Mieux expliquer l’électricité statique en classe

 

Électricité statique : un exemple classique à l'école, dont on commence seulement à comprendre les mécanismes…

Le contexte, bref survol de ce qu'on sait déjà

En classe, on illustre souvent l'électricité statique avec un ballon frotté sur les cheveux, Cf par exemple une activité au .
Mais au delà de ces expériences assez bluffantes, les mécanismes de cette électrisation au niveau nanométrique sont mal compris.

On connaît d'étonnantes adaptations biologiques (des araignées dont le fil les maintient en l'air avec le champ électrique JTS ci ;  des bourdons munis de capteurs de champ électriques (Sutton,& al., 2016) ici. On sait que ce phénomène jour un rôle la formation des planètes (Steinpilz,& al. (2020) ici) et des nuages (Berdeklis,& al. 2001) ici.  De plus ce phénomène est au coeur de plusieurs applications industrielles (imprimantes laser et photocopieuses, prévention des décharges électrostatiques, gestion des flux de poudres et poussières dans les conduites industrielles, captation des particules fines des fumées de chauffage, etc.).

JTS présente ici une version vulgarisée : la News dans Nature (Lacks, & al., 2025) ici, et des extraits de l'article d'origine de Sobarzo et al. (2025) pour montrer que cela vaut la peine de s'y plonger pour tenter de bien comprendre… encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Sobarzo et al. (2025) ici,(traduit) écrivent : "L'électrisation par contact, également appelée « tribo-chargement » ou « triboélectrification », défie notre compréhension. En principe, le phénomène semble simple : prenez deux isolants neutres, mettez-les en contact, puis séparez-les, et ils échangeront une charge électrique. Souvent associée à l'« électricité statique » et aux démonstrations classiques de ballons frottés sur les cheveux, l'électrisation par contact joue un rôle essentiel dans de nombreux phénomènes naturels, de l'électrification des nuages d'orage à l'adhésion du pollen sur les bourdons, en passant par l'accrétion de poussières dans les protoplanètes." encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici (ils fournissent des références pour cest exemples) 

La rationale d'un article scientifique est la justification logique qui motive l'étude. En quelques mots, c'est l'explication du pourquoi l'étude est menée, en s'appuyant sur l'importance du sujet et les lacunes de la littérature existante.

La rationale = ce qu'on ne sait pas encore et que l'étude va aborder

Bien qu'on les ait empiriquement classés, on ignore pourquoi certains matériaux gagnent une charge négative et d'autres une charge positive.  Lorsqu'un élève veut comprendre en profondeur ce qui se passe précisément pour que ces électrons se déplacent, on peut avancer un début d'explications, mais on est vite emprunté et en général on néglige des aspects plus complexes, comme le rôle des nano-déformations de surface dans ces transferts de charge.D'après la news dans Nature Lacks, & al. (2025) ici

Sobarzo et al. (2025) ici, sont plus explicites "Cependant, comme le rappellent systématiquement les articles sur le sujet, les aspects les plus fondamentaux du phénomène – à savoir la nature des porteurs de charge et les causes de leur transfert – restent débattus. Parmi les observations les plus marquantes figure la tendance des matériaux à s'ordonner en séries triboélectriques, c'est-à-dire en listes transitives basées sur le signe de la charge qu'ils acquièrent. Par exemple, dans la première série de ce type, établie par J. C. Wilcke en 1757, le verre se chargeait positivement par rapport au papier, et le papier positivement par rapport au soufre ; il en résultait que le verre se chargeait positivement par rapport au soufre.

L'existence des séries triboélectriques a conduit à l'hypothèse qu'un unique paramètre sous-jacent pourrait dominer le phénomène – appelons-le φ par convention. De nombreux mécanismes ont été proposés pour expliquer φ, parmi lesquels les propriétés électroniques, l'acidité et la basicité, le potentiel zêta, l'hydrophilie et l'hydrophobie, la flexoélectricité et la mécanochimie, pour n'en citer que quelques-uns." Traduction de Sobarzo et al. (2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Cette nouvelle recherche et ce qu'elle apporte

 La News (Lacks, & al., 2025) ici présente le dispositif expérimental

Fig 1:  Les propriétés de transfert de charge de matériaux identiques divergent spontanément pour former une série distincte. a. Dans les expériences de Sobarzo et al., des échantillons identiques d'un matériau ont été fixés sur des tiges et pressés l'un contre l'autre, en utilisant un capteur de force pour garantir l'application d'une pression définie. L'échange de charge entre les échantillons a été mesuré à l'aide d'un dispositif capturant les particules chargées (une coupelle de Faraday) relié à un électromètre.. [figure]. Source : Sobarzo et al. (2025)

L'étude de Sobarzo et al. (2025) apporte un début d'éclairage nouveau et assez surprenant : La news (Lacks, & al., 2025) ici la résume en indiquant que des matériaux en contact « se souviennent » de leurs interactions passées. D'après Nature Lacks, & al. (2025) ici
Franchement JTS a trouvé cela étrange, fascinant, presque mystique, mais pas très éclairant. 

En lisant Sobarzo et al. (2025) ici, on trouve qu'en mesurant le  ΔQ (charge moyenne échangée sur cinq contacts, en commençant toujours avec des échantillons entièrement déchargés (voir Methods).)  alors qu'au premier frottement, ils sont à peine chargés et de polarité aléatoire (leur figure 2a), plus les échantillons ont subi de frottements, plus ils se chargent ensuite -et toujours négativement (fig 2 b) Traduction de Sobarzo et al. (2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Fig 2:  Pour explorer les causes de l'évolution de la série, nous avons d'abord effectué des mesures de référence sur 24 paires d'échantillons vierges. Ces derniers se chargent aléatoirement autour de zéro, […]b. Motivés par l'hypothèse que l'acte de contact lui-même pourrait induire l'évolution de la série, nous avons préparé 48 nouveaux échantillons et exposé la moitié à 100 contacts préalables. En les mettant en contact avec des échantillons  n'ayant pas subi de contacts précedemment (unbiased) et en mesurant ΔQ₅, nous avons observé un effet net : les échantillons ayant subi des contacts préalables se chargent systématiquement négativement. [figure]. Source :figure 2 Sobarzo et al. (2025)

Ainsi quand la news parle de "mémoire" il s'agit d'une accumulation ΔQ  au cours des essais, JTS trouve qu'on comprend mieux en lisant l'article d'origine :-)

Un modèle : Premier paramètre proposé : l'historique des contacts (~leur intégrale)

Sobarzo et al. (2025) produisent ensuite un modèle qui reproduit leurs données expérimentales et les séries triboélectriques. Ils montrent que ce modèle explique ces  données et permet de faire des prédictions qu'on peut vérifier

Voir le texte de Sobarzo, & al. (2025) ici, et un extrait : encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

In this picture, the ordering of the triboelectric series at any instant should correspond to the ordering of the different potentials. However, it is clear from Fig. 2d that contact causes changes to the potentials, that is, dφi/dni = f(ni, φi,…), in which ni is the number of contacts sample i has experienced. The critical idea is now this: if contact causes the potentials to ultimately separate, then any ensemble will eventually result in a triboelectric series. Moreover, if the ordering of the final potentials,  ${\text{φ}}_i^{\mathrm{\infty }}$, is not the same as ${\text{φ}}_i^0$ , it must be the case that, during their evolution, they 'crossed', resulting in what we (incorrectly) perceive as 'cycle

$$\mathrm{\Delta }{Q}_{i\to j}\propto {\text{φ}}_i-{\text{φ}}_{j }$$

We can use this hypothesis to develop a numerical model that reproduces our experimental data.

Figure 2d implies an evolution consistent with the following differential equation,

$$\frac{{\mathrm{d}\text{φ}}_i}{{\mathrm{d}n}_i}={-\alpha }_i({\text{φ}}_i-{\text{φ}}_i^{\mathrm{\infty }}),$$

in which α_i are growth rates and  are the values of the potentials at infinite contacts.

Ensuite ils valident ce modèle avec des données prédites et des séries triboélectriques cf. leur figure 3. encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

2ème paramètre proposé ; La mécanique du contact à l'échelle nanométrique

Alors qu'on n'avait pas observé d'effet clair des frottements dans d'autres études, Sobarzo, et al. (2025) étudient en détail ces interactions et trouvent un lissage aux fréquences spatiales élevées (c.-à-d. les plus "fines" irrégularités de surface), qui parait être lié à l'électrification de ces contacts.

Il est clair que le contact modifie fondamentalement la surfaces des échantillons d'une manière qui affecte le mécanisme d'électrification par contact. Ces altérations peuvent être élémentaires (par exemple, modification de la composition atomique), moléculaires (affectant les liaisons) ou physiques (par exemple, modification de la structure/morphologie). Dans la Fig. 4,, nous présentons un ensemble de tests variant la surface afin de détecter ces changements. À l'échelle atomique, d'autres expériences sur l'électrification par contact entre différents matériaux avaient montré que le contact entraîne des modifications de la composition élémentaire. […] Cependant, le calcul de la densité spectrale de puissance (PSD) des données AFM (atomic force microscopy)  (Fig. 4h) révèle une caractéristique surprenante : les surfaces après contact sont plus lisses aux hautes fréquences spatiales. En réalisant de nombreux balayages en plusieurs endroits d'un même échantillon avant et après contact, nous constatons que ces différences sont statistiquement significatives. […] Nous montrons qu'en augmentant le nombre de contacts de 200 à plusieurs milliers, aucune modification n'apparaît dans les données LEIS, Raman et HD-SFG, mais l'adoucissement des queues de haute fréquence dans la PSD de rugosité s'accentue encore davantage. Ces observations suggèrent fortement que l'adoucissement des hautes fréquences présenté dans la Fig. 4h est bien la cause du biais de contact observé dans la Fig. 2 et, par conséquent, le moteur de l'auto-organisation spontanée dans notre système. (Traduction de Sobarzo, et al. (2025)

Fig 4: Ce qui change lors du contact 4h : Différences dans la Densité Spectrale de Puissance (PSD) de la rugosité, les échantillons ayant été en contact étant plus lisses aux hautes fréquences spatiales . Les bandes d'erreur représentent la dispersion d'environ dix mesures effectuées sur différentes régions d'un même échantillon dans ses états initial (pristine) et après contact, indiquant que ce résultat est statistiquement significatif. Légende et figre 4 complète voir ici   [img]. Source :Sobarzo et al. (2025)

Une conclusion prudente

Sobarzo, & al. (2025) concluent qu'aborder le problème en termes de séries triboélectriques ne mène pas très loin, mais que l'étiudier en termes d'historique des contacts, et de mécanique du contact à l'échelle nanométrique serait une piste de recherche féconde.

Nous concluons que l'imprévisibilité de l'électrisation par contact n'est peut-être pas si insurmontable. En prêtant une attention rigoureuse à l'historique des contacts, nous pouvons non seulement expliquer cette imprévisibilité, mais aussi la maîtriser. En tenant compte de l'effet de l'historique des contacts, la notion de série triboélectrique peut être un outil heuristique utile, mais guère plus. Si cet effet est généralisé, chercher un ordre immuable reviendrait à poursuivre un mirage.

Enfin, en nous concentrant sur l'électrisation par contact entre matériaux identiques et sur des sources spécifiques d'imprévisibilité, nous isolons les éléments minimaux pertinents pour ses mécanismes. Face à un phénomène (1) aussi imprévisible et (2) étudié par des disciplines scientifiques distinctes, avec des langages et des cadres conceptuels différents, une telle clarification est précieuse. Dans notre système, elle nous permet de conclure que la cause du transfert de charge est intimement liée à la mécanique du contact à l'échelle nanométrique.Traduction de Sobarzo et al. (2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Les limites  et les nouvelles questions qu'elle pose

Cette "mémoire" est évidemment assez troublante, et ne résout pas tout,  mais stimule la curiosité des chercheurs, permet de nouvelles hypothèse et relance une question qui n'avançait guère. 
Souvent, la science avance par petites touches dont on ne voit pas tout de suite  en quoi elles seront importantes et mèneront à  des applications (cf p. ex. le yaourt et la révolution CRISPR/Cas9 - JTS-ici).

En lisant Sobarzo et al. (2025) ici, on trouve

"À la lumière de ces résultats, deux des mécanismes présentés dans l'introduction méritent une attention particulière : la mécanochimie et la flexoélectricité. Le premier suggère que la contrainte mécanique — qui devient extrêmement élevée lors de la déformation des aspérités à l'échelle nanométrique — peut suffire à provoquer une rupture hétérolytique des liaisons, entraînant ainsi la libération d'espèces chargées pour le transfert. Le second établit un lien entre la polarisation électrique et les gradients de contrainte mécanique — qui deviennent également importants lors de la déformation à l'échelle nanométrique — et peut donc être attendu pour produire d'importants champs électriques lors du contact.
Nos données ne suffisent pas à valider ou invalider directement l'une ou l'autre de ces hypothèses, mais elles nous incitent à une hypothèse intrigante : les deux pourraient être impliquées simultanément. Notre travail appelle ainsi à un examen plus approfondi de ces mécanismes, potentiellement en interaction, en mettant l'accent sur la nature fondamentalement tribologique de l'électrification par contact."  Traduction de Sobarzo et al. (2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Cette recherche pourrait avoir des applications industrielles et même le problème des poussières sur la lune (Witze, et al. 2025) ici, et sa toxicité (Pohlen et al., 2022)  ici .

Des perspectives pour l'enseignement

Ces résultats permettent d'aborder avec un angle nouveau des questions fondamentales en physique : D'après la news dans Nature Lacks, & al. (2025) ici
    Quelles particules (électrons, ions, fragments de matière) sont impliquées dans l'électrisation ?
    Pourquoi l'ordre de charge des matériaux (série triboélectrique) reste-t-il empirique et non prédictif ? Sobarzo et al. (2025)   apportent des réponses
    Comment des phénomènes à l'échelle nanométrique influencent-ils des effets macroscopiques observables en classe ? Sobarzo et al. (2025)  apportent des indices pour savoir où chercher

Elle ouvre la voie à une meilleure compréhension des phénomènes électrostatiques - et ainsi d'ouvrir une de ces boites noires qu'on utilise souvent pour pudiquement cacher des explications complexes (Haskel-Ittah, 2023), Orange & Orange Ravachol,  2024)

"quelle boite noire  peut-on / doit-on ouvrir ? Lesquelles doit-on laisser fermées, mais en évitant d'apparentes incohérences entre les faits retenus. S'il est impossible d'ouvrir, dans une étude donnée, toutes ces boites (dans le travail scientifique comme à l'école), les laisser toutes fermées pour éviter les problèmes et aller au plus vite à la « bonne solution » empêche toute problématisation approfondie. (Orange & Orange Ravachol,  2024 p. 101)

Peut-être saura-t-on bientôt ouvrir une boite noire de plus et expliquer ce qui se passe lorsqu'on retire un pull synthétique et qu'il attire les cheveux ?.

Remerciements

Remerciements à Laura Weiss pour une relecture détaillée et plusieurs commentaires constructifs qui ont amélioré cette publication.

Références (Les membres Jump-To-Science peuvent obtenir ces articles…).

• Berdeklis, P., & List, R. (2001). The Ice Crystal–Graupel Collision Charging Mechanism of Thunderstorm Electrification. Journal of the Atmospheric Sciences, 58(18), 2751‑2770. https://doi.org/10.1175/1520-0469(2001)058<2751:TICGCC>2.0.CO;2
• Haskel-Ittah, M. (2023). Explanatory black boxes and mechanistic reasoning. Journal of Research in Science Teaching, 60(4), 915‑933. https://doi.org/10.1002/tea.21817
  
• Lacks, D. J. (2012). The Unpredictability of Electrostatic Charging. Angewandte Chemie International Edition, 51(28), 6822‑6823. https://doi.org/10.1002/anie.201202896
• Lacks, D. J., & Sow, M. (2025). The secrets of static electricity are finally being revealed. Nature, 638(8051), 616‑618. https://doi.org/10.1038/d41586-025-00298-7
• Orange, C., & Orange Ravachol, D. (2024). Les « éducations à » sont-elles compatibles avec le développement d'une pensée critique en SVT ? Les didactiques face à l'évolution des curriculums. Savoir(s) et pratiques pour entrer dans la complexité du monde. Actes du 6ème colloque international de l'ARCD, 97‑109. https://archive-ouverte.unige.ch/unige:174755
  
• Pohlen, M., Carroll, D., Prisk, G. K., & Sawyer, A. J. (2022). Overview of lunar dust toxicity risk. Npj Microgravity, 8(1), 1‑9. https://doi.org/10.1038/s41526-022-00244-1
• Sobarzo, J. C., Pertl, F., Balazs, D. M., Costanzo, T., Sauer, M., Foelske, A., Ostermann, M., Pichler, C. M., Wang, Y., Nagata, Y., Bonn, M., & Waitukaitis, S. (2025). Spontaneous ordering of identical materials into a triboelectric series. Nature, 638(8051), 664‑669. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08530-6
• Sutton, G. P., Clarke, D., Morley, E. L., & Robert, D. (2016). Mechanosensory hairs in bumblebees (Bombus terrestris) detect weak electric fields. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(26), 7261‑7265. https://doi.org/10.1073/pnas.1601624113
• Witze, A. (2025). Private spacecraft nails Moon landing : First images of Blue Ghost on the lunar surface. Nature. https://doi.org/10.1038/d41586-025-00670-7Steinpilz, T., Joeris, K., Jungmann, F., Wolf, D., Brendel, L., Teiser, J., Shinbrot, T., & Wurm, G. (2020). Electrical charging overcomes the bouncing barrier in planet formation. Nature Physics, 16(2), 225‑229. https://doi.org/10.1038/s41567-019-0728-9

Semaine du cerveau : "s'adapter" 10 au 14 mars, 19h uniDufour

S'adapter... le thème de la Semaine du Cerveau 2025 à Genève

La Semaine internationale du cerveau est organisée chaque année en mars par le Geneva University Neurocenter. Des conférences pour le grand public sont proposées chaque soir de la semaine, à 19:00 à Uni Dufour (24 rue du Général-Dufour).

Entrée libre et sans inscriptions  Programme ici

Contact : mona.spiridon@unige.ch

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Lundi 10 mars: La motivation, moteur de l'adaptation

La motivation joue un rôle crucial dans la réalisation des objectifs et la prise de décision. Mieux comprendre les mécanismes sous-jacents peut aider à adapter notre comportement face à différents niveaux de motivation.

Intervenants: Sami El-Boustani (UNIGE) et Guido Gendolla (UNIGE)

Uni Dufour, rue du Général-Dufour 24

19:00 (durée 1h30)

La motivation humaine : Des perspectives psychologiques

Cette intervention a pour but de présenter des recherches psychologiques qui mettent en évidence les processus qui dirigent le comportement humain. A titre d'exemple, les questions traitées sont « Comment peut-on réaliser ses buts ? », « Quelle définition des buts est la plus efficace ? », « Comment stimuler et maintenir l'intérêt ? », « Comment faire face aux obstacles comme des difficultés imprévues, des tentations et des distractions pendant la poursuite des buts ? ». L'accent va être mis sur les bénéfices des processus qui supportent le sentiment d'autonomie dans une perspective appliquée.

Guido Gendolla

Professeur à la Faculté de psychologie et sciences de l'éducation (UNIGE)

Sami El-Boustani

Professeur au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine (UNIGE)

La motivation murine : Des perspectives neuroscientifiques

Prendre des décisions, qu'il s'agisse de manger, de gagner de l'argent ou de préserver notre bien-être, est souvent guidé par notre niveau de motivation. Cette dernière joue un rôle clé dans la manière dont nous apprenons et utilisons les informations de notre environnement. Cependant, une motivation trop forte ou trop faible peut conduire à de mauvaises décisions. Mais pourquoi cela se produit-il ? Quels mécanismes dans notre cerveau expliquent ce phénomène ? Comment peut-on mieux s'adapter à des niveaux de motivation trop élevés ? Pour le comprendre, nous avons étudié des souris dans une tâche impliquant leurs moustaches, en ajustant leur niveau de motivation. Je présenterai des résultats qui permettent de comprendre comment, et dans quelle région du cerveau, l'état de motivation peut affecter la perception et la prise de décision.

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Mardi 11 mars: Vieillir: Défis et ajustements

Le cerveau conserve sa capacité d'adaptation même en vieillissant, permettant des améliorations grâce à des entraînements cognitifs. Quels sont les facteurs influençant le comportement adaptatif et qu'est-ce qui différencie le vieillissement normal des dégénérescences?

Intervenants: Bogdan Draganski (INSEL, Berne) et Matthias Kliegel (UNIGE)

Uni Dufour, rue du Général-Dufour 24

19:00 (durée 1h-1h30)

La plasticité cognitive est une dimension centrale du développement du cerveau. Il est important de noter que la plasticité est maintenue pendant le vieillissement normal du cerveau. L'exposé présentera le potentiel et les limites de la plasticité à l'âge adulte, ainsi que les principaux facteurs qui contribuent au comportement adaptatif tout au long de la vie et au cours du vieillissement. Dans une seconde partie, des exemples récents d'études d'entraînement cognitif seront discutés, qui ont montré des moyens d'améliorer la plasticité cognitive chez les adultes âgés (comme l'apprentissage d'un nouvel instrument, des programmes d'entraînement cérébral ou des interventions sur le mode de vie).

Matthias Kliegel

Professeur à la Faculté de psychologie et sciences de l'éducation (UNIGE)

Bogdan Draganski

Professeur et médecin neurologue à l'hôpital universitaire de Berne (INSEL)

Vieillissement réussi - mythe ou réalité

Avec l'âge, nous nous demandons souvent si la diminution des capacités physiques et cognitives fait partie d'un déclin « normal » lié au vieillissement ou si elle est le signe précoce d'une dégénérescence. Dans mon exposé, je présenterai les concepts théoriques actuels et les preuves empiriques concernant les facteurs à l'origine de trajectoires de vieillissement divergentes tout au long de la vie. L'accent sera mis sur l'interaction complexe entre l'humeur et nos fonctions motrices et cognitives. Enfin, nous discuterons des stratégies potentielles pour mieux s'adapter et, pourquoi pas, améliorer ces fonctions à un âge avancé.

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Mercredi 12 mars: Comment vivre avec le numérique

Les NTIC, omniprésentes, soulèvent des questions sur les limites d'utilisation pour protéger
la santé psychique. Quel est leur impact sur le développement cognitif et quelles sont leurs opportunités dans l'apprentissage et la rééducation?

Intervenantes: Sophia Achab (UNIGE) et Mireille Bétrancourt (UNIGE)

Uni Dufour, rue du Général-Dufour 24

19:00 (durée 1h-1h30)

Connecte, Déconnecte, Reconnecte- limites d'usages des médias connectés dans la sphère privée et professionnelle

Les NTIC font partie de nos vies et de nos interactions des plus formelles au plus intimes. La question des limites d'usage est un thème brulant entre adultes et adolescents, et aussi une hygiène cruciale pour les adultes dans leur sphère professionnelle et privée. Cette question est débattue dans le monde, et sont nées récemment des initiatives autour du ban de smartphones a l'école, d'introduire des limites d'âge a l'accès aux réseaux sociaux et du droit à la déconnexion des employés. La santé psychique est cruciale et elle se décline aussi dans nos usages numériques. Nous aborderons comment poser des limites et lesquelles sont pertinentes selon les âges et les sphères (privée, professionnelle), pour que l'usage des NTIC reste une opportunité et n'entraine pas de risques pour notre bien-être psychique.

Sophia Achab

Psychiatre et chargée de cours à la Faculté de médecine (UNIGE)

Mireille Betrancourt

Professeure à la Faculté de psychologie et sciences de l'éducation (UNIGE)

Des écrans pour apprendre

La forte présence des technologies numériques dans la société actuelle suscite des inquiétudes légitimes quant à leur potentiel impact sur le développement cognitif et social des enfants et adolescents. De nombreuses études ont examiné la question de « l'effet écran » avec des conclusions variables selon la méthode utilisée. Après avoir dressé un panorama des mécanismes attentionnels et cognitifs impliqués dans l'utilisation des technologies numériques, l'exposé abordera la façon dont on peut mettre à profit ces caractéristiques pour la conception d'outils de soutien à l'apprentissage ou la rééducation. Des exemples concrets issus de recherches récentes illustreront le propos.

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Jeudi 13 mars: L'intelligence de nos cousins primates

Les recherches sur les singes révèlent leur capacité à apprendre les uns des autres, mettant en lumière leur adaptabilité et leur potentiel à évoluer dans leurs comportements culturels.

Intervenant-es: Thibaud Gruber (UNIGE) et Erica van de Waal (UNIL, Lausanne)

Uni Dufour, rue du Général-Dufour 24

19:00 (durée 1h-1h30)

A la découverte de l'intelligence de nos cousins primates

Quelles sont les capacités cognitives de nos cousins primates ? Dans cette présentation, Thibaud Gruber vous enmenera en Ouganda où il travaille avec une communauté de chimpanzé sauvages, et Erica van de Waal en Afrique du Sud pour découvrir une population de singes vervets. Par des observations détaillées depuis plus d'une décennie ainsi que des expériences astucieuses sur le terrain nous étudions les capacités des singes d'apprendre les uns des autres. Ces recherches nous permettent de comprendre les similitudes et différences dans leur capacité de transmission culturelle et de mieux comprendre ce qui rend notre culture si unique.

Thibaud Gruber

Professeur à la Faculté de psychologie et sciences de l'éducation (UNIGE)

Erica Van de Waal

Professeure au Département d'écologie et évolution de la Faculté de biologie et médecine (UNIL)

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Vendredi 14 mars: Pieces: Un film sur la résilience mentale

PIECES, réalisé par Martin Wilson à Perth en 2022 et diffusé en Australie et en France. Déjà récompensé par plusieurs prix prestigieux en Australie, PIECES soulève des questions et suscite le débat, au sujet de nombreuses personnes neuroatypiques victimes d'isolement et de discrimination. Comment parler de la vie des autres ? Comment, à travers l'art et la science, évoquer les luttes quotidiennes des personnes atteintes dans leur santé psychique et celles de leurs proches ?

Le film a été coproduit par Meeting for Minds, partenaire de cette soirée. Meeting for minds est une organisation à but non lucratif qui propose une nouvelle approche de recherche alliant l'expérience vécue de personnes vivant avec une maladie mentale et l'expertise des chercheurs en neuroscience et en sciences du comportement.

Une discussion suivra la projection avec Camille Piguet, professeure à la Faculté de médecine et psychiatre, ainsi que Yasmine Yagchi, clown hospitalier et une comédienne professionnelle.

Lieu: Uni Dufour, rue du Général-Dufour 24

19:00 (durée 2h00)

"Nos ancêtres végétariens" disent plusieurs médias… Mais quels ancêtres ? Vegan, vraiment ? Quelles controverses influencent la vulgarisation ?

En bref

En effectuant des analyses isotopiques sur des échantillons de dents d'Australopithèques datant de 3,5 millions d'années, des archéologues et des géochimistes (Lüdecke, et al. (2025)ici) ont mesuré le ratio des isotopes  N¹⁵/N14, d'une dent suggérant qu'ils avaient un régime alimentaire pauvre en protéines de mammifères. 

Alors que la consommation de viande est considérée comme un tournant majeur dans l'évolution de nos ancêtres hominidés, ces données ont été interprétées comme un signe qu'elle est apparue bien plus tôt qu'on ne le pensait. Ce n'est pas juste une question chronologique... Cette recherche touche une question controversée scientifiquement et socialement.
Il y a une hypothèse qui anime le débat scientifique : que la consommation de viande aurait permis le développement d'un gros cerveau au cours de l'évolution humaine. De plus, sur fond de débat actuel dans les médias sur la consommation de viande ou de végétal pour des raisons de santé et d'impact climatique, l'affirmation "nos ancêtres étaient végétariens" peut augmenter l'écho médiatique.

L'article d'origine titre pourtant - bien plus factuellement - Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat.
Et il est surtout focalisé sur l'exploit technologique : appliquer à l'émail de dents datant de 3.5 millions d'années une technique jusqu'alors limitée à 200'000 ans

Cette tendance à mettre en avant une ( partie de) la conclusion en la présentant sous un angle sensationnaliste est inévitable… encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Les médias présentent souvent les résultats de la recherche comme s'il s'agissait de réponses définitives. Cela a été bien montré par Green Staerklé & Clémence (2002), et repris dans  la vidéo dans les conférences scientifiques 2025  de Culture& Rencontre

Situer le contexte et les méthodes pour prendre la mesure de l'affirmation "nos ancêtres végétariens"

Le titre de la recherche recadre déjà bien l'affirmation : "Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat." 

Sarah Dirren reçoit Ludovic Slimak, archéologue, chercheur CNRS, spécialiste des comportements des premiers hominidés en particulier, les sociétés néandertaliennes. rts

Ludovic Slimak dans l'émission CQFD de la RTS (ici) nuance d'entrée : Australopithecus africanus n'est pas notre ancêtre direct il y a un buissonnement d'hominines et cette branche va s'éteindre. Avec son humour pince-sans-rire, il ironise "voyez ce qu'ils sont devenus".

Slimak souligne que l'argument que la croissance du cerveau aurait pu se faire déjà sans la consommation de viande n'est pas très fort car ces australopithèques n'ont pas un cerveau bien grand - presque comme un chimpanzé dit-il.

Par ailleurs cette remise en question repose sur l'idée d'un lignage linéaire - que Slimak a bien indiqué ne pas correspondre à nos connaissances actuelles (cf ci-contre image provenant de "L'évolution de l'homme, un dessin qui prête à confusion... ici sur l'excellent site encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Hypothèse : le carnivorisme aurait permis un gros cerveau

L'hypothèse du carnivorisme comme facteur ayant permis l'accroissement du cerveau est discutée de manière nuancée dans l'article de Lüdecke, et al. (2025) ici "Increased consumption of animal foods by our early ancestors is widely considered to have had a major impact on the evolution of the hominin lineage (Thompson, et al. (2019) ici ). However, the importance of the transition to animal product consumption compared with the development of other strategies such as processing and cooking plant foods remains unclear." Ils posent ainsi le contexte et montrent qu'il y a encore besoin de recherches - justifiant l'importance de leur prouesse technique.

Une prouesse technique surtout

Slimak souligne que l'apport principal  de cet article est la prouesse technique: Lüdecke et al. (2025) ici ont réussi améliorer une technique connue ( le ratio des isotopes  N¹⁵/N¹⁴ dans le collagène) qui révèle la consommation de viande mammalienne.

"Lors de la digestion des aliments par les animaux, les réactions biochimiques favorisent l'isotope "léger" de l'azote (¹⁴N). En conséquence, les produits de dégradation formés dans leur organisme contiennent une plus forte proportion de ¹⁴N. L'excrétion de ces composés azotés "légers" via l'urine, les excréments ou la sueur entraîne une augmentation du rapport entre l'azote "lourd" (¹⁵N) et l'azote "léger" dans leur organisme par rapport à leur alimentation. Ainsi, les herbivores présentent un ratio isotopique de l'azote plus élevé que les plantes qu'ils consomment, et les carnivores, à leur tour, ont un ratio encore plus élevé que leurs proies. Par conséquent, plus le rapport ¹⁵N/¹⁴N est élevé dans un échantillon de tissu, plus la position trophique de l'organisme dans la pyramide alimentaire est haute." Traduction de Wits University, news, (2025)ici

Dépassant largement la limite antérieure à ~200'000 ans de cette technique, Lüdecke et al. (2025) ici ont réussi à mesurer le ratio de ces isotopes dans l'émail de dents datant de 3.5mio d'années provenant du site de Sterkfontein. 

Viande = protéine animal ou seulement de mammifère ?

Slimak souligne aussi qu'on mesure la viande de mammifères car la méthode ne détecte pas l'éventuelle consommation d'insectes (les chimpanzés et autres grands singes mangent beaucoup de termites souligne-t-il) ou d'oeufs, voire de poisson. 

Ainsi cette étude montre seulement que "Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat"  comme le titrent Lüdecke et al. (2025). encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Slimak indique aussi que pour consommer de la viande (de mammifère, donc) il faut une organisations sociale, des outils pour dépecer, etc.  "Lüdecke, et al. (2025) ici disent bien que "the importance of the transition to animal product consumption compared with the development of other strategies such as processing and cooking plant foods remains unclear".  Et il ne semble guère y avoir de certitudes solide sur ces questions aussi loin dans le passé.
Il rappelle encore que le site est un grotte dans laquelle des effondrements ont protégé les restes mais pourraient bien avoir chamboulé la stratigraphie. Ce qui rend 'autant plus intéressante cette étude qui discute à partir de mesures dans les dents et non pas dans les restes retrouvés à coté qui pourraient provenir d'une autre époque ou d'un autre animal. Il fait implicitement référence à la figure 1  de Lüdecke et al. (2025). ci-dessous

Fig. 1: Données sur les isotopes d'azote dans l'émail de spécimens à Sterkfontein 4 et chez des animaux modernes. Box-plot des valeurs de δ15Néemail pour le Pliocène de Sterkfontein Membre 4 (A) et les données publiées sur la faune mammalienne africaine moderne (45, 46) (B), montrant la médiane ainsi que les 25e et 75e percentiles. Les diagrammes en boîte sont regroupés par espèce et triés par ordre croissant de leurs valeurs médianes de δ15Néemail. Les dégradés de couleur indiquent l'amplitude isotopique complète pour chaque groupe taxonomique, avec les médianes associées représentées par des lignes colorées. [img]. Source : Lüdecke et al. (2025) ici

Même l'université hôte des chercheurs sensationnalise un peu

L'uni de Sterkfontein commente fièrement les travaux de l'équipe - mais ne peut s'empêcher de leur donner un peu de sensationnalisme dans le titre en parlant de viande sans préciser 

"Les isotopes d'azote dans l'émail dentaire n'indiquent aucune consommation de viande chez Australopithecus

Des recherches publiées dans Science montrent qu'Australopithecus, un ancêtre humain vivant en Afrique australe il y a environ 3,5 millions d'années, consommait principalement des plantes, sans indice de consommation significative de viande.
Méthodes
L'équipe a analysé les isotopes d'azote dans l'émail dentaire fossile de sept individus Australopithecus, comparant ces données avec celles d'animaux contemporains (primates, herbivores, carnivores). L'émail, tissu particulièrement résistant, conserve la signature isotopique des régimes alimentaires pendant des millions d'années.
Les isotopes d'azote permettent d'estimer la position trophique. Les herbivores présentent un ratio isotope 15N/14N plus élevé que les plantes qu'ils consomment, tandis que les carnivores ont un ratio encore plus élevé. Les échantillons Australopithecus ont révélé des ratios bas, similaires à ceux des herbivores, indiquant un régime majoritairement végétarien.
Résultats et perspectives
Bien qu'une consommation occasionnelle d'œufs ou d'insectes ne puisse être exclue, ces hominidés ne chassaient pas régulièrement de grands animaux, contrairement aux Néandertaliens.
Les chercheurs prévoient d'étendre leurs analyses à d'autres espèces et périodes, en Afrique et en Asie du Sud-Est, pour mieux comprendre l'apparition de la consommation de viande et son rôle éventuel dans l'évolution humaine.
Ces travaux, soutenus par la Société Max Planck et le programme Emmy Noether, offrent de nouvelles perspectives pour explorer les régimes alimentaires anciens et leur impact évolutif." Traduction de Wits University, news, (2025)ici

(Les membres Jump-To-Science peuvent obtenir ces articles…).

Références:

• Lüdecke, T., Leichliter, J. N., Stratford, D., Sigman, D. M., Vonhof, H., Haug, G. H., Bamford, M. K., & Martínez-García, A. (2025). Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat. Science, 387(6731), 309‑314. https://doi.org/10.1126/science.adq7315
• Green Staerklé, E., & Clémence, A. (2002). De l'affiliation des souris de laboratoire au gène de la fidélité dans la vie : Un exemple de transformation du savoir scientifique dans le sens commun. In C. Garnier & W. Doise (Éds.), Représentations sociales. Balisage du domaine d'études. Montréal : Éditions nouvelles, pp. 147—155, 2002. (p. 147‑155).
• L'évolution de l'homme, un dessin qui prête à confusion... (s.d.). Hominides,com . https://www.hominides.com/dossiers/evolution-des-especes/dessin-evolution-homme-faux-et-confusant/
  
• Thompson, J. C., Carvalho, S., Marean, C. W., & Alemseged, Z. (2019). Origins of the Human Predatory Pattern : The Transition to Large-Animal Exploitation by Early Hominins. Current Anthropology, 60(1), 1‑23. https://doi.org/10.1086/701477
  
• Wits University. (2025, january 17). Three million years ago, our ancestors were vegetarian [University web site- news section]. University of the Witwatersrand, Johannesburg. https://www.wits.ac.za/news/latest-news/research-news/2025/2025-01/three-million-years-ago-our-ancestors-were-vegetarian.html
  

Si j'entends que c'est « scientifiquement prouvé », j'en déduis soit que cette personne ne comprend pas vraiment la science, soit qu'elle me considère comme trop bête pour comprendre la science. mercredi 12 II 20h à de Saussure

Il reste une conférence ... demain mercredi 12 février 20h Aula du collège de Saussure.  Entrée sur le côté gauche, en contrebas du bâtiment principal https://maps.app.goo.gl/VEkQyXfNs5bseG5X

L'enregistrement (amateur) des autres est déjà on-line sur le site de Culture et Rencontre

Pourquoi la science est réduite à des conclusions sensationnalistes et définitive dans les médias, à l'école et même  souvent par les scientifiques interviewés.

La plupart des gens découvrent les savoirs produits par les chercheurs·euses via les médias. Pour être plus accrocheuses, les connaissances scientifiques sont simplifiées et transformées, souvent au détriment de la rigueur. Cette transformation, déterminée par le milieu médiatique, est inévitable et prévisible. cf.ci

Si j'entends que c'est « scientifiquement prouvé », j'en déduis soit que cette personne ne comprends pas vraiment la science soit qu'elle me considère comme trop bête pour comprendre la science.

Dr François Lombard, décodera avec vous comment une étude sur les variantes d'un gène humain (connu pour déterminer l'attachement chez des campagnols) ne permet pas de conclure clairement sur le comportement de couple chez les hommes. Et pourtant, il montrera pourquoi cela suscite inévitablement des titres sensationnalistes dans les médias, tels que : "On a trouvé le gène de l'infidélité masculine". Et pourquoi on trouve inévitablement en classe des savoir définitifs et rarement les méthodes qui ont permis de les construire.
La science dans les médias : le sensationnalisme au détriment de la rigueur ?mercredi 12 février 2025

L'enregistrement (amateur) des autres est déjà online sur le site de Culture et Rencontre

Éclairages croisés sur la science et la société : crise de l'expertise, collaborations en recherche, parcours académiques, équilibre carrière-vie privée et genre, transfert d'innovations et impact du sensationnalisme médiatique.

Ce cycle de conférences offrira cinq éclairages sur ce que vivent actuellement les chercheur.e.s, comment leur carrière se construit et s'articule avec leur vie privée, la liberté et les contraintes qui orientent leurs recherches, le devenir des savoirs produits - appliqués dans des produits et services concrets pour la société, comment ces savoirs sont transformés pour s'adapter aux médias, au grand public ou aux enseignements en classe.
JTS illustre d'abord en quoi cela pourrait intéresser les enseignants, puis présente les résumés des conférences et joint à cet envoi le flyer en PDF, n'hésitez pas à le distribuer à vos collègues !

Des activités pour les élèves "comme des chercheurs " - mais comment se fait vraiment la recherche, comment se vit-on comme chercheuse et chercheur, et que ressort-il de ces recherches ?

Plusieurs pédagogies proposent aux élèves d'adopter une posture de chercheur ou chercheuse, mais est-ce possible et savons-nous, en tant qu'enseignants, encore ce que c'est ?
Ces conférences aideront les élèves à donner du sens à l'apprentissage des sciences, face à un monde qui change et pour des jeunes qui remettent en question "la science", parfois vue comme autoritaire et patriarcale ?

Pour aider les élèves à se projeter dans un futur de scientifique, quoi  de mieux qu'entendre des chercheuses et chercheurs raconter comment ils vivent et produisent les savoirs que nous enseignons ?
Comment se construit une carrière  ? 

Peut-être que certain.e.s pensent devoir sacrifier la vie de famille à la recherche ; est-ce forcément le cas ?

Dans ces conférences on pourra entendre discuter des questions que les élèves se posent :
- Quelle liberté a-t-on de choisir ses recherches. Quelle est l'influence des financements, de l'industrie mais aussi de l'intuition, la curiosité ? 

- Que deviennent ces recherches : mènent-elles à des applications utiles à la société ou restent-elles dans des revues que le public ne lit pas ?

- Ce que nous lisons  dans les médias reflète-t-il bien les conclusions des recherches .... ?

- Comment ces savoirs publiés nourrissent-ils ce qui est présenté aux élèves dans les classes ?
- Comment adapter ces savoirs à ses élèves dans le contexte particulier de chaque classe ?

Quelle conférence privilégier pour donner une image réaliste et actuelle de la recherche aux jeunes qui s'orientent pour leurs études - et pour mieux enseigner les sciences

JTS met ici en évidence en quoi chacune de ces conférences peut être pertinente pour vous, et pour vos enseignements, pour y envoyer vos élèves qui s'interrogent sur leur avenir.

• Les élèves ne savent pas toujours pourquoi on doit apprendre les sciences.
  Ce qu'on attend de l'enseignement de la science est en mutation; Autrefois on formait des futurs biologistes, chimistes, ou physiciens, et la science était le lieu d'une pensée "au-dessus des turpitudes du monde".  Et si notre rapport à la science avait changé ? De plus en plus la société attend de l'école qu'elle forme des citoyens capables de développer une pensée critique, intégrant les résultats de la science pour prendre leurs décisions. (Cf. p. ex. ici
  
  Prof. Bruno J. Strasser,  discutera pourquoi la crise du Covid-19 a bousculé la notion d'expertise et comment redonner du sens au rôle des sciences dans notre société.
  Sommes-nous tous des experts ?  Me. 15 janvier 2025 vidéo de la conférence ici

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• Pour s'imaginer chercheur ou chercheuse, entendre qu'on peut avoir une vie et être à la pointe, vivre ensemble sa passion et comprendre comment les différences et désaccords aident à réussir.
  
  Dre Virginie Hamel et Prof. Paul Guichard, un couple de chercheurs et chercheuses, enthousiastes et pétillant-e-s montrera comment des obstacles à leur recherche scientifique les ont conduits à développer une technique d'imagerie révolutionnaire  : la microscopie à expansion et ses applications fondamentales et médicales.
  Voir, c'est savoir : du microscope à la découverte scientifique Me, 22 janvier 2025 vidéo de la conférence ici

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• Peu d'élèves ont une idée claire d'un parcours académique. Ils s'imaginent souvent les chercheurs comme des êtres étranges, asociaux, enfermés dans leurs labos - et souvent des hommes âgés.
  
  Prof. Martina Valentini donnera une image plus dynamique, jeune et féminine de ce parcours, par lequel elle a pu transformer une passion en une carrière scientifique florissante. De l'étudiante curieuse à la chercheure accomplie , elle décrira comment elle a vécu les études, le doctorat, des projets, des responsabilités, la gestion d'un laboratoire.
  Parcours en recherche : de l'université aux projets scientifiques mercredi 29 janvier 2025 vidéo de la conférence ici

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• La recherche est souvent présentée comme déconnectée, peu utile, planant dans sa tour d'ivoire, ou au contraire très dépendante des acteurs économiques ("vendue aux Pharma").
  
  Dre Raluca Flückiger montrera comment UNITEC aide à transformer les idées novatrices issues des laboratoires en produits et services concrets, bénéfiques pour la société.
  Elle discutera du rôle que jouent les universités pour l'innovation dans notre société, et de la construction de collaborations entre universités et entreprises.
  De l'innovation à l'impact : quand l'académie se connecte à l'industrie mercredi 5 février 2025
  

Il repense son enseignement et les étudiants améliorent massivement leurs résultats conférence (an) UNIGE 6 february 14h15

jTS encourage ceux qui le peuvent à assister à cette conférence jeudi 6 janvier  14h15 Grand auditoire de l'Ecole de physique

( oui je sais que c'est demain... regardez avec la section physique si ce sera enregistré)

Abstract : I thought I was a good teacher until I discovered my students were just memorizing information rather than learning to understand the material. Who was to blame? The students? The material? I will explain how I came to the agonizing conclusion that the culprit was neither of these. It was my teaching that caused students to fail! I will show how I have adjusted my approach to teaching and how it significantly has improved my students' performance.

Date : February 6th
Time : 14h15
Place : Grand auditoire de l'Ecole de physique

Prof Mazur repense son enseignement et les étudiants améliorent massivement leurs résultats

Les évaluations de ses étudiants étaient très bonnes, il pensait donner un très bon cours. Il a découvert une mesure de la compréhension réelle (applicable a des problèmes) des étudiants, le FCI  (Hestenes, 1992).  Confiant il a fait passer ce test à ses étudiants
Il a découvert que les étudiants qui réussissaient bien à ses examens avaient parfois un mauvais résultat au FCI (~n'avaient parfois rien compris (les points  en bas à droite du schéma) 

Et que certains en échec avaient en fait bien compris ( les points en haut à gauche)  
 

Fig 1: Un graphique des résultats aux examens de ses étudiants en X contre le résultat FCI en Y.  Idéalement tous les points devaient être sur la diagonale [img]. Source : Mazur, E. (1997)

Il invente un nouvelle façon d'enseigner

Les résultats de ses étudiants s'améliorent de manière massive avec une méthode nouvelle Peer Instruction (on peut le voir comme un précurseur de la classe inversée), 

Fig 2: Les résultats de ses étudiants aux examens finaux se sont améliorés massivemnt  [img]. Source : Mazur, E. (1997)

Ce qui est intéressant c'est qu'il y parvient sans changer le format :  grand auditoire, centaines d'étudiants et sans  disposer d'une armée d'assistants, … 

Pour en savoir plus …JTS recommande sa conférence ,  

https://www.unige.ch/sciences/physique/actualites/confessions-converted-lecturer-teaching-telling-teaching-questioning/

Confessions of a Converted Lecturer: From Teaching by Telling to Teaching by Questioning - Section de Physique - UNIGE 6 february 14h15

Ou son ouvrage Mazur, E. (1997). Peer Instruction - dont sont tirées les figures et il montre très concrètement comment le mettre en oeuvre :  On le trouve à la biblio de la fac des Science.
encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici (intranet)  les questions conceptuelles sont ici

C'est un des ouvrages qui a le plus impressionné de nombreux chercheurs, enseignants ...et  votre serviteur !

Une actualisation est Crouch, C. H., & Mazur, E. (2001). ici

Références:

• Hestenes, D., Wells, M., & Swackhamer, G. (1992). Force Concept Inventory. The Physics Teacher, 30(3), 141‑158. 
• Mazur, E. (1997). Peer Instruction: A User's Manual: Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
• Crouch, C. H., & Mazur, E. (2001). Peer Instruction: Ten years of experience and results. American Journal of Physics, 69, 970. pdf