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Résumé des présentations

par Clément Sire - 16 juillet 2012

Cette page inclut les résumés et les versions pdf de mes principales présentations (et quelques vidéos associées), d’une durée typique d’une heure. Des interventions plus courtes peuvent être extraites de celles-ci, notamment de la première. Ces présentations sont destinées à tous les publics, en adaptant la présentation orale, et leur degré de difficulté est noté de une à trois étoiles.

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Some abstracts in English are listed at the end of this page


La physique hors des sentiers battus

Cet exposé illustrera la diversification des champs d’application de la physique moderne. Au travers de nombreux exemples issus du monde naturel (spirales de Fibonacci de la marguerite ou de l’ananas, formation des grands fleuves ou des réseaux vasculaires, structures arborescentes en botanique, biologie ou géologie,...) et des phénomènes sociaux (synchronisation de foules, trafic routier, marchés financiers, théorie des jeux, linguistique...), nous illustrerons le fait que les méthodes de la physique permettent de comprendre et de décrire quantitativement certaines propriétés de ces systèmes complexes. Le cas de Britney Spears, et de sa modeste contribution à la science (« à l’insu de son plein gré »), sera brièvement évoqué.

Difficulté : *

Plusieurs présentations thématiques (la forme des plantes...) peuvent être extraites de cette présentation vraiment accessible à tous.

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Mathémagique : tours de magie... et de mathématiques !

Cet « atelier-spectacle » présente une série de tours, principalement de cartes, alternant « vraie magie » et tours « automatiques », dont l’explication est purement mathématique ou simplement logique (sans manipulation). Seulement ces derniers seront expliqués au moyen de mathématiques élémentaires. En particulier, ces tours éclaireront des notions simples de probabilité, de théorie des ensembles, ou de géométrie (théorème de Pythagore), ou encore le concept de variable mathématique (ce satané « x » qui en a terrorisé plus d’un !). Lire dans les pensées de quelqu’un, réaliser des prédictions impossibles, commander les cartes d’un jeu sans les toucher, et même faire disparaître une personne, voici quelques prouesses mathémagiques qui seront présentées !

Difficulté : *

Cette présentation impose une audience de moins de 30 personnes ou la présence d’un dispositif vidéo en direct sur grand écran, afin que le public (et le « magicien » !) profite(nt) de l’exposé dans les meilleures conditions.

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Vidéo de cette conférence au Festival de Fleurance


De la guerre froide aux tournois de poker : introduction à la théorie des jeux

La théorie des jeux constitue une approche mathématique aux problèmes de stratégie qui peuvent émerger de domaines très variés : biologie, économie, physique, politique internationale, psychologie, sociologie... Après un bref historique de la théorie des jeux, et quelques exemples révélant son vaste champ d’application, le public sera invité à participer à deux expériences, ou plutôt deux jeux, qui illustreront l’intérêt et la richesse de cette branche interdisciplinaire des mathématiques.

Difficulté : *

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Vidéo de cette conférence (et du débat qui la suit) donnée dans le cadre des Découvrades de Soleil 2017 organisées par Science Animation

commentaire audio sur le site de la PULP

Lire le post Borel et von Neumann : deux grands mathématiciens précurseurs de la théorie du poker sur le blog poker du journal Libération

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La physique de la société

Après la matière inanimée, puis la « biophysique », la physique applique désormais ses méthodes et outils aux groupes humains et animaux. Sa puissance explicative et prédictive permet la compréhension de problèmes complexes : mouvements collectifs, prises de décisions et estimations collectives (formation spontanée de files de piétons, bancs de poissons, trafic routier, phénomènes de synchronisation, la « sagesse des foules »...), réseaux complexes (Internet, commerce, transport, sociaux...), marchés financiers (« écono-physique »), systèmes compétitifs (championnats sportifs, tournois de poker...), émergence des nouvelles idées, technologies, modes... et prénoms ! Cette conférence donnera un aperçu abordable pour tous de cette nouvelle physique de la société.

Difficulté : * à **

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Vidéo de cette conférence au Festival de Fleurance


Le hasard dans la vie quotidienne

Les êtres humains ont le plus souvent une très mauvaise appréhension intuitive du caractère commun ou rare d’un évènement dû au « hasard ». Ainsi, nous rencontrons dans nos vies de nombreuses coïncidences auxquelles nous donnons parfois un « sens (trop) significatif », et qui nous apparaissent ainsi « magiques ». Cette conférence commencera par préciser ce que l’on entend communément par hasard, mais aussi le sens que la science, et en particulier les mathématiques et la physique, lui donnent. Les notions de déterminisme mécanique, de chaos, et de hasard quantique seront ainsi brièvement et simplement illustrées. Des notions élémentaires de probabilités seront ensuite introduites afin de pouvoir commenter une série d’exemples tirés de la vie courante, où des questions de probabilités et/ou de dénombrement apparaissent naturellement.

Est-il normal que deux personnes de ma classe (ou de mon bureau) soient nées le même jour ? Ce tour de magie est-il vraiment magique ? Quelle chance une allumette a-t-elle de tomber sur le parquet sans croiser deux lattes ? Dois-je jouer mon as à ce moment de la partie (de belote ou de bridge) ? Comment répondre à cette question à 10000€ d’un jeu télévisé ? Quelle est la meilleure stratégie pour choisir une maison à acheter, sélectionner un candidat à l’embauche, ou... pour trouver la femme/l’homme de sa vie ? Ces questions et d’autres appelleront aussi à une réflexion sur la notion de coïncidence, de chance ou de malchance, ou sur le caractère magique que certains évènements ont pu avoir au cours de l’histoire humaine (éclipses, aurores boréales, catastrophes naturelles traduisant des signes ou la colère d’une puissance supérieure…).

Le suivi de cette présentation ne demande pas de connaissances particulières, si ce n’est une compréhension qualitative des questions de probabilités liées au tirage à pile ou face, ou au tirage d’un dé... Et bien sûr, une certaine curiosité !

Difficulté : **

Télécharger la présentation en pdf et deux films utilisés dans cette conférence (renommer éventuellement les fichiers téléchargés avec l’extension ".mp4") :

  • Une illustration du chaos : trajectoire de deux billes lancées à des vitesses très proches dans un billard rectangulaire (non chaotique) et un billard chaotique

Vidéo de cette conférence au Festival de Fleurance

Interview pour France Culture et La Dépêche du Midi autour de cette conférence


Les échelles de temps en recherche fondamentale : avant de découvrir la poudre, il faut maîtriser le feu

La première question à laquelle doit répondre un scientifique, et en particulier un physicien, alors qu’il commence à décrire le sujet de ses recherches, est : « Mais à quoi ça sert ? ». Le but de cet exposé est de (re)mettre en perspective les échelles de temps typiques entre les découvertes les plus fondamentales et les applications technologiques en découlant, qui bouleversent parfois notre vie quotidienne. Le laser ayant fêté ses 50 ans en 2010, cet exposé retracera l’histoire de cette découverte essentielle, qui a été initiée par les travaux d’Albert Einstein (encore lui !) sur « l’émission stimulé »... en 1917. D’autres découvertes majeures (les cristaux liquides, le transistor électronique, la supraconductivité qui a fêté ses 100 ans en 2011...) seront aussi brièvement évoquées, afin d’illustrer le fait qu’avant de pouvoir exploiter une découverte, il convient de bien maîtriser la « science » impliquée... Un cheminement qui peut prendre beaucoup de temps !

Difficulté : **

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Vidéo de cette conférence au Festival de Fleurance

Voir mon article sur le même thème publié sur le site d’information décalé Ragemag


De « l’utilité » de la recherche pour un pays

Il ne viendrait à l’idée de (presque) personne de remettre en cause l’importance de la recherche scientifique pour l’humanité. Mais pour un pays particulier ? Après tout, pourquoi ne pas laisser les autres (pays) se charger de gaspiller leur argent en finançant la recherche, et se contenter de recueillir le fruit de leurs investissements ? Cette conférence présente une argumentation en cinq points qui seront développés :

- La recherche est utile pour tous et prend du temps (avec l’exemple historique du laser)

- Préparer les activités, les métiers, les politiques, les solutions d’avenir

- Mission éducative (du citoyen au futur « décideur ») : savoir dans quel monde on vit ; anticiper au mieux dans quel monde on vivra

- Mieux se connaître (et connaître l’autre) et se faire connaître

- Connaître sa place dans le monde/l’humanité

De fait, par sa politique d’éducation supérieure et de recherche, un pays définit où il souhaite se placer dans le paysage mondial, ses ambitions présentes et futures. Il définit ainsi comment il se voit lui-même, et comment il sera inexorablement vu par les autres, aujourd’hui et demain.

Difficulté : **

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Cette conférence, sur un thème lié à la précédente, a été initialement donnée à l’occasion de la célébration ds 40 ans de l’Institut d’études andorranes. Elle présente une argumentation générale, avec quelques illustrations sur l’exemple andorran.


Histoire de la cosmologie moderne : 13,7 milliards d’années en 60 minutes

A la fin du 19ème siècle, les physiciens semblaient bien (trop ?) satisfaits de leur compréhension du monde. Pourtant, l’expérience de Michelson, qui montre que la vitesse de la lumière ne dépend pas de la vitesse de sa source, est venue noircir ce tableau idyllique. Nous illustrerons comment celle-ci a conduit à la théorie de la relativité d’Einstein, qui modifie fondamentalement notre vision de l’espace et du temps. Puis, de petits pas en petits pas (l’erreur honteuse (?) d’Einstein, l’observation par Hubble de notre univers en expansion, le mystère de la « nuit noire » enfin éclairci, l’accélération de notre univers...), nous examinerons les étapes clés qui ont conduit à la théorie moderne du Big Bang. Nous mentionnerons les succès principaux de cette théorie, mais aussi ses « points noirs », et notamment ces mystérieuses matières et énergies noires qui concentrent l’extrême majorité de l’énergie de l’univers. Les dernières nouvelles expérimentales de notre univers seront abordées en conclusion de cette conférence destinée à un large public.

Difficulté : **

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Histoire des « particules élémentaires » : de « l’atome » de la Grèce antique au boson de Higgs du CERN

Cet exposé retracera l’évolution de la notion de « particules élémentaires » depuis l’« atome » de la Grèce antique, jusqu’à notre conception présente, en passant par les avancées de la chimie du 18ème siècle, ou de la physique des 19 et 20ème siècles. Les grandes étapes (en physique, mais aussi, parfois, sur le plan philosophique) ayant conduit au « modèle standard » actuel permettront d’introduire progressivement ses grandes idées.

Le « modèle standard » est une théorie décrivant l’interaction électromagnétique (théorie de la lumière et de son interaction avec la matière chargée électriquement), l’interaction « faible » (par exemple, responsable de la radioactivité « bêta »), et l’interaction « forte » (responsable de la cohésion des noyaux atomiques), dans le cadre d’une formulation mathématique unifiée. Cette théorie, principalement élaborée entre les années 50 et 70, s’est vue confirmée de façon spectaculaire, entre autre, par l’observation des différentes particules qu’elle prédit : les six quarks, les bosons W et Z... et tout dernièrement, le boson de Higgs (introduit théoriquement en 1964 ; prix Nobel de physique 2013). Le « modèle standard » présente aussi certaines faiblesses qui seront brièvement mentionnées. Nous évoquerons aussi l’extraordinaire aventure humaine et technologique que constituent les grands accélérateurs de particules tels que le LHC au CERN, où le Web fut inventé en 1990.

Difficulté : **

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Introduction à la théorie des nombres : voyage en première classe aux pays des nombres

Au gré de nos pérégrinations, nous présenterons quelques icônes des mathématiques (Diophante, Brahmagupta, Alhazen, Euler, Fermat, Gauss...), et en particulier, de ce domaine qui étudie les propriétés « magiques » des nombres entiers, et qui se trouve à la base de nombreux algorithmes en cryptographie et informatique. La présentation prendra la forme d’un voyage dans le temps (de 8000 avant J.-C. à nos jours) autour des riches propriétés des nombres premiers (divisibles que par eux-mêmes et 1) et leur répartition parmi l’ensemble de tous les nombres entiers. Certains des résultats évoqués seront « démontrés à la physicienne », c’est à dire sur le mode intuitif et sans aucune contrainte de rigueur. Parmi ces résultats, certains demeurent encore des conjectures, au sens où l’on ne connaît pas de preuve (ou d’infirmation !) rigoureuse de ceux-ci, au sens des mathématiques. Les liens intimes entre les nombres premiers et la conjecture de Riemann-Hilbert, le « Graal des mathématiciens », seront présentés et illustrés intuitivement et graphiquement.

Le suivi de cette présentation ne demande pas de connaissances particulières, si ce n’est une curiosité pour ces propriétés étranges des nombres entiers qui nous semblent pourtant si familiers, et le fait d’être prêt à suivre (et même, à participer à !) quelques calculs simples. Une présentation ludique visant à réconcilier les plus réfractaires avec les mathématiques !

Difficulté : ***

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Abstracts for the English version of some of these talks

Physics of Society

After inanimate matter and “biophysics”, physics now applies its methods and tools to the understanding of human and animal groups. Its explanatory and predictive power can help understanding many complex problems : collective motion (spontaneous formation of pedestrian lines, fish schools, road traffic…), collective decisions and estimations (synchronization phenomena, “wisdom” of crowds…), complex networks (Internet, Web, commerce, transport, social networks…), financial markets (“econophysics”), competitive systems (poker tournaments, sports championships…), or the emergence of new ideas/concepts/fashions. This conference will give an accessible overview of this new “physics of society”, with its methodology illustrated on a few detailed examples.

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Video of this talk at the science Festival de Fleurance (in French)


Physics off the beaten track

I will present some unconventional applications of physics concentrating on phyllotaxis (the shape of plants) and the "physics of society". Hence, in the first part of the talk, I will illustrates how arborescent structures observed in botanics, but also in river networks, blood vessels... emerge from simple physical mechanisms. Moreover, the ubiquity of Fibonacci spirals in botanics will be explained by a spectacular experiment involving only inert matter. In the second part of the talk, I will show that the tools developed by physicists and mathematicians can provide new insights on human or social phenomena (finance, synchronization, competitive systems, sports, poker...). It will give me the opportunity to mention an indirect contribution of Britney Spears to science. This talk is accessible to all kind of audience.

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From the Cold War to poker tournaments : introduction to game theory

Game theory is a branch of mathematics addressing decision problems which can arise in many contexts : biology, economics and finance, physics, politics, psychology, sociology... After a presentation of a brief history of game theory, of some classical problems and applications, and of the main concepts involved, the audience will participate in two experiments/games illustrating the power and interest of this interdisciplinary branch of mathematics. This talk should be accessible to any student/researcher (in any field) interested in the subtleties of the process of decision making and in the possibility of providing an objective description and response to a complex initial strategic problem.

Download the slides ; see also this page in English presenting some recent work in this domain


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