Documents pour «spectroscopie»

Documents pour "spectroscopie"
Affiche du document La chimie : science des transformations

La chimie : science des transformations

Nguyen TRONG ANH

1h14min08

  • Chimie, Cristallographie, Mineralogie
La chimie, science des transformations, a permis la synthèse de nombreux produits qui ont profondément modifié notre vie quotidienne. Ces synthèses nécessitent une compréhension fine de la réaction chimique, acquise au cours des deux derniers siècles. Les chimistes du 19è siècle, qui ne pouvaient "voir" les atomes, ont pu cependant déterminer les structures par analyse chimique. Cet exploit équivaut à celui d'un aveugle qui, connaissant seulement les quantités de matériaux utilisées, reconstitue exactement les châteaux de la Loire ! Un grand thème du 20è siècle a été les mécanismes, qui précisent comment les structures se transforment au cours d'une réaction. Comme les intermédiaires ne peuvent être isolés et étudiés, élucider un mécanisme revient à regarder les premières et dernières scènes d'une pièce de théâtre et à deviner ce qui se passe entre les deux. Et on y arrive ! Le 21è siècle verra sans doute une chimie des systèmes complexes, ayant des caractéristiques proches du vivant.
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Affiche du document Suivre les réactions entre les atomes en les photographiant avec des lasers

Suivre les réactions entre les atomes en les photographiant avec des lasers

Jean-Louis Martin

1h20min26

  • Physique
  • Sciences de la vie, Biologie
  • Génie et activités connexes
"Les progrès de l'optique ont conduit à des avancées significatives dans la connaissance du monde du vivant. Le développement des lasers impulsionnels n'a pas échappé à cette règle. Il a permis de passer de l'ère du biologiste-observateur à l'ère du biologiste-acteur en lui permettant à la fois de synchroniser des réactions biochimiques et de les observer en temps réel, y compris in situ. Ce progrès indéniable a néanmoins eu un coût. En effet, à cette occasion le biologiste est (presque) devenu aveugle, son spectre d'intervention et d'analyse étant brutalement réduit à celui autorisé par la technologie des lasers, c'est à dire à quelques longueurs d'onde bien spécifiques. Depuis peu, nous assistons à la fin de cette époque obscure. Le laser femtoseconde est devenu "" accordable "" des RX à l'infrarouge lointain. Il est aussi devenu exportable des laboratoires spécialisés en physique et technologie des lasers. Dans le même temps, la maîtrise des outils de biologie moléculaire et l'explosion des biotechnologies qui en a résulté, ont autorisé une modification à volonté des propriétés - y compris optiques - du milieu vivant. Une imagerie et une spectroscopie fonctionnelles cellulaire et moléculaire sont ainsi en train de se mettre en place. L'exposé présentera à travers quelques exemples, la nature des enjeux scientifiques et industriels associés à l'approche "" perturbative "" du fonctionnement des structures moléculaires et en particulier dans le domaine de la biologie. "
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Affiche du document MUSE : LA MACHINE À EXPLORER LE TEMPS

MUSE : LA MACHINE À EXPLORER LE TEMPS

Roland BACON

38min03

  • Médias d'information: journalisme et édition
Observer les galaxies jusqu'aux confins de l’Univers, est la grande
ambition du projet MUSE, le Multi-Unit Spectroscopic Explorer. En janvier 2014 l'instrument MUSE, un des derniers spectrographes 3D, a
observé sa première étoile depuis le désert d’Atacama au Chili. Depuis,
chaque nuit, il observe inlassablement le ciel pour l’ensemble de la
communauté scientifique, et révèle de nombreuses découvertes. Comment
d’une idée, d’un concept parvient-on à réaliser une telle machine à
remonter le temps ? Quels ont été les défis techniques qu’il a fallu
surmonter ? À quoi peuvent servir de telles prouesses technologiques ?
Qu’espère-t-on apprendre sur la genèse des galaxies ?
Roland Bacon a souhaité présenter le film documentaire consacré à ce projet, à l'origine duquel il a été, produit par le CNRS Images et réalisé par Claude Deshaye et Christophe Gombert. Vous pouvez voir ce film de 35 minutes sur le site de la vidéothèque du CNRS : http://videotheque.cnrs.fr/doc=6300
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Affiche du document QUASARS : DES PHARES DANS LE NOIR

QUASARS : DES PHARES DANS LE NOIR

Pasquier NOTERDAEME

1h04min15

  • Médias d'information: journalisme et édition
Les quasars sont des sources extrêmement lumineuses que l'on arrive à
détecter à des distances cosmologiques. Ceux-ci peuvent servir de phares
pour détecter la matière aux confins de l'Univers, interposée entre les
quasars et nous, du milieu intergalactique jusqu'au sein de galaxies.
Après une présentation de cette technique d'observation un peu
particulière, je présenterai différentes avancées dans ce domaine et
quelques-uns des défis qui nous attendent dans les années à venir.
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Affiche du document LES ASTRONOMES ET LA LUMIÈRE, UNE LONGUE ET BELLE HISTOIRE

LES ASTRONOMES ET LA LUMIÈRE, UNE LONGUE ET BELLE HISTOIRE

Pierre LENA

1h13min32

  • Médias d'information: journalisme et édition
Nos télescopes géants, sur les montagnes terrestres ou dans l'espace
lointain, capturent la lumière pour découvrir l'univers et, aujourd'hui
pour nous révéler, entre autres découvertes, par milliers des
exoplanètes d'une grande diversité. Mais que savons nous donc de cette
lumière, et comment l'avons nous appris au fil des siècles ?
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Affiche du document Du Temps, de l'Espace et de l'Eau

Du Temps, de l'Espace et de l'Eau

Alain DORESSOUNDIRAM

13min02

  • Astronomie, Astrophysique, Recherche spatiale, Géodésie
  • Sciences de la terre, Géologie, Météorologie
  • Sciences de la vie, Biologie
A la recherche de l’eau dans l’Univers

Par Alain Doressoundiram - Astrophysicien à l’Observatoire de Paris


Y a-t-il de l’eau dans l’univers?

Y a-t-il de l’eau dans le système solaire ailleurs que sur Terre ?

L'eau est la 2ème molécule la plus abondante de l'univers, après
l'hydrogène. On la trouve partout dans le cosmos depuis les planètes du système
solaire jusqu'aux galaxies éloignées, mais toujours sous forme de vapeur ou de
glace. L’eau liquide est un ingrédient essentiel à toute vie sur Terre. Avec
70% de sa surface recouverte d’eau, la
Terre en est l’unique oasis.

Mais d’où vient l’eau présente sur Terre ?

Était-elle déjà là lors de la formation de notre planète ?

Il semblerait que l’eau liquide ait pu exister sur Vénus ou Mars, mais
pourquoi a t’elle disparu ? Autant de questions qui passionnent depuis
longtemps nombre de scientifiques. En étudiant les astres, les astronomes
essaient de percer les mystères de la naissance et de l’évolution des planètes,
ainsi que l’apparition de la vie.
Le projet a été réalisé dans le cadre d'un
partenariat entre les UNT UNISCIEL, UVED et l'Observatoire de Paris.
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Affiche du document Du microscope électronique à la microscopie à champ proche

Du microscope électronique à la microscopie à champ proche

Jean KLEIN

1h05min13

  • Généralités
A travers les siècles, l'homme a toujours cherché à observer le monde de l'infiniment petit qui l'entoure, le monde invisible à l'oeil nu. Pour cela, il invente la loupe (XVe siècle), puis le microscope optique (XVIIe siècle) pour observer des cellules sanguines ou des bactéries ..., mais il semble impossible d'observer les éléments ultimes dont est faite la matière : les atomes. Il faut attendre la découverte de la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie(1923) pour que l'espoir renaisse. Les particules qui constituent la matière peuvent se comporter comme des ondes de longueur d'onde très petite : 0,1 nm (10-10 mètre), c'est-à-dire de la taille d'un atome. De cette dualité onde-corpuscule va naître le microscope électronique en 1933 (E.Ruska) - où l'éclairage par une source lumineuse utilisé dans le microscope optique est remplacé par une source d'électrons. L'observation d'atomes reste encore indirecte et s'appuie sur des phénomènes de diffraction. Les applications de la microscopie électronique sont nombreuses et le développement instrumental est aujourd'hui très sophistiqué que ce soit au niveau des appareillages ou au niveau du traitement informatique des données. Les domaines explorés sont très divers,la biologie moléculaire et cellulaire ,la cristallographie, la métallurgie, et les sciences des matériaux.La résolution des microscopes électroniques permet d'atteindre l'échelle atomique mais il faut noter un point fondamental,on n'observe pas le relief des surfaces observées mais une vue projetée.Les ondes associées aux électrons qui permettent l'obtention d'images sont des ondes progressives et l'on se trouve dans le cadre du champ lointoin.Cet inconvénient est entièrement levée dans le cas des microscopies en champ proche. En 1982, un nouveau type de microscope - le microscope à effet tunnel, est inventé par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, ouvrant un champ très vaste d'investigations scientifiques et des nouveaux horizons technologiques. Cette nouvelle technique utilisant une pointe très fine terminée par un atome permet l'observation directe et aisée d'atomes et de structures atomiques de surfaces conductrices dans une large variété d'environnements (air, eau, huile, vide). Depuis l'invention du microscope tunnel, d'autres microscopies à sonde locale ont été développées, et notamment le microscope à effet de force atomique (1986) qui permet d'imager non seulement des surfaces conductrices mais aussi des surfaces isolantes.Enfin une autre microscopie en champ proche optique donne des images pour lesquelles les critères de Rayleigh. En plus, les progrès les plus récents ont montré la possibilité de manipuler les atomes à l'aide de ces microscopes - ainsi les premières structures artificielles à l'échelle atomique ont été élaborées.Toutes ces techniques d'observation et d'élaboration de nanostructures ont données naissance à une nouvelle physique,la nanophysique et aussi à de nouvelles nanotechnologies qui préfigure l'aube d'une révolution "nano" industrielle. Au cours de cette exposé nous présenterons les différents types de microscopes électroniques et les résultats les plus spectaculaires obtenus dans le domaine des sciences puis les trois familles de microscopies en champ proche et les applications surlesquelles elles débouchent naturellement.
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Affiche du document Localiser et identifier une molécule

Localiser et identifier une molécule

Patrick CHAQUIN

1h10min47

  • Chimie, Cristallographie, Mineralogie
Au début du siècle, la caractérisation des molécules consistait essentiellement en tests chimiques donnant naissance à des précipités, des couleurs, voire des odeurs. Ces techniques ont été supplantées par des méthodes physiques, dans lesquelles les molécules, soumises à certaines stimulations fournissent, sous forme de diagramme, une réponse ou spectre. Plusieurs méthodes spectroscopiques étudient l'interaction avec la matière des ondes électromagnétiques dans divers domaines de longueur d'onde. Le domaine de l'infrarouge (IR) permet de reconnaître la présence de certaines liaisons ou groupements d'atomes et fournit une " empreinte digitale " caractéristique. Dans le domaine des ondes radio, la résonance magnétique nucléaire (RMN) s'applique en premier lieu au carbone et à l'hydrogène mais également à de nombreux autres éléments. Cette méthode a connu depuis 1960 d'extraordinaires développements. L'un des plus récents, la RMN à deux dimensions, met en évidence des connexions entre atomes d'où une véritable cartographie moléculaire. Dans le domaine de la lumière visible ou ultaviolette, les renseignements obtenus sont d'une moindre richesse, mais cette spectroscopie, avec d'ailleurs l'IR, permet l'étude de molécules hors de notre atteinte comme celles des atmosphères planétaires ou de l'espace interstellaire. Enfin la spectrométrie de masse (SM) étudie les fragmentations des molécules sous l'effet, par exemple, d'un bombardement d'électrons. Des masses de ces fragments on peut déduire leur formule chimique qui permet de reconstituer la molécule originelle. Par ailleurs, ces spectres fournissent une signature qui, traitée numériquement, permet une identification automatique si la molécule a déjà été répertoriée dans une bibliothèque. Cette technique, couplée avec une méthode de séparation telle que la chromatographie en phase gazeuse est d'une puissance inégalée pour l'analyse de mélanges complexes.
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Affiche du document Microscopies en champ proche

Microscopies en champ proche

Dimitri RODITCHEV

1h17min54

  • Généralités
L'homme a toujours cherché à observer le monde de l'infiniment petit qui l'entoure, le monde invisible à l'oeil nu. Pour cela, il invente la loupe (XVe siècle), puis le microscope optique (XVIIe siècle) pour observer des cellules sanguines ou des bactéries, mais il semble impossible d'observer les éléments ultimes dont est faite la matière : les atomes. Il faut attendre la découverte de la mécanique ondulatoire pour que l'espoir renaisse. Les particules qui constituent la matière peuvent se comporter comme des ondes de longueur d'onde très petite : 0,1 nm (10-10 mètre), c'est-à-dire de la taille d'un atome. De cette dualité onde-corpuscule va naître le microscope électronique - où l'éclairage par une source lumineuse utilisé dans le microscope optique est remplacé par une source d'électrons. L'observation d'atomes reste encore indirecte et s'appuie sur des phénomènes de diffraction. Mais voici, qu'en 1982, un nouveau type de microscope - le microscope à effet tunnel, est inventé par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, ouvrant un champ très vaste d'investigations scientifiques et des nouveaux horizons technologiques. Cette nouvelle technique utilisant une sonde très locale permet l'observation directe et aisée d'atomes et de structures atomiques de surfaces conductrices dans une large variété d'environnements (air, eau, huile, vide). Depuis l'invention du microscope tunnel, d'autres microscopies à sonde locale ont été développées, et notamment le microscope à effet de force atomique (1986) qui permet d'imager non seulement des surfaces conductrices mais aussi des surfaces isolantes. En plus, les progrès les plus récents ont montré la possibilité de manipuler les atomes à l'aide de ces microscopes - ainsi les premières structures artificielles à l'échelle atomique ont été élaborées. Ces inventions préfigurent peut-être l'aube d'une révolution " nano " industrielle.
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Affiche du document L'imagerie médicale par résonance magnétique

L'imagerie médicale par résonance magnétique

Patrick COZZONE

1h27min52

  • Sciences médicales. Médecine
Le Phénomène de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) découvert en 1946 est relatif aux propriétés magnétiques des noyaux des atomes. En médecine, il a donné naissance à l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) qui constitue une des avancées les plus importantes de l'histoire de la médecine. L'IRM permet d'obtenir des images anatomiques du corps humain avec une finesse inégalée, sans avoir recours à des radiations ionisantes ou à l'injection de traceurs radioactifs. L'examen par IRM est indolore et peut être répété sans danger. La Spectrométrie de Résonance Magnétique (SRM) est une autre application du phénomène de résonance magnétique dans l'exploration du corps humain. La SRM qui connaît à présent un développement très rapide, analyse et visualise les réactions chimiques qui se produisent dans les tissus et les organes sans avoir à faire de prélèvements (biopsies). On obtient par SRM des images métaboliques du cerveau et de certains autres organes dont les anomalies éventuelles permettent de diagnostiquer de façon très précoce de nombreuses maladies et de quantifier l'effet des médicaments. Une application en plein développement concerne l'angiographie par résonance magnétique (ARM) qui permet la visualisation des vaisseaux de façon non invasive. Enfin, le fonctionnement du cerveau lorsqu'il gère des tâches motrices ou sensorielles peut être suivi par les nouvelles techniques de l'IRM fonctionnelle qui sont basées sur les variations du débit et de l'oxygénation du sang dans le tissu cérébral. Ces différentes modalités de l'Imagerie Médicale par Résonance Magnétique seront illustrées dans leurs applications à l'exploration du cerveau de l'homme.
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