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Visite du Laboratoire de Physique des Lasers de l’université Paris XIII

L’association Atouts Sciences, animée par Christophe Daussy, chercheur en physique, nous a reçus au sein du laboratoire de physique des lasers de l’Université Paris XIII, à Villetaneuse.

 

L’attribution récente (3 semaines avant la visite) du prix Nobel de physique 2018 à des chercheurs de la discipline – dont un français, Gérard Mourou – fut une heureuse coïncidence.

 

Présentons brièvement notre hôte: enseignant-chercheur, ses champs d’étude sont les sources laser à cascade quantique (QCL), la spectroscopie moléculaire (on excite les molécules avec un laser – par exemple un QCL – pour étudier leurs mouvements), la métrologie (mesure) des fréquences, les constantes fondamentales (mesure de la constante de Boltzmann), le Système International d’Unités (SI), la Non-Conservation de la Parité.

"Les mathématiques sont le langage de la physique"
Un stage de sciences résolument vivant !

Atelier de robotique de l’école Galilée

Au détour d’une porte ouverte, Christophe Daussy passe une tête dans l’IG-Lab, le FabLab de l’université…

 

… hop, entrez jeunesse!

 

Les membres du Club Robotique de l’Institut Galilée (CRIG), parmi lesquels le président Ayoub Lameghaizi, nous accueillent au débotté et font la démonstration d’un robot qui a participé à la coupe d’Europe de robotique 2018, fruit d’une année de travail d’une dizaine d’étudiants.

 

Très efficace: les enfants sont captivés, on a envie de s’y atteler aussi.

Le robot suit une ligne noire au sol, avant d'envoyer un chariot muni d'une épingle percer un ballon de baudruche.

Aparté vidéo: l’aventure du Club Robotique de l’Institut Galilée en coupe de France puis en coupe d’Europe de robotique.

Laboratoire Atouts Sciences / CNRS

Direction le labo Atouts Sciences/CNRS, dédié à l’éducation du jeune public, qui fourmille de démonstrations spectaculaires:

  • décomposition du spectre visible;
  • transmission d’informations par laser (en l’occurence, de la musique);
  • fontaine laser;
  • déviation de la lumière;
  • stroboscope;
  • laser hélium-néon…
Quoi de plus captivant qu'une fontaine laser ?
Laser hélium-néon
C'est finalement le côté obscur de la Force qui l'a emporté
Le rayon envoie l'information (un morceau de musique) au récepteur. Si l'on coupe le rayon avec son doigt, la musique s'arrête
Étude du spectre lumineux

Une heure de show et d’explications: nous voilà convaincus que le rose ou le marron ne sont pas des couleurs mais bien une construction de notre cerveau.

 

Une illusion d’optique en somme !

 

Les enfants tiennent absolument à incarner l’avenir de la science et insistent pour revêtir leur blouse blanche.

 

Parfaitement inutile pour l’étude des lasers.

 

Les étudiants que nous croisons en ont un sourire attendri, jusqu’aux oreilles.

Les chimistes au pays des lasers

Atelier de mécanique

Fi des lumières multicolores, ces photons sans masse; place à la matière, la vraie: métaux denses, lourds, ou au contraire très légers; emboutissage, polissage, découpage…

 

Nous entrons dans l’antre d’Albert KaladjianAssistant Ingénieur en Fabrication Mécanique, qui conçoit du matériel sur-mesure pour les appareils de pointe des chercheurs.

 

C’est commode.

Des machines, des vraies, qui façonnent les métaux !
Les enfants soulèvent des blocs de différents métaux (aluminium, cuivre...) et apprécient leur densité

Au coeur du laboratoire de recherche

Nous terminons la visite par le coeur du « vrai » laboratoire.

 

Une de nos scientifiques en herbe a peur et nous devons la prendre par la main pour entrer dans un long couloir avec d’énormes tuyaux & des fûts gigantesques; il faut se faufiler, se baisser pour accéder au labo.

 

On se croirait presque dans un vaisseau spatial, un peu comme dans Aliens.

Ceci n'est pas un alambic géant. Il faut passer sous le tuyau pour accéder au laboratoire. Notre jeune stagiaire est si impressionnée qu'il nous faut la rassurer
Laboratoire de Physique des Lasers. Ici le rayon émet dans l'infra-rouge.

L’endroit est spectaculaire, le laser invisible: il émet dans l’infra-rouge.

 

À quoi ressembleraient nos films de science-fiction avec de tels lasers, hors du spectre visible ?

 

Un bon alibi scientifique pour les films à très petit budget, ceci étant dit.

Quelques explications s'imposent, avec Anne Cournol (photo) et Louis Lecordier

Pour simplifier, la méthode consiste à envoyer un rayon laser sur des molécules, ici de CO2, pour les exciter, afin d’étudier leurs vibrations. Envoyer un rayon trop énergétique (X ou gamma par exemple) détruirait la molécule; de même qu’un rayon mollasson peinerait à induire une quelconque vibration.

L’installation est impressionnante, le sujet pointu. Nous recommanderions d’avoir un minimum briefé (ce que nous avions tenté) les enfants avant la visite. Sur quelques grands principes généraux (paliers d’énergie vs. continuité…).

 

S’il ne fallait en attendre grand-chose – il s’agit de physique quantique -, cela laisse une chance de pousser le dialogue un petit peu plus loin lors de la dernière partie de la visite.

 

Nos hôtes montrent ensuite sur écran des vibrations de molécules, modélisées sur un logiciel, dont les mouvements ont quelque chose de loufoque.

Fin de cette visite si bien orchestrée, intense (4 labos/ateliers en 2 heures), passionnante, ludique et instructive.

 

Un privilège immense, dont bien des adultes rêveraient.

 

Les enfants (tout comme les animateurs) sont aux anges: certains furent davantage marqués par l’atelier de mécanique, d’autres par la transmission d’informations via le faisceau laser vert…

Merci à Atouts Sciences, à nos hôtes, à Christophe Daussy pour son enthousiasme et son énergie !

Retrouvez Christophe Daussy dans « On n’est pas que des cobayes », l’émission de vulgarisation scientifique

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