e2φ 2015
Physique et Chimie : du cosmos à l'industrie
Montpellier
24 au 27 août 2015





Ateliers et visites

Le nombre de places étant limité, chaque participant a été invité à faire une liste préférentielle de 3 vœux sur un coupon-réponse envoyé par mail. En l'absence de réponse, le participant sera affecté à un atelier de manière aléatoire en fonction des places disponibles. La liste des participants par atelier sera affichée à l'ENSCM dès le premier jour de l'école.


Ateliers et visites
Visite du laboratoire de catalyse Les membres de l’équipe "Matériaux Avancés pour la Catalyse et la Santé" (MACS) déploient leurs compétences vers la compréhension et la maitrise des interactions physico-chimiques intervenant dans l’auto-assemblage de précurseurs synthétiques ou issus de ressources renouvelables afin d’élaborer des plateformes adaptables, structurantes et fonctionnalisantes de matériaux texturés utilisables en catalyse hétérogène et en santé. Les recherches menées au sein de l’équipe couvrent les domaines relatifs à la chimie indus - trielle durable, la protection de l’environnement et la santé humaine. Ces recherches s’orientent vers l’intensification de procédés catalytiques pour le raffinage, la pétrochimie et la dépollution automo - bile et le développement de nouveaux outils pour le diagnostic en imagerie médicale, la thérapie, ainsi que des actions nouvelles portant sur la reconstruction ostéo-articulaire et le dépistage de ma - ladies. La spécificité marquante des recherches conduites au sein de MACS réside dans l’étroite imbrication entre l’élaboration de nanomatériaux texturés et hybrides, les méthodes de caractérisations complémentaires et la modélisation moléculaire, incluant des approches quantiques, statistiques et de simulations dynamiques. Les travaux de recherches sont développés selon une démarche transverse autour de 4 groupes de compétences :
Visite de l'Institut Européen des Membranes L’UMR IEM, Institut Européen des Membranes (CNRS, UM2, ENSCM), fondée en 1994 est un laboratoire de référence au niveau international dans le domaine des matériaux et procédés membranaires. Ses objectifs de recherche s’articulent autour d’une approche pluridisciplinaire et multi-échelle de :
  • l’élaboration et la caractérisation de nouveaux matériaux membranaires ;
  • leur mise en oeuvre au sein de procédés membranaires ayant notamment pour application le traitement des effluents, la séparation de gaz, les biotechnologies en lien avec les sciences des aliments et de la santé.
Au plan local, l’IEM fait partie du Pôle Chimie Balard, avec l’ICGM (UMR 5253), l’IBMM (UMR 5247) et l’ICSM (UMR 5754). Pôle d’excellence soutenu par la région Languedoc-Roussillon et l’Etat, son objectif est de rapprocher la recherche, l’enseignement, et la valorisation. Ces 4 instituts sont également regroupés dans la Fédération de Recherche du CNRS FR3105 . Site web
Visite du laboratoire de chimie organique L’équipe AM2N permet, en regroupant des molécularistes, d’apporter une contribution originale aux thèmes fédérateurs de l’Institut Charles Gerhardt. La thématique de l’équipe centrée sur l’élaboration d’architectures moléculaires peut se développer en parfaite synergie avec l’ensemble. Il est clair que les outils et méthodes développés par les molécularistes permettent la construction d’édifices de plus en plus complexes, et que les hétéroéléments jouent un rôle de premier plan en particulier dans des matériaux aux propriétés variées. Les compétences et les acquis de l’équipe trouvent dans ce domaine des cibles, une valorisation et un enrichissement. Nous possédons en particulier de larges capacités pour élaborer, d’une part, des objets moléculaires à base d’hétéroéléments et pour contrôler, d’autre part, des assemblages tridimensionnels supramoléculaires ou solides par un choix judicieux de précurseurs, portant des fonctionnalités ou possédant des structures adaptées.
Ateliers scientifiques de la fête de la science À l'occasion d'initiatives telles que la fête de la science, les journées portes ouvertes de nos laboratoires ou de l'université, nous organisons généralement des ateliers scientifiques autour de différents concepts de la physique : la température, la pression, le changement d'état, le mouvement, le repère, l'électricité, le photon, etc. L'objectif de ces ateliers n'est pas de refaire ce que les élèves voient en classe avec leurs enseignants. Il s'agit de donner à voir les sciences (la physique en particulier) autrement. Nous proposons de faire découvrir aux participants de l'école E2Phy les méthodes et outils que nous avons mis au point en suivant modestement les traces des fondateurs du Palais de la Découverte.
Visite du Centre de Biochimie Structurale de Montpellier Microscopie et manipulation de molécules uniques. L’objectif fondamental du Centre de Biochimie Structurale consiste à caractériser les méca - nismes physiques fondamentaux sous-tendant la fonction biomoléculaire, et lorsque cela est pos - sible, d’exploiter ces informations dans la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques. Le centre est organisé en deux départements: le département de Biologie Structurale et le département de Biophysique à l’échelle de la molécule unique. Le CBS est un laboratoire mixte de recherche dont les organismes de tutelles sont : CNRS (Unité Mixte de Recherche 5048), INSERM (Unité 1054), et Université de Montpellier.
Atelier 'couleur' L’objet de cet atelier est de se familiariser avec le monde fascinant des couleurs, très souvent mal compris des physiciens :
  • pourquoi y a t-il trois couleurs de base, RGB ?
  • Pourquoi les artistes en citent-ils fréquemment quatre (Rouge-Jaune-Vert-Bleu) ?
  • Quelle est la relation entre le spectre de la lumière et la couleur ?
  • Pourquoi le sable mouillé change t-il de couleur alors que l’eau est transparente et incolore ?
Cet atelier sera l’occasion d’aborder des questions variées de cette science assez méconnue : Introduction à la science de la couleur ; Observations, classement des couleurs (Atlas de Munsell, test de Fansworth, comparaison teinte clarté saturation) ; Rôle et importance des illuminants ; Mesures et comparaisons avec les observations ; Réalisation de chaines colorées (en peinture et/ou numérique); Problème de la formulation.
Atelier 'Spectroscopie solaire à haute résolution' Cet atelier a pour but d'acquérir un spectre à haute résolution du Soleil à l'aide d'un spectrographe échelle à dispersion croisée, puis de calibrer les données brutes afin d'obtenir un spectre scientifiquement exploitable. Ce programme permet d'aborder plusieurs points intéressants : le principe de fonctionnement d'un spectrographe échelle, la problématique de la calibration des données, en particulier celles acquises avec un détecteur CCD, et enfin les applications de la spectroscopie à haute résolution en physique stellaire. Si la météo le permet des observations de la photosphère et de la chromosphère du Soleil pourront également être effectuées.
La toxicologie médico-légale à la police scientifique La toxicologie médico-légale peut rappeler à certains de vagues souvenirs sur des affaires d’empoisonnement qui ont été très médiatiques :Agnès Sorel, Marie Besnard ou plus récemment d’Emilie Tanay et d’Alexandre Litvinenko. Toutefois, cette spécialité de la police scientifique reste un domaine d’actualité. Lors de cet atelier vous seront présentées rapidement les substances recherchées, les milieux sur lesquels sont effectués les analyses ainsi que quelques techniques analytiques. Puis à l’aide d’exemples concrets, nous verrons les difficultés auxquelles se peut se heurter le toxicologue.
Atelier 'Acoustique' Le groupe M2A (Matériaux, Micro-capteurs et Acoustique) regroupe une trentaine de membres de l'IES afin de proposer un projet autorisant la réalisation et la mise en oeuvre de systèmes de mesure complexes. Les expertises complémentaires de ses différents membres concernent les micro-capteurs. Le groupe M2A maîtrise la synthèse de matériaux fonctionnels, leur caractérisation et leur intégration au sein de (micro- et macro-)dispositifs, nécessairement basées sur l'analyse des phéno - mènes multi-physiques et multi-échelles contraignant la conception et l'interaction de dispositifs avec un milieu ou un matériau. Ces compétences sont renforcées par le développement propre d'une électronique associée et du traitement du signal autorisant une évaluation ou un contrôle. La force du groupe réside dans la maîtrise de l'intégralité des étapes essentielles de conception et de réalisa - tion de capteurs. Les domaines d'expertise des membres du groupe concernent : la (micro-)acoustique, la rhéologie, la mesure inertielle par couplages thermomécaniques, les BioMEMS, l'intégration de capteurs sur supports flexibles et la RFID.
Visite de la plateforme BioNanoNMRI Les activités de notre équipe sont orientées vers les développements de la RMN et de l’IRM et ses applications à l’étude des nanomatériaux et des systèmes biologiques. Historiquement, notre « savoir-faire » repose sur les études RMN des matériaux à base de carbone comme les fullerènes et les nanotubes, afin de comprendre leurs propriétés structurales, électroniques et dynamiques. Notre approche est originale et a permis d’apporter des réponses précises sur des problématiques importantes comme l’encapsulation de molécules, la fonctionnalisation, les propriétés de conduction, les transferts de charges. Depuis deux ans, l’équipe s’est ouverte à l’Imagerie par Résonance Magnétique en forte collaboration avec le CHU, l’Institut d’Electronique du Sud, l’INRA Avignon, et deux entreprises NEUREVA et RS2D. Les développements d’outils d’analyse hautement sophistiqués répondent à une nécessité croissante de modernisation des sciences biologiques et médicales. L’IRM en particulier offre des opportunités extraordinaires dans le domaine de la biologie cellulaire et moléculaire in vivo, bouleversant de nombreux domaines des sciences biologiques. Les études entreprises dans notre équipe reposent sur la volonté d’appliquer, à la RMN et l’IRM, des techniques de détection en champ proche des composantes magnétiques et électriques émises par les objets investigués. La mise en oeuvre de cette approche est obligatoirement multidisciplinaire et à travers nos partenaires, elle sera appliquée à des systèmes biologiques issus des domaines des neurosciences et de l’agronomie. BioNanoNMRI
Atelier "Cosmodétecteur" Le cosmodétecteur est un détecteur de muons cosmiques. Il est composé de 4 parties :
  • les raquettes de scintillateur : détecte le passage éventuel des muons
  • le photomultiplicateur (PM) : amplifie le signal détecté par le scintillateur
  • la partie électronique : transforme le signal analogique reçu à la sortie du PM en signal numérique et discrimine les signaux trop faibles (fixé par l'expérimentateur
  • le logiciel
Le principe de détection est basé sur le principe de scintillation : au passage d'un muon, les atomes de milieu sont excités. Ceux-ci se désexcitent en émettant un photon qui est détecté au niveau du photomultiplicateur. Le scintillateur est plastique (fait de matières organiques). Le choix du scintillateur est basé sur :
  • la quantité d'énergie nécessaire pour créer un photon : elle ne doit pas être trop élevée pour pouvoir détecter les muons.
  • le spectre d'émission des photons : celui-ci doit être compatible avec le photmultiplicateur (dopage nécessaire parfois)
  • le temps de décroissance de la scintillation : il doit être le plus court possible pour éviter un temps mort trop long.
  • le pouvoir d'absorption des rayonnements : celui-ci dépend de si l'on souhaite arrêter le muon (pour la mesure du temps de vie) ou bien si l'on veut juste le détecter (roue cosmique