Sciences & Techniques

  • Si l'histoire de la microbiologie a prouvé que l'existence de « bulles » sans microbes était possible, à quoi ressemblerait un monde sans microbes ? Entre représentations utopiques et faits scientifiques, Philippe Sansonetti retrace l'épopée des microbes, de leur découverte en 1674 jusqu'à nos jours, et invite à réfléchir sur le regard que nous portons sur ces êtres vivants apparus il y a 3 milliards et demi d'années. Paraphrasant l'Évangile selon saint Matthieu - tu aimeras tes microbes comme toi-même -, il nous alerte sur les dangers de l'appauvrissement en cours de la diversité microbienne. S'il faut maîtriser les microbes pathogènes, il faut également préserver les microbes indispensables à l'équilibre du vivant et de la planète. Cette perspective nécessite des changements drastiques dans nos approches médicales, vétérinaires et environnementales.

  • La biodiversité est née dans l'océan ancestral il y a 3850 millions d'années, quand les premières cellules se sont clonées par scissiparité. La vie s'est ensuite diversifiée dans l'océan durant des milliards et des centaines de millions d'années, et se sont alors produits des événements essentiels pour le vivant : l'émergence de la cellule eucaryote, la capture de bactéries qui deviendront les organites par symbiose, la pluricellularité, enfin le développement de la sexualité. Bien plus qu'un inventaire d'espèces élaboré depuis plusieurs siècles, la biodiversité est l'ensemble des relations établies entre les êtres vivants et leur environnement. Elle est actuellement très menacée par la destruction et la contamination des milieux naturels, la surexploitation des ressources naturelles, l'introduction anarchique d'espèces et le réchauffement climatique. Nous ne faisons aujourd'hui que prolonger et accélérer ce mouvement, amplifié par la démographie et l'idée délétère d'asservissement de la nature. Alors qu'aujourd'hui l'humanité vit majoritairement dans les cités, il devient impératif d'enrayer cette érosion de la diversité biologique : c'est l'objectif que s'étaient fixé les Nations unies pour 2010 à Johannesburg en 2002, échéance désormais reportée à 2020. Saurons-nous pleinement justifier, enfin mériter au cours de ce XXIe siècle, ce terme sapiens que nous nous sommes nous-mêmes attribué ?

  • Les représentations numériques 3D ont révolutionné notre compréhension du monde. Elles sont devenues indispensables pour simuler des opérations chirurgicales, créer de nouveaux modes d'expression artistique ou explorer les ressources naturelles. La géométrie algorithmique apparaît à l'intersection de la géométrie et de l'informatique. Comment échantillonner, représenter et traiter des formes géométriques complexes ? Comment offrir des garanties théoriques sur la qualité des approximations et la complexité des algorithmes ? Comment assurer la fiabilité et l'efficacité des programmes informatiques ? Ces questions se posent en dimensions 2 et 3, mais aussi en plus grandes dimensions, pour analyser par exemple les grandes masses de données essentielles à la science moderne.

  • Maîtriser la création de formes, qu'elles soient inspirées par le réel ou sorties de notre imagination, est un défi tant pour l'artiste que pour le scientifique. Comment mettre la création en 3D à la portée de tous et permettre à chacun de « façonner l'imaginaire » plus facilement qu'avec un papier et un crayon ? De la modélisation géométrique des formes à l'assemblage d'une scène complexe et à son animation, Marie-Paule Cani nous présente une nouvelle méthodologie pour rendre la création numérique 3D plus expressive, en s'appuyant sur des exemples concrets : comment concevoir et animer des vêtements, des chevelures, une prairie arborée ou une cascade ?

  • Au cours des cinquante dernières années, l'explosion de la biologie moléculaire a imposé à la tradition de l'ancienne « histoire naturelle » un choc intellectuel et institutionnel sans précédent. La biologie « pré-moléculaire » a dû, pour survivre, subir une sorte de décantation. Des disciplines anciennes en sont ressorties comme métamorphosées et rajeunies. Aujourd'hui l'urgence mondiale des problèmes environnementaux démontre plus que jamais l'extrême utilité des approches naturalistes, à toutes les échelles de perception, y compris moléculaires. Armand de Ricqlès montre, dans sa leçon de clôture au Collège de France, comment une discipline dite « traditionnelle », la paléontologie, a su se renouveler et survivre à l'heure des grands changements.

  • Depuis l'Antiquité, l'homme utilise des procédés pour transformer les matériaux de son environnement en fonction de ses besoins. La chimie du solide, qui était initialement une série de recettes, est devenue, après les découvertes scientifiques du xixe siècle, une véritable science de la matière et de ses transformations. Elle permet aujourd'hui d'élaborer des matériaux performants et éco-compatibles pour transporter ou stocker l'énergie. La chimie du solide joue ainsi un rôle majeur dans les réponses que la science devra apporter aux préoccupations nouvelles de l'humanité, notamment aux problématiques environnementales.

  • Leçon inaugurale prononcée le 9 décembre 2010 Chaire de Développement durable - Environnement, Énergie et Société Le stockage et la conversion de l´énergie sont un des grands défis scientifiques des prochaines décennies et un enjeu environnemental majeur. Quels nouveaux matériaux vont permettre de fabriquer des batteries plus efficaces et plus « propres » ? Jean-Marie Tarascon fait le point sur ces questions qui concernent notre avenir et celu de la planète. Il présente notamment les technologies à ions Lithium, l´apport des nanaotechnologies, et les recherches visant à l´élaboration des matériaux par des méthodes « bio-inspirées » : l´utilisation des matériaux d'électrodes provenant de la biomasse et obtenues par « chimie verte ».

  • L'innovation thérapeutique n'est pas à la hauteur des espoirs qu'ont laissé entrevoir, ces vingt dernières années, les progrès fulgurants de la biologie moléculaire, de la génétique ou encore de la bio-informatique. Si certains domaines, comme la cancérologie, ont largement bénéficié de ces avancées, pour d'autres, l'innovation est au point mort. Nous avons trop peu d'exemples de réussite dans l'innovation thérapeutique en France pour nous abstenir d'une profonde réflexion sur la création des médicaments dans notre pays, qui a été un acteur majeur dans ce domaine pendant une importante partie du xxe siècle.

  • L'imagerie médicale computationnelle conçoit des logiciels d'analyse et de simulation des images qui permettent de construire un modèle numérique du patient pour assister le diagnostic, le pronostic et la pratique thérapeutique. Les images médicales, les organes virtuels personnalisés, la réalité virtuelle et augmentée, la simulation d'interventions, la thérapie guidée par l'image et assistée par la robotique font partie des outils informatisés qui préfigurent la médecine computationnelle de demain, au service du médecin et du patient.

  • Depuis une vingtaine d´années, une « chimie des matériaux hybrides » s´est développée, qui ouvre un champ nouveau d´investigation au carrefour de la physique, de la biologie et de la science des matériaux.
    Ces matériaux hybrides, véritables nano-composites dans lesquels des composantes organiques ou biologiques et des composantes minérales sont intimement mélangées à l´échelle moléculaire, possèdent des propriétés singulières et innovantes qui suscitent un fort intérêt, aussi bien dans le monde universitaire qu´industriel (automobile, construction, énergie, environnement, micro-optique, micro-électronique, cosmétique, textile, etc.) ou médical.

  • Qu´en est-il de l´immunologie moléculaire ? S´agit-il stricto sensu de l´étude des molécules du système immunitaire et de leurs interactions ? Sans doute. Une partie importante de l´immunologie s´occupe de récepteurs et de leurs ligands, et de la transmission des signaux depuis la surface des cellules jusqu´à leur noyau. C´est aujourd´hui l´un des champs de la biologie où on voit le mieux comment des agrégats moléculaires s´assemblent et se dissocient dans des combinatoires hautement spécifiques. Mais ce n´est pas cette vision restrictive que je retiens. L´immunologie moléculaire n´est pas un domaine spécialisé de l´immunologie. Elle désigne, au contraire, l´inscription de l´immunologie dans la mouvance de la biologie moléculaire ; ce qui, de fait, en élargit le cadre.

  • Leçon inaugurale prononcée le jeudi 27 mars 2008. Chaire de Paléontologie humaine. En 2002, Michel Brunet et son équipe mettaient au jour le plus ancien hominidé aujourd´hui connu : « Toumaï ». Cette découverte a bouleversé l´histoire de nos origines. Jusqu´alors, on situait l´apparition des premiers hommes en Afrique de l´Est, il y a trois ou quatre millions d´années, en relation avec un changement de climat : le remplacement de la forêt par la savane aurait favorisé la bipédie. Ce scénario séduisant doit être abandonné : Toumaï a sept million d´années ; il vivait au Tchad, alors recouvert de lacs et de forêts, et il marchait sans doute sur ses deux pieds. C´est l´histoire de cette découverte et de ce bouleversement de nos schémas théoriques que raconte ici Michel Brunet.

  • Aujourd´hui, les questions de sécurité informatique sont omniprésentes, non seulement dans le renseignement militaire mais également dans la finance, le commerce, la gestion de données médicales, les réseaux sociaux et bien d´autres cadres. À partir d´un exemple de la vie courante, le spam, Martin Abadi aborde des aspects variés de l´informatique tels que les protocoles cryptographiques, les modèles de calcul et les langages de programmation. Il nous aide à comprendre les enjeux de la sécurité informatique, ses outils fondamentaux et ses difficultés, tant pratiques que scientifiques. Martin Abadi est principal researcher à Microsoft Research Silicon Valley et professeur à l´Université de Californie, Santa Cruz. Il a également enseigné à Stanford et à Berkeley. Sa recherche porte en particulier sur la sécurité informatique et sur les langages de programmation. Il a été professeur associé au Collège de France pour l´année 2010-2011, dans la chaire d´Informatique et sciences numériques.

  • Leçon prononcée le Jeudi 21 janvier 2010 Chaire d´Innovation Technologique Liliane Bettencourt 2009-2010. La conception de nanotechnologies capables de transporter les médicaments dans l´organisme et de les libérer de manière spécifique au niveau du site d´action permet d´augmenter l´activité thérapeutique et de réduire la toxicité de nombreux médicaments. Ces « nanovecteurs » sont capables de protéger la molécule active de la dégradation par les enzymes de l´organisme, de l´adresser sélectivement vers le tissu ou la cellule cible, et d´en contrôler la libération. Plus spécifiques que les formulations pharmaceutiques traditionnelles, les « nanomédicaments » permettent de concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques dans la lutte contre des maladies sévères : cancers, infections intracellulaires, maladies métaboliques ou neurodégénératives, etc. La chaire d´Innovation technologique du Collège de France a été créée avec le soutien de la Fondation Bettencourt-Schueller.

  • Chaire internationale Savoirs contre pauvreté 2009-2010. Leçon prononcée le 7 janvier 2010. Trente années de riposte mondiale à l´épidémie du sida ont transformé la pratique de la santé publique et influencé les politiques de développement international. Longtemps directeur de l´ONUSIDA, Peter Piot en dresse le bilan. Il montre comment la lutte pour la prévention et pour le traitement des personnes porteuses du VIH a favorisé les approches multidisciplinaires et multisectorielles, l´engagement des communautés affectées, la promotion des droits de la personne, une évaluation rigoureuse des programmes, et une mobilisation mondiale des gouvernements et de la société civile. Ces approches peuvent être appliquées à d´autres problèmes de santé et de développement. La chaire internationale Savoirs contre pauvreté reçoit le soutien de l´Agence Française de Développement.

  • Leçon inaugurale prononcée le jeudi 4 février 2010. Chaire de Développement durable - Environnement, Énergie et Société (2009-2010).  Le changement climatique est source d´immenses défis pour toute analyse éthique, économique et politique. Nous connaissons l´ampleur de l´action requise et les domaines dans lesquels il faut agir : efficacité énergétique, technologies sobres en carbone, déforestation. Nous avons une idée des technologies à développer. Nous comprenons bien les politiques économiques élémentaires qui incitent à la réduction des émissions, à l´arrêt de la déforestation et à la promotion d´un usage plus raisonné de notre environnement naturel et de ses ressources. Le défi consiste aujourd´hui à insuffler la volonté politique d´accomplir tous ces changements. La chaire internationale de Développement durable - Environnement, Énergie et Société reçoit le soutien de TOTAL.

  • Fondée par Claude Bernard au XIXe siècle, la médecine expérimentale a orienté de façon décisive la recherche médicale et surtout la biologie moderne. Cest grâce à elle qua été mis en relief, entre autres, le rôle du système immunitaire, cest-à-dire des moyens de défense développés par lorganisme contre les microbes. Situés au croisement de la génétique, de limmunologie et de la pédiatrie, les travaux dAlain Fischer consistent à identifier les bases génétiques et moléculaires de maladies rares, les déficits immunitaires héréditaires (DIH), provoquant une vulnérabilité infectieuse, des maladies auto-inflammatoires, auto-immunes et parfois des cancers. Alain Fischer est médecin, professeur dimmunologie pédiatrique et chercheur en biologie. Il dirige depuis 2011 lInstitut Imagine de lhôpital Necker Enfants malades. Membre de lAcadémie des sciences et de lAcadémie nationale de médecine, il a reçu le Grand Prix de lInserm en 2008. Il est depuis juillet 2013 professeur au Collège de France, titulaire de la chaire de Médecine expérimentale.

  • Que nous apprennent la physique et la chimie sur le sourire de la Joconde ? Des techniques danalyse performantes, mobiles et non invasives, utilisant des rayons X, des lasers ou la lumière ultraviolette, visible et infrarouge, permettent aujourdhui de mieux comprendre le rôle des matières et des techniques picturales dans la création artistique. Elles contribuent également à lexpertise et à la restauration des uvres, notamment pour reconstituer léclat des couleurs dorigine. Indissociable dune démarche pluridisciplinaire, la physico-chimie nous fait remonter le temps et nous livre les secrets datelier des artistes, allant jusquà reconstituer le geste créateur. Philippe Walter a travaillé au Centre de recherche et de restauration des musées de France avant de fonder, à luniversité Pierre-et-Marie-Curie (Paris-VI), une unité mixte de recherche avec le CNRS, le Laboratoire darchéologie moléculaire et structurale (LAMS). Il a été professeur invité sur la chaire annuelle dInnovation technologique Liliane Bettencourt du Collège de France pour lannée académique 2013-2014.

  • Après des décennies d'études descriptives, la biologie du cancer vit une véritable révolution : les approches génétiques ont permis d'identifier les dérégulations cellulaires en jeu dans les tumeurs et de développer des traitements ciblés. Des travaux précurseurs ont ainsi élucidé l'action combinée de l'arsenic et de l'acide rétinoïque sur la protéine responsable de la leucémie promyélocytaire. Ce traitement, qui a permis de guérir la quasi-totalité des patients, suscite l'espoir que la compréhension intime des mécanismes de la cancérogénèse puisse bientôt déboucher sur de nouvelles approches thérapeutiques transposables à d'autres cancers.

  • Gérer le temps et les événements est central dans des domaines variés de l'informatique, des circuits et logiciels embarqués dans des objets de toutes sortes à la création musicale, en passant par la simulation de phénomènes physiques. Ce sujet est pourtant peu traité par l'informatique classique. Cette leçon présente des modélisations du temps et des événements associées à de nouveaux langages de programmation. Elle traite des notions d'épaisseur de l'instant, de temps hiérarchique et multiforme créé par la répétition d'événements, et du rapport temps réel/temps continu.

  • Séismes, tsunamis, éruptions volcaniques : l´ampleur de certaines catastrophes naturelles récentes et leurs conséquences dramatiques nous ont rappelé la puissance des phénomènes terrestres et la nécessité de la recherche scientifique pour mieux comprendre la dynamique du Globe. L´étude de l´intérieur de la Terre connaît depuis vingt ans une véritable révolution, notamment grâce au développement de techniques toujours plus performantes de tomographie sismique et à la puissance de calcul rendue possible par l´informatique. Barbara Romanowicz nous présente les progrès et les défis actuels de la sismologie globale. Earthquakes, tsunamis, volcanic eruptions: the extent of certain recent natural disasters and their dramatic consequences have reminded us of the power of terrestrial phenomena and of the need for scientific research to understand the Earth´s dynamics more fully. Over the last twenty years the study of the Earth´s interior has witnessed a real revolution, owing in particular to the development of increasingly sophisticated seismic tomography techniques and the powerful computations made possible by progress in numerical methods and computer technology. Barbara Romanowicz presents us with the current progress and challenges of global seismology.

  • Découvrez La robotique : une récidive d'Héphaïstos, le livre de Jean-Paul Laumond. C?est en préparant cette leçon que j?ai découvert que les roboticiens avaient un dieu : Héphaïstos. Dans la mythologie grecque, Héphaïstos est un artisan de talent. Séduit par Athéna, il tente de la posséder mais n?y parvient pas : la déesse du savoir résiste au dieu du faire.La robotique tient de cette tension. Si le mythe va à l?encontre d?une tendance actuelle à la confusion des genres entre science et technologie, il rend néanmoins compte de mon expérience en matière d?innovation.

  • Conçus à partir d´un langage formel, la logique du premier ordre, les systèmes de gestion de bases de données relationnels servent de médiateurs entre l´individu et la machine : ils traduisent les données en informations. Avec l´augmentation du volume de

  • Au cours des âges, l'homme a mis en oeuvre des savoirs et des savoir-faire pour maîtriser les matériaux. Il est passé des matériaux de rencontre disponibles dans son environnement aux matériaux sur mesure, conçus pour répondre à des cahiers des charges multicritères. Aujourd'hui nous pouvons, notamment grâce à la modélisation numérique à différentes échelles, concevoir des matériaux très performants, associant diverses classes de matériaux, dans des géométries et des dimensions contrôlées. Ces stratégies d'innovation - matériaux architecturés ou bio-inspirés - ont intégré de très nombreux secteurs industriels (automobile, aéronautique, bâtiment, sciences biomédicales, etc.).

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