Faculté des Sciences Centre de Didactique des Sciences

Journées de Mathématique et de Sciences

Comme les années précédentes, nous organisons en 1999 une journée de mathématique et de sciences à l'intention des élèves de 5ème et 6ème années de l'enseignement secondaire. La date retenue cette année est le jeudi 1er avril.
Nous avons prévu des exposés en mathématique, informatique, physique, chimie et biologie, certains sont à l'interface de deux disciplines. Ils sont accessibles à tous.
Vous trouverez ci-dessous le programme de cette journée. Si vous le désirez, vous pourrez également prendre le repas de midi, avec vos élèves, au Restaurant Universitaire (Prix : 110 francs, boissons non comprises).
Afin de nous permettre de mieux préparer cette séance, nous vous invitons à compléter et à nous renvoyer le bulletin réponse avant le 15 mars prochain (n'oubliez pas d'indiquer les exposés choisis ainsi que le nombre d'élèves qui y participeront). Des modifications pourraient être apportées à l'horaire prévu au cas où le nombre d'inscriptions dépasserait la capacité des amphithéâtres disponibles.
Des visites de laboratoire vous sont également proposées, selon le schéma indiqué en annexe. Si une telle visite vous intéresse, veuillez remplir le tableau correspondant. Veuillez cependant noter que nous ne pouvons vous garantir que toutes les demandes seront honorées.
Les exposés auront lieu dans le bâtiment des Grands Amphithéâtres, situé Avenue du Champ de Mars, à côté du Restaurant Universitaire.

PROGRAMME

RESUMES

Véronique BRUYERE. La récursivité en informatique

Le problème des tours de Hanoi est un problème ancien. On dispose de trois piquets et n disques de tailles différentes. Au départ, les n disques sont enfilés sur l'un des piquets, le plus grand étant en bas, le plus petit en haut. Le problème est de déplacer cette pile de disques vers un autre piquet en respectant les règles suivantes :

Il existe un programme informatique très simple qui décrit la suite des mouvements à effectuer pour déplacer n disques d'un piquet vers un autre. Cependant, il est récursif, c'est-à-dire qu'il peut demander sa propre exécution au cours de son déroulement !
Le concept de récursivité n'est pas naturel, c'est pourtant un outil très puissant en informatique qui s'apparente à une notion importante en mathématique, la récurrence.

Jérôme CORNIL. Les matières plastiques émettrices de lumière : En route vers la télévision du futur

Rares sont ceux qui n'auraient pas remarqué à quel point les matières plastiques se sont imposées dans notre vie quotidienne au cours de ces dernières années. Il est sans doute moins connu qu'une recherche intense séffectue à l'heure actuelle sur des plastiques capables par exemple de conduire l'électricité aussi bien que des métaux, ou d'émettre de la lumière de différentes couleurs. Au cours de cet exposé, nous partirons donc à la découverte de ces nouveaux matériaux, connus sous le nom générique de polymères organiques conjugués. Nous tenterons dans un premier temps de cerner leurs caractéristiques majeures et de comprendre, en particulier, les mécanismes leur permettant d'émettre de la lumière. Nous illustrerons par la suite la manière dont de tels plastiques sont utilisés dans la fabrication de diodes organiques émettrices de lumière; ces dispositifs représentent sans nul doute l'application la plus prometteuse des polymères organiques conjugués et s'imposent comme de sérieux concurrents pour les diodes inorganiques actuelles, utilisées par exemple comme témoins lumineux sur nos chaïnes stéréo. Nous détaillerons à ce titre les nombreux avantages offerts par des dispositifs d'affichage à base de plastique; ces derniers constituent un enjeu économique considérable de cette fin de siècle, à en juger par les investissements consentis par de nombreuses compagnies à travers le monde. Tout porte également à croire que les nouvelles générations de télévision à écran plat, fonctionnant pour l'instant sur base de cristaux liquides voire de plasmas, devront dorénavant compter sur les écrans plastiques. Pour nous en convaincre, nous visionnerons une séquence vidéo présentant le premier prototype de télévision plastique conçu par la firme Cambridge Display Technology.
J'espèrerai alors vous avoir démontré que la révolution plastique suit son cours !

Pascal DAMMAN. Formes et symétries

Dans le langage courant, le terme symétrie est généralement associé à une harmonie, une régularité ou un équilibre. Dans le monde scientifique il en est autrement. Ainsi, nous verrons, grâce à quelques exemples, que le concept de symétrie, pourtant simple, est un des outils les plus puissants dont disposent les scientifiques. Dans la seconde partie de cet exposé, des stratégies utilisées par le monde vivant pour générer des formes particulières telles que des coquilles, des dents ou des fourrures tachetées seront analysées.

Evelyne DAUBIE. Comment étudier l'infiniment petit ou comment suivre les particules à la trace?

Les constituants de base à partir desquels nous, et tout le monde qui nous entoure, sommes faits sont extrêmement petits : c'est le domaine d'étude de la physique des particules élémentaires. Tout comme les avions qui volent à très haute altitude, ces particules sont invisibles mais tout comme les avions, dans des conditions appropriées, il est possible de voir la trace qu'elles laissent sur leur passage. Pour cela, les particules traversent un détecteur contenant une substance appropriée qui peut être un solide, un liquide ou un gaz et y produisent un signal ou une trace que nous pouvons enregistrer.
Dans l'exposé, nous présenterons les principes physiques de base régissant le fonctionnement des détecteurs ainsi que leur développement au cours des cinquante dernières années. Nous montrerons ainsi comment paradoxalement ils ont grandi en taille et en complexité afin de sonder la matière de plus en plus finement. Nous donnerons quelques exemples de découvertes importantes auxquelles ils ont contribué en physique nucléaire et physique des particules. Nous nous intéresserons en particulier aux détecteurs utilisés dans les expériences du CERN : de la “chambre à bulles” aux détecteurs géants ayant la taille d'immeubles de 4 étages actuellement en exploitation.

Paul FALMAGNE. Lémpire Invisible : La lumière sur et par les bactéries

Certaines bactéries, comme bon nombre d'autres organismes vivants, ont la propriété de produire de la lumière. Cette propriété est appelée la “bioluminescence”. Les mécanismes moléculaires impliqués dans l'émission de lumière sont intensément étudiés et livrent progressivement leurs secrets. Ces connaissances fondamentales sont à l'origine d'un nombre rapidement croissant d'applications biotechnologiques qui, par leur intérêt, contribuent elles-mêmes à l'essor important de ce domaine de la biologie.

L'exposé présentera l'“empire” invisible des microbes et développera ses aspects les plus révélateurs et saisissants dans ses relations avec les êtres humains. Il se polarisera ensuite sur les bactéries lumineuses qui, tant que faire se peut, prêteront leur concours en séance pour “éclairer” l'exposé.

Arnaud MAES. Faire et défaire : la magie des noeuds

Christian MICHAUX. Navigation, une histoire d'* ou quelques éléments de trigonométrie

Vous êtes perdu en mer, venez écouter cet exposé ! Nous expliquons comment des règles simples de trigonométrie et d'optique sont à la base de l'utilisation du sextant pour faire le point. Nous montrons aussi, comment construire un sextant rudimentaire.

Références

• Olivier Stern-Veyrin, Navigation astronomique, éditions Arthand, Paris 1987.

• Manuel de l'unesco pour l'enseignement des sciences, unesco 1964.

Francis MICHEL. L'aérostation : un art... mais aussi une science !

Chantal POIRET. Les réseaux informatiques

Les réseaux informatiques sont nés du besoin de partager des ressources entre plusieurs utilisateurs et ceci indépendamment de leur localisation géographique. Toutes les entreprises aujourd'hui possèdent un grand nombre d'ordinateurs parfois fort distants. Elles sont nombreuses à considérer que dans le contexte de concurrence actuel, le réseau est un élément de force de frappe. C'est un outil performant, stratégique et qui doit permettre d'obtenir l'information au moment où on en a besoin.
A l'Université, le réseau est un outil de travail quotidien. Il permet à des milliers de chercheurs de communiquer à traver le monde. L'avènement du réseau Internet, le réseau des réseaux, a largement contribué à cette collaboration universelle.
En terme de technologie, les réseaux ont connu un développement fulgurant. Les réseaux locaux Ethernet peuvent aujourd'hui travailler à 100 Mbps (millions de bits par seconde) soit 10 fois plus vite que par le passé. Il y a quelques années, les lignes de communications téléphoniques classiques travaillaient à des débits de quelques kbps (1000 bits par seconde). Aujourd'hui, grâce aux fibres optiques, on peut atteindre des débits de quelques centaines de Mbps, soit 100.000 fois plus élevés.
Rendez-vous bientôt sur les autoroutes de l'information...

David ROUZE. Les prions : de la maladie de la vache folle à l'homme. Faut-il avoir peur de manger de la viande de boeuf ?

Les encéphalopathies subaiguës spongiformes transmissibles (ESST) regroupent un ensemble de maladies rares (1 cas/million d'habitants), neurodégénératives et provoquant l'apparition de démences. Ces maladies sont d'origines génétique et infectieuse. En ce qui concerne l'agent responsable des ESST, l'hypothèse actuellement retenue est celle où une protéine, la protéine prion (PrP ), serait l'agent infectieux. Les ESST comprennent chez l'homme, la maladie de Creutzfeldt-Jakob, le Kuru, le syndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker et l'insomnie fatale familiale. Chez le mouton, c'est la tremblante naturelle ou scrapie et, chez la vache, c'est l'encéphalopathie bovine spongiforme (ESB) mieux connue sous le nom de “la maladie de la vache folle”. On a récemment décrit en Angleterre et en France une nouvelle forme précoce de la maladie de Creutzfeldt-Jakob qui pourrait être reliée à la présence d'animaux atteints d'ESB. Ceci amène à penser qu'une transmission de l'animal à l'homme n'est pas à exclure. La cause de ces cas pourrait être liée à la présence de cas d'ESB dans ces pays, mais il n'y a pas pour l'instant de preuve formelle de cette hypothèse.

Claude SEMAY. Les systèmes de propulsion des astronefs du futur

Presque tous les vaisseaux spatiaux qui ont volé à ce jour sont des fusées à propulsion chimique — pensons au lanceur Saturn V qui a envoyé des hommes sur la Lune. Ce n'est que tout récemment qu'un autre type de propulseur a été utilisé : une petite sonde américaine, du nom de Deep Space 1, se déplace actuellement à travers l'espace grâce à un moteur ionique. Cependant, d'autres systèmes de propulsion sont possibles : certains ont déjà fait l'objet de tests avancés, tandis que d'autres n'en sont pour le moment qu'au stade de perspectives théoriques intéressantes. Nous nous proposons de décrire quelques-uns de ces nouveaux systèmes de propulsion, dont certains, fort surprenants, pourraient nous conduire jusqu'aux étoiles.

Michel WAUTELET. Les micromachines intelligentes

“Imaginez une machine tellement petite qu'elle est invisible à l'oeil nu. Imaginez des machines avec des engrenages pas plus grands qu'un grain de pollen. Imaginez que ces machines soient fabriquées par milliers à la fois, chacune coûtant quelques dixièmes d'euros. Imaginez un monde si petit que la gravité ne joue plus de rôle, mais que les effets des forces atomiques prédominent...”
Ces petites machines, appelées micromachines, sont en train de passer de la fiction à la réalité. Avec elles, c'est un nouveau champ d'activités scientifiques et technologiques qui est en train d'apparaître. Des micromachines sont déjà présentes dans notre quotidien. D'autres vont y arriver. La conquête de l'espace y a recours. De quoi s'agit-il? Comment les fabriquer? La physique des micromachines est-elle différente de celle des machines habituelles? Autant de questions qui seront abordées dans l'exposé.

FORMULAIRE A RENVOYER AVANT LE 15 MARS A

 Lyane BOUCHEZ et/ou Anne-Marie STRUYF
JMS 1er avril 1999
Université de Mons-Hainaut
“Le Pentagone”
Avenue du Champ de Mars, 6
7000 Mons
Téléphone : 065/37.35.07 Fax : 065/37.33.18

Etablissement :

Adresse :

Numéro de téléphone :

Numéro de Fax :

Professeur responsable :

Adresse personnelle :

Nombre approximatif d'élèves présents à l'exposé :

Visites de laboratoires souhaitées :

Nombre de repas à prévoir au Restaurant Universitaire au prix de 110 F (boissons non comprises): .......