Cnrs

  • Pionnière du domaine, Françoise Combes est spécialiste de la dynamique des galaxies : mêlant observation et simulation numérique, elle cherche à comprendre la relation entre la forme des galaxies et leur histoire, et à décoder les différentes étapes de leur croissance. La physique des trous noirs est pour cela indispensable : les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies y jouent un rôle majeur.
    Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Avec quelles conséquences sur la formation des étoiles au sein de la galaxie correspondante ? Que peut nous apprendre l'observation des quasars, ces galaxies dont le trou noir supermassif central est extrêmement actif, et qui émet une lumière mille fois plus forte que toutes les étoiles de la galaxie réunies ?
    Les objets célestes les plus impressionnants de l'Univers sont ici décryptés par une pionnière de l'étude du cosmos.

  • Le sourire du pangolin ou comment mesurer la puissance de la biodiversité Nouv.

    Un animal peut-il sourire?? Bien sûr, ou plus exactement... c'est parce que nous sommes nous-mêmes des animaux que nous pouvons le faire?! Cette inversion des rôles signe notre rapport à la diversité du vivant. Nous prétendons la dominer. En réalité nous la comprenons mal, nous la maltraitons et nous nous mettons en danger.
    Le pangolin est le symbole malheureux de cette relation à la nature?: braconné par centaines de milliers depuis de nombreuses années pour sa viande et ses écailles, il ne préoccupe les médias que brièvement, au moment de son implication hypothétique dans la Covid-19. Plus près de nous, les alter ego du pangolin - renards ou blaireaux - sont également décimés, alors qu'ils jouent un rôle important dans le contrôle de plusieurs maladies.
    La biodiversité attend que nous la comprenions enfin pour ce qu'elle est?: une puissante et immense source de vie en perpétuelle évolution qui garantit le maintien du vivant sur Terre. En la fragilisant par nos exactions, nous menaçons nos cultures, nos élevages ou notre santé. Philippe Grandcolas appelle à mieux la connaître pour mieux la respecter, à l'aube d'une crise d'extinction mondiale.

  • De la mesure en toutes choses Nouv.

    Les mesures sont centrales dans le fonctionnement de nos sociétés?: pas de transaction commerciale sans entente sur la quantité des marchandises achetées, pas de chemins de fer sans une commune mesure du temps... Partager un même système de mesure instaure confiance et fiabilité des relations et des transactions.
    Jusqu'au XIXe?siècle, l'hétérogénéité domine?: un pied mesurait ainsi 32,482?cm à Paris, 34,25?cm à Lyon, 51,38?cm dans le Piémont. Le système des poids et mesures unifié est d'abord le fruit de la Révolution française, mais il se veut, dès l'origine, universel. Il diffuse à l'étranger, et devient un objet diplomatique. Depuis 1889, les pays signataires d'une Convention générale des poids et mesures partagent un même système, le Système International d'Unités, et se réunissent tous les quatre ans, pour en étendre, ou améliorer, les définitions.
    La dernière redéfinition, en 2018, a opéré une véritable révolution?: quatre des principales unités sont désormais basées sur des constantes fondamentales de la physique. La valeur d'un kilogramme n'est ainsi plus définie à partir de l'emblématique étalon de platine, mais à partir de la constante de Planck qui régit le monde quantique.
    Pourquoi et comment une convention entre États signée il y a plus de 130 ans a-t-elle pu mettre la physique quantique au coeur du Système International d'Unités?? Comment ce système s'est-il imposé sur toute la planète et dans tous les domaines d'activités?? Quelles conséquences cela a-t-il dans notre quotidien??
    Cet ouvrage revient sur l'histoire, les difficultés scientifiques et les implications de la question de la mesure depuis plus de 200 ans, mais aussi sur ses enjeux contemporains scientifiques, économiques et politiques.

  • La cryptologie, cet art de coder un message de telle sorte qu'il puisse tomber sans inconvénient entre les mains de l'ennemi, est aussi ancienne que l'écriture, le commerce ou la diplomatie. Elle se complexifie au fur et à mesure des progrès techniques. Au XXe siècle, après les travaux d'Alan Turing - de l'invention de la machine qui porte son nom à la cryptanalyse de l'Enigma -, après ceux de Claude Shannon sur la théorie de l'information et après la découverte de la cryptologie à clé publique, elle devient une branche à part entière d'une science informatique en devenir.
    Aujourd'hui, avec l'avènement d'Internet, les milliards de messages chiffrés qui s'y échangent quotidiennement et l'explosion des cryptomonnaies et de la blockchain, elle a pris une importance considérable. Aucune des méthodes de chiffrement utilisées en pratique n'est mathématiquement inviolable : la seule limite est celle de la puissance de calcul des ordinateurs. Cette puissance ne cessant de croître, les cryptographes (qui élaborent les codes) et les cryptanalystes (qui cherchent à les briser) sont engagés dans une compétition permanente, sorte de course sans fin, effrénée mais pacifique.
    C'est cette histoire que nous conte ici Jacques Stern, qui en est un des acteurs incontournables.

  • DOSSIER. La ruée vers l'espace.

    Les pôles si loin, si proches.

    A la recherche des volcans sous-marins.
    Ces nombres qui dessinent le monde.
    Entretien avec Bruno David.
    "Biodiversité : il n'est pas trop tard pour agir".

  • Charles Darwin, Lord William Kelvin, Linus Pauling, Fred Hoyle, Albert Einstein : cinq scientifiques hors du commun qui ont accompli des découvertes scientifiques considérables ; cinq hommes qui se sont aussi fourvoyés, parfois lourdement, sur certains sujets. Darwin n'a pas bien évalué les effets de « dilution » dans la transmission des caractères génétiques ; Kelvin a largement sous-évalué l'âge de la Terre ; Pauling s'est fait « coiffer au poteau » dans la découverte de la structure de l'ADN ; Hoyle fut un partisan irréductible de la théorie de l'Univers stationnaire ; enfin, Einstein créa une constante cosmologique pour une mauvaise raison.
    Il ne s'agit pas d'énumérer leurs erreurs, mais plutôt de constater et d'analyser les conséquences bénéfiques de ces errements qui ont permis, à leur façon, à la science d'avancer.
    C'est à une véritable enquête policière que s'est consacré l'astrophysicien Mario Livio, qui expose ici de façon originale et vivante les chemins parfois tortueux empruntés par la recherche scientifique.

  • La chimie n'a jamais été aussi présente dans notre quotidien, et notre avenir rarement aussi dépendant de ses développements. Transformer le CO2 en carburant vert, reproduire des organes par impression 3D, élaborer des molécules visant à mieux soigner des pathologies : les routes que pourrait suivre notre futur se découvrent à travers la cinquantaine de petites histoires étonnantes qui vous sont proposées dans ce livre.

    Vous lirez aussi que certains chimistes sont mieux connus pour d'autres activités : vous doutiez-vous que l'écrivain Primo Levi, que le musicien Borodine, ou encore la chancelière Angela Merkel étaient aussi des chimistes de talent ?

    Cet ouvrage rassemble les contributions de dizaines de scientifiques, femmes et hommes qui, enthousiastes, mènent des recherches de pointe un peu partout en France. Leurs récits surprenants vous mèneront de la chimie des océans à celle des nuages, au sein même des molécules. Parfums de l'Antiquité, secrets de nos grands peintres, arôme des vins ou de la cuisine : la chimie est également à la source de grands et petits plaisirs.

    Préparez-vous à un voyage inattendu, au coeur de la matière et de ses transformations.

  • Le physicien Enrico Fermi se lance en 1950 dans une estimation iconoclaste : évaluer le nombre potentiel de civilisations extraterrestres intelligentes en mesure d'entrer en contact avec nous. Contre toute attente, le nombre qu'il obtient est particulièrement important, ce qui va le conduire à formuler son fameux paradoxe : « si le nombre de civilisations en mesure de nous rendre visite aujourd'hui est si grand, comment se fait-il que nous n'en ayons jamais perçu aucun signe ? ».
    Près de 70 ans après, où en sommes-nous ? Alors que la liste des exoplanètes ne cesse de s'allonger, de quels éléments nouveaux les scientifiques disposent-ils aujourd'hui ? Y a-t-il des traces de vie dans l'Univers ? Que sait-on des mécanismes de formation des étoiles et des planètes et de ceux qui régissent la formation des molécules du vivant ? Comment s'y prendre pour écouter des signaux extraterrestres ? Qu'est-ce qui a déjà été fait en la matière ? Une civilisation intelligente est-elle nécessairement une civilisation technologique ? Les civilisations technologiques, énergétiquement instables, ne courent-elles pas toujours le risque de s'effondrer sur elles-mêmes avant d'avoir eu le temps d'inventer le voyage intersidéral ?
    Cinq scientifiques nous entraînent bien au-delà des sciences, vers une réflexion sur la place de l'Homme dans l'Univers et une prise de conscience des enjeux qui entourent la question de l'épuisement de nos ressources.

  • Qu'est-ce que le savoir mathématique ? À quoi sert une théorie mathématique ? Et qu'est-ce que faire des mathématiques ? La nature et l'objet des mathématiques restent mystérieux, et celles-ci apparaissent souvent comme très abstraites.
    Les mathématiques ont pourtant une notion bien définie du vrai : est vrai ce qui est démontré. Pour les besoins de la démonstration, précisément, les mathématiques usent d'outils. Le langage, d'abord, joue un rôle fondamental dans l'élaboration de la définition, l'hypothèse, la démonstration et le théorème. Les mathématiques entretiennent également un lien étroit avec la logique, à tel point que l'on peut se demander s'il faut les distinguer. De façon diamétralement opposée, on peut s'interroger sur la place de la géométrie dans la recherche moderne en mathématiques.
    Dans cet essai court, Claire Voisin raconte, de l'intérieur, comment se font les mathématiques, et nous montre que l'abstraction n'est pas complexification mais qu'elle naît au contraire du souci constant de simplification et d'économie de pensée qui caractérise les mathématiques.

  • On connaissait, chez l'ensemble des vertébrés, l'« immunité adaptative » : les lymphocytes présents dans le sang qui ont déjà été en contact avec un agent pathogène apprennent à s'en défendre. C'est sur ce principe que sont bâtis les vaccins. Mais ce n'est que très récemment que les biologistes travaillant sur les insectes ont mis au jour l'« immunité innée ». Jules Hoffmann et son équipe sont ainsi parvenus à mettre en évidence l'existence de cellules responsables d'une réponse immunitaire rapide, ne nécessitant aucun « apprentissage » préalable. Il s'agit là de la découverte d'un véritable « chaînon manquant » dans l'explication des mécanismes immunitaires, dont les conséquences pourraient à terme être considérables en médecine.
    C'est l'histoire de cette avancée majeure qui est ici contée.

  • La première révolution quantique qui naît notamment sous l'impulsion d'Einstein au début du XXe siècle, bouleverse notre vision du monde, fait émerger des concepts surprenants comme la dualité onde-particule, et conduit à des inventions majeures : le transistor, le laser, les circuits intégrés des ordinateurs.
    Moins connu est le développement d'une deuxième révolution quantique initiée en 1935 par le débat entre Albert Einstein et Niels Bohr, et rendue possible à partir de la fin des années 1960 par l'expérimentation sur des particules individuelles. Cette révolution, qui se déroule encore sous nos yeux, repose sur la notion étrange de particules intriquées qui se comportent de manière extraordinairement similaire même lorsqu'elles sont éloignées. Cette notion a été vérifiée en particulier dans les expériences d'Alain Aspect au début des années 1980 et connaît déjà des applications concrètes, notamment en matière de cryptographie. Elle pourrait déboucher à terme sur des technologies nouvelles comme l'informatique quantique.
    Tourné vers une physique d'avenir, cet ouvrage raconte une magnifi que histoire de science, dans laquelle l'expérimentation a permis de trancher des débats philosophiques.

  • En novembre 1915, Einstein finalise sa très révolutionnaire Théorie de la Relativité générale qui postule que l'espace est une structure élastique, déformée par la présence en son sein de masse ou d'énergie. Deux masses en mouvement l'une par rapport à l'autre vont engendrer une onde de déformation de l'espace, appelée « gravitationnelle ».
    Une telle onde, arrivant sur Terre, cause une fluctuation de la distance entre les objets. Bien que l'effet soit très difficile à observer, des détecteurs ont pu être construits, dont les dimensions s'étendent sur plusieurs kilomètres. Le 14 septembre 2015, une onde gravitationnelle a enfin été observée. La comparaison entre cette observation et les prédictions tirées de la théorie d'Einstein a montré que cette première onde avait été émise par la coalescence de deux trous noirs, situés à 1 milliard d'années-lumière. Outre la considérable prouesse technique, fruit d'une collaboration internationale d'une rare ampleur, c'est une nouvelle fenêtre d'observation de l'Univers qui s'ouvre.

  • Si le virus de SARS-Cov2 a placé les chauves-souris au-devant de l'actualité, puisqu'elles sont supposées en constituer le réservoir, cet ordre de mammifères, le plus diversifié et le plus répandu après celui des rongeurs, occupe dans les différentes cultures humaines une place singulière. Les chauves-souris semblent en effet transgresser les frontières symboliques entre le diurne et le nocturne, le sauvage et le domestique, le haut et le bas. Leur physiologie unique de mammifères volants en fait des objets de curiosité pour de multiples recherches des mathématiques à la microbiologie en passant par l'écologie et l'anthropologie.
    Les chauves-souris se rapprochant des habitats humains du fait des changements environnementaux, les relations que nous entretenons avec elles jouent un rôle majeur dans la préservation et la rupture des équilibres écosystémiques. Ce livre propose de cartographier les différents modes de rencontre et d'attachement entre humains et chauves-souris, dans un contexte d'extinction d'espèces et de risques sanitaires, à partir de cas d'études singuliers à la confluence des sciences sociales et sciences du vivant.

  • Les statistiques et les probabilités ne sont pas toujours simples à manipuler, même pour des experts. Si les théories mathématiques qui les sous-tendent sont maintenant bien connues, leur application et interprétation prêtent souvent à confusion. Car corrélation n'est pas toujours raison. Ainsi, aux États-Unis, on constate une très forte corrélation entre morts par noyade et production d'énergie nucléaire?: faut-il en conclure que les premières sont conséquence de la seconde??
    La statistique (et sa grande soeur, la probabilité) apparaît partout, dans un même but?: tenter de maîtriser l'incertain. Même si elle mène parfois à des résultats contre-intuitifs, une analyse statistique possède une grande force démonstrative. À une époque où les résultats scientifiques sont soit érigés en dogmes indépassables, soit ravalés au rang de simple opinion, cet ouvrage conte l'histoire de ces formidables outils, avant de s'attarder sur quelques domaines dans lesquels les statistiques jouent un grand rôle, avec une attention particulière portée à l'épidémiologie et à la recherche clinique dont les résultats fondent les politiques publiques de santé.

  • En 1637, Descartes révolutionne la manière que l'on a de faire de la géométrie : en associant à chaque point de l'espace trois coordonnées, il pose les bases de la géométrie algébrique. Cette géométrie est dite « commutative » : le produit de deux quantités ne dépend pas de l'ordre des termes, et A × B = B × A. Cette propriété est fondamentale, l'ensemble de l'édifice mathématique en dépend.
    Mais au début du XXe siècle, la découverte du monde quantique vient tout bouleverser. L'espace géométrique des états d'un système microscopique, un atome par exemple, s'enrichit de nouvelles propriétés, qui ne commutent plus. Il faut donc adapter l'ensemble des outils mathématiques. Cette nouvelle géométrie, dite « non commutative », devenue essentielle à la recherche en physique, a été développée par Alain Connes.
    En un texte court, vif et fascinant, ce grand mathématicien nous introduit à la poésie de sa discipline.

  • Comment, à partir d'une minuscule cellule unique, est-il possible d'obtenir un organisme aussi complexe que celui d'un être vivant ? Quel phénomène fascinant mène-t-il de l'embryon à l'Homme ? Ces interrogations ont accompagné Nicole Le Douarin tout au long de son parcours scientifi que. Cette grande biologiste française s'est notamment distinguée par ses travaux sur les chimères, ces êtres « hybrides » qu'elle a ellemême conçus en associant in ovo des cellules de deux espèces d'oiseaux, la caille et le poulet. Ces manipulations ont permis des avancées remarquables dans la compréhension du développement et de la différenciation des cellules. Dans cet ouvrage, elle revient sur son parcours, ses travaux, sa passion, et nous introduit de manière claire à la biologie du développement, et plus généralement, aux secrets de la vie.

  • Tout le monde l'utilise, tout le monde en parle, ses progrès font la une : mais qui sait vraiment ce qu'est l'informatique ?
    Il s'agit d'une façon radicalement différente de penser, qui permet d'associer de l'information, de toute taille et de toute nature, à un ou plusieurs algorithmes, c'est-à-dire à des opérations mathématiques : une méthode systématique pour transformer un besoin en une suite d'opérations élémentaires. Elle se décompose en quatre éléments : les données, les algorithmes, les programmes, soit la traduction des précédents dans un langage compréhensible par l'ordinateur, et enfin le matériel lui-même, dont les progrès constants sont exponentiels.
    Une présentation claire des grandes étapes et des perspectives de cette invention qui change la face du monde.

  • L'humanité face au risque. Le fabuleux destin de la cellule. Une cité oubliée du Turkménistan révèle 4000 ans d'histoire. Origine du virus, vaccin... la recherche mobilisée contre le Covid-19. L'astronomie entre dans une nouvelle ère.

  • À la fin du XIXe siècle, de nombreux physiciens pensaient être arrivés au bout de leur discipline. La gravitation de Newton, la thermodynamique de Carnot, les équations de Maxwell : on pensait avoir tout compris, ou presque. Il restait bien quelques observations inexpliquées, que l'on pensait être des points de détail.
    Il n'en était rien. Un phénomène anodin va conduire les physiciens à la découverte des rayons cosmiques, ces particules extra-terrestres qui bombardent la Terre. Leur étude les accompagnera pendant près d'un siècle, et les aidera à formuler, à comprendre et à mettre en lumière de nouvelles théories. Pas à pas, l'observation attentive de ces rayons et de leurs propriétés les guide vers d'étonnantes découvertes, comme celle de l'antimatière. Peu à peu, le monde de la physique quantique s'ouvre, servant de base arrière à la physique fondamentale moderne, et repoussant sans cesse les limites de nos connaissances.
    C'est cette aventure scientifique et humaine que nous raconte Antoine Letessier Selvon qui mêle avec talent la grande épopée historique au récit de son expérience personnelle et de son quotidien de chercheur.

  • Qui est Homo sapiens ? Quand est-il apparu ?
    Comment vivait-il ? Quels ont été ses rapports avec ses contemporains dont Néandertal ? Pourquoi cet hominidé, dont nous sommes les seuls représentants, a-t-il survécu jusqu'aujourd'hui quand les autres se sont tous progressivement éteints ?
    Descendant d'Erectus, né en Afrique, Homo sapiens a commencé à migrer vers le Proche-Orient il y a plus de 100 000 ans pour essaimer vers l'Europe et l'Asie, jusqu'à atteindre l'Australie vers - 50 000 ans et très rapidement l'ensemble de la planète. Mais que sait-on d'autre sur lui ?
    En dix chapitres qui peuvent se lire indépendamment les uns des autres, et qui mettent en scène le travail de l'archéologue, François Bon répond à toutes ces questions et à bien d'autres encore en nous plongeant en des temps préhistoriques pour mieux saisir la spécificité de l'espèce Sapiens au sein de la lignée des hominidés et les raisons de son succès.

  • Quels secrets renferme l'intérieur de la Terre ?
    Quelles forces provoquent les séismes, les volcans ou les tsunamis ? Le champ magnétique et l'activité des profondeurs ont-ils déterminé l'évolution du vivant ? Existe-t-il une autre Terre dans l'univers ?
    La Terre s'est formée il y a plus de 4,5 milliards d'années et nous l'observons intensément dans sa globalité depuis quelques décennies seulement. Le plus profond des forages a péniblement atteint 12 km alors que le centre de la Terre se trouve à plus de 6 300 km sous nos pas. Que sait-on de l'histoire de notre planète, de la nature de ses entrailles ?
    En dix chapitres qui mettent en scène le travail des géoscientifiques, les auteurs nous font voyager depuis les failles de la croûte terrestre vers le noyau en fusion, pour capturer ce qui nous relie à la planète que nous habitons.

  • Apparus sur notre planète il y a plus d'un milliard d'années, on les trouve aujourd'hui dans toutes les eaux, dans tous les sols et même au sein d'autres êtres vivants. Jouant un rôle essentiel pour les grands équilibres de la Terre, ils adoptent toutes sortes de formes et de couleurs, changent d'aspect au rythme de spectaculaires métamorphoses, nagent, rampent, s'accrochent à un support ou se laissent flotter au gré des courants... Fascinants et magnifiques, ils sont également si minuscules que nous ne les voyons pas.
    Ni bactéries, ni virus, ce sont les protistes, des êtres microscopiques formés d'une seule cellule. Il y a un siècle, un chercheur génial les a passionnément étudiés?: Édouard Chatton, formé à l'Institut Pasteur, professeur des universités de Strasbourg, de Montpellier et de la Sorbonne, directeur des stations marines de Sète, puis de Villefranche-sur-Mer et de Banyuls-sur-Mer. Fasciné par la beauté étrange et mystérieuse de ces protistes, il en a percé les secrets intimes, faisant émerger au passage des concepts visionnaires qui ont fourni des cadres à la biologie contemporaine, et les a dessinés avec talent. Originaux, colorés, chargés d'une merveilleuse beauté autant que d'exactitude scientifique, voici les dessins qui vous feront plonger dans ces mondes infinitésimaux dont Édouard Chatton a été le fabuleux explorateur.

  • Et si notre Univers n'était qu'un parmi d'autres ? Et si chaque homme possédait une infinité de doubles ? Idée folle ? Pas si sûr. Multivers, mégavers, plurivers... Cette idée n'est pas neuve. Dès l'Antiquité, des philosophes comme Démocrite ou Lucrèce en ont évoqué la possibilité. Au XXe siècle, elle revient en force sur le devant de la scène. Pour les théoriciens du Big Bang comme pour ceux de la mécanique quantique, elle est une hypothèse qui permet de résoudre quelques-unes des questions demeurées sans réponse : par quel miracle les lois de l'Univers sont-elles réglées de telle façon que la vie y est possible ? Comment deux théories en apparence irréconciliables, la Relativité générale et la physique quantique, peuvent-elles être assemblées en un seul système unificateur ?
    En un style clair et accessible, Tobias Hürter et Max Rauner racontent la vertigineuse épopée des théories physiques, faite de changements radicaux de paradigme et de violentes controverses. Ou quand la physique devient métaphysique, et la science rejoint la fiction...

  • Notre regard sur les plantes a bien changé depuis que l'on a démontré qu'elles étaient sensibles, capables de mémorisation, de connaissance aiguë de leur environnement et de reconnaissance de leur parentèle.
    Car si les plantes n'ont ni cerveau, ni muscles, si elles sont incapables de se déplacer, elles survivent pourtant depuis plus d'un milliard d'années grâce à de nombreuses propriétés leur conférant des capacités adaptatives remarquables.
    Ces créatures ont contribué à des progrès scientifiques dans des domaines aussi divers que l'industrie, la médecine, l'architecture, le design, l'informatique et la robotique. Car en s'inspirant des plantes, on peut inventer des adhésifs extraordinairement performants ; lutter contre certains nuisibles comme les punaises de lit ; se protéger de l'eau... ou la stocker ; capter efficacement l'énergie solaire ou éolienne ; recycler le CO2 ; lutter contre les bactéries sans antibiotiques ; fabriquer des implants chirurgicaux botaniques...
    D'une plume vive et alerte, les auteurs nous emmènent à la découverte des secrets de l'or vert, et des dernières innovations.

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