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Les moteurs biologiques - Jacques PROST

Moteurs moléculaires biologiques par Jacques prost La vie des êtres unicellulaires ou multicellulaires met en jeu un certain nombre de fonctions parmi lesquelles la synthèse chimique, le mouvement, le transport de matière, la morphogenèse, la duplication etc. Depuis environ une quinzaine d&#039;année, il est apparu de plus en plus clairement que ces fonctions étaient assurées par des machineries d&#039;une complexité redoutable. Le nom générique de moteur moléculaire est associé au plus simples de ces machineries. On distingue couramment les moteurs moléculaires rotatifs des moteurs moléculaires linéaires. Les premiers sont impliqués principalement dans la synthèse du carburant cellulaire essentiel l&#039;ATP (adénosine triphosphate) et dans la propulsion de bactéries telles que E. coli, les seconds sont ubiquitaires dans les cellules eucaryotes. Ils participent au transport intra-cellulaire, à la motilité cellulaire, à la mitose, à l&#039;organisation de la cellule, aux contractions musculaires, aux battements des cils et des flagelles, à la détection du son etc. S&#039;il est aisé de comprendre l&#039;importance biologique des moteurs moléculaires on peut se demander en quoi ils peuvent intéresser les physiciens et les physico-chimistes. La raison est double, bien que l&#039;accent soit souvent mis seulement sur le premier aspect. Premièrement, la faible taille de ces moteurs en fait des objets soumis violemment aux fluctuations thermiques (&quot; bombardement &quot; incessant par les autres molécules), et malgré ces sollicitations stochastiques importantes, ils ont un fonctionnement comportant très peu de &quot; fautes &quot;, leur mouvement est presque déterministe, leur rendement est élevé ( presque un pour certains moteurs rotatifs).On a donc là un problème de physique statistique intriguant. Deuxièmement, et cet aspect est sous-estimé à l&#039;heure actuelle, les moteurs moléculaires sont des acteurs essentiels des processus d&#039;auto-organisation de la cellule. La description de ces processus fait appel à la physique des transitions de phase et des systèmes dynamiques. Ce champ d&#039;activité commence tout juste à être exploré, et présence une très grande richesse.

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Automobiles et véhicules électriques

Il y a un siècle, les moteurs à vapeur, au pétrole et électriques étaient en concurrence pour remplacer la traction animale. Chaque fois qu&#039;il a été possible d&#039;alimenter en permanence, par une source externe, des véhicules évoluant, de ce fait, en site propre ou partagé, c&#039;est l&#039;électricité qui a prévalu : métro, train, tramway, trolley bus. Pour les autres véhicules autonomes qui nécessitent une source d&#039;énergie embarquée, les énergies fossiles et les moteurs à combustion interne ont pris la quasi-totalité du marché pour d&#039;évidentes raisons d&#039;autonomie. Qu&#039;en est-il maintenant alors que, victimes de leur succès, les véhicules routiers engorgent les voies de circulation, émettent des nuisances qui deviennent insupportables aux habitants des villes et qu&#039;il en est de même sur certaines voies d&#039;eau ? Aux enjeux vitaux qui se présentent, l&#039;électricité apporte des réponses multiples. Pour que leur impact soit sensible, les progrès nécessaires des techniques devront s&#039;accompagner d&#039;une évolution des comportements voire contribuer à les susciter.

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Pollution et épuration des eaux

Les problèmes posés par l&#039;exploitation de l&#039;eau, ressource vitale et vulnérable, au bénéfice des sociétés humaines, exigent de la part des scientifiques une approche transdisciplinaire qui reste à construire. Les actions structurantes dans cette optique rapprochent les &quot; sciences du savoir &quot; et les &quot; sciences de la valeur &quot;. Sur cette trajectoire - du savoir au faire valoir - en matière de gestion qualitative de l&#039;eau, le parcours est complexe mais l&#039;exhaustivité n&#039;est pas indispensable. Dans le présent contexte, la conférence fera découvrir quelques &quot; épisodes significatifs &quot; de recherche et d&#039;action. D&#039;ores et déjà on notera que la &quot; technologie curative &quot; est un remède aux pollutions localement contrôlables, mais qu&#039;elle est inapte à &quot; repenser &quot; un hydrosystème où se sont accumulés des contaminants de l&#039;eau dont les conséquences apparaissent graduellement dans le temps.

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La qualité de l&#039;air et l&#039;atmosphère

La qualité de l&#039;air par Gérard Mégie La présence de la vie sur Terre est indissociable de la composition chimique de l&#039;air que nous respirons. C&#039;est à ce titre que nous pouvons parler de &quot; qualité de l&#039;air &quot; puisque tous les constituants de l&#039;atmosphère - azote, oxygène, vapeur d&#039;eau, gaz carbonique, ozone... - jouent, à des titres divers, un rôle déterminant dans l&#039;équilibre précaire qui conditionne le maintien des différentes formes de vie sur Terre. Si les dangers des émanations liées à l&#039;usage du charbon étaient mentionnés dès le XVIIe siècle et l&#039;apparition de pluies acides mise en évidence au XIXe siècle, le développement des activités industrielles et agricoles, la multiplication des moyens de transport, l&#039;explosion démographique, ont entraîné, au cours du dernier siècle , une modification de la composition chimique de l&#039;atmosphère sans commune mesure avec celle induite par les phénomènes naturels. La pollution de l&#039;air concerne aujourd&#039;hui aussi bien l&#039;air ambiant, de l&#039;échelle locale à l&#039;échelle planétaire, que celui des locaux de travail et des habitations domestiques. Les mécanismes physiques et chimiques qui conduisent à la production de composés nocifs pour la santé humaine, l&#039;équilibre des écosystèmes et l&#039;environnement global de la Terre, sont pour l&#039;essentiel élucidés. Les principales sources des précurseurs de la pollution photo-oxydante et acide sont également connus : transports, foyers de combustion, procédés industriels fixes. Les études épidémiologiques montrent également que si la pollution de l&#039;air a été sensiblement réduite par rapport aux situations qui prévalaient il y a quelques décennies, principalement par la réduction des émissions des sources fixes, elle continue aujourd&#039;hui à exercer des effets néfastes sur la santé, particulièrement sur les populations à risques, dont les conséquences à long terme sont encore mal comprises. La prise en compte des problèmes de qualité de l&#039;air nécessite donc une action cohérente en termes de politique publique, qui prenne en compte à la fois des efforts ciblés sur les lieux et niveaux d&#039;exposition affectant le plus de personnes pendant le plus de temps, et une réduction générale, tout au long de l&#039;année, des niveaux moyens de pollution. Pour autant qu&#039;elle soit respectée, la loi sur l&#039;air et l&#039;utilisation rationnelle de l&#039;énergie de 1996, offre le cadre nécessaire à une mise en oeuvre efficace de telles politiques.

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Les déchets, les éliminer, les revaloriser, les éviter

Les déchets proviennent aujourd&#039;hui surtout de l&#039;activité industrielle de l&#039;homme : les déchets miniers et de fabrication, les produits au rebut, et les emballages. Les problèmes des déchets se posent au lieu de &quot; chute &quot; (end of pipe), la solution préférée étant encore souvent leur élimination, normalement dans le cadre légal. Mais les déchets sont aussi issus de nos systèmes de valeur et de responsabilité. Au lieu de perfectionner leur élimination, nous pourrions essayer de les revaloriser ou de les éviter. &quot; Déchet &quot; veut dire un bien avec une valeur perçue comme négative et sans propriétaire. Des politiques de précaution, ainsi que des stratégies de &quot; valeur continue &quot; et de &quot; propriété continue &quot; des produits manufacturés, permettraient d&#039;éviter la majorité des déchets. Elles changeraient toutefois aussi la structure de l&#039;économie présente, qui est linéaire et basée sur la valeur ajoutée. La nouvelle structure correspondrait à une économie en boucles fermées qui met l&#039;accent sur le maintien de la valeur d&#039;utilisation, par une gestion innovatrice du parc des biens.

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La pollution des sols

Le problème des sols pollués ne fait pas recette auprès du grand public car les origines de la pollution peuvent être diverses et ne présenter qu&#039;un impact peu perceptible sur la santé. En raison de leur importance dans la production de nourriture et de végétation, nous mettrons l&#039;accent sur la pollution des sols agricoles et corrélerons entre structure et fertilité des sols. Pour illustrer le propos, nous présenterons l&#039;impact de l&#039;acidification d&#039;un milieu complexe, constitué de poudre d&#039;alumine ou d&#039;argile et de substances organiques naturelles, sur la modification de la structure des systèmes et en donnerons une interprétation basée sur les phénomènes responsables du transfert d&#039;ions au sein de la couche organique en surface de l&#039;oxyde ou de l&#039;argile. Nous décrirons les mécanismes responsables de la dispersion des agrégats en milieu acide. L&#039;examen des deux systèmes permettra de rendre compte de la difficulté qu&#039;il y a à restructurer des systèmes simples pollués. On pourra imaginer la difficulté qu&#039;il y aura à donner vie et fertilité à un sol pollué dans la mesure où la nature physico-chimique des sols est extrêmement complexe. Enfin, nous donnerons un exemple où l&#039;ajout de matières organiques à l&#039;eau d&#039;irrigation renforce la cohésion des sols.

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Bruit et nuisances sonores d&#039;aujourd&#039;hui, qualité sonore de demain ?

Le bruit constitue l&#039;une des premières sources de nuisance dénoncée par les citadins. La gêne sonore ressentie ne peut être réduite par une simple diminution du niveau acoustique. Elle varie non seulement en fonction des caractéristiques du bruit, mais aussi en fonction des nombreux facteurs individuels. Ceci explique la difficulté de l&#039;évaluation scientifique de la gêne, bien que les connaissances sur notre système auditif et sur la caractérisation du bruit soient abondantes. En premier lieu, les pouvoirs publics se sont attachés à réglementer les bruits industriels(niveau supérieur à 85 dBA). En second lieu, ils ont pris des mesures réglementaires pour réduire le bruit des transports et pour améliorer la qualité acoustique des logements. Les exigences réglementaires sont essentiellement fondées sur la quantification des niveaux acoustiques. La qualité sonore (design sonore) constitue un enjeu économique et social important

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Chimie polluante, chimie non-polluante et chimie dépolluante

L&#039;image de la Chimie comme source de toutes les pollutions est partiellement vraie, et ceci depuis fort longtemps. Métallurgie du plomb dans l&#039;Antiquité, usage de cosmétiques toxiques pendant la Renaissance, empoisonnement d&#039;utilisateurs de pesticides puissants, rejets odorants ou toxiques... Les exemples abondent de cette chimie Noire, ou Brune, ou même Rouge. Après en avoir fait un catalogue incomplet, je montrerai que ces abus ont conduit à une chimie non-polluante, fondée dans l&#039;idéal sur l&#039;absence de rejets toxiques, mais surtout sur la maîtrise des rejets inévitables. Nous en sommes au développement de la Chimie Verte. Je montrerai ensuite que l&#039;ensemble des activités humaines est polluant, et qu&#039;il est souvent nécessaire d&#039;avoir recours à la Chimie pour contrecarrer les effets de ces activités.

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Chef d&#039;Entreprise - AlyXan

Michel Heningert, chef d&#039;entreprise dans le domaine de l&#039;analyse d&#039;éléments à faible concentraton dans l&#039;environnement, présente le quotidien de son métier et ses perspectives d&#039;évolution

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L&#039;eau partagée, une démarche d&#039;éducation à l&#039;environnement pour un développement durable

&quot;L&#039;eau partagée&quot; est un programme d&#039;éducation au développement durable et à la solidarité internationale mené depuis près de 20 ans auprès des scolaires de la Corniche des Maures (VAR). Le film raconte l&#039;histoire d&#039;une expérience d&#039;éducation et de coopération inscrite dans les réalités vivantes des territoires des Maures, dans le sud de la France, et de la région sahélienne de Markoye, au Burkina Faso. Chaque année, elles permettent à des milliers d&#039;élèves des Maures d&#039;aller voir ce qui se passe derrière leur robinet, en sillonnant un bassin versant depuis ses sources jusqu&#039;à la mer. Ils y cassent les roches des montagnes, pêchent les animaux de lac et de rivière, apprennent à nettoyer l&#039;eau dans une usine et découvrent la réalité de la vie d&#039;un village sahélien, où l&#039;eau est rare. Ils se réapproprient ainsi la valeur vitale de l&#039;eau. Ils font l&#039;apprentissage des nécessaires solidarités locales, régionales et planétaires en participant activement aux échanges de coopération avec les villageois de Markoye.

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