Nucléosynthèse

Sylvie VAUCLAIR est astrophysicienne, Docteur ès Sciences Physiques, Chercheur au laboratoire d ’Astrophysique de Toulouse-Tarbes (Observatoire Midi-Pyrénées), professeur à l'Université de Toulouse depuis 1981 (après avoir enseigné pendant douze années à l'Université de Paris) et membre senior de l ’Institut universitaire de France depuis 2002. Après deux thèses sous la direction d ’Hubert Reeves et d ’Evry Schatzman, ses travaux scientifiques ont porté sur la formation et l'évolution des éléments chimiques qui composent la matière dans l'Univers: Soleil, Etoiles, Univers Primordial. Depuis quelques années, elle s ’intéresse particulièrement à l ’astérosismologie, c ’est-à-dire aux oscillations stellaires, ainsi qu ’aux systèmes planétaires extra-solaires (exoplanètes)

Sylvie Vauclair a des responsabilités importantes au niveau national et international. Elle a été présidente de la Société Fran çaise d'Astronomie et d'Astrophysique, présidente de la section Midi-Pyrénées de la Société Française de Physique et présidente de la division d ’astrophysique de cette société, membre du Conseil National des Universités, etc. Elle est membre de nombreux comités internationaux, en particulier à la commission européenne, l ’observatoire européen austral (ESO) et l ’institut spatial de Berne (International Space Science Institute). Professeur à l ’Université de Toulouse, elle a été responsable de nombreux enseignements, en particulier le master-recherches « Astrophysique, Sciences de l ’Espace et Planétologie ». Membre du Haut Comité Scientifique de l’Observatoire de Paris, Membre de l'Académie Nationale de l'Air et de l'Espace et de l’Academia Europaea, elle est Officier des Palmes Académiques.

Bénéficiant d'une formation musicale approfondie, elle participe à des rencontres pluridisciplinaires alliant la science, l'art, la philosophie, la poésie. Elle a publié de nombreux articles dans des revues à destination de lecteurs « non-initiés ». Elle est membre du conseil de nombreuses associations et manifestations culturelles, marraine de plusieurs d ’entre elles. Passionnée par l'enseignement et le partage des connaissances, elle anime de nombreux cours et conférences de tous niveaux, souvent à destination d’un très large public. Elle a été présidente du jury du Festival International du Film Scientifique à Orsay en 2003, ainsi que d’autres jurys de manifestations à destination des jeunes (par exemple marraine d’exposcience internationale).

Ses actions et ouvrages ont été couronnés par L’Alpha d’or de l’espace (1998), le prix du cercle d’Oc (1999), le prix du livre scientifique d ’Orsay (2002) et le prix de l ’académie d ’Occitanie (2007)

Les éléments chimiques dont sont constitués la matière qui nous entoure ainsi que nos propres corps ont été formés pour la plupart dans les étoiles qui ont existé avant la naissance du Soleil et de la Terre. A l’origine de l’Univers, seuls les éléments les plus légers, l’hydrogène, le deutérium, l’hélium et une petite partie du lithium ont pu émerger du magma primordial. Les premières étoiles formées dans les premières galaxies ne comprenaient aucun élément lourd. Mais grâce à elles et aux générations successives se sont produites les réactions de fusion nucléaires qui ont permis de « monter » dans l’élaboration des éléments de plus en plus lourds. Quatorze milliards d’années ont été nécessaires à l’Univers pour fabriquer, lentement mais sûrement, tous les éléments chimiques qui constituent le monde actuel.

Il fallait que l’Univers soit déjà assez vieux à la naissance du Soleil pour que ces éléments soient présents en quantité suffisante à notre existence. Mais en réalité nous sommes beaucoup plus riches et complexes qu’un simple assemblage d’éléments chimiques. C’est toute la différence entre un tableau de Vincent Van Gogh et les gouttes de peinture qui le constituent, ou encore entre une partition de Wolfgang Amadeus Mozart et un ensemble de notes aléatoires. Cependant, alors que le tableau ne s’expliquerait pas sans le peintre ou l’œuvre musicale sans le compositeur, l’élaboration des structures de plus en plus complexes dans l’Univers s’explique d’une manière naturelle. C’est l’œuvre des « interactions fondamentales » (gravitation, électromagnétisme, interactions nucléaires faible et forte), qui lient entre elles les particules élémentaires et permettent l’élaboration des objets tels que nous les connaissons. La naissance des éléments dans l’Univers et les interactions fondamentales sont indissociables.

Je raconterai l’histoire de cette naissance, du Big Bang à la Terre, en passant par toutes les étapes de la nucléosynthèse, depuis le tout début, puis dans les étoiles et dans la matière interstellaire. Mais auparavant je dresserai un « état des lieux » : quels sont les éléments présents sur Terre, dans les océans, dans les corps humains, dans le système solaire en général et en quelles proportions sont-ils présents ? Comment le mesure­t-on ? Quelle est la composition des étoiles autres que le Soleil ? Cette composition varie-t-elle, et de quelle manière ? Quelle est l’importance de la composition chimique du milieu dans la formation des systèmes planétaires ?

Le déroulement sera le suivant : 1) introduction générale, 2) description de la structure profonde de la matière et des interactions fondamentales, 3) la mesure des abondances atomiques dans la nature, 4) les premiers instants de l’Univers et la nucléosynthèse primordiale, 5) la nucléosynthèse stellaire, calme et explosive, 6) les réactions particulières se produisant dans la matière interstellaire et la formation des éléments légers lithium, béryllium et bore, 7) conclusion : sur la Terre, sans que nous sachions exactement comment cela a pu se produire, l’organisation de plus en plus complexe de ces éléments a finalement conduit à la Vie, mais ceci est une autre histoire