La Terre, une planète à risques : conférences Culture & Rencontre

Les conférenciers offrent aux membres expériment@l des articles pour préparer ou approfondir les conférences

Comme chaque année depuis 1998, la Fondation Culture & Rencontre organise, en collaboration avec l'Université de Genève, un cycle de conférences sur un thème scientifique. Cette année, sous le titre "La Terre, une planète à risques", la parole sera donnée à des chercheurs du Département des sciences de la Terre. Eruptions volcaniques, tremblements de terre, tsunamis, mais aussi atteintes à l'environnement liées à l'exploitation des ressources du sous-sol: autant de risques que la recherche s'efforce de mieux connaître pour mieux les gérer.

Ces conférences s'adressent à un large public et l'entrée en est libre. www.culture-rencontre.ch/conferences/
Pour les membres Expériment@l-Tremplins, les chercheurs de l'UNIGE qui donneront ces conférences ont accepté de proposer quelques articles ou vidéo qui permettront de se préparer pour mieux apprécier la conférence, d'approfondir après, ou d'être moins frustré si on n'a pas pu venir… Certains vous ont même commenté les articles pour éclairer votre choix.
La Faculté des Sciences est heureuse d'offrir aux membres l'accès à ces articles qui sont en général d'un niveau adapté à des scientifiques que vous êtes !



Mercredi 13 janvier 2016
Les éruptions volcaniques et leurs impacts sur notre société
Costanza Bonadonna, Professeur au Département des sciences de la Terre, Université de Genève

• Bonadonna C., Costa A., Folch A. and Koyaguchi T. (2015) Tephra dispersal and sedimentation, Elsevier - Encyclopedia of Volcanoes, 2nd Edition, Editors: H. Sigurdsson, B Houghton, S. McNutt, H. Rymer, J. Stix archive-ouverte.unige
• Bonadonna C, Folch A., Loughlin S, Puempel H, (2011) Future developments in modelling and monitoring of volcanic ash clouds: outcomes from the first IAVCEI-WMO workshop on Ash Dispersal Forecast and Civil Aviation (Geneva, Switzerland, 18-20 October 2010), Short Scientific Communication, Bulletin of Volcanology (http://www.springerlink.com/content/h01x16460482134w/)   Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
• Durant A, Bonadonna C, Horwell CJ (2010) Amospheric and environmental impacts of volcanic particle emissions, Elements, Vol. 6, 235-240 intranet.pdf
  Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)

Mercredi 20 janvier 2016
Tremblements de terre: retour vers le futur
Guy Simpson, Enseignant-chercheur au Département des sciences de la Terre, Université de Genève

• Kanamori, H., & Brodsky, E. E. (2004). The physics of earthquakes. Reports on Progress in Physics, 67(8), 1429‑1496. http://doi.org/10.1088/0034-4885/67/8/R03     Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
  

Mercredi 27 janvier 2016
Le gaz de schiste: risque ou opportunité ?
Andrea Moscariello, Professeur au Département des sciences de la Terre, Université de Genève

• Gorin, G., & Moscariello, A. (2013). Léman et gaz de schiste: un souci infondé. Lémaniques. Bull. assoc. Sauvegarde du Léman, 2-6. articel.pdf
• Gorin, G. E., Signer, C., & Amberger, G. (1993). Structural configuration of the western Swiss Molasse Basin as defined by reflection seismic data. In Eclogae Geologicae Helvetiae (Vol. 86, p. 693‑716). Birkhäuser. Bibliographie et abstract à l'adresse http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=3906838
• Bollinger, D. et al. (2014). Fracking – Segen oder Fluch?, Swiss Bulletin de geologie appliquee 19, 3‑172. Revue intranet.pdf

Mercredi 3 février 2016
Des tsunamis sur le Léman !
Stéphanie Girardclos, MER, Département des sciences de la Terre et ISE, Université de Genève

• Kremer, K., Hilbe, M., Simpson, G., Decrouy, L., Wildi, W., & Girardclos, S. (2015). Reconstructing 4000 years of mass movement and tsunami history in a deep peri-Alpine lake (Lake Geneva, France-Switzerland). Sedimentology, 62(5), 1305‑1327. http://doi.org/10.1111/sed.12190  Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
• Kremer, K., Marillier, F., Hilbe, M., Simpson, G., Dupuy, D., Yrro, B. J. F., … Girardclos, S. (2014). Lake dwellers occupation gap in Lake Geneva (France–Switzerland) possibly explained by an earthquake–mass movement–tsunami event during Early Bronze Age. Earth and Planetary Science Letters, 385, 28‑39. http://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.09.017  Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
• Kremer, K., Simpson, G., & Girardclos, S. (2012). Giant Lake Geneva tsunami in AD 563. Nature Geoscience, 5(11), 756‑757. http://doi.org/10.1038/ngeo1618  Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
•   Supplementary Movie (16 mB)   Fig 1: Une magnifique vidéo d'une simulation montre comment cette a pu balayer les cotes du léman avec une ampleur différente selon la structure du lac [img] source

Mercredi 10 février 2016
Les ressources minérales : risques, enjeux et défits
Robert Moritz, Professeur au Département des sciences de la Terre, Université de Genève

• Moritz, R., Noverraz, C., Marton, I., Marchev, P., Spikings, R., Fontignie, D., … Hasson, S. (2014). Sedimentary-rock-hosted epithermal systems of the Tertiary Eastern Rhodopes, Bulgaria: new constraints from the Stremtsi gold prospect. Geological Society, London, Special Publications, 402(1), 207‑230. http://doi.org/10.1144/SP402.7 Intranet.pdf Cet article reflète le mieux les orientations de sa recherche actuelle et de ses collègues et étudiants.  Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
• Moritz, R., Rezeau, H., Ovtcharova, M., Tayan, R., Melkonyan, R., Hovakimyan, S., Ramazanov, V., Selby, D., Ulianov, A., Chiaradia, M., & Putlitz, B. (in press, on-line). Long-lived, stationary magmatism and pulsed porphyry systems during Tethyan subduction to post-collision evolution in the southernmost Lesser Caucasus, Armenia and Nakhitchevan. Gondwana Research. http//doi.org/10.1016/j.gr.2015.10.009   Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
•  Cet article sur l'Arménie et le Nakhichevan est assez long et touffu, mais il explore le potentiel en ressources minérales d'une région mal connue: le Petit-Caucase, du lien de cette chaîne de montagne avec les chaînes iraniennes et de l'évolution de cette partie de la chaîne que nous appelons Téthys dans le contexte de la tectonique des plaques, avec la convergence progressive puis la collision des plaques arabe et eurasienne il y a environ 40-25 millions d'années.

• Niane, B., Guédron, S., Moritz, R., Cosio, C., Ngom, P. M., Deverajan, N., … Poté, J. (2015). Human exposure to mercury in artisanal small-scale gold mining areas of Kedougou region, Senegal, as a function of occupational activity and fish consumption. Environmental Science and Pollution Research, 22(9), 7101‑7111. http://doi.org/10.1007/s11356-014-3913-5  Les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article)
• Vos, Anton (201x) Sur la trace du mercure chez les chercheurs d'or du Sénégal, Campus 117 Télécharger en format PDF Ces deux articles reflètent des intérêts développés plus récemment et concernant des pollutions de mercure affectant une région du Sénégal oriental, liée à l'exploitation artisanale de l'or de la région. C'était un projet de recherche de mon doctorant le plus récent, je continue ma collaboration avec lui.

24 expériences et énigmes simples mais astucieuses du monde de la physique

Expériment@l-tremplins  souhaite a tous ses lecteurs de belles fêtes de fin d'année. Il continuera en 2016 à vous offrir un tremplin vers de la belle recherche en sciences, des thèmes sélectionnés pour l'enseignement des sciences et d'un niveau pour des gens qui ne se satisfont pas de la vulgarisation que les médias nous offrent.

Si vous vous ennuyez durant les préparatifs ou la fête de noël et ses cadeaux convenus et discussions superficielles (et même sinon ..!)  vous pourrez essayer de résoudre ces jolies énigmes offertes par la DPG Deutsche Physikalishe Gesellschft. (La traduction imparfaite (le jeu de mot présumé sur la mise en avant de la physique et l'avent par exemple) ne gâchera pas votre plaisir : les images sont en français :-)))

Même si le concours est bien entamé, vous pourrez explorer ces énigmes pour titiller votre  bonheur de comprendre les phénomènes de notre monde "au-delà du sens commun".

24 expériences et énigmes simples mais astucieuses du monde de la physique 

• Comment fonctionne le calendrier de la physique en ava(e)nt ?
• Comment participer ?
• Que pouvez-vous gagner ?
• Prospectus et affiche

Vous appelez ça jouer, nous appelons ça faire des expériences. Avec « PiA - Physics in advent » (physique en ava(e)nt), nous avons créé une sorte de calendrier de l'Avent spéciale et unique : un calendrier de la physique  en ave(e)nt. Nous présentons à de jeunes scientifiques, et à toutes les personnes qui en prendront plaisir, 24 expériences et énigmes simples mais astucieuses du monde de la physique. Ils susciteront votre intérêt, pour faire vos propres expériences et en vous donnant l'excitation de l'observation scientifique. Du 1er au 24 décembre 2015, chaque jour nous présenterons une expérience sous forme de clip vidéo. Vous pourrez faire l'expérience chez vous, et par vous-même, et ainsi répondre sur notre site internet à la question quotidienne jusqu'au lendemain, moment où vous pourrez consulter la solution en vidéo. Pour participer, vous devez être un collégien, du CM2 à la seconde, une classe ou une école. Rejoignez-nous et tentez votre chance ! En plus de vous amuser avec les expériences, vous pourrez tenter de gagner des cadeaux. Un tirage au sort sera effectué parmi les meilleurs participants individuels mais aussi parmi les meilleures classes et écoles. En outre, chaque participant, équipe ou classe recevra un certificat téléchargeable et imprimable relatif à leurs réalisations.


Fig 1: Du 1er au 24 décembre 2015, chaque jour nous présenterons une expérience sous forme de clip vidéo.  [img] source  http://www.physik-im-advent.de

Amusez-vous en surfant avec le monde de la physique!

    

Application DPG pour iOS:
Pour les appareils utilisant le système d'exploitation iOS, vous pouvez directement télécharger l'application sur l'AppStore en utilisant le mot clé : DPG, et l'installer facilement.

Application DPG pour Android:
L'application DPG est aussi disponible dans le Google Play Store, vous pouvez également la télécharger directement en utilisant le mot clé : DPG, et l'installer facilement.

 

L'héritage d'Einstein, 100 ans de relativité générale

Einstein … un génie !

Avec le centenaire de la théorie de la relativité, la littérature scientifique fourmille de nombreux articles sur le sujet

L'université de Genève offre une belle conférence à cette occasion et Expériment@l-tremplins vous propose plus bas les articles d'origine et quelques perspectives et pistes pour la classe sur ce personnage fascinant.

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Le génie d'Einstein par Michael Kramer,

Directeur de l'Institut Max Planck pour la radioastronomie à Bonn,

L'héritage d'Einstein, 100 ans de relativité générale.

le mardi 15 décembre, à 19h30 Uni Dufour, salle U600

Entrée libre dans la limite des places disponibles

Il y a 100 ans, Albert Einstein révolutionnait notre compréhension de l'Univers.

Après avoir exposé la théorie de la relativité restreinte en 1905 (le fameux E=mc²), sa théorie de la relativité générale postule que la gravitation n'est pas une force, mais une déformation de la structure de l'espace-temps. Cette découverte change complétement la manière d'appréhender le mouvement des corps dans un champ de gravitation et bouleverse le milieu scientifique. Les prédictions d'Einstein s'avèrent encore d'actualité et sont utilisées dans la recherche, notamment concernant les étoiles à neutrons ultra-compactes, les trous noirs ou les ondes gravitationnelles.

Afin de comprendre l'incroyable impact des prédictions d'Einstein sur le monde scientifique, l'Université de Genève (UNIGE) organise une conférence en anglais, intitulée « L'héritage d'Einstein, 100 ans de relativité générale », le mardi 15 décembre à 18h30, à Uni Dufour. Michael Kramer, Directeur de l'Institut Max Planck pour la radioastronomie à Bonn, Allemagne, présentera certains des tests les plus passionnants de la relativité générale. Il décrira également les objets fascinants utilisés pour l'étudier et mettra en évidence les liens qui peuvent être tissés entre cette théorie et notre vie quotidienne.

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Savourez ses articles originaux

Les lecteurs de Expériment@l sont des physiciens (ou chimistes ou biologistes) et apprécieront qu'on ne leur serve pas seulement la formule "bateau" E=MC²

Expériment@l a été rechercher les articles originaux. Ils sont disponibles à partir de ce "supplementary info" de Janssen, M., & Renn, J. (2015).  Einstein Supplementary Information (55K)

Fig 1: 2 Extraits d'un des 4 papiers sur la relativité généralisée  Einstein en 1915 Cliquer pour consulter le document original [img] source http://einsteinpapers.press.princeton.edu  

Il n'était pas un génie solitaire ?

Une perspective historique (vous savez combien les historiens aiment à nous montrer que nous n'avons pas bien compris ce qui s'est passé,… et qu'ils ont parfois bien raison ! )  montre que des collègues à l'EPFZ,  entre autres l'ont bien aidé !
"History: Einstein was no lone genius : Lesser-known and junior colleagues helped the great physicist to piece together his general theory of relativity, explain Michel Janssen and Jürgen Renn". article

Fig 1: Marcel Grossmann (left) and Michele Besso (right), university friends of Albert Einstein (centre), both made important contributions to general relativity. [img] source Grossmann, Einstein: ETH-Bibliothek Zürich/Bildarchiv; Besso: Besso Family/AIP Emilio Segre Visual Archives

Son cerveau était-il spécial ?

Certains ont tenté de trouver dans l'anatomie de son cerveau les causes de son génie… Snapshots explore Einstein's unusual brain
Alors que la recherche sur le cerveau s'oriente plutôt - il me semble- sur l'étude des connections...
Falk et al (2013) ont retrouvé des photos du cerveau d'Einstein et les ont analysées : ils trouvent une complexité des circonvolutions accrue "the complexity and pattern of convolutions on certain parts of Einstein's cerebral cortex", spécialement dans le cortex préfrontal, les  lobes pariétaux et le cortex visuel .
Cet article présente et analyse des photos originales de ce cerveau mythique !

Fig 3: le cerveau de Einstein était plus petit que la moyenne mais avait quelques caractéristiques anatomiques particulières [img] source Falk, D., et al. (2012)

Un ouvrage vulgarisé- parmi de nombreux autres

A l'occasion de ce centenaire, de nombreuses publications ont vu le jour ou ressortent, et - à titre d'exemple - celle-ci a attiré mon attention dans la bibliothèque d'un établissement du secondaire genevois : Parsons, Paul (2012).

Fig 4: 3 minutes pour comprendre les grandes théories d'Einstein, 2013, Parsons Paul  [img] source :Amazon

Conclusion : l'accès aux sources originales permet d'approfondir, de rafraîchir de goùter la saveur des savoirs !

La possibilité de discuter en classe des articles d'origine et de photos originales (authentiques dans un sens) de ce cerveau mythique pourrait stimuler l'intérêt des élèves pour l'anatomie du cerveau en plastique qui peut leur être présenté en classe... Boethel, M., & Dimock, K. V. (1999)  p. 26 disent en effet que l'usage des technologies en  classe peut être

• identifier les conceptions des élèves ;
• susciter – ou orienter - la motivation ;
• fournir des problèmes pour fonder l'enseignement;
• fournir un éventail de situations, permettant la négociation du sens ;
• accroître la complexité traitée ;
• adopter un rôle de tuteur ;
• tester des scénarios multiples ;
• susciter des conflits sociocognitifs ;
• rendre le contenu plus authentique ;
• élargir l'éventail des interactions sociales à des pairs ou à des experts, même hors de la classe.

Boethel, M., & Dimock, K. V. (1999)  p. 26

Sources :

• Boethel, M., & Dimock, K. V. (1999). Constructing Knowledge with Technology: A Review of the Literature: Southwest Educational Development Laboratory.
  
• Costandi, M. (2012). Snapshots explore Einstein's unusual brain. Nature. http://doi.org/10.1038/nature.2012.11836 
• Einstein's four November 1915 papers CPAE 6; 21, 22, 24, 25 
• Einstein's 1905 special relativity paper CPAE 2; 23
• Janssen, M., & Renn, J. (2015). History: Einstein was no lone genius. Nature, 527(7578), 298‑300. http://doi.org/10.1038/527298a
• Falk, D., Lepore, F. E., & Noe, A. (2013). The cerebral cortex of Albert Einstein: a description and preliminary analysis of unpublished photographs. Brain, 136(4), 1304‑1327. http://doi.org/10.1093/brain/aws295
• Parsons, Paul (2012). 3 minutes pour comprendre les grandes théories d'Einstein édition COURRIER DU LIVRE. Paris

Les jeunes adultes : une nouvelles génération de superhumains ? mardi 15 déc. 12h15 salle PM04

La recherche génère des thérapies améliorant l'état des malades, mais l'humain augmenté par la biologie reste controversé … Qu'en pensent nos élèves ?

D'un coté on a un discours enthousiaste sur les améliorations que la technologie va apporter aux humains, l'avenir radieux, la longévité, l'extension que les progrès des sciences et technologies nous offrent, d'un autre coté il y a des craintes et des réticences morales.
Le débat se fait dans de nombreux cercles - par exemple

• Dans Nature : Callaway, E. (2012). Technology: Beyond the body. Nature, 488(7410), 154‑155. http://doi.org/10.1038/488154a

• Dans La Recherche intranet.pdf
• Dans Science et Vie
  

Mais qu'en pensent nos élèves ?

Un projet avec Vincent Menuz, enseignant de Biologie au collège Rousseau (Genève) (mais aussi Associé de recherche aux Universités de Zurich et Montréal,  et co-fondateur du think-tank NeoHumanitas ) étudie  les enjeux sociaux et éthiques liés à l'amélioration humaine.

•  Il nous propose un dossier à thème sur l'amélioration humaine (http://philosophie.ch/assets/files/fr/Dossier_enhancement.pdf). On y trouve également une publication « ciblée » de Vincent Menuz, destinée au grand public.

Il viendra présenter ses recherches lors du Brownbag de TECFA mardi 15 décembre

Les jeunes adultes : une nouvelles génération de superhumains ?

de 12h15 à 13h15 salle PM04  (Pavillon Mail à coté d'UniMail)

les brownbags sont des moment de discussion informelle de recherches en cours ou l'on peut venir avec son picnic (dans une cornet brun par exemple..)

Fig 1: L'Homme Augmenté: Dialogue entre ados et chercheurs [img] source  http://superhumains.neohumanitas.org/

Les jeunes adultes : une nouvelles génération de superhumains ? Dr. V. Menuz¹

Depuis une dizaine d'années, les débats académiques concernant les enjeux sociaux et éthiques liés à l'amélioration humaine – le human enhancement – font partie des discussions centrales abordées en bioéthique. Cependant, alors qu'il est pleinement concerné, le grand public ne s'est pas vu offrir l'opportunité de participer à ces débats. Le projet superhumains.ch est une première étape dans la démocratisation de ces discussions. Durant une année, de jeunes adultes issus de différentes écoles de Suisse Romande ont eu l'occasion, d'une part, d'acquérir des bases fondamentales de bioéthiques dans le but de commencer une réflexion sur les aspects moraux de l'amélioration humaine. D'autre part, ils ont pu exprimer leurs points de vus par l'écriture, le dessin ou les arts plastiques. Après une première étape d'analyse des travaux de ces jeunes adultes, nous avons pu mettre en évidence trois préoccupations centrales. Premièrement, ils craignent qu'un jour nous soyons forcés de devoir nous améliorer technologiquement. Deuxièmement, ils sont effrayés à l'idée que ces modifications technologiques érodent notre « humanité ». Enfin, ils ont peur des effets secondaires potentiellement néfastes et imprévisibles qui pourraient survenir suite à des interventions amélioratives. Ces trois préoccupations ont déjà été soulevées – et largement balayées – par certains bioéthiciens. Notre étude montre ainsi un paradoxe important: alors que les universitaires, dans leurs discours, pensent avoir réglé les problèmes de coercitions, d'érosion de notre humanité et des effets secondaires liés à l'amélioration humaine, les jeunes adultes estiment quant à eux que ces points sont, au contraire, des enjeux centraux du débat. Nous estimons qu'il est temps, d'un côté, de recadrer le débat académique sur les enjeux sociaux et éthiques que soulèvent l'amélioration humaine en tenant compte des préoccupations véritables du public. D'un autre côté, nous devons permettre à ce dernier de participer pleinement aux discussions académiques sur ces enjeux.

1 Associé de recherche aux Universités de Zurich et Montréal, enseignant de biologie au collège Rousseau (Genève) et co-fondateur du think-tank NeoHumanitas (vincent.menuz@edu.ge.ch)

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L'invitation de TECFA

[BrownBag]  Mardi 15 décembre: Les jeunes adultes : une nouvelles génération de superhumains ?

Bonjour à toutes et à tous, TECFA vous invite au prochain séminaire BrownBag, qui aura lieu le mardi 15 décembre de 12h15 à 13h15 salle PM04 du Pavillon Mail. Nous recevrons Vincent Menuz, docteur en biologie, enseignant à Genève et chercheur associé au groupe OMICS-ETHICS de l'Université de Montréal.

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Titre de la présentation:

Les jeunes adultes : une nouvelles génération de superhumains ?

Résumé de la présentation:
Nous avons offerts l'opportunité à de jeunes adultes de participer aux débats sur les enjeux sociaux et éthiques soulevés par les modifications technologiques de l'être humain. Notre étude montre que ce public a peur (i) d'être forcé de devoir s'améliorer, (ii) de perdre son « humanité » et (iii) des effets secondaires liés aux interventions amélioratives. Alors que les universitaires, dans leurs discours, pensent avoir réglé les craintes soulevées par les jeunes, ces derniers estiment que ces points sont, au contraire, des enjeux centraux du débat.
http://superhumains.neohumanitas.org/
En savoir plus sur le projet superhumain.ch (PDF)

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Informations pratiques concernant le BrownBag:
- Site du BrownBag: http://tecfa.unige.ch/tecfa/brownbags/
- Situation du Pavillon Mail: http://tecfa.unige.ch/tecfa/brownbags/plan_IUFE.png
- Enregistrements des BrownBag précédents: https://mediaserver.unige.ch/conferences/search/departement:257/Unit%C3%A9%20des%20technologies%20de%20formation%20et%20apprentissage%20-%20TECFA

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Au plaisir de vous accueillir mardi prochain,

Julien Da Costa.

Semaine d’étude «Biologie et médecine» 13 au 19 mars 2016

"J'étouffe parfois dans cette école et j'espère rencontrer d'autres jeunes passionnées…"   

Une élève vient me voir hier : elle a reçu l'annonce de cette semaine d'étude «Biologie et médecine» et dit combien elle y voit une ouverture, l'espoir de rencontrer d'autre jeunes passionnés de science, un monde stimulant... 
Le climat socio-culturel de chaque établissement change sans doute, mais son message dit l'isolement et le sentiment d'étouffement vécu par certains élèves intéressés aux sciences et parfois très sensibles. Par exemple les HP ( mais il y a d'autres différences) :

Se sentant différent, l'enfant HP [haut potentiel] se dévalorise facilement et de cela découle une mauvaise estime de soi, phénomène observé fréquemment chez les sujets hors norme.  (HPI info, 2009)

Certains élèves aspirent à rencontrer d'autres élèves comme eux et s'épanouir dans des espaces où réfléchir et penser autrement n'est pas une tare, mais une ouverture… 
Nous pouvons proposer l'opportunité à certains jeunes passionnés de sciences ou de médecine - les garçons mais aussi les filles qui osent parfois moins - de rencontrer d'autres qui veulent partager leur passion, leur envie d'approfondir, retrouver leur soif d'apprendre…
La science appelle les jeunes offre une semaine d'étude «Biologie et médecine»13 au 19 mars 2016 à l'université de Genève entre autres.


Fig 1: Parfois les élèves passioné-es peuvent désarçonner les enseignants [img] source Pécub in HPI info (2009)
Mesdames, Messieurs,
Au printemps, la fondation La Science appelle les jeunes organise la semaine d'étude «Biologie et médecine». En mars 2016, les jeunes intéressés par ces domaines auront à nouveau la possibilité de réaliser, avec le soutien de scientifiques de hautes écoles et d'universités renommées, leur propre petit projet de recherche. Comme partenaires, nous pouvons à nouveau compter sur le précieux soutien de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), de l'Université de Genève, de l'Université de Zurich, de l'ETH de Zurich ainsi que l'Université de Berne.
La semaine d'étude se déroule du 13 au 19 mars 2016 (arrivée le dimanche soir, retour le samedi midi). Elle se termine par une manifestation finale commune au Rolex Learning Center de l'EPFL, manifestation au cours de laquelle tous les participants présentent leurs résultats au public.
Nous vous remercions d'attirer l'attention de vos élèves ou apprentis sur cette offre et de bien vouloir transmettre ces informations à vos collègues. Pour ce faire, nous joignons une courte présentation (PPT) et une feuille d'information avec de plus amples détails sur la semaine d'étude.
Merci aussi de communiquer aux jeunes:

• Qu'une inscription n'est pas une garantie de participation.
• Que seules les inscriptions complètes avec signatures, tampons de l'école et lettre de motivation sont prises en compte
• Que les priorités, pour les projets, sont prises en compte dans la mesure du possible
• Qu'il est obligatoire de dormir à l'auberge de jeunesse pendant la semaine
• Qu'ils s'engagent, par leur inscription, à participer l'ensemble du programme et à renoncer aux rendez-vous d'ordre privé pendant la semaine.

La date limite d'inscription est fixée au 26 janvier 2016
Nous nous tenons volontiers à votre disposition pour toute question.
Nous nous réjouissons de recevoir de nombreuses inscriptions de jeunes motivés et intéressés par la science.
Avec nos sincères salutations,
LA SCIENCE APPELLE LES JEUNES
Karin Büchler
Responsables de projet

Source :

• HPI info (2009) Association Suisse pour les Enfants Précoces, ASEP  pdf
  

La chimie : forcément dans un solvant et rapidement ? Prof Piguet commente

La chimie : forcément dans un solvant et rapidement ?

Le symbole de l'activité du chimiste est une éprouvette, un ballon ou un erlenmeyer, avec des liquides.  Les transformations chimiques se produisent en général très vite (parfois extrêmement !) et dans un solvant.  Souvent c'est ce solvant qui pose problème pour l'environnement. Une news de Nature (Lim, X. , 2015) évoque le  "slow-chemistry movement".

la slow chemistry : plus lente et plus propre ?

Le journaliste met en  perspective cet a priori rapide et liquide en mentionnant de nombreuses réactions chimiques qui se font sans solvant et très lentement (des jours des mois des années cf table ci-contre)  L'attaque du lichen sur la roche,  ou les pigments de la renaissance sont des exemples où nous pouvons voir les effets, de la slow chemistry qu'ils présentent comme une chimie "verte". 

SLOW, SLOWER, SLOWEST Ageing reactions happen on a wide range of timescales. 1 DAY • The antibiotic clarithromycin changes phase in carbon dioxide. • Synthesis of milligrams of small, iron-based organometallic compounds. 4 DAYS • Synthesis of 10 grams of zinc- or cobalt-based metal–organic frameworks. 1 WEEK • Synthesis of milligrams of copper-based luminescent polymer. 1 MONTH • Aspirin degrades at 60 ˚C and 90% humidity. 3 MONTHS • Lead-white pigment produced from lead. 1 YEAR • Lichen acids etch rock to a depth of 0.3–30 micrometres. 20 YEARS • Green patina covers the Statue of Liberty as a result of an oxidation reaction between copper, oxygen and water vapour. Sources: 1 day: J. Tian et al. J. Am. Chem. Soc. 133, 1399–1404 (2011)/D. Braga et al. CrystEngComm 9, 879–881 (2007); 4 days: ref. 2; 1 week: ref. 3; 1 month: L.-L. Li et al. Arch. Pharm. Res. 31, 381–389 (2008); 1 year: M. R. Lee & I. Parsons Chem. Geol. 161, 385–397 (1999)

Prof Claude Piguet de l'UniGE nuance cet enthousiasme

"La lecture de ce 'scoop' scientifique rappelle immédiatement les analyses du philosophe situationiste Guy Debord (1931-1994), qui écrit dans son essai sur la société du spectacle :  <<La société du spectacle est le règne autocratique de l'économie marchande ayant accédé à un statut de souveraineté irresponsable, c'est également l'ensemble des nouvelles techniques de gouvernement qui accompagne ce règne. Rien n'existe s'il n'est spectaculaire!>>. Tous les concepts chimiques bien connus depuis plus d'un siècle, thermodynamique, cinétique, état de transition, diffusion, se trouvent mélangés dans cette courte communication dans Nature, mais ceci dans un bric-à-brac informe qui fait croire à quelque-chose de nouveau, voire de spectaculaire. Qui-a-t-il de bien extraordinaire à ce que les transformations de la matière (ce que l'on nomme des réactions chimiques) puissent être lentes ou rapides en fonction des conditions externes, puisque nous l'expérimentons tous les jours. Ainsi la réaction de la matière organique constituant nos corps réagit spontanément avec l'oxygène de l'air, mais c'est parce que la vitesse de cette réaction est très lente que nous ne brûlons pas comme des allumettes… Notons, au passage, que les réactions chimiques dans notre corps sont réalisées en milieu solvaté puisque plus de 65% des tissus vivants est constitué d'eau."

Fig 1: Lichens make acids that react with solid rock in processes that chemists are trying to mimic. [img] source  Frans Lanting/Robert Harding Picture Library

Ce regain d'intérêt récentes sont des retombées de recherches sur les transformations des médicaments dans les comprimés et autres formes solides vieillissement.

McGill chemist Tomislav Friščić, describes it as "lazy man's chemistry": let a mix of solid reactants sit around undisturbed while they spontaneously transform themselves. More properly called slow chemistry, or even just ageing, the approach requires few, if any, hazardous solvents and uses minimal energy. If planned properly, it also consumes all the reagents in the mix, so that there is no waste and no need for chemical-intensive purification. (Lim, X. , 2015)

Les auteurs montrent que de nombreuses réactions pourraient se faire bien plus proprement avec des réactions lentes. Effectivement on évite les problèmes liés au solvant. Mais l'exemple du "pigment renaissance" blanc de  plomb mentionné ( à base de plomb laissé au contact de vapeurs de guano) montre bien que la slow chemistry n'est pas forcément "verte". 

Prof Piguet  commente  :

"Quel rapport peut-il y avoir entre une constante cinétique, qui mesure la vitesse d'une réaction, et son caractère polluant ? je ne vois guère que le décalage temporel de la production des toxiques qui encombreront donc les générations suivantes. Du moment que la réaction doit donner un produit toxique, la thermodynamique ne laisse aucune porte de sortie honorable, comme cela est mentionnée pour le blanc de plomb. La présence ou l'absence de solvant est probablement un concept plus pertinent, mais on peut rester dubitatif sur la volonté de limiter les solvants pour la synthèse chimique alors que l'on brûle à l'air libre, dans nos sociétés, ceci sans aucun scrupule, des quantités massives de solvants organiques pour chauffer les bâtiments et faire avancer voitures et avions. Cerise sur la gâteau, la nécessité d'augmenter l'indice d'octane nécessaire aux moteurs performants (= haut taux de compression) fait ajouter des quantités de produits aromatiques (auparavant du plomb tetraethyl qui a été interdit) dans l'essence, des produits que les chimistes dans les laboratoires manipulent sous hottes ventilées avec des gants de protection. Alors la chimie verte pour faire de cailloux, raoidement ou lentement, est-ce vraiment pertinent ? "

Si on s'organise la vitesse n'est pas un problème "It's not slow if you plan in advance," précise Friščić, (Lim, X. , 2015)

Les auteurs de l'article mentionnent des bases de Schiff, des composés organometalliques, etc. Notamment pour l'extraction minière souvent très polluante.  

Cinčić's group has demonstrated⁴ that vapour digestion can be used to synthesize Schiff bases, small organic molecules containing a carbon–nitrogen double bond. The team's next goal is to use the method in a one-step synthesis of amines: nitrogen-containing organic compounds that are used in many dyes and drugs, and that typically require two or three synthesis steps.

various metal–organic materials from oxides of main-group metals, transition metals and lanthanides — solids that tend to have very high melting points and low solubility one could bypass that step, and make valuable metal–organic frameworks directly from rocks. He and his team are working on scaling this process up to bring it to the metal extraction and separation industry (Lim, X. , 2015)

Prof Piguet commente 

"Cette nouvelle branche de la chimie qui traite des metal-organic framework (MOF) relève essentiellement d'un effet de mode lancé depuis la fameuse université de Berkeley en Californie. Ces mêmes systèmes s'appelaient des polymères de coordination il y a vingt ans, ceci sans rien changer de fondamental dans leurs constitutions. Il est cependant important, en Sciences, de redécouvrir le même sujet à chaque génération de scientifiques (environ tous les 20-30 ans), cela assure la transmission du savoir. Seuls ceux qui vivent plus longtemps en mesurent l'ennui !"

Tout ce qu'on peut faire en solution on peut faire avec les réactions lentes (ageing) declare Friščić. "Everything you can do in solution, you can do with ageing, and more" .

Pour conclure Prof.  Piguet indique

Sans entrer dans les détails, j'ai lu des erreurs chimiques étonnantes dans ce court opuscule publié dans Nature et concernant la 'slow chemistry'. La plus frappante pour un chimiste de cœur comme votre serviteur se trouve dans la phrase suivante : <<More properly called slow chemistry, or even just ageing, the approach requires few, if any, hazardous solvents and uses minimal energy. If planned properly, it also consumes all the reagents in the mix, so that there is no waste and no need for chemical-intensive purification. >> L'énergie à mettre en jeu dans une réaction chimique ne dépend pas de la cinétique de réaction, et il est loin d'être évident que l'absence de processus de solvatation va systématiquement conduire à une minimisation de la variation d'énergie libre de réaction. La seconde partie de la phrase est encore plus obscure puisque toute réaction s'arrête à l'équilibre chimique et qu'il reste toujours des réactifs mélangés aux produits. Nier ce fait revient à nier l'équation de vant'Hoff, formidable thermodynamicien qui obtint en 1901 le premier prix Nobel de chimie. Devant tout cette survente d'arguments peu convaincants, mais certainement très accrocheurs et vendeurs, je terminerai, à votre choix, soit sur ce dernier quatrain de Charles Baudelaire tiré des Fleurs du Mal (Un Voyage à Cythère), un peu pessimiste, mais tellement simple et honnête.

Dans ton île, ô Vénus ! je n'ai trouvé debout

Qu'un gibet symbolique où pendait mon image...

- Ah ! Seigneur ! donnez-moi la force et le courage

De contempler mon coeur et mon corps sans dégoût !

Ou sur ce clin d'œil du dessinateur Christian Binet (1947) résumant ce type d'annonce survendue dans le cadre d'une commande dans un restaurant.

Le client lisant la carte: Je prendrai bien le Prince des Mers dans sa Sauce des Fruits de la Provence.

Le Maitre d'hôtel transmettant la commande en cuisine : Une sardine à l'huile pour la table numéro 4 !

References

• Lim, X. (2015). The slow-chemistry movement. Nature, 524(7563), 20‑21. http://doi.org/10.1038/524020a

• Qi, F., Stein, R. S. &amp; Friščić, T. Green Chem. 16, 121–132 (2014). Article
• Motillo, C. et al. Green Chem. 15, 2121–2131 (2013). Article
• Braga, D., Grepioni, F., Maini, L., Mazzeo, P. P. &amp; Ventura, B. New J. Chem. 35, 339–344 (2011). Article
• Cinčić, D., Brekalo, I. &amp; Kaitner, B. Green Chem. 48, 11683–11685 (2012). Article
• Lim, X. (2015). The slow-chemistry movement. Nature, 524(7563), 20‑21. http://doi.org/10.1038/524020a

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Conférence du prof Galili, comment l'art peut aider à enseigner des concepts scientifiques 18 nov 18h

Le prof. A. Mueller informe les membres Expériment@l

Alors que l'on oppose souvent l'art et la science, le prof Galili, expert en philosophie, histoire, et didactique des Sciences étudie des interactions stimulantes entre l'art et des concepts scientifiques.
Ce spécialiste viendra partager sa passion et ses recherches le 18. nov. 2015 Ecole de Physique.
Peut-être les enseignants de maths ou physique y  trouveront-ils des idées pour intéresser les élèves à des concepts abstraits,
et d'établir des ponts entre culture scientifique et culture générale?

Fig 1: Détail de "Scènes de Nativité" par Vitale da Bologna  (1353);La figure géométrique en haut est indiquée par la flèche

The role of culture and of history of science for  understanding and teaching science

Conférence du Prof. I. Galili (Jerusalem)  
  Mercredi18 nov. 2015, 18h - 19h30  Ecole de Physique (Auditoire Stückelberg)

Le Professeur Galili est connu pour ses recherches dans un très vaste domaine de travail en didactique des sciences (notamment de la physique), couvrant de nombreux sujets, allant de l'apprentissage des concepts (entre autres masse, électricité, force, etc. ; p. ex. cf . [2.])  jusqu'aux interactions multiples entre histoire et culture, les Sciences, et leur enseignement.

Dans cette dernière perspective, un travail récent [3.] traite en profondeur le potentiel des beaux arts en didactique des sciences (et mathématiques). Dans l'exemple de ci-dessus Galili analyse un élément curieux, à première vue tout à fait étranger à un tableau religieux de cette époque : un triangle rectangle isocèle. Etant donné l'importance du symbolisme dans l'iconographie médiévale, on peut se demander quelles seraient les propriétés particulières de ce triangle que le peintre a choisies pour transmettre un message symbolique ?

Or, ce triangle a au moins deux propriétés particulières qui sont étudiées en géométrie élémentaire, et qui étaient connues depuis l'antiquité : Premièrement, ce triangle se multiplie en formes similaires de façon infinie, en traçant juste une seule ligne, la hauteur sur l'hypoténuse. Deuxièmement, ce triangle est considéré comme le premier objet pour lequel les Pythagoriciens ont découvert la propriété qui pour les formes est l'incommensurabilité (de l'hypoténuse et des cathètes), et pour les nombres l'irrationalité [4.]; la découverte de cette deuxième propriété est considérée comme un évènement majeur en mathématiques et en histoire des idées.

Donc avec une seule forme simple, le peintre a su évoquer, à des personnes éduquées en géométrie élémentaire, les idées de l'infini et de l'irrationnel (ou non-rationnel) avec leur signification essentielle pour la pensée chrétienne [5.]. Galili discute aussi cette œuvre d'art et sa fonction et valeur éducatives ainsi que celles d'une demi-douzaine d'autres exemples. Bien sûr, il ne s'agit pas là de l'éducation à la pensée chrétienne, mais d'explorer les liens étroits et fructueux entre culture et sciences/maths.  

Dans un article tout récent, le Prof Galili reprend l'exploration de ces liens sous une autre perspective et pour les travaux des deux figures éminents en histoire des science (et de la technologie), à savoir Leonard de Vinci et Galileo Galilei [6.]. Si vous êtes intéressé-e-s par cette perspective, et ses apports et implications pour la didactique des sciences, lisez l'abstract  ci-dessous , et soyez les bienvenu-e-s à la conférence.  

Showing the role of history of science for understanding and teaching science by comparing the contributions of Leonardo and Galileo within the framework of cultural content knowledge

Abstract

Igal Galili
Faculty of Mathematics and Natural Sciences, The Hebrew University of Jerusalem

Common physics curricula present the subject matter as a scientific discipline, meaning, univocally and often ignoring the scientific discourse in which the considered element of knowledge was consolidated. In promoting the recently suggested perspective of cultural content knowledge (CCK) and cultural structure of scientific theory (discipline-culture), a special value is ascribed to the alternative ideas and conceptions as contrasting and emphasizing the normative knowledge in the conceptual variation of the subject of learning. This approach changes the frequent attitude to the historical heroes of science showing not only their successes (which became in standard association of names with their great contributions), but also their other views and activities placing them in comparison with other participants of scientific discourse and the parallel contents of the modern knowledge. This approach equally holds regarding the ontological elements of knowledge (what was stated/believed?) as well as epistemological aspects (how/why was it stated?)

I will illustrate this approach to knowledge presentation through considering several examples of the scientific products by two famous figures of the history of science: Leonardo and Galileo. All the cases address the topic of regular introductory physics curriculum in mechanics and optics (recently published in Science & Education*), which make them suggestive with regard to teaching method and contents.
* Igal Galili (in press). From Comparison Between Scientists to Gaining Cultural Scientific Knowledge: Leonardo and Galileo. Science & Education.

Sources

[1.]  http://sites.huji.ac.il/science/stc/staff_h/galili_h.htm

[2.]   see eg :Galili, I. & Hazan, A. (2000). 'Learners' knowledge in optics: interpretation, structure, and analysis'. International Journal in Science Education, 22(1), 57-88 ; Galili, I. & Hazan, A. (2001). 'The effect of a history-based course in optics on students' views about science'. Science & Education, 10 (1-2), 7-32 ; Galili, I. & Hazan, A. (2001). 'Experts' views on using history and philosophy of science in the practice of physics instruction'. Science & Education, 10 (4), pp. 345-367 ; Galili, I. (2001). 'Weight versus gravitational force: historical and educational perspectives'. International Journal of Science Education, 23 (10), 1073-1093 ; Galili, I. & Tseitlin, M. (2003). 'Newton's first law: text, translations, interpretations, and physics education'. Science and Education, 12 (1), 45-73 ; Galili, I., Weizman, A., & Cohen, A. (2004). 'The sky as a topic in science education'. Science Education, 88(4), 574-593 ; Azaiza, I., Bar, V., & Galili, I. (2006). 'Learning about electricity in elementary school'. International Journal of Science and Mathematics Education, 4(1), 45-71. Online: http://dx.doi.org/10.1007/s10763-004-6826-9 ; Galili, I. (2009). 'Thought Experiment – establishing conceptual meaning', Science & Education, 18 (1) 1-23.

[3.]  Galili, I. (2013). On the Power of Fine Arts Pictorial Imagery in Science Education. Science & Education, 22(8), 1911-1938.  http://doi.org/10.1007/s11191-013-9593-6

[4.]  Aujourd'hui la véracité de cette narration historique est mise en doute : Burkert, W. (1972). Lore and Science in Ancient Pythagoreanism, Boston : Harvard University Press,‎ ch. VI.3 ("Pythagorean Geometry and Mathematical Secrets")

[5.]  Cf par exemple: a) Descartes (Méditation III): « Par le nom de Dieu j'entends une substance infinie, éternelle, immuable, indépendante, toute connaissante, toute puissante, et par laquelle moi-même, et toutes les autres choses qui sont ont été créées et produites. » b) Paulus (Épître aux Philippiens, 4-7): « Et la paix de Dieu, qui surpasse toute intelligence, gardera vos cœurs et vos pensées en Jésus Christ »

[6.]   Igal Galili (in press). From Comparison Between Scientists to Gaining Cultural Scientific Knowledge: Leonardo and Galileo. Science & Education.

Note : Comme d'habitude, les articles mentionnés peuvent souvent être obtenus par les membres de expériment@l

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