Confrences TIPE 2015 Structures : organisation,

complexit, dynamique

Confrencier/

Etablissement ou

Organisme

Titre/ Rsum

Didier Mathieu

CEA

1

La sensibilit limpact des substances chimiques : une proprit complexe et nanmoins importante estimer dans le cadre des rglementations

europennes.

Rsum : Lvolution de la rglementation des substances chimiques impose

de dterminer les proprits relatives au risque chimique associes tout

compos commercialis en quantit significative. Face lampleur de la tche,

les agences rglementaires encouragent lemploi de modles prdictifs

susceptibles de limiter le recours lexprimentation. Le dveloppement de

ces mthodes est toutefois long, comme illustr par les efforts dploys depuis

50 ans pour valuer la sensibilit limpact des matriaux nergtiques.

Anny Jutand

ENS-CNRS, Paris

Anny.Jutand@ens.fr

2

Ractions catalytiques et leur mcanisme

Rsum : De nombreuses ractions chimiques

sont catalyses par des mtaux de transition

(Pd, Ni, Cu, Fe, Ru). Le cycle catalytique

est une succession dtapes chimiques faisant

intervenir diffrentes espces

organomtalliques Mi. Ltude des diffrentes

tapes (caractrisation de lespce ractive Mi

et de sa ractivit) permet daccder au

mcanisme des ractions catalytiques et den

amliorer lefficacit. Les tudes

mcanistiques sont ralises en utilisant les

techniques lectrochimiques qui permettent de

caractriser les espces organomtalliques Mi

par leur potentiel de rduction/oxydation et

leur ractivit par lvolution de leur courant

de rduction/oxydation (proportionnel leur

concentration) en fonction du temps

(dtermination de ki).

Jutand, Chem. Rev. 2008, 108, 2300.

M0PR1 + Ri

M0

k1

P

Mn

Mi

Ri

R1

M2

M1

Prcurseur, prcatalyseur

kiki-1

Herv Mathis

CEA

3

Fabriquer des rservoirs de stockage pour la filire hydrogne : une

activit bidons ?

Rien de plus simple qu'une citerne de gaz, non ? Un polymre bien tanche pour le contenir (surtout l'hydrogne), une enveloppe composite pour le maintenir sous haute pression, deux embases pour tenir le tout et une tte de bouteille pour la distribution (remplissage puis alimentation), et voil un bidon prt pour des bus ou des voitures. Du cahier des charges, la conception, aux calculs puis la fabrication, une illustration de travaux d'ingnieurs.

Eric Darrouzet

IRBI, Tours

eric.darrouzet@univ-

tours.fr

4

Les insectes btisseurs

Rsum : Les nids construits par les insectes sociaux (abeilles, bourdons,

gupes, fourmis, termites) sont certainement les constructions animales les

plus impressionnantes sur Terre. Certaines termitires peuvent atteindre 10

mtres de haut. Leur construction rsulte parfois du travail organis de

dizaines plusieurs centaines de milliers dindividus. Les nids prsentent une

importante varit de forme, de structure, de taille et de matriaux utiliss. Ils

assurent, entre autres, la protection des insectes contre les prdateurs et

lenvironnement. Ils permettent par exemple de rguler finement la

temprature et la composition de latmosphre lintrieur de lhabitat. Ces

nids peuvent prsenter de nombreux intrts pour lhomme, que ce soit de part

leur architecture, leur composition ou leur contenu.

Fiche personnelle : http://insectesbatisseurs.univ-

tours.fr/fichePersoDarrouzet.htm/

Site internet sur le frelon asiatique : http://frelonasiatique.univ-tours.fr/

Exposition "les insectes btisseurs" : http://insectesbatisseurs.univ-tours.fr/

Daniel Marc chercheur en

virologie de l'unit

infectiologie et sant

publique

INRA

daniel.marc@tours.inra.fr

5

La structure des virus

Rsum : Dcouverts la fin du 19e sicle, les virus sont des agents infectieux trs

efficaces, dont ltude a permis dlucider de trs nombreux mcanismes molculaires

fondamentaux de la biologie. Leur gnome constitu dARN ou dADN est protg

au sein dune structure protique dont lorganisation suit les lois de la gomtrie.

Quelles mthodes exprimentales ont permis dobserver ces structures ? Que rvlent

ces structures sur le fonctionnement et la dynamique de ces complexes

macromolculaires ? Enfin, ces connaissances ont-elles des retombes pratiques,

fournissent-elles des moyens pour lutter contre les maladies virales ? Quelques

exemples concrets permettront de rpondre ces questions.

(lien internet propos : http://www.virology.wisc.edu/virusworld/gallery.php)

Jol Gautron

INRA

Joel.Gautron@tours.inra.fr

6

La structure de luf

La fonction originelle de luf est d'tre une enceinte close pour permettre le

dveloppement harmonieux d'un embryon lorsqu'il y a eu fertilisation. Lorsque

luf n'est pas fertilis, il est un produit de base de l'alimentation humaine trs

largement consomm travers le monde (plus de 1000 milliards dufs par

an). Au cours de cette confrence, nous expliquerons le rle fondamental de la

coquille dans la protection de luf pour permettre le dveloppement d'un

poussin sain et aussi permettre au consommateur d'avoir des ufs exempts de

pathognes pour la consommation. Nous dcrirons cette barrire physique

efficace contre les agressions du milieu extrieur (chocs, microbes) et qui

permet les changes gazeux essentiels au dveloppement de lembryon. Nous

dcrirons les mcanismes de sa formation, sa structure, sa composition, les

diffrentes tapes de son processus d'assemblage. Nous dtaillerons comment

cette structure faite de carbonate de calcium est construite en interaction avec

des protines pour donner une ultrastructure parfaitement ordonne qui confre

la coquille des proprits mcaniques exceptionnels cette bio-cramique

naturelle. Enfin, nous illustrerons au travers d'exemples, les nombreuses

disciplines utilises pour son tude (conomie, biochimie, biologie

molculaire, physique, cristallographie, gntique..) et sa valorisation

alimentaire et non alimentaire.

Peut-on marcher sur des ufs ?

https://www.youtube.com/watch?v=ggqtLsX-s9w

Peut-on faire une omelette sans casser dufs ?

https://www.youtube.com/watch?v=otC3SWSvi7w

Marc Desmet

Universit de Tours

marc.desmet@univ-

tours.fr

7

Lanthropocne avec un point sur la pollution des fleuves

Rsum : La rvolution nolithique sest traduite par la sdentarisation de lHomme. Du mode chasseur-cueilleur, il va progressivement travailler la terre, domestiquer des animaux et sinstaller durablement sur des territoires quil va transformer et amnager. Les premiers impacts de lHomme sur son environnement sont donc vieux de plusieurs milliers dannes. Cest au cours de la rvolution industrielle que le phnomne sacclre faisant apparaitre artificiellement un nouveau dcoupage des temps gologiques :

lAnthropocne est n il y a quelques sicles. Leau tant la ressource naturelle la plus essentielle, cest dans les fleuves que lon enregistre prcisment les effets de cet impact de lHomme sur son environnement. Elments traces mtalliques, micropolluants organiques, radionuclides artificiels tous tmoignent dune contamination gnralise de la ressource en eau ; cette confrence fera donc le point sur les polluants mergents de nos fleuves et de

nos rivires.

Marc Desmet est professeur de gologie lUniversit de Tours ; il y dirige le laboratoire GHCO. Aprs avoir travaill sur lOcan Pacifique et les Grands Lacs Alpins, il poursuit ses recherches autour des fleuves de France, dInde et dAsie.

Amaury Mouchet et

Enrick Olive

Laboratoire de physique

Universit Franois

Rabelais

8

Le chaos, une image de la complexit : organisation ou dsordre ?

comment prdire l'imprdictible ?

Rsum : La sensibilit exponentielle aux conditions initiales de la plupart des

systmes rend leur volution riche, complexe et difficile prdire. La thorie

du chaos se propose d'tudier les rgularits caches autour desquelles

s'organise leur dynamique. Nous illustrerons l'universalit des concepts et des

rsultats que cette thorie recouvre travers des exemples varis emprunts

la physique et aux mathmatiques : les mouvements clestes, la mtorologie,

les billards classiques, la boussole...

Florent Chalon

Universit Franois

Rabelais de Tours

Polytech Tours

Laboratoire de Mcanique

et Rhologie

9

Calcul de Structures : La mthode lments Finis, de la thorie

l'application

Rsum : La mthode de simulation numrique l'aide des lments finis a vu

concrtement le jour dans les annes 50. Cette mthode s'appuie sur 1 sicle et

demi de travaux en mathmatiques qui ont t conduits par des savants tels

que Gauss, Fourier, Rayleigh, Ritz et Galerkine pour ne citer qu'eux.

Lavnement de cette mthode a t rendu possible avec l'apparition des premiers ordinateurs qui ont permis d'apporter des solutions aux problmes

matriciels de grandes tailles que l'on tait amen rsoudre. Depuis

maintenant un peu plus de 50 ans, la mthode lments finis (MEF) a connu

un essor important et devient un outil majeur dans le domaine de la mcanique

(entre autres). La mthode des lments finis a pour but d'apporter une

solution approche un problme auquel on ne pourrait fournir une solution

analytique. En effet dans le cas de gomtries et de sollicitations simple il est

ais de trouver une solution analytique mais pour des problmes tels que celui

prsent sur les Figure 1 et 2, cela devient difficile voire impossible. La MEF

est alors mise en uvre. Cette approche consiste diviser la difficult rencontre en parties plus faciles rsoudre puis reconstruire la solution

globale en assemblant les solutions partielles. Lors de la confrence la

mthode sera dcrite puis des exemples viendront illustrer la prsentation.

Donatello Conte

Universit Franois

Rabelais de Tours

Polytech Tours

Laboratoire

dInformatique

10

Techniques et applications danalyse de vido

Rsum : Grce la rduction du cot des camras, et donc grce la

possibilit davoir des camras dans les endroits les plus varis, de plus en plus d'applications d'analyse vido apparaissent. Les premires applications

danalyse de vidos taient surtout lis la scurit (dtection dintrusion, de comportements suspects, etc.), mais actuellement la vido est aussi utilise

pour le marketing (par exemple pour comprendre le comportement des

consommateurs), ou dans le domaine de la sant. Des exemples de telles

applications comprennent les logiciels de dtection des interactions sociales

chez les personnes ges dans les maison de soins infirmiers, des systmes de

surveillance pour les personnes ges ou handicapes qui vivent seules, ou

encore des systmes d'analyse vido pour permettre la communication des

personnes handicapes grce au suivi de l'il, la dtection des mouvement des mains, etc. Avec lintroduction des capteurs 3D (comme la camra Kinect) le domaine de lanalyse de vidos a connu un nouvel lan et nombreuses sont les applications qui utilisent ces nouvelles technologies (jeux vido, ralit

augmente, reconnaissance dactions et dexpressions). Ainsi, pour les chercheurs, le monde de lanalyse de vidos est toujours ouvert des nouvelles recherches et des nouveaux dfis. Ce sminaire a pour objectif

dillustrer les techniques de base de l'analyse vido (dtection d'objet, suivi d'objet ...) et les principales mthodes utilises dans les applications.

Marc Soret Universit Franois

Rabelais de Tours

Laboratoire de

Mathmatiques et

physique thorique

11

La Caverne de Matre Cantor : de l'ubiquit de l'ensemble de Cantor en

systmes dynamiques, theorie du chaos... et en physique

Rsum : On dfinira l'ensemble de Cantor et ses proprits d'autosimilarit et

on illustrera diffrents domaines o il apparait naturellement, en particulier

une exprience entre "musique" et physique o se mlent Fibonacci et Cantor

au travers des frquences de rsonance d'une cavit presque auto similaire.

Marc Peigne

Universit Franois

Rabelais de Tours

Laboratoire de

Mathmatiques et

physique thorique

12

Jeu du chaos et construction d'images

Rsum : Dans cet expos, on expliquera tout d'abord comment, par un procd

dterministe, gnrer des figures gomtriques "fractales" l'aide d'une famille

de contractions. On illustrera cette construction par quelques exemples et on

voquera la faon de prciser leur "dimension".

Dans un second temps, on introduira un processus alatoire de type markovien

qui permet de gnrer des figures plus complexes et de "coder" des images de

faon performante.

Romain Gicquaud

Universit Franois

Rabelais de Tours

Laboratoire de

Mathmatiques et

physique thorique

13

Structures discrtes : des cristaux la modlisation des villes.

Rsum : L'tude de structures, qu'elles soient l'chelle microscopique comme le sont

les cristaux, ou une chelle macroscopique rvle une grande richesse

mathmatique que je vous propose de dcouvrir dans cet expos. Nous

aborderons la structure des cristaux, leur lien avec les nids d'abeilles et les

empilements d'oranges. Puis nous parlerons de graphes et de problmes lis

leur tude pour conclure sur les automates cellulaires, dont le plus clbre est

le jeu de la vie, et les L-systmes qui permettent l'aide de quelques rgles

simples de dcrire des phnomnes complexes (modlisation de villes, de

plantes...)