College De France
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Chimie moléculaire : nouveaux défis et innovation durable
Louis Fensterbank
- College De France
- 23 Janvier 2025
- 9782722607729
La synthèse moléculaire est la science qui consiste à transformer des molécules de départ pour en créer de nouvelles plus élaborées. Physiquement, elle requiert de former de nouvelles liaisons entre des atomes grâce à un processus d'activation moléculaire qui peut être thermique, photochimique, mécanique ou reposer sur une catalyse.
Après plus d'un siècle de développements industriels et de constante innovation, la nécessité d'une transition énergétique et d'une durabilité des ressources réoriente les recherches dans le domaine de la synthèse moléculaire, notamment des processus d'activation, afin de produire des molécules aux propriétés optimisées pour une population mondiale en augmentation.
Cet ouvrage est issu de la leçon inaugurale prononcée au Collège de France le jeudi 7 mars 2024 par Louis Fensterbank, professeur titulaire de la chaire Activations en chimie moléculaire. -
La mécanique moléculaire des fluides : un champ d'innovation pour l'eau et l'énergie
Lyderic Bocquet
- College De France
- 5 Septembre 2024
- 9782722606838
L'eau et l'énergie sont deux enjeux profondément liés qui exigent l'invention de solutions extraordinaires. Face au défi environnemental, la question de l'engagement se pose désormais pleinement aux scientifiques. Comment concilier le temps de la recherche fondamentale et celui de l'innovation technologique ?
Cette leçon inaugurale aborde les dernières avancées dans le domaine émergent de la nanofluidique, la science des flots moléculaires, qui explore les écoulements et le transport des fluides aux échelles nanométriques.
Ce livre est la réédition par le Collège de France de l'ouvrage publié sous le même titre en 2023 (Collège de France/Fayard). -
Physique Statistique : La flèche du temps et le hasard
Bernard Derrida
- College De France
- 27 Novembre 2024
- 9782722607255
Nous savons depuis plus d'un siècle que notre monde est formé de briques élémentaires, comme les atomes ou les molécules, régies par des lois étranges qui respectent une symétrie parfaite entre le passé et le futur. Comment expliquer alors la flèche du temps et l'irréversibilité de tous les phénomènes observables à notre échelle ? C'est une des questions que permet d'aborder la physique statistique. Bernard Derrida nous en présente quelques avancées récentes, jetant un nouveau regard sur le second principe de la thermodynamique, la théorie des transitions de phase ou les systèmes désordonnés, et rappelant certaines de leurs applications à d'autres domaines de la science.
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Pour comprendre ces systèmes complexes et maîtriser leur construction, le chimiste met en oeuvre des expériences qui permettent d'analyser tous les états de la matière, de la molécule au matériau. Un de ses défis est l'élaboration bio-inspirée de matériaux hybrides à structures hiérarchiques.
À l'interface de la chimie, de la physique, de la biologie et de la science des matériaux, la chimie des matériaux hybrides a déjà intégré de nombreux domaines d'application (automobile, construction, textile, cosmétique, micro-optique, micro-électronique, revêtements fonctionnels, sciences environnementales et biomédicales). -
Chimie des processus biologiques ; une introduction
Marc Fontecave
- College De France
- 27 Novembre 2024
- 9782722607873
La vie dépend de la capacité des organismes vivants à utiliser efficacement le potentiel chimique de leur environnement : le soleil, pour l'énergie, et un certain nombre de molécules accumulées à la surface de la terre (eau, oxygène, dioxyde de carbone, azote, etc.). Pour en tirer parti, il faut les activer, et cela nécessite des modifications électroniques profondes que seuls les ions métalliques permettent. Les métalloenzymes qui réalisent ces activations sont véritablement extraordinaires, et leurs mécanismes d'action d'une très grande subtilité. À l'interface de la chimie et de la biologie, la chimie bio-inorganique est aujourd'hui en pleine expansion. Elle est née du constat relativement récent que la vie n'est pas seulement organique mais aussi « minérale » : il n'y a pas de vie sans métaux.
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De l'atome au matériau ; les phénomènes quantiques collectifs
Antoine Georges
- College De France
- 27 Novembre 2024
- 9782722607859
Le monde des matériaux présente une extraordinaire diversité d'architectures (cristaux, verres, mousses, gels) et de comportements physiques (métaux, isolants, semi-conducteurs, supraconducteurs). La physique de la matière condensée cherche à comprendre leurs propriétés. Nombre de technologies modernes (le transistor ou l'imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire, par exemple) ont pour origine des découvertes fondamentales dans ce domaine. Antoine Georges nous convie ici à un voyage fascinant qui, partant des formes organisées que prend la matière à l'échelle macroscopique, nous entraîne jusqu'à ses constituants intimes, à l'échelle de l'atome.
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Matière et lumière sont intimement liées dans notre modélisation du monde physique. De l'élaboration de la théorie quantique à l'invention du laser, l'interaction entre atomes et rayonnement a joué un rôle central dans le développement de la science et de la technologie d'aujourd'hui. La maîtrise de cette interaction permet désormais d'atteindre les plus basses températures jamais mesurées. Le refroidissement de gaz d'atomes par la lumière d'un laser conduit à une « matière quantique » aux propriétés radicalement différentes des fluides ordinaires. Ces atomes froids sont à la base d'une nouvelle métrologie du temps et de l'espace, qui trouve des applications dans des domaines aussi divers que la navigation, les télécommunications ou encore la géophysique.
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En suivant deux fils rouges, l'histoire des grandes révolutions de la physique au XXe siècle et l'abstraction progressive du concept de symétrie, de son usage ordinaire en géométrie à son application aux lois de la physique, cette leçon inaugurale aborde un des défis majeurs de la physique actuelle, celui de réconcilier la relativité d'Einstein et la mécanique quantique, théories amplement vérifiées empiriquement et pourtant incompatibles. C'est peut-être dans une symétrie immense, décrite en théorie des groupes par des groupes très particuliers, que réside la clé pour formuler cette théorie plus fondamentale de la gravitation, qui pourrait permettre la grande synthèse avec la mécanique quantique.
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Physique de la matière molle : une approche des systèmes biologiques
Jean-françois Joanny
- College De France
- 27 Novembre 2024
- 9782722607002
Le terme « matière molle » désigne les formes intermédiaires de la matière, entre les états solide et liquide, qui comprennent aussi bien les cristaux liquides et les polymères que les milieux colloïdaux. Parce qu'ils sont sensibles à la moindre perturbation, les objets mous ont une physique singulière. Jouant avec les échelles, la physique de la matière molle convoque à la fois la physique statistique, l'hydrodynamique et la thermodynamique. Elle s'applique aussi aux systèmes biologiques, nous aidant à comprendre et à modéliser des processus complexes comme le transport intracellulaire, la division et la motilité cellulaires, l'adhésion des cellules et certains aspects de la biologie du développement ou du cancer.
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Nouv.
Biomatériaux de demain : polymères biomimétiques et biohybrides
Sébastien Lecommandoux
- College De France
- 20 Novembre 2025
- 9782722608535
La notion de polymère est souvent associée aux plastiques, à des matériaux synthétiques et polluants, alors qu'il s'agit en réalité d'un concept chimique beaucoup plus large. Un polymère est une macromolécule composée de sous-unités capables d'interagir entre elles et pouvant avoir une grande diversité de propriétés.
Dans cette leçon inaugurale, Sébastien Lecommandoux montre comment les polymères biomimétiques, qui reproduisent certaines structures et les fonctions biologiques, et les systèmes biohybrides, qui combinent les avantages des systèmes naturels et synthétiques, ouvrent aujourd'hui des perspectives révolutionnaires en nanomédecine. Des assemblages polymères multi-échelles et dynamiques, tels que ceux dotés d'autonomie motrice, ainsi que la création de cellules artificielles, repoussent les frontières de la science. Faisant converger chimie et physique des matériaux, biologie et nanotechnologies, l'approche biomimétique stimule des innovations qui visent à traiter des pathologies complexes allant du cancer aux maladies neurodégénératives.
