L'imagerie médicale a sans aucun doute entraîné ces vingt dernières années une transformation radicale dans la façon d'aborder le diagnostic et le suivi thérapeutique. Un diagnostic de localisation d'une lésion cérébrale qui nécessitait un examen clinique long et minutieux par un neurologue expérimenté se fait aujourd'hui avec une précision millimétrique grâce au scanner ou à l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Là où le maître entouré de ses élèves démontrait que la lésion ischémique ou tumorale devait siéger au niveau de tel noyau du thalamus (la vérification ayant lieu malheureusement souvent quelques semaines plus tard sur les coupes de cerveau), le neuroradiologue parvient au même résultat en quelques minutes. On pourrait multiplier les exemples ; là où le cardiologue se fiait à son auscultation et à des clichés de thorax, l'échocardiographie montre en temps réel les mouvements des valves cardiaques et la dynamique de la contraction ventriculaire, la scintigraphie myocardique précise la localisation des zones de myocarde ischémique et les anomalies de sa contraction ; demain l'IRM permettra de voir la circulation coronaire et le tissu myocardique et remplacera l'angiographie par voie artérielle. On pourrait encore citer l'échographie en obstétrique, en hépatologie ou en urologie, la scintigraphie dans la détection des lésions de la thyroïde, des métastases osseuses ou de l'embolie pulmonaire. Aujourd'hui la tomographie par émission de positons (TEP) est en train de devenir la méthode incontournable en cancérologie, non pas tant pour le diagnostic du cancer que pour en préciser l'extension, l'existence de métastases, l'évolution sous traitement après chimiothérapie, chirurgie ou radiothérapie ou encore l'apparition de récidives ou de métastases tardives. Au milieu du 19ème siècle, l'inventeur de la médecine expérimentale, Claude Bernard indiquait à Ernest Renan qui l'a relaté, que « l ‘on ne connaîtrait la physiologie que le jour où l'on saura décrire le voyage d'un atome d'azote depuis son entrée dans l'organisme jusqu'à sa sortie». Ce qui était totalement hors de portée du savant de cette époque, connaît en ce début du 21ème siècle une pleine réalisation grâce à une série d'avancées techniques rendues d'abord possibles par la radioactivité et aussi dans une certaine mesure par l'IRM et de toutes façons par la combinaison de plusieurs méthodes lorsqu'on aborde la pathologie. C'est certainement dans la description du voyage fait par le médicament dans le corps que réside aujourd'hui une des avancées les plus intéressantes dans le domaine pharmaceutique. Mais nous verrons aussi que quand nous écoutons, parlons, bougeons, réfléchissons... certaines aires de notre cerveau s'activent. Cette activation électrique et chimique des neurones se traduit par une augmentation du débit sanguin local dans les régions cérébrales concernées par cette activation. La TEP d'abord puis en utilisant les mêmes principes physiologiques, l'IRM aujourd'hui permet de produire des images sensibles au débit sanguin et ce, sans recours à l'injection d'une substance ou molécule particulière. Il ne peut s'agir dans cette conférence de décrire les principes physiques, les indications de toutes ces méthodes et les résultats qu'elles permettent d'obtenir en clinique. Par contre la comparaison de l'origine et de l'évolution de trois de ces méthodes, la radiologie, la médecine nucléaire et l'imagerie par résonance magnétique nucléaire est intéressante. La perspective historique permet en effet de mieux comprendre la genèse, l'évolution et les indications de ces différentes méthodes qui ont toutes leur point de départ dans la physique.
Mot(s) clés libre(s) : imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique nucléaire, IRM, physique des particules, physique nucléaire, physique quantique, positon, radioactivité, radiologie, tomographie

On connait peu de chose sur le neutrino, particule neutre sensible uniquement à la force faible mais qui possède une masse environ un million de fois plus faible que celle de l’électron. En étudiant la radioactivité double béta, Frédéric Perrot pourra déterminer non seulement la masse exacte du neutrino mais aussi sa nature, particule ou anti-particule. Mais la première étape est de construire un instrument d’analyse composé de matériaux ayant le moins de radioactivité naturelle possible pour ne pas interférer avec la mesure de la radioactivité béta, si rare et difficile à observer. C’est en mettant au point le détecteur de rayons gamma ultra-sensible destiné à choisir les matériaux les moins radioactifs, que Frédéric Perrot et son équipe ont trouvé une application originale à cet outil, la mesure de la radioactivité contenue dans… le vin. Ce détecteur est depuis utilisé par les services de répression des fraudes pour identifier les contrefaçons. Comme quoi, à Bordeaux, on en revient toujours au vin ! Frédéric Perrot est Maitre de Conférences à l'Université de Bordeaux et développe ses recherches dans l'équipe Neutrino Basses Radioactivités du Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan Site du CENBG Ce document a été réalisé dans la cadre de « Physique des objets du quotidien », un MOOC coordonné par Ulysse Delabre, Maître de Conférences en physique à l'Université de Bordeaux, et développé par la Mission d’Appui à la Pédagogie et à l’Innovation (MAPI) de l'Université de Bordeaux
Mot(s) clés libre(s) : physique nucléaire, neutrino, rayon gamma

Produire des noyaux atomiques revêt aujourd'hui une importance considérable. Ces noyaux, le plus souvent instables, ont de nombreuses applications. Ils sont utilisés en imagerie médicale, dans des expériences concernant des semi et supra conducteurs, en astrophysique, etc… Actuellement la situation est telle que les ingénieurs et physiciens nucléaires sont en mesure de construire des appareillages qui leur permettront d'explorer la fabrication de tels noyaux. Ils pourront arriver à une connaissance relativement complète de l'interaction forte dans le domaine des noyaux et bien maîtriser les principes d'interaction nucléaire. Ces principes sont la base de la compréhension des processus astrophysique et donc de l'explication de l'univers qui nous entoure.
Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, force électrostatique, fragmentation, interaction forte, isotope, neutron, noyau de l'atome, nucléosynthèse, physique nucléaire, proton, radioactivité

En vue d'étudier les états limites du noyau atomique, le GANIL à Caen a entrepris en 1989 la construction d'un nouveau détecteur de particules baptisé Indra. Ce détecteur, un des plus puissants du monde, possède 336 modules de détection qui couvrent tout l'espace autour de la cible. L'expérience de base consiste à envoyer des noyaux projectiles sur une cible. Les fragments générés par la collision sont analysés par le détecteur. Les températures obtenues sont très élevées et on reconstitue ainsi des conditions qui existaient aux origines de l'univers. Il y a transition de phases pour la matière nucléaire, les noyaux se désintégrant en une "vapeur" de protons et de neutrons. Parallèlement à ces données théoriques, la conception et le fonctionnement des principaux composants du détecteur Indra sont décrits : - le trigger qui permet de sélectionner les événements (collisions) intéressants ; - les photomultiplicateurs, couplés à des cristaux d'iodure de césium qui émettent de la lumière quand ils sont traversés par une particule ; - les chambres d'ionisation, chambres à gaz placées entre deux électrodes. Inauguré en février 1993, Indra permettra aux chercheurs du GANIL d'étudier la matière nucléaire telle qu'elle existait une seconde après la naissance de l'univers.GénériqueConseiller scientifique : BIMBOT René Réalisateurs : DRUON Jean et SERRANO Eusébio Production : Culture Production, GANIL (CEA-CNRS) Diffuseur : CNRS Images, http://videotheque.cnrs.fr/
Mot(s) clés libre(s) : chambres d'ionisation, collision, détecteur de particules, matière nucléaire, noyau de l'atome, photomultiplicateur, physique nucléaire, trigger

Un atome d’hydrogène + un atome d’hydrogène = un atome d’hélium + de l’énergie Cette réaction pourtant simple à formuler ne peut pas s’observer sur notre planète. Et pour cause ! Il s’agit de la réaction de fusion nucléaire, qui est la source naturelle d’énergie des étoiles et du soleil, dégagée sous forme de lumière et de chaleur. Alors, comment recréer sur terre, artificiellement bien sûr, les conditions qui permettent la fusion de l’hydrogène observée dans les étoiles ? C’est à cet objectif ambitieux, dénommé Fusion à Confinement Inertiel ou FCI que travaille Dimitri Batani au sein du Centre Lasers Intenses et Applications. Pour provoquer la fusion, l’énergie conjuguée de pas moins de 176 rayons lasers est nécessaire. Tous ces lasers sont censés produire une énergie de 2 mégajoules, soit 20 millions de fois celle des lasers plus courants utilisés dans certains laboratoires. A conditions hors normes construction hors normes. Le bâtiment qui accueillera le laser Mégajoule est aussi long que la tour Eiffel, aussi haut que l’Arc de Triomphe. Les applications ? En astrophysique bien sûr, pour étudier le cœur battant des étoiles, mais aussi en imagerie médicale et peut-être à terme une nouvelle source de production d’énergie… Dimitri Batani est Professeur à l'Université de Bordeaux et développe ses recherches dans l'équipe Particules et Transport, rayonnement Ultra-bref, matière sous conditions eXtrèmes du Centre Lasers Intenses et Applications Site du CELIA Ce document a été réalisé dans la cadre de « Physique des objets du quotidien », un MOOC coordonné par Ulysse Delabre, Maître de Conférences en physique à l'Université de Bordeaux, et développé par la Mission d’Appui à la Pédagogie et à l’Innovation (MAPI) de l'Université de Bordeaux
Mot(s) clés libre(s) : physique nucléaire, laser mégajoule, fusion à confinement inertiel