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Chaos, imprédictibilité, hasard
/ UTLS - la suite, Mission 2000 en France
/ 05-08-2000
/ Canal-U - OAI Archive
RUELLE David
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Le monde qui nous entoure paraît souvent imprévisible, plein de désordre et de hasard. Une partie de cette complexité du monde est maintenant devenue scientifiquement compréhensible grâce à la théorie du chaos déterministe. Cette théorie analyse quantitativement les limites à la prédictibilité d'une l'évolution temporelle déterministe : une faible incertitude initiale donne lieu dans certains cas à une incertitude croissante dans les prévisions, et cette incertitude devient inacceptable après un temps plus ou moins long. On comprend ainsi comment le hasard s'introduit inévitablement dans notre description du monde. L'exemple des prévisions météorologiques est à cet égard le plus frappant. Nous verrons comment les idées à ce sujet évoluent de Sénèque à Poincaré, puis nous discuterons comment le battement d'ailes du papillon de Lorenz peut affecter la météo, donnant lieu à des ouragans dévastateurs des milliers de kilomètres plus loin. Ainsi, la notion de chaos déterministe contribue non seulement à notre appréciation pratique des incertitudes du monde qui nous entoure, mais encore à la conceptualisation philosophique de ce que nous appelons cause et de ce que nous appelons hasard. Mot(s) clés libre(s) : causalité, effet papillon, équation d’évolution déterministe, hasard, Henri Poincaré, incertitude, mécanique quantique, physique mathématique, système déterministe, théorie du chaos
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Physique et mécanique
/ UTLS - la suite
/ 06-07-2005
/ Canal-U - OAI Archive
ROUX Stéphane
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Forte de sa maturité, la mécanique des solides n'en est que plus sollicitée par de nombreux défis à relever dans le futur. Les enjeux sont multiples : depuis la connaissance fondamentale, jusqu'à la conception et la caractérisation de nouveaux matériaux, en passant par la maîtrise de l'hétérogénéité de milieux à comportement complexe, en passant par l'exploitation de l'imagerie bi voire tridimensionnelle via l'analyse de champ, ou encore la prédiction de la variabilité ou de la fiabilité des solides et des structures. Dans toutes ces dimensions, physique et mécanique sont indissociablement liées, s'interpellant et dialoguant pour affronter plus efficacement ces challenges. Sur le plan expérimental, les mesures physiques, de plus en plus finement résolues spatialement, permettent d'aborder directement des réponses mécaniques inhomogènes, liées au désordre constitutif des matériaux ou à leur comportement non-linéaire dans des sollicitations complexes. Sur le plan de la modélisation numérique, l'ère du progrès purement algorithmique est sans doute révolu, pour laisser place à des approches performantes exploitant les problèmes multi échelles avec discernement. Enfin, en ce qui concerne la théorie, les progrès majeurs accomplis dans le passé dans l'homogénéisation des milieux élastiques permettent de mesurer les difficultés qui sous-tendent l'abord de l'hétérogénéité pour des lois de comportement complexes (plasticité, endommagement, et rupture, matériaux amorphes, milieux divisés ou enchevêtrés,
). Mot(s) clés libre(s) : contrainte, déformation, degré de liberté, élasticité, imagerie, loi de comportement, mécanique des milieux continus, mécanique du solide, milieu granulaire, non-linéarité, physique statistique, science des matériaux, tenseur
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VIRGO au LAPP
/ Serge GUYON, Georges ROUSSI, Laboratoire d'Annecy-le-vieux de Physique des Particules, Université Paris XI-SCAVO
/ 01-01-1999
/ Canal-U - OAI Archive
ROUSSI Georges, MOURS Benoît
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Le projet VIRGO, auquel participent 11 laboratoires français et italiens, est une expérience de physique fondamentale qui a pour objectif la détection, l'étude et l'observation des ondes gravitationnelles. Ces ondes, prévues par la théorie de la relativité générale d'Einstein, constituent l'aspect dynamique de la force de gravitation. Elles se propagent en déformant l'espace-temps et modifient les distances, mais si faiblement qu'il n'a pas été possible de les observer jusqu'à ce jour. VIRGO se propose de relever ce défi en construisant un interféromètre géant de 3 km de longueur. Un faisceau laser est séparé en deux parties identiques disposées perpendiculairement et réfléchies par des miroirs. Le passage d'une onde gravitationnelle modifie la distance entre les miroirs et donc le temps de trajet des faisceaux. Les chercheurs pensent pouvoir mesurer cet écart, mais l'effet étant extrêmement petit, les contraintes de conception et de fabrication sont extrêmes. L'ensemble des miroirs et des faisceaux laser est placé sous ultra-vide et protégé de la moindre vibration par des suspensions qui doivent donner au système une immobilité absolue. Le LAPP (Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules) a participé de façon déterminante à cette expérience réalisée dans le cadre d'une collaboration franco-italienne. Il a pris en charge la conception et la fabrication des enceintes à vide qui abritent les miroirs ainsi que l'ensemble du système de détection du signal provenant de l'interféromètre. Il a contribué d'autre part de façon importante à l'électronique et l'informatique de l'acquisition des données ainsi qu'au programme de simulation de l'expérience. Des images de synthèse expliquent le fonctionnement de l'interféromètre qui est installé en Italie, dans la plaine de l'Arno, près de Pise. La détection des ondes gravitationnelles, nouvelle fenêtre pour observer l'Univers, permettra l'observation d'objets très massifs ou de phénomènes très violents.GénériqueAuteur : Georges ROUSSI Réalisateurs : Serge GUYON et Georges ROUSSI Auteur scientifique : Benoit MOURS (LAPP, UMR CNRS, Annecy-le-Vieux) Production : LAPP et Université Paris XI-SCAVO Diffuseur : CNRS Images. www.cnrs.fr/cnrs-images/ Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, cosmologie, espace-temps, gravitation, graviton, interféromètre, laser, onde électromagnétique, onde gravitationelle, physique des particules, physique fondamentale, rayonnement cosmique, relativité générale, système de détection, univers
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Renormalisation, Trees, Forests and All That (Partie 2)
/ Géraud SÉNIZERGUES
/ 07-04-2016
/ Canal-u.fr
RIVASSEAU Vincent
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La théorie quantique des champs se heurte à une difficulté célèbre,
celle des divergences ultraviolettes. La solution à tous ordres de
perturbation n'est pas triviale à cause du problème des divergences
enchevêtrées; elle fait appel a une formule compliquée dite des forêts
de Zimmermann.
Au cours de cette lecon on expliquera cette formule et en quoi pour
démontrer qu'elle résoud le problème, il faut l'organiser, sous une
forme ou une autre, à l'aide d'une analyse multi-échelles menant au
point de vue moderne dit du groupe de renormalisation de Wilson. Mot(s) clés libre(s) : combinatoire, physique quantique, théorie quantique des champs, méthode de renormalisation
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Renormalisation, Trees, Forests and All That (Partie 1)
/ Géraud SÉNIZERGUES
/ 07-04-2016
/ Canal-u.fr
RIVASSEAU Vincent
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La théorie quantique des champs se heurte à une difficulté célèbre,
celle des divergences ultraviolettes. La solution à tous ordres de
perturbation n'est pas triviale à cause du problème des divergences
enchevêtrées; elle fait appel a une formule compliquée dite des forêts
de Zimmermann.
Au cours de cette lecon on expliquera cette formule et en quoi pour
démontrer qu'elle résoud le problème, il faut l'organiser, sous une
forme ou une autre, à l'aide d'une analyse multi-échelles menant au
point de vue moderne dit du groupe de renormalisation de Wilson. Mot(s) clés libre(s) : combinatoire, physique quantique, théorie quantique des champs, méthode de renormalisation
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Renormalisation, Trees, Forests and All That
(Partie 4)
/ Géraud SÉNIZERGUES
/ 07-04-2016
/ Canal-u.fr
RIVASSEAU Vincent
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La théorie quantique des champs se heurte à une difficulté célèbre,
celle des divergences ultraviolettes. La solution à tous ordres de
perturbation n'est pas triviale à cause du problème des divergences
enchevêtrées; elle fait appel a une formule compliquée dite des forêts
de Zimmermann.
Au cours de cette lecon on expliquera cette formule et en quoi pour
démontrer qu'elle résoud le problème, il faut l'organiser, sous une
forme ou une autre, à l'aide d'une analyse multi-échelles menant au
point de vue moderne dit du groupe de renormalisation de Wilson. Mot(s) clés libre(s) : combinatoire, physique quantique, théorie quantique des champs, méthode de renormalisation
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Renormalisation, Trees, Forests and All That
(Partie 3)
/ Géraud SÉNIZERGUES
/ 07-04-2016
/ Canal-u.fr
RIVASSEAU Vincent
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La théorie quantique des champs se heurte à une difficulté célèbre,
celle des divergences ultraviolettes. La solution à tous ordres de
perturbation n'est pas triviale à cause du problème des divergences
enchevêtrées; elle fait appel a une formule compliquée dite des forêts
de Zimmermann.
Au cours de cette lecon on expliquera cette formule et en quoi pour
démontrer qu'elle résoud le problème, il faut l'organiser, sous une
forme ou une autre, à l'aide d'une analyse multi-échelles menant au
point de vue moderne dit du groupe de renormalisation de Wilson. Mot(s) clés libre(s) : combinatoire, physique quantique, théorie quantique des champs, méthode de renormalisation
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La plasticité humaine ou le secret de la performance
/ UTLS - la suite
/ 20-06-2002
/ Canal-U - OAI Archive
RIEU Michel
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Les thèmes suivants sont successivement abordés : · Une description sommaire de la « machine animale », · Une brève analyse des termes : plasticité humaine et performance, · Le concept de la préparation à la performance et de l'entraînement physique, ·Un exemple concernant les objectifs et les résultats de l'entraînement en endurance. 1) La machine animale est une machine : à « traiter l'information », « transformer l'énergie » et à « dupliquer le code génétique ». Traiter l'information consiste à capter les signaux provenant d'une part du monde extérieur : c'est le rôle des cinq sens et du système nerveux de la vie de relation ; d'autre part du monde intérieur : c'est le rôle du système neuro-endocrinien (système nerveux autonome et glandes endocrine) responsable de la régulation de la vie végétative et du maintien de l'homéostasie et, plus généralement du vaste système de communication intercellulaire qui fait qu'aucune cellule du corps n'est indifférente au fonctionnement de l'organisme dans son ensemble. Transformer l'énergie revient à transformer, stocker puis, en fonction des besoins, libérer l'énergie potentielle contenue dans les aliments afin que, notamment, puisse se développer les phénomènes mécaniques de la contraction musculaire. Le rendement métabolique est assez faible car environ 80% de cette énergie potentielle est transformé en chaleur. L'ensemble des réactions chimiques qui, à partir des lipides (graisses) et des glucides (sucres), conduisent à produire de l'ATP (Adénosine Triphosphate) dont la dégradation fournit de l'énergie libre, peuvent se dérouler en présence d'oxygène (voies métaboliques aérobies) ou en son absence (voies métaboliques anaérobies). Plus la contraction musculaire est intense plus la consommation d'énergie est importante et plus le débit de renouvellement des molécules d'ATP doit être élevé. Dupliquer l'information génétique contenue dans les chromosomes permet d'orienter et d'accroître la synthèse des protéines de structure et/ou enzymatiques au niveau des organes ou des systèmes fonctionnels sur lesquels s'exercent les contraintes spécifiques de l'entraînement physique. 2) Plasticité et performance On peut définir la plasticité comme la capacité de l'individu à s'adapter à son environnement. Cette faculté d'adaptation possède des limites liées au patrimoine génétique c. à d. au génotype du sujet. La notion de performance dépend de l'activité considérée : du sport individuel (dont les performances sont très référencées) au sport d'équipe (dont le résultat collectif n'est pas le simple reflet des performances individuelles), l'importance accordée aux capacités : fonctionnelles énergétiques, de coordination motrice et mentales varie considérablement dans sa hiérarchie. 3) Dans le cadre de la préparation à la performance, l'entraînement physique a pour but, d'augmenter selon un plan bien déterminé, ces qualités : fonctionnelles (énergétiques), de coordination motrice (techniques), et mentale (lucidité, maîtrise de soi, sens de l'anticipation
). On distingue : - La préparation générale qui a pour objectif d'améliorer la force et l'endurance musculaire, la vitesse d'exécution du geste, la souplesse articulaire, l'efficacité du système cardio-vasculaire et la maîtrise de l'équilibre pondéral. - La préparation spécifique, d'autant plus prédominante que le sujet est expérimenté et la période de compétition proche, comprend la réalisation d'activités physiques analogues à celles pratiquées lors des compétitions. Une analyse détaillée et précise des différentes séquences qui composent ces activités physiques spécifiques ainsi que des qualités requises pour répondre le plus efficacement possible à leur réalisation font partie de l'élaboration d'un plan d'entraînement moderne. L'entraînement forme un tout composé de séances organisées d'exercices, entrecoupées de période de récupération d'une durée déterminée, pendant lesquelles se développent les processus d'adaptation. En fonction du phénotype considéré (par exemple amélioration de la capacité fonctionnelle énergétique aérobie) ces processus présentent des limites qui dépendent du génotype. 4) L'entraînement physique en endurance illustre cette démarche : Il est destiné aux sportifs réalisant des efforts de longue durée (marathon, cyclisme sur route, ski de fond
). Il peut s'agir d'un « entraînement par intervalles » (Interval training) fait d'une succession d'exercices de durée brève et d'intensité élevée ou d'un « entraînement par la distance » constituée d'effort d'intensité plus faible mais maintenus sur une longue durée. L'objectif est d'améliorer les capacités fonctionnelles énergétique aérobie des sujets. Celles-ci dépendent : de l'efficacité du transport de l'oxygène et de son utilisation par les muscles impliqués dans l'exercices considéré ; d'une réduction par ceux-ci, de la consommation du glycogène au profit de celle des lipides ; d'un perfectionnement des mécanismes de la thermorégulation corporelle ; d'une augmentation du rendement mécanique, c. à d. d'une diminution du coût énergétique du travail physique considéré. Ces modifications s'expriment : à la périphérie, par une modification des fibres musculaires concernées dont la vascularisation s'accroît ainsi que leur richesse en mitochondries qui contiennent d'importants enzymes oxydatifs alors que les protéines (notamment l'actine et la myosine) qui entrent dans la composition de leur appareil contractile changent de nature ; au niveau central, par une augmentation du volume cardiaque dont les parois et les cavités ventriculaires s'accroissent. Sur le plan de la coordination motrice des améliorations techniques apparaissent qui dans le cas, par exemple, de la course à pied, tendent à réduire son coût énergétique. La part de l'hérédité dans les capacités adaptatives de l'individu soumis à un entraînement physique est discutée en conclusion de l'exposé. Mot(s) clés libre(s) : biomécanique, compétition, entraînement physique, geste sportif, médecine du sport, performance sportive, physiologie humaine, plasticité, sport
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Le sport de haut niveau : l’excellence… jusqu’où ?
/ 11-01-2016
/ Canal-u.fr
QUEVAL Isabelle
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La notion d’excellence recèle une
ambivalence : viser le « bien » et/ou viser le « mieux ». Cette
ambivalence s’incarne particulièrement dans l’effort physique et dans
l’histoire des pratiques corporelles partagée entre gymnastiques,
éducation physique et sport. Dans la deuxième partie du XXe siècle, la
notion de performance est devenue « culte de la performance »,
« perfectibilité infinie ». Dans ce contexte, le sport de haut niveau,
par la sophistication de ses moyens techniques et l’intensité de ses
pratiques, est un laboratoire de l’amélioration de l’humain.
Mais cet extrême interroge : sur les conséquences physiques et
psychologiques des pratiques intensives ; sur le dopage et ses
perspectives médicales et éthiques ; sur la précocité croissante et
l’exploitation potentielle des enfants champions. Mot(s) clés libre(s) : activités sportives, éducation physique, amélioration physique
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Les alliages métalliques pour conditions extrêmes
/ UTLS - la suite, Mission 2000 en France
/ 07-10-2000
/ Canal-U - OAI Archive
PINEAU André
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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
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