L'objectif de cet atelier est de montrer dans un premier temps comment, à partir de la seule variable aléatoire continue uniforme entre 0 et 1 générée par EXCEL, il est possible de construire très simplement toutes les variables aléatoires possibles, discrètes (entre autres simulation jeu de pile ou face et comptage nucléaire) ou continues (entre autres simulation variable gaussienne). Cette approche des variables aléatoires permet d'aborder de façon ludique le domaine trop souvent rebutant des statistiques et peut constituer une alternative pédagogique.
Dans un second temps nous illustrerons à partir d'outils finalisés les possibilités multiples offertes par la simulation de variables aléatoires et pouvant présenter un intérêt :
pédagogique:

·  Simulation d'un compteur nucléaire
·  Simulation mesure de décroissance d'un radioélément.

ou scientifique :

·  Simulation des expériences d'Alain ASPECT (mesure de corrélation de photons intriqués)
·  Réalisation de tests statistiques divers
·  .....

L'optique est couramment exploitée pour sonder et analyser les évolutions de la structure d'un matériau soumis à des contraintes externes. Classiquement les mesures sont réalisées en espace libre avec des caméras et de ce fait ne rendent compte que des phénomènes de surfaces pour les matériaux non transparents. Le développement de la fibre optique a permis de mettre au point des capteurs optiques qu'il est possible d'enfouir au cœur des matériaux. Ces capteurs bénéficient de la grande maniabilité des fibres optiques : en optique guidée il n'est plus nécessaire de réaliser des alignements minutieux, il suffit souvent de connecter ensembles ses composants. Cette souplesse d'utilisation peut donner une fallacieuse impression de facilité. Il convient en réalité de prendre certaines précautions pour réaliser des mesures fiables avec des fibres optiques. Nous illustrerons ce fait en présentant deux capteurs à fibres optiques :

-        Capteurs de Fresnel : on enregistre la lumière réfléchie par l'extrémité clivée droite d'une fibre optique. L'intensité réfléchie dépend de l'indice de réfraction du milieu dans lequel plonge la fibre. Les variations d'intensité témoignent donc des variations d'indice du milieu.

-        Réseaux de Bragg fibrés : ils sont constitués par une modulation périodique de l'indice du cœur d'une fibre. Schématiquement, on peut les modéliser par une succession de miroirs régulièrement espacés. Si on fait l'analogie avec plans atomiques pour la diffraction X dans les cristaux, on voit que les réseaux de Bragg fibrés doivent réfléchir une bande spectrale étroite autour d'une certaine longueur d'onde : la longueur d'onde de Bragg. Cette longueur d'onde dépend du pas de modulation, qui lui même dépend de la température et des contraintes extérieures.

L'atelier débutera par une présentation d'un panel d'outils employés dans les dispositifs de mesures «fibrées» (sources, détecteurs, coupleurs, connecteurs, analyseurs de spectres optiques, soudeuse à fibres optiques). L'accent sera mis sur les problèmes de reproductibilité liés à la connectique. Dans un second temps, nous aborderons l'emploi de réseaux de Bragg Fibrés pour remonter aux contraintes mécaniques appliquées à une éprouvette de matériau. Ensuite un capteur de Fresnel sera réalisé. Il sera employé pour déterminer l'indice de réfraction d'un liquide. La méthode de mesure ainsi que sa reproductibilité seront examinées. Enfin, un exemple de ce type de mesure pour une application industrielle sera présenté : les pièces de matériaux composites (fibres de carbones/ résines Epoxy) utilisées dans l'industrie aérospatiale sont réalisées par un procédé en plusieurs phases : un tissu de fibre de carbone est positionné dans un moule qui défini la forme de la future pièce, ensuite une résine Epoxy est injectée dans le moule, puis l'ensemble est porté à une température donnée afin de réaliser la polymérisation. Nous montrerons l'emploi du capteur à fibre optique pour réaliser un contrôle du procédé de fabrication et aborderons les mesures préalables qui ont été réalisées dans le but d'étalonner le dispositif.

La vitesse de la lumière est un paramètre clé de la physique moderne, mais comment la mesurer précisément ? De nombreuses expériences d'optique ont permis de réaliser cette mesure avec plus ou moins de précision. Au cours de cet atelier quelques expériences célèbres seront décrites (Galilée, Römer, Fizeau), et une méthode originale s'appuyant sur la radioactivité b⁺ et l'annihilation de positron sera mise en oeuvre.
Après une description détaillée de cette expérience de physique nucléaire, les incertitudes liées à la méthode seront évaluées, et les résultats obtenus seront comparés à la valeur fixée de c.

En passant de la microélectronique à la nanoélectronique, de nouveaux phénomènes de transport électrique apparaissent qui sont liés à la nature quantique des charges. Ces phénomènes dépendent de la façon dont on réalise les dispositifs et dont on se prépare à faire les mesures électriques.
Les nanotubes de carbone sont de bons candidats pour des applications en nanoélectronique. En fonction de la façon dont ils sont connectés dans un circuit, on pourra ainsi observer des comportements de type balistique ou bien réaliser des boites quantiques. Ce sont en cela des nano-objets assez exemplaires.
Dans cet atelier, on présentera différentes expériences typiques de ces comportements et on pourra en discuter l'intérêt ou les limitations en terme d'applications.

Les structures maritimes et portuaires ont des vocations très diverses comme la protection des côtes, l'accueil de bateaux de plaisance ou de navires commerciaux ou encore l'exploitation pétrolière. A l'heure où des projets tels port 2000 au Havre ou les autoroutes de la mer émergent, les structures portuaires plus particulièrement sont toujours au cœur du développement durable de nos sociétés.
Toutefois, les ouvrages vieillissants et les réglementations se renforçant en même temps que les exigences sociales en terme de sécurité, il est nécessaire de se doter de nouvelles méthodologies pour décider de programmes de maintenance, réparation inspection ou du démantèlement de structures. C'est dans ce contexte appelé requalification des structures, que le champ des méthodes d'analyse de risque exprime tout son intérêt. Il s'agit d'une des méthodes permettant de croiser probabilités de défaillance et conséquences.
On explore dans cet atelier une facette essentielle de ces méthodes : la modélisation des données d'inspection. Une définition générale des concepts de probabilité de détection, probabilité de fausse alarme sera exposée et des résultats issus du projet européen Medachs seront présentés. Ils concernent la corrosion de structures portuaires métalliques. On réalisera durant cet atelier des mesures d'épaisseur à l'aide d'un appareil à ultrasons sur des plaques tests placées dans l'estuaire de la Loire un mois auparavant. On dégagera à cette occasion les bases d'un protocole de mesure permettant d'évaluer ces probabilités. On conclura sur les possibilités offertes d'introduire ces résultats dans des schémas d'aide à la décision notamment en s'appuyant sur des approches bayésiennes.