors des récipients où l'on tente de l'enfermer (d'où son nom de " superfluide ")... J'expliquerai ensuite comment ces propriétés surprenantes ont été associées au comportement collectif quantique des atomes, un phénomène connu sous le nom de " Condensation de Bose-Einstein ". Les différents états de la matière correspondent à différents degrés d'ordre ou de désordre. Lorsqu'un liquide cristallise, par exemple, c'est la position des atomes dans l'espace qui s'ordonne. Lorsqu'un fluide devient superfluide c'est leurs mouvements qui deviennent collectifs. De même qu'un superfluide coule sans viscosité, un supraconducteur conduit l'électricité sans résistance. La superfluidité est semblable à la supraconductivité des métaux. Connue depuis 1937 dans l'hélium, la superfluidité a été découverte en 1999 dans différentes vapeurs alcalines. Nous verrons que la rotation d'un superfluide est très particulière, parce que quantifiée. Dans l'hélium comme dans le rubidium, nous montrerons des images de tourbillons quantiques où la vitesse du fluide est reliée à la constante de Planck. Pour conclure, nous décrirons comment la superfluidité peut servir à mesurer la rotation de la terre, et pourquoi l'on pense que l'intérieur des étoiles à neutrons est superfluide."
Mot(s) clés libre(s) : basse température, condensation de Bose-Einstein, conductivité thermique, écoulement d'un liquide, état de la matière, fluide, hélium, mécanique des fluides, mécanique quantique, supraconductivité, tourbillon, viscosité

Une conférence de Sébastien Balibar, chercheur au Laboratoire de Physique Statistique de l'École Normale Supérieure de Paris, présentée dans le cadre des séminaires du département de physique de l'École Normale Supérieure de Lyon. Sébastien Balibar évoque de nombreux aspects de la physique de l'hélium liquide (normal ou superfluide) et solide. Il présente quelques propriétés surprenantes des cristaux d'hélium 4, comme la supersolidité.
Mot(s) clés libre(s) : hélium, hélium liquide, superfluide, superfluidité, hélium solide, supersolidité, supersolide, basses températures