David BRASSE

Directeur de recherche au CNRS (Institut pluridisciplinaire Hubert Curien, IPHC)

La tomographie par émission de positons (TEP) repose sur l’annihilation d’un positon avec un électron, générant deux photons gamma de 511 keV émis en directions opposées. Ce phénomène permet de localiser précisément la distribution du traceur radioactif et de reconstruire des images tridimensionnelles des processus biologiques à des concentrations extrêmement faibles. L’intégration de la TEP à la tomodensitométrie (TDM) au début des années 2000 a marqué une avancée majeure en combinant l’imagerie fonctionnelle à haute sensibilité de la TEP avec la précision anatomique de la TDM, révolutionnant ainsi le diagnostic médical, notamment en oncologie.
Ma présentation abordera les principes physiques fondamentaux de la TEP, en détaillant la production des isotopes émetteurs de positons, les mécanismes d’annihilation et la détection des photons gamma en coïncidence. J’évoquerai ensuite les avancées technologiques qui ont permis d’améliorer la qualité des images, notamment l’évolution des détecteurs, les corrections physiques et les méthodes de reconstruction. Enfin, j’aborderai les défis actuels et les perspectives d’avenir, telles que l’optimisation de la résolution et de la sensibilité, la réduction de la dose radioactive et l’émergence de systèmes TEP corps entier à ultra-haute sensibilité. L’objectif est de mieux comprendre comment les principes physiques sous-jacents ont façonné l’évolution de la TEP et continuent d’ouvrir de nouvelles perspectives en imagerie biomédicale.

C1

Karine MOUGIN

Karine MOUGIN est  docteur et Maître de Conférences à l'Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse ( IS2M)  attaché au CNRS

L'ingéniosité de la nature inspire souvent l'innovation humaine. En effet, de nombreux organismes vivants modifient rapidement leur apparence en réponse aux changements de leur environnement. L’exemple le plus célèbre est le caméléon, capable de changer de couleur pour se camoufler en ajustant l'espacement de minuscules cellules cristallines appelées iridophores, qui réfléchissent la lumière à différentes longueurs d'onde.
Les chercheurs ont développé différentes stratégies pour créer des surfaces ou des matériaux dits intelligents capables de s'adapter et de changer de couleur en réponse à leur environnement. L’élément clé de cette nouvelle technologie repose sur la combinaison de deux phénomènes observés dans la nature et transposables à la science des matériaux : les couleurs plasmoniques et structurales. Ces innovations ouvrent de nouvelles perspectives dans des domaines tels que la robotique, les produits de consommation, les technologies portables et l’emballage durable.

C1

Philippe COMPAIN

Philippe Compain est Professeur des Universités à l’Université de Strasbourg et chercheur à l’ECPM - LIMA (UMR CNRS 7042)

La Chimie organique permet de construire de nouvelles architectures moléculaires possédant des propriétés inédites. Mais pour fabriquer les médicaments ou les parfums de demain, les chercheurs doivent jouer à un jeu de LEGO® complexe, dont les briques de base sont les atomes. Puisant dans les trésors de l’histoire des sciences et des exemples récents, cette conférence illustre en quoi la recherche en Chimie organique est un sport de combat, un apprentissage quotidien de la défaite, avec son lot de tentatives infructueuses et d'expériences ratées. Les analogies entre les deux mondes sont nombreuses. Les mêmes qualités de résilience, de créativité et de courage sont exigées de ses pratiquants qui affrontent en permanence la complexité moléculaire tout en luttant pour obtenir des financements ou arriver les premiers dans la course à la découverte. Mais, pour aller au bout de l’analogie, n’oublions pas la composante sportive des arts martiaux et la dimension ludique associée. Cette conférence parlera donc de combat, mais aussi de jeu, de liberté et de passion. Elle sera, à sa façon, un plaidoyer pour la recherche fondamentale.

C1

Sonia LORANT

Maître de conférences Psychologie Cognitive
Inspe de Strasbourg
LISEC EA2310
(Laboratoire Interuniversitaire des Sciences de l'Éducation et de la Communication )
Membre associée LINP2-AAPS
(Laboratoire Interdisciplinaire en Neurosciences, Physiologie et Psychologie : Apprentissages, Activité Physique et Santé Paris-Nanterre)

L’intérêt des enseignants pour les neurosciences de l’éducation est grandissant. Comprendre comment le cerveau apprend et comment ces connaissances peuvent enrichir les pratiques pédagogiques est une question essentielle. Face à cet engouement, de nombreuses méthodes et outils soi-disant « clés en main » émergent, flirtant parfois avec le neuromarketing et véhiculant des neuromythes.
Or, tout enseignant sait qu’il ne suffit pas de changer d’outil pédagogique pour résoudre les difficultés d’apprentissage. Apprendre est un processus complexe, influencé par de multiples facteurs : l’environnement, l’expérience, l’éducation, la psychologie, la génétique, mais aussi les méthodes pédagogiques employées.
Penser l’éducation aujourd’hui, c’est articuler les savoirs traditionnels sur l’humain avec les découvertes récentes en neurosciences et en sciences cognitives, tout en tenant compte des défis d’un monde en constante évolution.
Dans cette conférence, nous ferons le point sur les apports des neurosciences et des sciences cognitives à l’éducation, en distinguant les faits avérés des idées reçues. Nous explorerons les mécanismes de la mémoire, les stratégies de mémorisation efficaces, ainsi que le rôle central des facteurs motivationnels dans la réussite scolaire. L’objectif : vous offrir des pistes de réflexion et d’action pour enrichir votre pratique pédagogique.

C1

Benoît GALL

Professeur à l’Université de Strasbourg et chercheur à l’Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC)

(Résumé à venir)

C2

Chloé LAURE

Professeure agrégée de chimie

(Résumé à venir)

C2

Didier HELMSTETTER

Ancien directeur du CFA Agricole d'Obernai, il a été durant une douzaine d'années responsable de projets de développement agricoles en Afrique.

Les chiffres montrent que le changement climatique va bien plus vite à Strasbourg qu'à l'échelle globale. Qui en a conscience ? Pour un agronome, c'est aussi beaucoup plus complexe que simplement l'augmentation des températures moyennes - qui n'ont guère d'intérêt. Continuer à jardiner comme le faisaient nos parents n'est plus adapté. De plus en plus souvent, il faut esquiver les étés, jardiner en automne, voire... en hiver. Même en Alsace !

C2

Sabine CHOPPIN

Sabine CHOPPIN est maître de conférences au Laboratoire d’Innovation Moléculaire et Applications (LIMA) et à l’Ecole de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), Université de Strasbourg. 
Elle est déléguée académique des Olympiades Nationales de la Chimie. 

En chimie organique, discipline centrée autour de l’atome de carbone, de nombreuses notions sont importantes et la chiralité en fait partie. Ce concept, fondamental et fascinant, désigne la propriété que possèdent certaines molécules ou objets de ne pas être superposables à leur image dans un miroir, à l’instar de nos mains droite et gauche. 
La notion de chiralité dépasse largement le cadre de la chimie, car on la retrouve en physique ainsi qu’en biologie. Elle est à l’origine d’une grande variété de propriétés physiques et biologiques qui influencent le comportement des molécules, notamment dans les systèmes vivants.
Au cours de cette conférence, nous présenterons les origines de ce concept à sa mise en évidence ainsi que les avancées scientifiques et technologiques qui en découlent au travers des siècles. 
Nous verrons comment les travaux de recherches au Laboratoire d’Innovation Moléculaire et Applications ont développé des outils de synthèse pour la contrôler et concevoir de nouvelles molécules à haute valeur ajoutée. 
Enfin, nous verrons si l’intelligence artificielle peut nous aider en matière de prédiction des propriétés de ces molécules ou objets chiraux.

C2

Friedrich HERRMANN

Friedrich HERRMANN est un physicien du solide qui a été directeur de l'Institut de didactique de la physique de Karlsruhe, en Allemagne, après avoir fait son DEA et sa thèse de doctorat à l’INSA et à l’Université Claude Bernard de Lyon. Professeur d’Université, il a aussi enseigné en lycée. Son travail le plus important a consisté à développer un nouveau cours de physique, le KPK (Karlsruher Physikkurs). Six thèses de doctorat ont été rédigées dans le cadre du développement du KPK, qui a été traduit en français, en anglais, en espagnol, en italien et en chinois. 

Les connaissances scientifiques augmentent constamment. Cependant, le temps dont nous disposons pour l'enseignement des sciences reste constant. Nous sommes donc confrontés à un problème, un problème auquel on n'accorde pas assez d'attention.

Il ne peut être résolu que par une révision et un rajeunissement permanent de ces connaissances. Il existe en effet un grand potentiel pour préparer le contenu du programme de physique de manière à ce qu'il soit non seulement plus compact, mais aussi plus facile à comprendre. 

Pour que la matière soit adaptée à l'enseignement, il ne suffit pas d’élémentariser un thème mis à disposition par la recherche moderne. Il faut également réviser les anciennes connaissances classiques du point de vue des nouvelles découvertes, de sorte que les nouvelles connaissances puissent être mieux intégrées aux anciennes. 

Dans l'enseignement traditionnel de la physique, nous suivons le chemin historique de la physique. Ce chemin fait de nombreux détours, on y enseigne des concepts qui, du point de vue actuel, sont superflus. 

Nous présentons ci-dessous une petite sélection de ces concepts obsolètes.

C3

Michael MELZANI

Enseignant en CPGE au lycée Raoul Follereau de Belfort (90)

En tant qu'enseignants de physique-chimie, nous utilisons le système international d'unités (SI) quotidiennement. Mais comprenons-nous comment sont définies ses unités ? C'est le sujet de cette présentation.

Les définitions des unités du SI ont changé en 2019. Le kilogramme, jusqu'ici défini par la masse d'un cylindre de platine stocké à Sèvres, l'est maintenant en fixant la valeur numérique de la constante de Planck. Le kelvin, autrefois lié au point triple de l'eau, est défini via la constante de Boltzmann. Ces façons de définir une unité semblent bien différentes. Comment alors, techniquement, définit-on une unité ? Comment comprendre les nouvelles définitions de 2019, qui sont devenues plus abstraites ? Comment les expliquer aux élèves ? Ces questions occuperont la première partie de l'exposé. Je proposerai des formulations "concrètes" des définitions, en alternative aux définitions "abstraites" et officielles qui fixent les valeurs numériques de h, kB, e et NA.

La seconde partie s'intéressera au processus de redéfinition d'une unité. Pour quelles raisons et à quel moment choisit-on de redéfinir une unité ? Qu'est ce qui fait d'une définition une "bonne" définition ? Quelles sont les étapes d'une redéfinition ? Les incertitudes de mesure permises par chaque définition, à différents niveaux de la chaîne d'étalonnage, jouent un rôle clé. Je l'illustrerai sur l'exemple de la redéfinition du kilogramme en 2019, pour lequel les balances de Kibble, mais aussi d'autres balances fonctionnant aux petites masses, ont permis de franchir ce pas. Ceci sera aussi l'occasion d'évoquer les mesures les plus précises jamais réalisées.

C3

Valeriy LUCHNIKOV

Valeriy LUCHNIKOV est chargé de recherches à l’Institut des Sciences des Matériaux de Mulhouse (IS2M).

Les grands systèmes d'objets identiques (atomes, molécules, microparticules et nanoparticules, polymères, voire insectes ou oiseaux en essaim) présentent souvent un comportement collectif non trivial. Des structures complexes, parfois magnifiques, apparaissent à des échelles de longueur dépassant largement les dimensions des composants individuels du système, grâce à des règles d'interaction relativement simples entre ces composants et leurs plus proches voisins. La nature explore ce phénomène pour doter les êtres vivants de caractéristiques qui leur confèrent des avantages évolutifs. Par exemple, la coloration structurelle vive et éclatante de certains oiseaux, servant à la communication intra- et interspécifique, pourrait résulter de l'auto-assemblage de peptides de kératine dans leurs plumes. 
Dans cet exposé, nous passerons en revue quelques exemples de phénomènes d'auto-assemblage et discuterons des principes physiques et mathématiques qui les sous-tendent.

Illustration : Auto-assemblage de nanoparticules de carbone à la surface d'un filament de carbone chauffé par l’effet Joule.
https://www.lemonde.fr/sciences/article/2023/03/09/une-nouvelle-structure-de-carbone-decouverte-par-hasard-lors-d-un-accident-de-labo_6164725_1650684.html

C3

Delphine RAINOLDI / Sébastien LITTOLFF

Delphine RAINOLDI est ingénieure de Police Technique et Scientifique et cheffe de la division de police scientifique de Strasbourg.
Sébastien LITTOLFF est ingénieur de Police Technique et Scientifique et chef de la division de police scientifique de Mulhouse.

Cette conférence présentera les différentes spécialités de la police scientifique faisant appel à des outils, analyses ou concepts liés à la physique-chimie. Seront abordés les points suivants :  la balistique, les interactions électrostatiques lors des réactions de polymérisations du cyanoacrylate pendant la révélation de traces papillaires, la fluorescence dans la révélation des fluides biologiques par l'usage de longueurs d'ondes spécifiques, la spectroscopie dans le cadre de l'analyse et de la comparaison de prélèvements avec des échantillons (médicaments, cosmétiques, peintures) et enfin l'interaction rayonnement-matière (énergie des électrons rétrodiffusés pour l'analyse des Résidus de Tirs, caractérisation et la confirmation par visualisation de la morphologie caractéristique des produits de l'ignition des poudres employées dans les munitions d'armes à feu).

C4

Eric BAUSSAN

Maître de conférences à l'IPHC

 Les récentes découvertes en physique des particules ont significativement amélioré notre compréhension des propriétés fondamentales des constituants de la matière. En dépit de ces progrès, notre vision reste encore incomplète, en particulier pour    les neutrinos, particules élémentaires prédites par la théorie et pour lesquelles de nombreuses questions restent en suspens. Ces particules discrètes et énigmatiques sont présentes à toutes les échelles, des sources environnementales telles que la radioactivité naturelle aux objets cosmiques en passant par les réacteurs nucléaires et les puissants faisceaux de neutrinos construits pour étudier leurs propriétés. Leur détection requiert l’élaboration de détecteurs massifs à l’échelle de plusieurs kilotonnes et nécessitent la mise au point de nouvelles techniques de plus en plus sensibles.

C4