[audio https://ia902502.us.archive.org/21/items/LLS-6-Lasers50ansDeDecouvertes/episode-6-Lasers50ansDeDecouvertes.mp3]

Il y a deux semaines, Clifford Pickover nous a emmené à travers 12 000 ans d’histoire de la médecine avec “Le Beau Livre de la Médecine : Des sorciers guérisseurs à la microchirurgie”. Nous avons appris comment cette science s’est développée et nous avons pu découvrir l’histoire de certains hommes et femmes qui ont cherché à comprendre et soigner les maux qui ont émaillés l’Histoire de l’Humanité.

Cette semaine, nous allons parler d’un domaine bien différent : La physique des lasers et leurs applications avec “Laser : 50 ans de découvertes”. Ce livre a été coordonné par Fabien Bretenaker et Nicolas Treps afin de nous faire découvrir le principe de fonctionnement des lasers ainsi que leurs utilisations, en allant de celles de tous les jours à celles que l’on ne pourrait même pas imaginer!

Sommaire

• Quelques mots sur Fabien Bretenaker et Nicolas Treps
• Le livre “Laser : 50 ans de découvertes”
• Un livre qui n’a rien à voir
• Un livre que j’aimerais lire
• Une quote
• Plugs

Un auteur

Fabien Bretenaker et Nicolas Treps sont tous deux des scientifiques de haute volée comme on en rencontre peu. Tous les deux issus de l’École Polytechnique, ils ont chacun réalisé des thèses, puis des recherches dans le domaine très large des lasers et de l’optique.

Fabien Bretenaker de son côté est aujourd’hui Directeur de Recherche au CNRS. Né à Metz en 1966, son parcours scientifique commence ainsi à l’École Polytechnique où il va notamment réaliser un DEA sur les lasers. Une fois obtenu, il réalisera une thèse CIFRE (à moitié dans le public, et à moitié dans une entreprise) à Rennes en lien avec la société Sagem. Une fois sa thèse soutenue en 1992, il poursuit quelques années chez Sagem avant d’entrer au CNRS en 1994 en tant que chargé de recherches dans le laboratoire où il avait réalisé sa thèse. Dix ans plus tard, il intègre le laboratoire Aimé Cotton de l’Université Paris Sud et il participe depuis 2005 à divers cours et notamment sur la physique des lasers du tronc commun du M2 « Lasers et matière » de l’École Polytechnique. Ses travaux de recherche couvrent différents domaines de la physique et plus particulièrement de l’optique avec des applications dans des domaines aussi variés que l’informatique quantique ou l’usage des lasers dans les radars.

Au cours de sa carrière, il a publié de nombreux articles touchant ces technologies de près ou de loin, il a aussi été auteur ou co-auteur de cinq brevets et reçu un certain nombre de distinctions dont notamment : le prix Fabry de Gramont de la Société Française d’Optique en 1992 mais aussi le prix IBM « Jeune chercheur » de la Société Française de Physique en 1993, ainsi que le prix Fresnel de la Société Européenne de Physique en 2000. Vous allez me dire que je ne choisis que des livres dont les auteurs sont sérieux et distingués de toutes parts. Oui. Étonnamment ils sont de meilleure qualité que ceux écrits par des arrivistes.

De son côté Nicolas Treps, plus jeune, ne démérite absolument pas ! Aussi élève de l’École Polytechnique dont il est sorti en 1994, il a réalisé son DEA à l’ENS et a enchaîné avec une thèse, bien sûr sur le thème des lasers, qu’il a réalisé au Laboratoire Kastler Brossel en 2001. Aujourd’hui il est Maître de Conférences à l’Université Pierre et Marie Curie au sein de ce laboratoire où il travaille notamment sur les propriétés quantiques de la lumière ou encore les mesures de très grande sensibilité.

Tout comme Fabien Bretenaker, les grands esprits se rencontrent il faut croire, il a remporté le prix Fabry de Gramont de la Société Française d’Optique en 2010. Il a aussi reçu un autre prix en 2013, le prix Jean Jerphagnon pour récompenser son esprit d’entrepreuneuriat et sa volonté, en tant que chercheur reconnu mondialement, de transférer des résultats de recherche dans le monde de l’entreprise. Il a en effet créé une société nommée CAILabs pour valoriser certains de ses résultats de recherche.

Histoire de bien finir, ces deux messieurs ont reçu le prix Arnulf Françon 2011 qui vise à récompenser des ouvrages dédiés à l’enseignement de l’optique dans le supérieur.

Du lourd quoi.

Un livre

Avant-propos

Alors attention, je viens juste de dire que ce livre a été récompensé pour sa capacité à servir de support pour l’enseignement de l’optique dans le supérieur. Oui. Mais c’est surtout un fabuleux livre de vulgarisation, très accessible, sur l’optique et les lasers. On peut comprendre ce que les auteurs nous expliquent. Pour avoir commencé un “Que sais-je?” sur les lasers qui date de fin 70 auquel j’ai pas compris grand chose, je peux vous l’assurer !

Fabien Bretenaker et Nicolas Treps ont d’ailleurs su s’entourer d’un grand nombre de contributeurs, près d’une quinzaine, afin de faire émerger un ouvrage de très haute tenue et réalisé par les personnes les plus compétentes dans leurs domaines respectifs.

D’ailleurs, histoire de ne pas bouder son plaisir, cet ouvrage est aussi une contribution forte de la Société Française d’Optique: Michèle Leduc et Emmanuel Rosencher, respectivement Vice-Présidente et Président sortant de la SFO, ont en effet été d’une grande aide aux deux auteurs pour la réalisation de ce livre.

Pour finir : les deux auteurs se sont payés le luxe d’une préface par Charles H. Townes, qui n’est rien de moins que l’un des inventeurs du masers, un laser mais avec des micro-ondes, dont le principe est justement à l’origine de l’extension aux lasers. Il obtint d’ailleurs le prix nobel pour ses travaux dans le domaine. La classe quand même !

La revue

Ne craignez rien, ce livre ne va pas vous perdre dans d’innombrables informations incompréhensibles sur les lasers. Non, les auteurs sont bien meilleurs que cela. Ils arrivent, à travers le premier chapitre, à reprendre depuis le début ce dont il s’agit : qu’est ce que la lumière, qu’est ce qui différencie un laser de la lumière “courante”, comment est-ce qu’il marche, etc. Tout ceci est parsemé de rappels historiques, de schémas très clairs et de quelques formules histoire de contenter les plus physiciens d’entre nous. Ceci forme une base parfaite et indispensable pour poursuivre la lecture et découvrir les applications des lasers, mais aussi certains des aspects les plus étonnants et incroyables de certaines d’entre elles.

On apprend par exemple qu’il existe des lasers de toute sorte : solides (en rubis pour les plus connus), liquides à colorants ou à gaz avec, bien sûr, des usages extrèmement différents. Ces lasers peuvent aussi varier de manière très forte en ce qui concerne leur taille : de ceux de plusieurs mètres que l’on trouve par exemple à Bordeaux pour la fusion, ou aussi petit qu’un brin d’ADN. On découvre aussi que les lasers sont un peu de toutes les couleurs, du rouge classique au bleu des blu-ray voire à l’infra-rouge ou à l’ultraviolet.

On peut aussi se demander : à quoi peut bien servir un laser si ce n’est mettre un peu d’ambiance dans les soirées arrosées du samedi soir dans des boîtes de nuits surchauffées où reigne, parfois, les musiques syncopées et les surplus d’hormones de nos jeunes en quête d’un peu d’amour? Hum.

Dans l’industrie par exemple on peu les retrouver pour la découpe précise de matériaux comme pour l’horlogerie de précision avec la découpe de ces pièces minuscules et magnifiques des montres suisses d’exception. On en retrouve bien sûr dans les fibres optiques qui vous permettent d’accéder aux contenus fantastiques que ce podcast cherche à vous mettre à disposition. On les utilise en médecine pour divers usages : correction de myopie, épilation définitive (j’ai d’ailleurs failli choisir une quote en rapport, mais je trouvais finalement cela un peu déplacé), cautérisation de vaisseaux sanguins, traitement de gencives, destruction de calculs rénaux, etc. Si vous êtes dans le batîment vous utilisez des lasers pour mesurer des distances de manière précise, et si vous êtes dans les forces de police, vous en utiliserez pour mesurer la vitesses des automobiles sur les routes.

On pourrait croire, décrit comme cela, que les auteurs ne font que survoler les différents sujets, mais pas du tout. Après avoir présenté l’ensemble des applications potentielles, ils vont entrer dans le détail de certaines d’entre elles afin d’en expliquer les tenants et les aboutissants.

On apprend par exemple les différents usages des lasers dans la communication : le principe de fonctionnement des fibres optiques qui servent de support à l’Internet mondial, l’usage de différents types de laser pour la lecture des supports optiques comme le CD, le DVD ou encore le Blu-ray. On découvre aussi, ou re-découvre pour ceux qui avaient écouté l’épisode 62 de Podcastscience intitulé “La géologie pour sauver des vies”, les LIDAR, l’équivalent des radars mais dans le domaine optique, notamment utilisés pour l’analyse de polluants dans l’atmosphère ou pour l’analyse précise de la topographie de terrains.

Autre usage tout aussi incroyable des lasers que j’avais découvert il y a quelques années : avec des impulsions ultra-courtes, on peut observer des phénomènes ultra-brefs comme les réactions chimiques par exemple. De la même manière, ces impulsions ultra-brèves permettent de réaliser l’ablation de surface de matériaux ou encore de faire de la chirurgie optique qui ne détruira pas les tissus. On a d’ailleurs vu très récemment le télescope Alma annoncer changer d’horloge atomique et passer à l’utilisation d’un maser à hydrogène afin d’être encore plus stable et plus précis dans le temps et de pouvoir créer un radiotélescope par interférométrie aussi grand que la Terre ! Truc de ouf malade quoi.

Sans parler de l’usage qui est fait de laser sous terre afin de mesurer des distances de manière ultra-précise dans le but de détecter des ondes gravitationnelles comme pour l’expérience franco-italienne Virgo.

J’ai enfin découvert dans ce livre que les lasers peuvent refroidir ! En effet, en créant des ondes stationnaires, on arrive à arrêter des atomes, et donc les refroidir ! On piège ainsi les atomes, ce qui permet de réaliser diverses expériences et notamment la création de condensat de Bose-Einstein.

En conclusion

J’ai été assez impressionné par ce livre à vrai dire : il arrive à aborder des sujets qui sont théoriquement assez avancés sans trop perdre le lecteur tout en présentant tout un tas d’applications les plus facinantes les unes que les autres. Il y a quand même quelques équations et parfois il est nécessaire de se creuser un peu la tête pour tout comprendre. Ceci n’empêche pas, malgré tout, de pouvoir sauter ces passages pour aller aux éléments essentiels.

Il y a aussi, comme je l’ai expliqué un grand nombre d’applications qui sont présentées, et pour chacune, les auteurs décrivent les aspects théoriques autant que les usages dans ces domaines d’applications. Pour ceux qui ont des inclinations particulières pour certains domaines, ils pourront trouver pléthores d’exemples dans ceux qui les intéressent.

Autre point intéressant : ce livre est en couleurs, et étant abondamment illustré, on est à l’aise avec les illustrations, les croquis et les schémas pour comprendre les descriptions données et mieux intégrer les concepts et applications présentés.

Un livre qui n’a rien à voir

Pour ceux qui ne le savent pas, je suis un trekkie. Pour les autres, ben vous le savez déjà. Un trekkie, pour ceux qui ne connaissent pas le principe c’est un fan de star trek. Et pas de star wars. Ne confondons pas tout s’il vous plaît. Vous être vraiment impossibles ! Les fan de star wars sont justes des gens qui n’ont pas de vie sociale. Ceux de star trek sont … bon, donc! Le livre dont je voulais vous parler aujourd’hui est “Star Trek - L'histoire non officielle de toute la saga intergalactique”.

Cet ouvrage très bien illustré alterne récits historiques, anecdotes et témoignages divers et variés, de fans pour la plupart mais cela va de responsables de fanzine dédiées à star trek jusqu’à des astronautes qui sont vraiment alés dans l’espace. Il présente d’ailleurs une histoire pas si rose finalement : faite d’égo démesurés, de luttes d’influence, de tractations étranges, la vie des médias quoi. L’envers du décor d’un phénomène qui émerveilla depuis plus de quarante ans et qui fut précurseur dans bien des domaines : la légende veut ainsi que les communicateurs de Star Trek soient les ancêtres de nos téléphones portables.

Je crois que ce que décrit bien le livre c’est aussi la vision de Gene Rodenberry de la science et des interactions entre humains. Malgré toutes les choses que l’on peut dire sur cet homme, il a su montrer un monde où la science apporte une vision positive et où le racisme n’a pas sa place (il s’agissait du premier “show” avec un personnage principal qui était une femme noire). En tout cas, si vous êtes un trekkie comme moi, ruez-vous sur ce livre où vous apprendrez plein de choses sur votre série préférée !

Un livre que j’aimerais lire

Bon, des livres que j’aimerais lire, il y en a plein. Je vais vous parler aujourd’hui d’un livre que j’ai découvert, je ne sais plus comment, et qui se trouve être dans la même veine de celui que je vous ai présenté lors du précédent épisode. Il s’agit de “L’âge du capitaine” de Stella Baruk.

L’idée qu’elle défend dans ce livre me semble tout à fait indispensable à inculquer à quiconque se trouvant impliqué dans l’enseignement de nos petits banbins (parents-élèves-professeurs) : il n’est pas nécessaire de stigmatiser l’erreur à l’école et notamment en mathématiques, mais plutôt (et c’est quelque chose de plus large que pour les mathématiques) de l’analyser afin d’en tirer des leçons afin de ne pas les reproduire et d’arriver à donner du sens à ce que l’on apprend à l’école. Le titre de ce livre “L’âge du capitaine” s’entend comme la question ultime de tout énoncé sans aucun sens du type “J’ai dix poules, le filet du pêcheur remonte trois poissons : quel est l’âge du capitaine?” en face duquel les enfants ont parfois l’impression de se retrouver si le sens est perdu en route.

Stella Baruk est professeur de mathématiques, et défend depuis quelques années cet état de fait : les mathématiques sont utilisées pour noter, et leur enseignement est ainsi perçu comme une certaine violence. De plus, les termes utilisées en mathématiques sont parfois utilisés dans un sens autre/différent par rapport au langage courant, renforçant les mécompréhensions que certains élèves pourraient avoir.

Il me semble qu’il est indispensable de comprendre cela pour que les mathématiques, qui sont omniprésentes dans notre monde d’aujourd’hui, puissent redevenir un outil à l’usage du citoyen, et non plus juste un moyen de l’évaluer et de le plonger dans la médiocrité.

Ouais, c’est mon quart d’heure militant, mais vous l’aurez compris, un livre que j’aimerais lire !

Quote

Cette citation est du baron Robert Winston, médecin, scientifique et homme politique anglais :

Nearly all inventions are not recognised for their positive side either when they're made. So, for example, scientists didn't go out to design a CD machine: they designed a laser. But we got all sorts of things from a laser which we never remotely imagined, and we're still finding things for a laser to do.

Robert Winston

Plugs et liens évoqués

• Petit plug rapide : j’aime bien faire participer les auditeurs en leur demandant quels livres ils souhaiteraient voir revus dans LisezLaScience et je vous avais proposé de choisir le livre qui viendra après celui du prochain épisode. Pendant longtemps “Désir d’Infini” de Trinh Xuan Thuan était en tête. Mais la semaine dernière a été palpitante et a vu la remontée de “Quand les poules auront des dents” de Stephen Jay Gould ! Ce sera donc ce dernier que vous retrouverez dans deux épisodes ! Et histoire de contenter ceux qui ont voté pour Trinh Xuan Thuan, son livre sera le sujet de l’épisode qui suivra :)


• Cela fait un mois qu’il n’y a pas eu d’épisode ! Désolé. Vraiment. Le temps est précieux et ces dernières semaines il ne m’a pas été permis de vous faire deux épisodes comme prévu. Mais les vacances se profilent et peut-être un peu plus de disponibilité pour reprendre le rythme normal d’une publication toutes les deux semaines.


• Fabien Bretenaker sur le site du CNRS  : http://www.cnrs.fr/70ans/spip.php?article106
  


• Le communiqué de presse annonçant le prix Jean Jerphagnon de Nicolas Treps en 2013 : http://www.prixjeanjerphagnon.org/files/CP_Laureat_PrixJeanJerphagnon2013.pdf et l’annonce correspondante sur le site du CNRS : http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article2335
  


• Les deux pris de la SFO de Nicolas Treps sur le site du Laboratoire Kastler Boissel : http://www.lkb.ens.fr/Nicolas-Treps-recompense-a-deux
  


• Page wikipédia sur Charles H. Townes : http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Hard_Townes
  


• Épisode 62 de Podcastscience : La géologie pour sauver des vies. http://www.podcastscience.fm/emission/2011/11/24/podcast-science-62-la-geologie-pour-sauver-des-vies/
  


• Un radiotélescope de 5.000 km pour regarder les trous noirs : http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/alma-radiotelescope-5000-km-regarder-trous-noirs-54479/#xtor=RSS-8
  


• Expérience Virgo : https://wwwcascina.virgo.infn.it
  

Conclusion

En tout cas que vous ayez aimé ou pas, surtout, ne restez pas devant le tour de France. Exprimez-vous à travers des courriers, des commentaires sur le blog, des likes sur Facebook, des tweets, des retweets, des chewing-gums californiens ou envoyez-moi l’oeuvre complète de Monsieur Simon Singh si jamais elle ne vous sert que de brouillon quand vous avez des idées qui vous passent par la tête.

Vous pouvez retrouver LisezLaScience sur son site web http://lisezlascience.wordpress.com sur lequel vous pouvez me contacter et commenter les épisodes. Vous pouvez aussi me contacter sur twitter sur @LisezLaScience et le podcast est accessible sur podcloud, sur podcastfrance (http://podcastfrance.fr/podcast-lisez-la-science) et aussi sur l’antenne de podradio.

Vous pouvez aussi m’envoyer des e-mails à lisezlascience@gmail.com. Je ne fais pas encore les fax, mais si vraiment c’est la seule chose que vous pouvez faire, je vous donnerais un numéro !

Vous pouvez d’ailleurs retrouver l’ensemble des livres cités sur la liste goodreads associée à ce podcast sur le compte de LisezLaScience. Les livres seront placés sur des “étagères” spécifiques par épisode et ceux de celui-ci sont sur l’étagère “lls-6”.

Prochain épisode

On se retrouve le 03/08/2014 pour un nouvel épisode sur le livre de Michel de Pracontal : “L’imposture scientifique en 10 leçons’”.

D’ici là bonne quinzaine à toutes et à tous.

Les références des livres évoqués

• Laser : 50 ans de découvertes
  
  
  • ISBN : 2759805174 (ISBN13 : 9782759805174)
  
  
  • Auteur : Fabien Bretenaker, Nicolas Treps, Michèle Leduc, Emmanuel Rosencher, Charles-H Townes (Préface)
  
  
  • Nombre de pages : 179 pages
  
  
  • Date de parution : 30/04/2010 chez EDP Sciences
  
  
  • Prix : 20 € chez Amazon
    
  
  
  
  


• Star Trek - L'histoire non officielle de toute la saga intergalactique
  
  
  • ISBN : 2258103800 (ISBN13 : 978-2258103801)
  
  
  • Auteur : Robert Greenberger
  
  
  • Nombre de pages : 256 pages
  
  
  • Date de parution : 17/10/2013 chez Hors Collection
  
  
  • Prix : 29,90 € chez Amazon ou la Fnac
    
  
  
  
  


• L’âge du capitaine
  
  
  • ISBN : 2020183013 (ISBN13 : 978-2020183017)
  
  
  • Auteur : Stella Baruk
  
  
  • Nombre de pages : 355 pages
  
  
  • Date de parution : 01/01/1998 chez le Seuil
  
  
  • Prix : 8,10 € chez Amazon ou la Fnac
    
  
  
  
  

Vous pouvez retrouver la liste des livres dans goodreads à l’adresse suivante : https://www.goodreads.com/review/list/30797714-lisezlascience?shelf=lls-6