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Bactéries de l'extrême
/ Laurent MAGET, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique, IFREMER
/ 01-01-1997
/ Canal-U - OAI Archive
MAGET Laurent, PRIEUR Daniel, FOUQUET Yves
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En 1969, Thomas Brock a montré par ses travaux que des micro-organismes peuvent vivre à des températures avoisinant et même dépassant 100 C. Ces bactéries thermophiles prolifèrent au voisinage des sources chaudes terrestres et sous-marines. Yves Fouquet, géologue à l'IFREMER, décrit les phénomènes tectoniques à l'origine des sources hydrothermales. Celles-ci sont très nombreuses en Islande du fait de l'activité volcanique de l'île et le docteur Jacob Kristjansson en étudie la microfaune. Daniel Prieur, microbiologiste au CNRS à la station biologique de Roscoff (Finistère), relate la mission Microsmoke (novembre et décembre 1995) qui a pu atteindre les fosses les plus profondes de l'Océan Atlantique (Fosse aux Serpents à 3500 m au-dessous du niveau de la mer) grâce au Nautile, engin d'exploration de l'IFREMER. Les sources chaudes sous-marines forment progressivement des cheminées poreuses à l'intérieur desquelles se développent les bactéries thermophiles. Grâce aux bras télécommandés du Nautile, les scientifiques peuvent prélever des échantillons de fluide hydrothermal et des morceaux de cheminées qui sont ensuite analysés en laboratoire. Les chercheurs ont ainsi constaté que ces micro-organismes ont développé des structures moléculaires très particulières pour leurs protéines et leurs acides nucléiques afin de résister aux pressions et températures élevées de leur environnement, ainsi que l'explique Patrick Forterre, microbiologiste à l'Université d'Orsay. Les bactéries thermophiles sont peut-être une des premières formes de vie apparues sur terre et leur résistance exceptionnelle permet aux chercheurs d'explorer les conditions extrêmes pour lesquelles la vie est encore possible.GénériqueAuteur - Réalisateur : MAGET Laurent Conseillers scientifiques : PRIEUR Daniel (Centre d'Etudes d'océanographie et de biologie marine, UPR CNRS, Roscoff et Univ. de Bretagne Occidentale), FORTERRE Patrick (Univ. Paris XI, Orsay) et FOUQUET Yves (IFREMER, Brest) Production : CNRS AV, IFREMER Mot(s) clés libre(s) : bactérie thermophile, biologie marine, geyser, haute température, micro-faune, micro-organisme, microbiologie, océanographie, soufrière, source chaude, structure moléculaire, Thomas Brock
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Naviguer comme les Polynésiens
/ Inria / Interstices
/ 20-12-2019
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Jaulin Luc
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Dans l’Océan Pacifique, les Polynésiens savaient naviguer entre des îles distantes sans GPS, ni boussole, ni horloge. Ils pouvaient rester plusieurs jours sans voir un morceau de terre. Pourtant, ils ne se perdaient pas grâce à une technique de navigation utilisant une connaissance partielle de leur environnement et la vision stellaire. De nos jours, avec l’apparition du GPS, ces techniques peuvent nous paraître désuètes. Cependant, dans un environnement sous-marin, le GPS ne fonctionne pas. Pour naviguer sans refaire surface, les robots sous-marins cherchent à reproduire les méthodes de navigation ancestrales afin d’explorer de grands environnements sans jamais se perdre. Mot(s) clés libre(s) : robotique sous-marine, robotique mobile, intelligence artificielle, navigation topologique, navigation métrique, exploration, environnement non structuré
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Les nanotubes et leurs applications
/ UTLS - la suite
/ 10-01-2002
/ Canal-U - OAI Archive
LOISEAU Annick
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Jusqu'en 1985, les seules formes cristallisées connues de carbone pur étaient le graphite et le diamant. En 1985 trois chercheurs R. Smalley, R. Curl (Rice University, Houston, USA) et H. Kroto (University of Sussex, Grande Bretagne) ont découvert une nouvelle forme de carbone, la molécule de C60 constituée de 60 atomes de carbone répartis sur les sommets d'un polyèdre régulier constitué de facettes hexagonales et pentagonales (Figure 1). Cette molécule a été appelée fullerène et tire son nom de l'architecte américain R. Buckminster Fuller qui construisit la géode du pavillon de l'exposition universelle de Montréal qui a la même forme géométrique. Il a fallu cependant attendre 1990 pour que soit mis au point par D. Huffman et W. Krätschmer (Université de Heidelberg, Allemagne) un procédé de synthèse qui a permis d'obtenir des quantités macroscopiques de ces molécules et notamment des cristaux. De ce moment date réellement le démarrage des études physiques et chimiques sur les fullerènes. La découverte des nanotubes de carbone est quant à elle due à S. Iijima (NEC, Tsukuba, Japon) qui l'identifie par microscopie électronique dans un sous produit de synthèse des fullerènes. Un nanotube de carbone est un objet tubulaire de dimension nanométrique en diamètre et de longueur micrométrique. Il est constitué d'un feuillet de graphite enroulé sur lui même de façon à former un cylindre fermé aux deux extrémités par deux demi-fullerènes (Figure 1). Depuis, différentes méthodes de synthèse spécifiques ont été mises au point et ont permis l'étude en laboratoire de la structure et des propriétés physiques et chimiques de ces objets. Ces recherches ont pris un essor extraordinaire tant sont spectaculaires à la fois la structure de cet objet et ses propriétés dans différents domaines allant de la mécanique à la nanochimie en passant par la nanoélectronique et les effets de pointe sous champ électrique. Des applications sont même d'ores et déjà à l'ordre du jour. La conférence aura pour objet de présenter l'état actuel des recherches sur les nanotubes et les enjeux pour les développements futurs. Elle se structurera de la façon suivante. Après avoir présenté le nanotube dans la famille des structures du carbone, je décrirai sa structure et son identification structurale et chimique à l'aide de la microscopie électronique en transmission dont je rappellerai le principe de façon simple. Je ferais le point ensuite sur les différentes méthodes de synthèse des nanotubes et sur les modèles qui sont actuellement avancés pour expliquer les mécanismes de formation de ces objets de façon à discuter du problème d'un dispositif de synthèse contrôlée à grande échelle, qui est un des enjeux pour les développements futurs d'applications et l'utilisation du nanotube comme nanomatériau. La dernière partie de l'exposé sera consacré aux propriétés extraordinaires de ces objets de façon à montrer l'intérêt unique que ces objets présentent aussi bien pour les sciences fondamentales que pour les applications. Concernant le développement d'applications potentielles, je m'efforcerai de mettre en relief les défis à relever pour passer de l'objet de laboratoire au nanomatériau et à son utilisation à une échelle macroscopique. Mot(s) clés libre(s) : cristal de carbone, fullerène, graphite, nanoélectronique, nanomatériaux, nanotube, structure tubulaire
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Les nanotubes : matériaux du futur
/ Mission 2000 en France
/ 12-10-2000
/ Canal-U - OAI Archive
LOISEAU Annick
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La conférence aura pour objet de présenter l'état actuel des recherches sur les nanotubes et les enjeux pour les développements futurs. Elle se structurera de la façon suivante. Après avoir présenté le nanotube dans la famille des structures du carbone, je décrirai sa structure et son identification structurale et chimique à l'aide de la microscopie électronique en transmission dont je rappellerai le principe de façon simple. Je ferais le point ensuite sur les différentes méthodes de synthèse des nanotubes et sur les modèles qui sont actuellement avancés pour expliquer les mécanismes de formation de ces objets de façon à discuter du problème d'un dispositif de synthèse contrôlée à grande échelle, qui est un des enjeux pour les développements futurs d'applications et l'utilisation du nanotube comme nanomatériau. La dernière partie de l'exposé sera consacré aux propriétés extraordinaires de ces objets de façon à montrer l'intérêt unique que ces objets présentent aussi bien pour les sciences fondamentales que pour les applications. Concernant le développement d'applications potentielles, je m'efforcerai de mettre en relief les défis à relever pour passer de l'objet de laboratoire au nanomatériau et à son utilisation à une échelle macroscopique. Mot(s) clés libre(s) : cristal de carbone, fullerène, graphite, nanoélectronique, nanomatériaux, nanotube, structure tubulaire
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Conductivité et supraconductivité
/ Mission 2000 en France
/ 13-08-2000
/ Canal-U - OAI Archive
LEWINER Jacques
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La matière est constituée d'atomes qui présentent beaucoup de points communs : un noyau, autour duquel des électrons gravitent. Dans ces conditions, pourquoi certains matériaux sont-ils isolants et empêchent le passage du courant électrique, alors que d'autres matériaux, laissant les électrons libres de se déplacer, sont conducteurs. Pourquoi un électron, initialement attaché à son noyau, décide-t-il de l'abandonner en se laissant entraîner par des attractions qu'il ressent pour d'autres ? Les électrons ont-ils si peu de principes qu'ils sont prêts à rejoindre le premier noyau qui les attire. Dans cette conférence, on montrera que les électrons, qui sont naturellement assez volages, respectent néanmoins un principe et que ceci explique la plupart des propriétés électriques de la matière. On abordera le cas des isolants, des conducteurs et des supraconducteurs. Ces derniers constituent une énigme non encore résolue. Leur maîtrise pourrait provoquer une révolution industrielle. Mot(s) clés libre(s) : conducteur, courant électrique, ionisation, isolant, matériau, niveau de Fermi, paire de Cooper, principe de Pauli, spin, structure atomique, supraconductivité
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Le relief de l'invisible: les céramiques
/ Science en Cours, Cité des Sciences et de l'Industrie, ALTO MEDIA, Aune Production, Ex-Nihilo
/ 01-01-1997
/ Canal-U - OAI Archive
LEVY Pierre-Oscar
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GénériqueProduction : CO Prod CSI /Alto-média / ex-nihilo / Aune production DPA / Livrozet Maud Mot(s) clés libre(s) : alumine, céramique, microscope électronique, oxyde d'aluminium, science des matériaux, structure moléculaire
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La modélisation des molécules de la vie
/ UTLS - la suite
/ 21-06-2006
/ Canal-U - OAI Archive
LAVERY Richard
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Il y a plus de cent ans, les chimistes ont commencé à exploiter des modèles pour visualiser les molécules qu'ils manipulaient dans leurs tubes à essais. Les modèles physiques permettent de mieux comprendre la forme et la flexibilité des molécules, mais ils sont longs à construire, souvent chers, et ils ne donnent qu'une vue très approximative des molécules. De surcroît, ils sont peu adaptés à la représentation des grandes molécules qui caractérisent la vie et qui contiennent des milliers, voire des centaines de milliers, d'atomes. Depuis environ quarante ans, les ordinateurs offrent une alternative aux modèles physiques. Ils permettent de décrire les molécules (et les macromolécules) d'une façon beaucoup plus réaliste en tenant compte de l'ensemble des interactions qui peuvent avoir lieu entre ces espèces. Ils permettent non seulement de visualiser les molécules, mais aussi d'étudier leur dynamique et leurs interactions. La modélisation ne remplace pas l'expérimentation, mais elle aide à analyser des résultats et surtout à formuler de nouvelles hypothèses. J'illustrerai ces développements avec des exemples portant sur les acides nucléiques, et, en particulier, la double hélice d'ADN, sur les protéines et sur les complexes formés entre ces macromolécules. Je montrerai comment on peut approcher les molécules avec l'oeil de l'ingénieur civil, et comment les molécules sondent leurs propres propriétés mécaniques pour se reconnaître. Je parlerai aussi de la modélisation au service des physiciens qui ont appris à manipuler les molécules une à une, ou au service du biologiste "seigneur des anneaux". Je terminerai en parlant de l'avenir de la modélisation: est-ce que nous pouvons commencer déjà à simuler non seulement une ou deux molécules, mais plutôt les systèmes moléculaires organisés qui animent nos cellules ? Mot(s) clés libre(s) : ADN, enzyme, macromolécule biologique, modèle moléculaire, modélisation, protéine, simulation informatique, structure chimique, système vivant
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Introduction à l'algorithmique, structures de contrôle et de données
/ INRIA
/ 09-06-2010
/ Canal-U - OAI Archive
LAROUSSINIE Francois
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Dans cet exposé, François Laroussinie introduit la notion d'algorithme à travers ces éléments clés: structures de contrôle et de données et complexité. Il considère alors les algorithmes de tri et les algorithmes sur les graphes pour travailler ces notions fondamentales et permettent d'en prendre la mesure sur des exemples fondamentaux.Ce cours a été donné en juin 2010 lors des journées de formation à l'informatique organisées par l'INRIA à destination des professeurs de mathématiques d'Ile de France. Il est composé d'une présentation et d'une séance de questions-réponses. Mot(s) clés libre(s) : algorithme de Dijkstra, algorithme de Prim, algorithme de tri, algorithmique, arbre couvrant minimal, complexité, parcours d'un graphe, plus court chemin, structure de données
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La modélisation mathématique des langues naturelles
/ UTLS - la suite
/ 03-11-2002
/ Canal-U - OAI Archive
KAHANE Sylvain
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L'objet central de la linguistique contemporaine est de modéliser les langues naturelles et leur fonctionnement, c'est-à-dire comment un locuteur exprime un sens dans une langue donnée ou comment à partir d'un énoncé linguistique il récupère son sens. De questions sur la langue sont nées des branches fondamentales des mathématiques : la modélisation du sens (et du raisonnement) a donné la logique et la modélisation de la syntaxe a donné la théorie des langages formels et les bases de l'informatique. Alors que ces objets mathématiques venus de la linguistique poursuivent une vie autonome, les modèles mathématiques de la langue continuent d'évoluer sur des architectures de plus en plus complexes intégrant un véritable calcul du sens et prenant en compte la diversité des comportements des mots et leur faculté de former toujours de nouveaux sens. Nous illustrerons notre propos par un fragment de modèle mathématique pour le français. Nous comparerons ces modèles symboliques avec les modèles statistiques basés sur l'analyse automatique de grands corpus textuels annotés. Nous nous intéresserons également aux (non) liens institutionnels entre linguistique et mathématique, ainsi qu'à la position de la linguistique mathématique par rapport à la linguistique informatique et au traitement automatique de la langue. Mot(s) clés libre(s) : grammaire générative, langue naturelle, linguistique informatique, linguistique mathématique, modèle statistique, modélisation mathématique, sémantique, structure syntaxique, traitement automatique de la langue
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Nanobiologie : la micromanipulation des molécules
/ UTLS - la suite
/ 17-01-2002
/ Canal-U - OAI Archive
JULICHER Franck
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Si l'on regarde une cellule vivante sous le microscope optique, il y a à l'évidence de nombreux phénomènes dynamiques actifs comme : la division et les mouvements cellulaires, le transport d'objets dans la cellule ou encore la formation et disparition de structures intracellulaires comme les organelles. Des macromolécules complexes, qui jouent le rôle de petites machines à l'échelle moléculaire, sont à l'origine de ces phénomènes actifs. Ces molécules agissent en grand nombre dans une cellule vivante, invisible dans le microscope optique du fait de leur petite taille de l'ordre de quelques nanomètres. Les prototypes de ces molécules sont les moteurs moléculaires qui consomment un carburant chimique qu'ils transforment en travail mécanique. Dans les dix dernières années, des techniques de micromanipulation ont permis d'étudier les propriétés mécaniques de ces molécules à l'échelle d'une molécule unique. Des techniques de fluorescence et de pince optique permettent de mesurer des forces de l'ordre de piconewtons et des déplacements de quelques nanomètres. Il existe toute une diversité de moteurs moléculaires : des moteurs linéaires qui se déplacent le long de filaments rigides ; des moteurs rotatifs, qui tournent dans une membrane cellulaire ; des systèmes de moteurs qui génèrent des mouvements oscillatoires, permettant la nage de certains organismes unicellulaires. Enfin, il y a des molécules qui se déplacent le long de la double hélice de l'ADN, le porteur du code génétique. Ces molécules ouvrent l'hélice, dupliquent le code ou créent une copie sur un brin d'ARN. L'étude des propriétés physiques de molécules individuelles par des techniques de micromanipulation est importante pour mieux comprendre leur fonctionnement dans des structures biologiques complexes. Finalement, la fusion de structures artificielles nanotechnologiques avec des molécules individuelles biologiques permet de créer artificiellement des systèmes moléculaires actifs qui représentent un premier pas vers une technologie de moteurs moléculaires. Mot(s) clés libre(s) : macromolécule biologique, micromanipulation des molécules, microstructuration, moteur cellulaire, nanobiologie, nanotechnologies, structure artificielle
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