EPISTÉMOLOGIE DE L'INFORMATIQUE ET APPLICATIONS

Aujourd'hui, le computer est au coeur des techniques de conception comme de représentation et de formalisation dans les sciences et dans les techniques contemporaines. L'informatique passe à la fois pour une discipline-fondement et une discipline-carrefour. Il est donc important de réfléchir de temps à autre à sa nature et à ses potentialités, au moins théoriques. Dans cette perspective, cette conférence tentera d'abord d’ébaucher une caractérisation de ce qu'est l'informatique dans sa forme la plus générale pour en venir ensuite aux applications que permet une telle caractérisation. Nous montrerons en particulier que cette caractérisation présente l’avantage de permettre de distinguer entre différents types de simulation : notamment entre émulation et simulation, puis entre simulation numérique et simulation informatique. En suite de quoi, certaines questions de principe sur la simulabilité du vivant, de l’esprit, du cerveau, etc., pourront alors non pas être résolues, bien entendu, mais au moins posées avec plus de clarté et de discernement. Le rapport entre langage humain et informatique pourra également être partiellement éclairci.
Cette conférence a été donnée dans le cadre du groupe IDEES  (Informatique: Didactique et Enseignement) du Loria
L'option d'informatique et sciences du numérique ouvre cette année au bacalauréat. A l'opposé du B2I et C2I, l'objectif est de transmettre les bases de notre science. Après l'introduction de l'algorithmique dans les programmes de mathématiques au lycée, c'est un nouveau pas vers l'enseignement de l'informatique à tous.
Cette démocratisation impose de faire évoluer l'enseignement de l'informatique : les formations visant les futurs spécialistes en place dans le supérieur ne sont pas adaptées à la formation de tous les citoyens de demain. Il faut revoir le contenu de nos enseignements, et peut-être également nos pratiques pédagogiques. Cela passe nécessairement par une (re)définition des fondements de notre science et ce qu'il est important de transmettre dans ce nouveau cadre.

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Paris, 11 septembre 2006

Expérience OPERA : le « voyage interieur » des neutrinos
730 kilomètres sous terre ! C'est le voyage qu'entreprendront des milliards de neutrinos, partant de Genève pour aller dans les Abruzzes près de Rome(1). A l'arrivée, une poignée d'entre eux se seront transformés. En braquant leur attention sur ces quelques cas, les scientifiques comptent bien apporter la preuve définitive de cette transformation. Ils élucideront ainsi certaines des questions qu'ils se posent sur ces particules et leurs interactions. L'expérience OPERA(2), qui détectera les fameux neutrinos est inaugurée le 11 septembre. Le CNRS-IN2P3(3) y est impliqué au travers de quatre de ses laboratoires(4).
Dans la deuxième quinzaine d'août, les premiers neutrinos sont partis du CERN. Le faisceau était dirigé vers le laboratoire du Gran Sasso(1), plus grand site souterrain du monde pour la recherche expérimentale en physique des particules, situé à 730 kilomètres de là aux environs de Rome. Il a atteint les détecteurs de l'expérience OPERA, dont l'objectif est d'observer la transformation (ou oscillation) de quelques-uns des neutrinos (qui sont de type muon) en neutrinos d'un autre type (des neutrinos tau). L'expérience OPERA est souterraine afin que les détecteurs soient protégés des rayons cosmiques par une montagne (1400 mètres de roche). Après les essais du mois d'août et l'inauguration en septembre, OPERA doit démarrer en octobre.
Les neutrinos, produits dans les étoiles, sont les particules de matière les plus abondantes de l'Univers. Chaque centimètre carré de notre planète reçoit 60 milliards de neutrinos (venant du Soleil) par seconde. Pourtant, les neutrinos interagissent tellement peu avec la matière qu'ils sont difficiles à étudier. En particulier ils n'interagiront pas avec le sous-sol lors de leur parcours souterrain jusqu'en Italie. En outre, l'oscillation se produit au bout d'une grande distance parcourue, ce qui explique la longueur de ce « voyage intérieur » de 730 kilomètres.
Les scientifiques s'intéressent à la façon dont les neutrinos sont reliés entre eux, observable seulement si les neutrinos sont dotés d'une masse. Si tel est bien le cas, cela implique que les neutrinos ont joué un rôle dans l'évolution de l'Univers et constituent une partie (très petite) de la mystérieuse matière noire – invisible aux télescopes, qui se manifeste par des effets gravitationnels. Les relations des neutrinos entre eux et leurs masses pourraient aussi aider les scientifiques à développer une théorie des interactions fondamentales de la nature. En outre, ces éléments pourraient concourir à expliquer pourquoi, dans notre Univers, la matière a pris le pas sur l'antimatière. On comprend que l'enjeu est de taille.
Des expériences récentes, aux États-Unis et au Japon, ont déjà mis en évidence la disparition de neutrinos de type muon, ce qui suggère qu'ils se transforment en neutrinos de type tau. Avec OPERA, la première expérience du genre en Europe, les scientifiques veulent montrer, de façon directe, la production de neutrinos tau. Sur plusieurs milliards de neutrinos muon partant du CERN, 30 000 interagiront avec les cibles d'OPERA (où le type des neutrinos sera révélé) et environ 15 seulement de ceux qui auront oscillé seront détectés pendant les cinq ans que durera l'expérience. C'est peu, mais suffisant pour que les physiciens complètent cette partie du « puzzle » des neutrinos.

Quatre laboratoires du CNRS-IN2P3(4) ont travaillé sur OPERA avec d'autres équipes du monde entier(5). La coordination de l'expérience est assurée par un chercheur du CNRS, Yves Declais, de l'Institut de physique nucléaire de Lyon(4). Les laboratoires du CNRS-IN2P3 ont conçu et produit les détecteurs de l'ensemble formé par les 200 000 cibles, ainsi que leur électronique. Ces laboratoires ont aussi mis au point le système d'acquisition des données et le dispositif automatisé de manipulation des 200 000 cibles. Les laboratoires du CNRS-IN2P3 participeront à la collecte et à l'analyse des données.

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Paris, 7 SEPTEMBRE 2012

Les argiles martiennes n'ont pas toutes été formées par l'action de l'eau liquide
Découvertes en 2005, les argiles de l'hémisphère sud de Mars sont souvent considérées comme une preuve de l'existence d'eau liquide sur la planète rouge à une époque très reculée comprise entre 4,5 et 4 milliards d'années. Mais les travaux d'une équipe franco-américaine menés par des chercheurs de l'Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (CNRS/ Université de Poitiers)1 remettent en cause cette interprétation. Dans un article à paraître le 9 septembre sur le site de la revue Nature Geosciences, ils montrent que ces argiles ont vraisemblablement une origine magmatique. Les nombreuses similitudes entre les argiles martiennes et celles d'origine volcanique récoltées sur l'atoll de Mururoa soutiennent leur hypothèse.
Sur l'hémisphère Sud de Mars se trouvent les roches les plus anciennes de la planète : la croûte de cette région s'est formée il y a entre 4,5 et 4 milliards d'années. C'est là qu'ont été découvertes, en 2005, des argiles riches en fer et en magnésium. La présence de ce type de minéraux, considérés comme issus de la décomposition de roches par l'action de l'eau liquide, laissait penser que cette dernière était présente sur la surface martienne dès cette époque reculée. Or, une équipe de chercheurs vient de montrer que l'origine de ces argiles est très probablement magmatique.

Pour étayer leur hypothèse, les chercheurs ont étudié les basaltes de l'atoll de Mururoa (Polynésie Française). Ces basaltes sont constitués de cristaux bien formés limitant de petits espaces remplis d'un matériau finement cristallisé appelé la mésostase. Celle-ci contient des argiles ferro-magnésiennes similaires à celles détectées sur Mars. Les chercheurs ont montré que ces argiles se sont formées à partir de liquides magmatiques résiduels riches en eau, piégés dans les espaces libres entre les cristaux. À la fin du refroidissement du magma, les constituants de ces fluides résiduels ont précipité formant ainsi divers minéraux, dont les argiles. Aucune altération aqueuse dans ce cas.

Les scientifiques ont remarqué que le magma martien réunissait toutes les conditions, en particulier une haute teneur en eau et en chlore, pour que ce processus ait pu produire des argiles en abondance sur la surface basaltique de Mars. Par ailleurs, on sait que peu après sa formation, Mars, tout comme la Terre primitive, était recouvert d'un océan magmatique. Durant cette période, les argiles ont pu se former. Mais ce n'est pas tout : ils ont aussi montré que le spectre infrarouge des argiles martiennes mesuré par les orbiteurs Mars Express et Mars Reconnaissance Orbiter, est identique à celui des argiles de Mururoa.

Ces travaux pourraient avoir des conséquences sur la recherche de marqueurs de la vie sur Mars. En effet, si la présence d'eau liquide aux alentours de -3 milliards d'années est avérée par les traces de rivières, lacs et cônes alluviaux, rien ne suggère qu'elle ait pu exister à des périodes aussi reculées que -4,5 ou -4,0 milliards d'années, comme on a pu le croire jusqu'à présent. La période de temps favorable à l'émergence de la vie sur Mars pourrait avoir été beaucoup plus courte que prévu. La mission Curiosity, qui va explorer sur Mars une partie du cratère Gale dont les formations sédimentaires témoignent de la présence de l'eau liquide à une époque beaucoup plus récente, devrait permettre de lever un certain nombre d'incertitudes.

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Paris, 28 octobre 2013

Le « leviton », une onde électronique silencieuse
Des physiciens du CEA et du CNRS1 ont réussi à injecter quelques électrons dans un conducteur sans que ceux-ci y apportent de perturbation. Ce résultat a été possible grâce à la génération d'impulsions électriques à profil temporel « lorentzien » ultra-court. L'onde quantique électronique obtenue, baptisée par les chercheurs « leviton », se propage sans bruit et sans déformation comme le font certaines ondes solitaires optiques ou hydrodynamiques connues (solitons). Ces travaux ouvrent la voie à l'utilisation de sources d'électrons « à la demande », simples et fiables, utiles à terme pour des applications en physique et en information quantique. 
Ces résultats2 sont publiés le 31 octobre dans l'édition papier de la revue Nature.

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