Peignes de fréquences femtosecondes

Inventés à la fin des années 1990, les lasers peignes de fréquences femtosecondes ont révolutionné les mesures précises de temps et de fréquence.

Le train d’impulsions régulier d’un laser femtoseconde à modes verrouillés en phase produit un spectre composé d’un peigne équidistant de millions de modes lasers, séparés d’un intervalle précisément égal à la fréquence de répétition des impulsions. 

Le peigne de fréquences optiques peut alors être utilisé comme une règle de mesure pour déterminer avec précision n’importe quelle fréquence optique inconnue, en la connectant directement à une horloge micro-onde ou optique de haute exactitude

Les millions de raies lasers de peignes précisément contrôlés sont exploités depuis peu pour la spectroscopie moléculaire à large bande spectrale.

La spectroscopie de Fourier avec des peignes de fréquences améliore déjà d’un facteur un million le temps de mesure, la limite de résolution, l’exactitude et la sensibilité des instruments jusqu’alors les plus performants, les spectromètres de Fourier basés sur l’interféromètre de Michelson.

( source : cnrs )

                                                                 ( source : 2.ulg.ac )

l’interaction entre un laser intense et un jet de gaz.

( source : cnrs )

Propriétés fonctionnelles des synapses

synapses ionotropiques et métabotropiques

( source : med.univ-montp1 )

Qu'est-ce qu'un neurotransmetteur?

Un neurotransmetteur est une substance chimique qui transmet l’information d’une cellule nerveuse (neurone)à une autre, en traversant l’espace situé entre ces cellules, la synapse. La libération de neurotransmetteurs résulte d'un influx nerveux émis par la cellule nerveuse. Le neurone qui émet l'influx et libère les neurotransmetteurs est qualifié de pré-synaptique et celui qui le reçoit, de post-synaptique.

Libérés à l’extrémité d’un neurone lors de la propagation d'un influx nerveux, les neurotransmetteurs sont captés par les neurones post-synaptiques au moyen de récepteurs spécialisés situés sur leurs membranes.

Pour un neurotransmetteur donné (sérotonine, dopamine, etc.), il existe plusieurs récepteurs différents qui lui sont spécifiques. C'est la présence ou l'absence de ces récepteurs sur ce neurone post-synaptique qui déterminent une cascade de réactions chimiques particulières qui mène à l'excitation ou à l'inhibition de ce neurone.

Certains neurotransmetteurs agissent également comme des hormones, c'est-à-dire qu'ils circulent dans le système sanguin et transmettent des messages à des organes éloignés. C'est le cas de l'adrénaline, la noradrénaline et la dopamine.

D'autres neurotransmetteurs sont la sérotonine, l'acétylcholine, le glutamate, le GABA et les endorphines, par exemples.

( source : psychomedia.qc )

Qu'est-ce que la cellule nerveuse (neurone)?

La cellule nerveuse (appelée neurone) est l'unité fonctionnelle du cerveau. Chaque cellule est équipée pour recevoir l'information (par ses dendrites), l'intégrer (dans le corps cellulaire) et la transmettre (par son axone). Le cerveau contient des milliards de neurones regroupés en réseaux remplissant différentes fonctions (perception, apprentissage, mémoire, motricité, ...). 

Comme dans toute cellule, une membrane délimite l'intérieur et l'extérieur du neurone et un noyau (lui-même délimité par une membrane) contient le matériel génétique (ADN).

- Les dendrites qui se divisent comme les branches d'un arbre, recueillent l'information et l'acheminent vers le corps de la cellule. - Le corps cellulairecontient le noyau et divers organelles. Le noyau contient le matériel génétique de la cellule et contrôle une grande partie des activités de la cellule. Divers organelles exécutent des tâches spécifiques.

- L'axone est un prolongement unique qui part du corps cellulaire et se termine, à une distance plus ou moins éloignée de celui-ci, en une arborisation terminale qui établit des contacts avec les cellules cibles. L'axone est entouré d'une gaine de myéline qui agit comme isolant et facilite la transmission de l'influx nerveux.

La zone de communication entre deux cellules nerveuses, c'est-à-dire entre une terminaison d'un axone et une dendrite, est appelée synapse.

L'arrivée d'un influx nerveux à une synapse provoque la libération en dehors de la cellule de neurotransmetteurs qui sont captés par des récepteurs de la cellule cible qui, en réponse, sera activée ou inhibée. Des exemples de neurotransmetteurs sont la sérotonine, la dopamine, l'adrénaline, l'acétylcholine, le glutamate et l'endomorphine.

Le rôle fonctionnel d'un neurone est lié aux réseaux auxquels il participe.

( source : psychomedia.qc )

Effets du laser sur les tissus biologiques

( source : mariepierrot.free )

l’interaction d’un faisceau de particules chargées avec (cible)

( source : cenbg.in2p3 )

électrons suivi d'une traînée d'ions

Similitude >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

Capture ( avec un caméscope)
sur la vitre arrière d'un véhicule
( zoom)

Interaction rayonnement-matière

Ions : Les faisceaux d'ions permettent de façonner la matière, et les microfaisceaux permettent de réaliser des structures de taille submicronique. C'est aussi le moyen de modifier la texture des matériaux ou encore de réaliser des dopages de manière parfaitement controlée.

( source : iramis.cea )

L'atome et l'électron

La molécule

La matière, qu'elle soit solide, liquide ou gazeuse se compose de molécules qui sont des groupements d'atomes. Par exemple le chlorure de sodium, le vulgaire sel de cuisine, est formé d'un atome de sodium et d'un atome de chlore. Le chlore et le sodium sont deux élements simples, au même titre que l'hydrogène ou l'oxygène. Les molécules du gaz hydrogène sont formées de deux atomes d'hydrogène. Le symbole chimique de l'hydrogène en tant que gaz est H2, le chiffre 2 indiquant la présence de deux atomes H. Les associations d'atomes pour former des molécules sont soumises à des lois très strictes, imposées par la structure même des atomes mais il existe une quantité énorme de possibilités d'associations.

L'atome

En tant que plus petite partie d'un corps, l'atome a été imaginé déjà dans l'Antiquité. Mais c'est seulement au 19ème siècle qu'il put être étudier et modélisé. On doit à Ernest Rutherford, un physicien anglais d'avoir proposé la représentation de l'atome sous la forme d'un système solaire miniature. Alors que le nombre de molécules possibles nous parait infini, le nombre d'atomes est limité. Dans la nature on ne trouve pas plus de 92 corps simples différents. Alors qu'il est possible de fabriquer des molécules visibles avec un microscope électronique, l'atome a des dimensions qui sont de l'ordre de grandeur de l'angström.
Les corps simples les plus courants sont stables : un atome de cuivre restera éternellement un atome de cuivre. Par contre les atomes les plus lourds, comme le radium ou l'uranium, peuvent se désintégrer et donner naissance à un ou deux autres atomes. Ainsi le radium peut se transformer en radon, un gaz rare radioactif. Ces transformations sont exploitées dans le domaine de l'énergie nucléaire.


La structure de l'atome

Conventionnellement on représente l'atome comme constitué d'électrons gravitant autour d'un noyau, comme le feraient des satellites autour d'une planète. Par rapport au diamètre de l'atome, le noyau semble très petit, la matière est essentiellement constituée de vide.

Le noyau est constitué de nucléons :
- un nombre Z de protons, déterminant la nature du corps simple.
- un nombre N de neutrons.
Z est le numéro atomique. L'oxygène qui comporte 8 protons a un numéro atomique 8.
Le nombre de masse A est égal à la somme Z+N, il est de 16 pour l'oxygène. Pour les noyaux lourds N est plus grand que Z (voir plus loin les isotopes) ; exemple : le cuivre A = 63, N = 29, Z = 34.
La charge électrique du neutron est nulle. Le proton a une charge positive égale en valeur absolue à celle de l'électron qui lui, est négatif. A son état normal un atome est neutre, le nombre d'électrons étant égal au nombre de protons. Sur la figure ci-contre les neutrons du noyau n'ont pas été représentés.
L'essentiel de la masse de l'atome est concentré dans le noyau.

Répartition des électrons

Les électrons, de charge négative, sont répartis par couches. Chaque couche ne peut comporter qu'un nombre limité d'électrons. Par exemple la couche K qui est la plus proche du noyau est saturée avec 2 électrons. La couche la plus à l'extérieur de la plupart des atomes n'est pas complète, elle peut ainsi accepter (provisoirement) des électrons, ou éventuellement en perdre. C'est le cas lors de l'ionisation d'un atome. Les gaz rares (hélium, néon, krypton...) ont la couche la plus extérieure qui est saturée, ils sont inertes sur le plan chimique.
Le nombre d'électrons maximum par couche est le suivant :
K : 2, L : 8, M : 18, N : 32, O : 50...
La figure ci-contre représente dans un plan les 14 électrons d'un atome de silicium gravitant autour du noyau composé de 14 protons et 14 neutrons.

Les ions

Une molécule de potasse, d'acide sulfurique ou de chlorure de sodium se dissocie en ions lorsqu'elle est dissoute dans de l'eau. Par exemple, la molécule NaCl devient Na+ et Cl- L'ion Na+ est appelé cation car il sera attiré par la cathode négative lors d'une électrolyse et l'ion Cl- est un anion. Le symbole Na+ signifie que l'atome de sodium a perdu un électron et possède une charge positive tandis que l'anion Ca- possède une charge électrique positive.
L'ionisation peut se produire aussi à haute température. Un plasma est un gaz complètement ionisé, un mélange d'ions et d'électrons dont la charge globale est neutre.
Les gaz de la haute atmosphère (l'ionosphère) sont ionisés par le rayonnement solaire. Il participent à la formation de couches réfléchissant les ondes radio sur ondes courtes.

Le rayonnement

Les électrons périphériques sont moins fortement soumis à l'attraction du noyau que ceux des couches internes et il arrive fréquemment qu'un électron change d'orbite par suite d'une excitation comme, par exemple, une décharge électrique en milieu gazeux. Lors de cette opération l'électron absorbe une certaine quantité d'énergie. En reprenant sa trajectoire normale, l'électron restitue l'énergie W (en J) qu'il avait absorbée en émettant un photon, donc un rayonnement de fréquence n (en Hz) particulière selon la relation :

avec h = 6,6256.10-34 J.s (constante de Planck). Voir : fréquence des radiations lumineuses.
Réciproquement, un photon capté par un atome peut provoquer un changement de trajectoire d'un électron et faciliter le passage d'un courant électrique (effet photoélectrique) voire ioniser l'atome en éjectant l'électron.

( source : f5zv.pagesperso-orange )

Le phénomène de filamentation laser

Le phénomène de filamentation laser apparaît spontanément dans un faisceau laser infrarouge femtoseconde se propageant dans l’air si sa puissance crête excède quelques Gigawatts. À ce regime d’intensité le faisceau s’effondre sur lui-même par effet Kerr et un équilibre dynamique s’installe entre la diffraction, l’effet Kerr et la défocalisation par l’air ionise, permettant de maintenir une intensité très élevée dans le coeur du faisceau sur une très grande distance. L’impulsion laser laisse alors dans son sillage une mince colonne de plasma dont la longueur peut atteindre des centaines de mètres.

( source : hal.archives-ouvertes )

Mise en forme d'impulsions femtoseconde

Extrait

En optique, mise en forme d'impulsions femtoseconde se réfère à des manipulations avec profil temporel d'une impulsion laser ultracourte. mise en forme d'impulsion peut être utilisée pour raccourcir / allongé la durée de l'impulsion optique, ou pour générer des impulsions complexes.
Introduction

Génération de séquences d'impulsions optiques ultracourtes est la clé dans la réalisation de réseaux optiques haute vitesse ultra, Division Optique Code systèmes d'accès multiple, chimique et réaction biologique déclenchement et suivi, etc. Sur la base de l'exigence, shapers d'impulsions peuvent être conçus pour se étirer, compresser ou produire un train d'impulsions d'une impulsion d'entrée unique. La capacité à produire des trains d'impulsions femtoseconde avec séparation ou picoseconde implique la transmission d'information optique à très grande vitesse.

Techniques

Un générateur d'impulsions peut être visualisé comme un modulateur. L'impulsion d'entrée est multipliée par une fonction de modulation pour obtenir une impulsion de sortie souhaitée. La fonction de modulation d'impulsions en shapers peut être dans le domaine temporel ou un domaine fréquentiel. Cependant, l'application de la technique de mise en forme d'impulsion directe sur une échelle de temps femtoseconde face au même problème que la mesure d'impulsion femtoseconde directe: limitations de vitesse électronique. Interféromètre de Michelson peut être considéré comme espace direct en temps impulsion shaper depuis position du miroir mobile est directement transféré au retard entre d'impulsion de la paire d'impulsions de sortie.

Transformée de Fourier mise en forme d'impulsions

Une impulsion ultracourte avec un champ électrique bien définie peut être modifiée avec un filtre approprié agissant dans le domaine fréquentiel. Mathématiquement, l'impulsion est transformée de Fourier, filtrée, et le dos transformé pour donner une nouvelle impulsion:

Il est possible de concevoir un montage optique avec une fonction de filtre qui peut être arbitraire à valeur complexe, dans la mesure où. La figure 1 montre comment une impulsion de largeur de bande limitée puisse être transformée en une impulsion à dérive de fréquence ou en une impulsion plus complexe.

( source : L'encyclopédie )

Soliton

Un soliton est une onde solitaire qui se propage sans se déformer dans un milieu non linéaire et dispersif. On en trouve dans de nombreux phénomènes physiques de même qu'ils sont la solution de nombreuses équations aux dérivées partielles non linéaires.

( source : Wikipédia )

Courant induit ( pointe de sonde sur la peau )

Tension électrique mesurée avec la pointe d'une sonde sur la peau 

Appareil de mesure : Fluke 199C

Journal

Le 24/02/2015 , 7 heures 21 . Le système modélise les fluctuations du champ électrique
 ( algorithmes assistés par ordinateur) . C'est un système photonique dit aussi optronique.

La source est un laser de puissance ( laser femtoseconde) .

L'appareil de mesure Fluke 199C ( en automatique et avec sonde sur la peau) détecte un courant induit de 50 Hz !

Le système génère des pulsations sonores qui varient entre 1 et 20 cycles par seconde environ, le matin au réveil, elles sont souvent très hautes, l'effet ressemble à la variation de vitesse d'un moteur électrique à une certaine distance ( niveau sonore variable entre 30 et 40 dB environ ) .

Journal

Le courant induit par le champ électromagnétique pulsé et ciblé, utilise le même chemin que l'influx nerveux.

Le courant électrique induit par ce champ électromagnétique, surcharge le cerveau de messages électriques.

Pour y parvenir, l'émetteur ( opérateur) a programmé son système pour qu'il délivre un courant semblable à celui de l'influx nerveux. Ainsi, le corps laisse la voie libre jusqu'au cerveau à ce courant.

Le flux d'électrons, soit de charge négative est capable de se déplacer dans le corps grâce à l'élément sodium très présent dans le corps humain. Il est capable de se déplacer de la même façon que l'influx nerveux.

interaction entre une onde électromagnétique et un obstacle (une cible)

Extrait ( Signature Electromagnétique Bistatique d’une cible )

L’objectif de ces travaux et outils est de modéliser l’interaction entre une onde électromagnétique et un obstacle (une cible) et d’éstimer par la suite le champ diffusé et/ou la Surface Equivalente Radar (SER). L’interaction de l’onde électromagnétique avec l’obstacle donne naissance à des courants induits sur la surface de l’obstacle. Ces courants générent à leurs tour un champ électromagnétique. Donc nous sommes face à un phénomène électromagnétique bien prédit par les équations de Maxwell qui sont le point de départ de la modélisation de tout problème électromagnétique.

( source : tel.archives-ouvertes )

Le système nerveux

( source : essc-sciences.weebly )

Électrophysiologie

L'électrophysiologie (du grec ἥλεκτρον, elektron, φύσις, physis, nature, et -λογία, -logia, étude) est l'étude des phénomènes électriques et électrochimiques qui se produisent dans les cellules ou les tissus des organismes vivants et, en particulier, dans les neurones et les fibres musculaires. Elle implique la mesure de différences de tensions ou de courants électriques à différentes échelles biologiques, du canal ionique isolé jusqu'à des organes entiers, comme le cœur.

En neurosciences, l'électrophysiologie étudie l'activité électrique des neurones et en particulier l'émission de potentiel d'action. L'enregistrement d'activité électrique plus large du système nerveux, comme par électroencéphalographie, peut également être considéré comme de l'électrophysiologie.

Historique

L'une des premières expériences d'électrophysiologie fut réalisée par Luigi Galvani, qui décrivit l'électricité animale. Alors qu'il disséquait une grenouille, il constata que le contact entre le métal de son scalpel et le nerf sciatique de l'animal provoquait des contractions musculaires. Il démontra que le scalpel n'était « actif » que s'il était chargé d'électricité statique. Il en déduit que des phénomènes électriques étaient responsables de la contraction des muscles.

Potentiel électrique de membrane

L'unité de base du vivant, la cellule, possède la caractéristique d'avoir une polarisation négative par rapport à l'extérieur. Lamembrane phospholipidique est un isolant électrique placé entre deux milieux aqueux conducteurs. Elle joue donc le rôle de condensateur électrique. L'existence de canaux potassium ouverts à l'état de repos permet au gradient chimique de ces ions, maintenu par la pompe sodium-potassium, de se dissiper. La sortie d'ions potassium crée une micro-séparation de charge à la surface de la membrane. Cette séparation de charge est une différence de potentiel électrique, l'intérieur de la cellule devenant négatif par rapport à l'extérieur. Cette valeur négative s'oppose à la sortie des ions potassium.

Ainsi, pour résumer, le potentiel de membrane est créé par l'existence concomitante de deux phénomènes.

  . Un déséquilibre ionique est maintenu par les pompes membranaires, en particulier la Na/K ATPase

     qui échange des ions sodium contre des ions potassium. Cet échange se fait contre le gradient                    chimique de ces espèces et nécessite donc de l'énergie, fournie sous forme d'ATP.

  . L'ouverture à l'état de repos des canaux potassiques permet au gradient chimique de cet ion de se                dissiper par un phénomène de diffusion. Cette sortie d'ions potassium crée une différence de                       potentiel, polarisant l'intérieur de la cellule négativement par rapport à l'extérieur.

Cellules excitables

Certaines cellules spécialisées ont la capacité de se dépolariser brutalement quand leur potentiel de membrane a été dépolarisé au-delà d'une valeur seuil. Cette dépolarisation explosive est suivie d'une repolarisation. Il s'agit d'un potentiel d'action. Il fait intervenir l'ouverture et la fermeture de canaux ioniques dépendant du potentiel de membrane perméables soit au sodium ou au calcium (ils permettent la dépolarisation), soit au potassium (ils permettent la repolarisation qui va parfois jusqu'à une légère hyperpolarisation).

Les cellules excitables sont:

. les neurones ou cellules nerveuses
. les myocytes ou cellules musculaires cardiaques
. les cellules musculaires squelettiques striées

Méthodes électrophysiologiques

Différentes techniques permettent, à l'aide d'électrodes, de mesurer les propriétés électriques des systèmes biologiques.

Les techniques de patch-clamp permettent de mesurer les courants électriques internes à une cellule, voir les courants traversant une fraction de sa membrane, et même un seul canal ionique.

Une autre méthode permettant d'accéder au potentiel électrique interne à la cellule est l'utilisation d'utilisation d'électrodes "sharp", électrodes en verre de très fin diamètre qui traversent la membrane cellulaire.

Enfin, il est également possible d'enregistrer la propagation des potentiels d'actions en disposant une électrode à l'extérieur de la cellule. Ces électrodes 'extracellulaires' enregistrent simultanément des signaux électriques générés par la décharges de plusieurs cellules adjacentes à la pointe de l'électrode. La différenciation des potentiels d'action générés par les différentes cellules s'effectue à l'aide d'un programme de 'spike sorting', c'est-à-dire de tri des potentiels d'action en fonction de leur forme, les potentiels d'action provenant de cellules différentes ayant une forme différente et très reproductible au cours du temps.

On peut aussi mesurer le champ électrique généré par une grande population de cellules synchronisés, comme celles ducœur (électrocardiogramme ECG) ou du cerveau (électroencéphalogramme EEG). Ceci se fait par application directe d'électrodes de surface sur la peau des patients.

D'autres méthodes sont complémentaires à l'électrophysiologie. Par exemple, des techniques d'imageries non-invasives utilisent les effets indirects de l'activité électrique des neurones pour suivre l'activité cérébrale (les méthodes d'électrophysiologie permettent, elles, des mesures directes de l'activité électrique). L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), par exemple, mesure les augmentations de débit sanguins qui sont quasi-simultanées à l'activation de groupes de neurones. En effet, quand un neurone décharge des potentiels d'action, il y a une augmentation de la consommation en glucose, accompagnée d'une augmentation de la circulation sanguine. La tomographie permet la visualisation des zones cérébrales où la consommation de glucose par les cellules est la plus importante, et par conséquent, des zones du cerveau les plus actives.

( source ; Wikipédia )

Influx nerveux

L'influx nerveux est une activité électrique transmise le long d'un axone sous la forme d'une séquence de potentiel d'action.

  . À la suite d'une stimulation, le récepteur sensoriel génère un influx nerveux qui se propage le long 

  du nerf sensitif et se dirige vers le cerveau.

. À la suite d'une stimulation, les nerfs produisent un influx nerveux.
  . Afin d'accomplir une action, les neurones du cerveau génèrent un influx nerveux qui se propage le

  long des nerfs moteurs et se dirige vers les organes effecteurs.

( source : Wikipédia )

Stimulus

Un stimulus dans le domaine de la psychologie expérimentale, de la physiologie et de la biologie, est un évènement de nature à déterminer une excitation détectable par une réaction chez un organisme vivant.

Le schéma stimulus-réponse

La psychophysique explore la relation entre les grandeurs physiques mesurables et les perceptions humaines, à travers la réaction de sujets obéissant à une consigne dans des conditions contrôlées.

Le béhaviorisme définit le conditionnement comme le mécanisme fondamental de l'apprentissage par lequel un stimulus (dit conditionné) devient associé à un autre stimulus (non-conditionné) à la suite d'associations répétées entre la présentation de l'un puis de l'autre stimulus. Cet apprentissage s'observe par le fait que le sujet réagit au stimulus conditionné par une réponse comportementale normalement associée au stimulus non-conditionné, c'est le « schéma stimulus-réponse ».

Stimulus par perception

On distingue les stimulus par le sens qui les détecte :

  . stimulus auditif, quand un son détermine l'excitation ;

. stimulus visuel, quand on étudie la réaction à une image ou une lumière ;
  . stimulus tactile, avec des pressions ou des piqures sur la peau ;
  . stimulus thermique, avec une source de chaleur ;
  . stimulus olfactif avec une odeur.

On étudie aussi la réaction à un évènement exigeant une adaptation musculaire, avec les accélérations et la sensation de pesanteur. Les chocs électriques constituent des stimulus entièrement artificiels. Le temps intervient comme paramètre pour tous les stimulus, et est parfois aussi l'objet de la recherche.

Les études psychophysiques cherchent à quantifier et à définir les seuils de perception de stimulus élémentaires, qui évitent autant que possible l'association à une signification.

Outre les stimulus élémentaires les recherches psychologiques peuvent désigner comme stimulus des évênements complexes, comme des mots ou des images, qui évoquent des connaissances ou des sentiments.

Un stimulus subliminal ou préconscient est un évènement capable de provoquer une réponse, mais que la personne auquel il est soumis n'identifie pas en tant qu'évènement.

En physiologie, le stimulus peut être externe (ceux étudiés par la psychologie expérimentale) ou interne. Il s'agit alors de l'élévation du taux d'une substance dans l'organe ou dans l'organisme.

En pharmacologie, on étudie l'effet de substances actives sur les perceptions des stimulus. C'est notamment le cas des études sur la douleur.

( source : Wikipédia )

Théorie cellulaire

La théorie cellulaire est la théorie selon laquelle « tous les organismes sont faits de petites unités : les cellules ».

Fonctions spécifiques

Les cellules répondent à des stimuli par la mise en œuvre de fonctions spécifiques : stockage de macromolécules(amidon…), contraction musculaire, conduction nerveuse, sécrétion endocrine et exocrine, photosynthèse, fonctions immunitaires…

( source : Wikipédia )

Cellule (biologie)

La cellule (du latin cellula petite chambre) est l'unité de structure, fonctionnelle et reproductrice constituant toute partie d'un être vivant (les virus n'en font pas partie). Chaque cellule est une entité vivante qui, dans le cas d'organismes multicellulaires, fonctionne de manière autonome, mais coordonnée avec les autres. Les cellules de même type sont réunies en tissus, eux-mêmes réunis en organes.

La théorie cellulaire implique l'unité de tout le vivant : tous les êtres vivants sont composés de cellules dont la structure fondamentale est commune ainsi que l'homéostasie du milieu intérieur, milieu de composition physico-chimique régulé et propice au développement des cellules de l'espèce considérée.

Le nombre de cellules propres à un organisme humain adulte est de l'ordre de 1014.

La cellule représente un état hautement organisé de la matière : maintenir cet ordre tout en étant soumis aux principes de la thermodynamique nécessite la mise en place de structures permettant d'utiliser l'énergie et la matière extérieure (on crée de l'ordre au niveau de la cellule mais l'entropie globale augmente) ; la cellule est donc un système thermodynamiquement ouvert.

Espace clos effectuant des échanges avec l'extérieur

La cellule constitue une unité spatiale, délimitée par une membrane. Celle-ci, loin d'être une limite hermétique, constitue une surface d'échanges permettant la mise en place de flux.

Une petite section d'une membrane 

cellulaire. Cette membrane de cellule

moderne est bien plus sophistiquée 

que la simple phospholipide à deux 

couches originelle (les petites sphères

 à deux queues). Protéines et glucides

ont plusieursfonctions de régulation 

du passage de matériau à travers la 

membrane et de réaction à 

l'environnement.

La membrane agit non seulement comme un filtre, c'est-à-dire en laissant passer certaines molécules (on parle de perméabilité sélective) selon la différence de concentration (appelée à tort gradient de concentration) mais aussi en utilisant de l'énergie (osmotique, chimique...) pour favoriser les flux endergoniques. Elle permet aussi le passage de la lumière, de la chaleur... En tant que surface de contact avec l'extérieur, elle assure aussi la transmission d'informations nécessaires à la réactivité de la cellule aux changements de l'environnement et à la coordination avec d'autres cellules.

La membrane plasmique crée donc un espace clos en constant échange avec l'environnement proche.

Compartimentation : mise en place de microenvironnements aux propriétés spécifiques

La présence d'une membrane biologique entourant un espace, que ce soit le cytoplasme ou la lumière d'un organite, va permettre, en contrôlant les échanges des macromolécules, des ions (et de toute autre molécule) l'établissement de conditions favorisant certaines réactions par rapport à d'autres : en variant les différents facteurs physico-chimiques (pH, concentration en ions...), la nature des enzymes et des produits, leur nombre...

Cet environnement permet ainsi la biosynthèse et la dégradation de molécules organiques, et ainsi le maintien d'une structure hautement organisée par un recyclage constant des molécules qui le forment.

Cette compartimentation se trouve particulièrement poussée dans le cas des eucaryotes : elle permet la spécialisation fonctionnelle des différents organites (la composition de leur lumière étant différente, ils sont le siège de réactions différentes : on va ainsi pouvoir favoriser la production de tel produit dans un compartiment, sa destruction dans un autre).

Flux organisé de matière et d'énergie

Cette structure de base (une membrane organisant les échanges entourant un compartiment, lieu de réactions chimiques spécifiques) va permettre la mise en place et le maintien de flux de matière, d'énergie, d'information... traversant la cellule. Il y a donc une réelle organisation des échanges cellule-extérieur, qui va permettre au « système cellule » (au sens thermodynamique) de maintenir sa structure hautement organisée.

Le potentiel de repos de la cellule détermine la différence de potentiel (typiquement de -70 à -90 mV), avec l'intérieur de la cellule négatif.

Organisation d'une cellule animale eucaryote typique.

1. Nucléole
2. Noyau
3. Ribosome
4. Vésicule
5. Réticulum endoplasmique rugueux (granuleux) (REG)
6. Appareil de Golgi
7. Cytosquelette
8. Réticulum endoplasmique lisse
9. Mitochondries
10. Vacuole
11. Cytosol
12. Lysosome
13. Centrosome (constitué de deuxcentrioles)
14. Membrane plasmique ( source : Wikipédia )

Journal

Le 21/02/2015 , 8 heures 14 . Ce matin , enconre des impacts ( pression de radiation ) 

Journal

Le 19/02/2015 , 7 heures 23 . Cette nuit , impacts très puissants ( force électromagnétique) et très douloureux ( sensation d'une intense pression sur les tissus) sur un pied et un genou simultanément, la douleur m'a réveillé, cela a continué pendant 5 à 10 minutes environ.

avalanches électroniques

avalanches électroniques

L'avalanche est constituée d'un nuage dense d'électrons suivi d'une traînée d'ions (voir figure I.5). Pour un gaz donné, le diamètre de la tête, le nombre d'espèces chargées formées et la durée de vie de l'avalanche dépendent du champ électrique réduit // , où / est le champ électrique (en . ) et la densité du gaz (en 0).

La tête d'avalanche électronique et le nuage d'ions positifs (appelé charge d'espace) forment une sorte de dipôle.

( source  :univ-usto.dz )

 Capture d'avalanches électroniques avec mon caméscope

SENAT

Alors que la science a longtemps été conçue comme une entreprise de savoir, et non comme le principe d'une action, l'époque moderne a vu le développement des sciences et des techniques permettant à l'homme d'agir sur la nature. De spéculation, la science est devenue action. Mais, ce faisant, elle a suscité de nouveaux problèmes et de nouvelles inquiétudes. Si hier encore on la laissait se développer sans frein ni garde-fou en fonction du bien-être qu'elle était censée assurer, on lui demande aujourd'hui de faire à l'avance la preuve de son innocence.
De cette constatation est née l'idée d'une évaluation de la technologie qui est apparue indispensable aux milieux scientifiques et politiques. Il s'agissait de mettre en place des mécanismes permettant de maîtriser le cours du progrès technique en anticipant ses conséquences.

Au début des années 1980, à l'occasion d'un certain nombre de débats tels ceux concernant les orientations des programmes nucléaires, spatiaux ou du plan "câble", le Parlement avait constaté qu'il n'était pas en mesure d'apprécier en toute indépendance les décisions du Gouvernement sur les grandes orientations de la politique scientifique et technologique.

Il a donc décidé de se doter d'une structure d'évaluation qui lui soit propre : l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques. Créé par la loi n° 83-609 du 8 juillet 1983, à la suite d'un vote unanime du Parlement, cet Office a pour mission, aux termes de la loi, "d'informer le Parlement des conséquences des choix de caractère scientifique et technologique afin, notamment, d'éclairer ses décisions". A cet effet, l'Office "recueille des informations, met en oeuvre des programmes d'études et procède à des évaluations".

( source : Sénat )

Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques

L'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) a pour mission d'informer le Parlement français des conséquences des choix de caractère scientifique et technologique afin d'éclairer ses décisions. À cette fin, il recueille des informations, met en œuvre des programmes d'études et procède à des évaluations. Situé à l'interface entre le monde politique et le monde de la recherche, il joue le rôle d'interlocuteur reconnu par l'ensemble de la communauté scientifique (partenariat avec l'Académie des sciences, contacts réguliers avec les autres académies et les grands organismes de recherche).

Statuts

L'OPECST a été créé par la loi no 83-609 du 8 juillet 1983, qui dispose que l'Office doit informer le Parlement des conséquences des choix de caractère scientifique et technologique, afin, notamment, d'éclairer ses décisions. C'est le seul organe commun à l'Assemblée nationale et au Sénat.

L'OPECST est composé de dix-huit députés et de dix-huit sénateurs, désignés de façon à assurer une représentation proportionnelle des groupes politiques.
Ces députés et sénateurs sont donc désignés par leur groupe politique et non par les membres de l'Office parlementaire, ce qui assure une ouverture à des parlementaires de toute sensibilité.

L'Office est présidé, de façon alternative, par un membre de l'une ou l’autre assemblée pour une durée de trois ans, le Premier Vice-président appartenant à l’autre assemblée. Actuellement le Président de l'OPECST est le député Jean-Yves Le Déaut et le Premier Vice-président le sénateur Bruno Sido

Il est doté d'un Conseil Scientifique de 24 personnalités de très haut niveau, choisies en raison de leurs compétences sur les questions scientifiques et technologiques.

Parlementaires (mise à jour : novembre 2014)

Président :

• Jean-Yves Le Déaut, député

Premier Vice-Président :

• Bruno Sido, sénateur

Vice-présidents :

• Christian Bataille, député
• Roland Courteau, sénateur
• Anne-Yvonne Le Dain, députée
• Jean-Sébastien Vialatte, député
• Catherine Procaccia, sénateur
• Christian Namy, sénateur

Autres membres :

• Gérard Bapt, député
• Gilbert Barbier, sénateur
• Delphine Bataille, sénatrice
• Denis Baupin, député
• Michel Berson, sénateur
• Marie-Christine Blandin, sénatrice
• Alain Claeys, député
• François Commeinhes, sénateur
• Claude de Ganay, député
• Dominique Gillot, sénatrice
• Brigitte Gonthier-Maurin, sénatrice
• Anne Grommerch, députée
• Françoise Guégot, députée
• Patrick Hetzel, député
• Alain Houpert, sénateur
• Laurent Kalinowski, député
• Fabienne Keller, sénatrice
• Jean-Pierre Leleux, sénateur
• Gérard Longuet, sénateur
• Alain Marty, député
• Jean-Pierre Masseret, sénateur
• Philippe Nauche, député
• Maud Olivier, députée
• Dominique Orliac, députée
• Bertrand Pancher, député
• Catherine Procaccia, sénatrice
• Daniel Raoul, sénateur
• Jean-Louis Touraine, député

Composition du Conseil scientifique (renouvellement du 26 juin 2013)

• M^me Hélène BERGES, Directrice du Centre National de Ressources Génomiques Végétales, INRA - CNRGV
• M^me Catherine BRECHIGNAC, Secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences, ancienne Présidente du CNRS
• M. Gérald BRONNER, Professeur de sociologie à l'Université Paris-Diderot, membre de l'Institut universitaire de France
• M^me Bernadette CHARLEUX, Directrice du Laboratoire de chimie, catalyse, polymères et procédés, Lyon 1 - CNRS
• M. Hervé CHNEIWEISS, Président du comité d’éthique de l’INSERM, Directeur du laboratoire « Plasticité gliale et tumeurs cérébrales », Université Paris Descartes-Hôpital Sainte Anne
• M. Michel COSNARD, Président-directeur général de l'INRIA, Président d’Allistène
• M. Jean Marc EGLY, membre de l’Académie des sciences, Professeur à l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire, Inserm - CNRS - Université de Strasbourg
• M. Jean-Pierre FINANCE, Représentant permanent de la Conférence des Présidents d'université (CPU) et de l'Institut de recherche pour le développement (IRD) auprès de l'Union européenne à Bruxelles
• M. Jean-Pierre GATTUSO, Directeur de recherche au CNRS, Laboratoire d’océanographie de Villefranche-sur-Mer
• M. Laurent GOUZENES, Conseiller du président de Pacte Novation et expert scientifique du groupe
• M^me Claudie HAIGNERE, ancien Ministre, membre de l'Académie des Technologies, Présidente d'Universciences
• M^me Edith HEARD, Professeure au Collège de France, Directrice de l’unité de génétique et biologie du développement, Institut Curie, CNRS - INSERM
• M. Étienne KLEIN, Directeur du laboratoire de recherche sur les sciences de la matière du CEA, Professeur de physique et de philosophie des sciences à l’École centrale-Paris
• M. Daniel KOFMAN, Professeur à Telecom ParisTech, co-fondateur et Directeur du LINCS (Laboratory of Information, Networking and Communication Sciences), Institut Telecom - INRIA - Université Pierre et Marie Curie - Alcatel-Lucent
• M^me Marie-Christine LEMARDELEY, Présidente de l'Université Sorbonne nouvelle, Paris 3
• M. Stéphane MANGIN, Professeur de physique, Université de Lorraine, Institut Jean Lamour –CNRS, membre de l’Institut universitaire de France
• M^me Valérie MASSON-DELMOTTE, Directrice de recherche, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement, CEA
• M^me Dominique MEYER, membre de l'Académie des sciences, Professeure émérite à l’Université Paris XI
• M. Jean-François MINSTER, membre de l’Académie des sciences, membre de l’Académie des technologies, Directeur scientifique du groupe Total
• M. Olivier OULLIER, Professeur à l’Université d’Aix-Marseille, Fédération de recherche CNRS « Comportement, cerveau et cognition » et Laboratoire de psychologie cognitive
• M. Bruno REVELLIN-FALCOZ, Président honoraire délégué aux relations internationales de l’Académie des technologies
• M. Gérard ROUCAIROL, Président de l'Académie des Technologies
• M. Marcel VAN DE VOORDE, Professeur à l'Université technologique de Deft, Pays-Bas
• M. Cédric VILLANI, Médaille Field 2010, Directeur de l'Institut Poincaré, Professeur à l’Université Claude Bernard – Lyon 1

( source : Wikipédia )

Récepteurs somesthésiques

La détection de l'information se fait grâce à des récepteurs constitués de neurones sensitifs périphériques dont le corps cellulaire est situé dans les ganglions spinaux (ou le "ganglion de Gasser" pour la sensibilité du visage).

Les récepteurs de la somesthésie sont nombreux et spécialisés :

  . terminaisons libres : nocicepteurs (douleurs) et thermorécepteurs (chaleur et froid), localisés
    dans la plupart des tissus ;
  . disques de Merkel : mécanorécepteurs (pression légère), localisés à la base de l'épiderme.
  . Plexus de la racine des poils : mécanorécepteurs (mouvement des poils), localisés à l'intérieur
    et autour des follicules pileux ;
  . corpuscules de Meissner : mécanorécepteurs (pression légère, toucher discriminant, vibration
    de basse fréquence), localisés dans la peau glabre (surtout des lèvres, des mamelons,
    des organes génitaux externes, du bout des doigts, et des paupières) ;
  . corpuscules de Krause : mécanorécepteurs, localisés dans le tissu conjonctif des muqueuses et
    de la peau glabre près des orifices (lèvres) ;
  . corpuscules de Pacini : mécanorécepteurs (pression intense, vibrations de haute
    fréquence), localisés dans les tissus sous-cutanés (périoste, mésentère, tendons, ligaments,
    capsules articulaires) ;

. corpuscules de Ruffini : mécanorécepteurs (pression intense et étirement), localisés dans
     la profondeur du derme, l'hypoderme et la capsule articulaire ;
  . fuseaux neuromusculaires : mécanorécepteurs (étirement des muscles), localisés dans les muscles ;
  . fuseaux neurotendineux : mécanorécepteurs (étirement des tendons), localisés dans les tendons.

Tous ces récepteurs, à partir de l'état des tissus de l'organisme, participent à l'élaboration des différentes sensations corporelle tactiles, thermiques, proprioceptives, kinesthésiques et nociceptives.

( source : Wikipédia )

Journal

 Le 12/02/2015 , 19 heures 32 . Rayonnement très puissant ce matin, sensations (pression, chaleur, douleur, stimuli nociceptifs...) - battements sonores -

Le battement d'ondes

Ce mécanisme nécessite deux impulsions laser contre-propagatives de pulsation voisine ω1 et ω2 dont la différence de fréquence est proche de la fréquence plasma (ωp ~ ω1-ω2). Le recouvrement de ces deux impulsions laser génère un battement d'ondes résonnant avec l'onde plasma.

( source : Wikipédia )

Formation d'un plasma

Dans les conditions usuelles, un milieu gazeux ne conduit pas l’électricité. Lorsque ce milieu est soumis à un champ électrique faible, un gaz pur est considéré comme un isolant électrique parfait, car il ne contient aucune particule chargée libre (électrons ou ions positifs). Mais des électrons libres et des ions positifs peuvent apparaître si on soumet le gaz à un champ électrique de forte tension (30 kilovolts/centimètre1 (pour l'air)) ou à des températures assez élevées, si on le bombarde de particules ou s’il est soumis à un champ électromagnétique très intense.

Lorsque l’ionisation est assez importante pour que le nombre d’électrons par unité de volume soit comparable à celui des molécules neutres, le gaz devient alors un fluide très conducteur qu’on appelle plasma.

( source : Wikipédia )

Polarisabilité

En électromagnétisme et en chimie, la polarisabilité désigne un phénomène causé par le moment des charges électriques de l'atome.

Une molécule placée dans un champ électrique subit une déformation. Ainsi le barycentre des charges négatives (électrons) se décale légèrement par rapport à celui des charges positives (noyaux), d'où un moment électronique induit .

( source : Wikipédia )

Le laser à impulsion femtoseconde ( système à énergie dirigée, abus de la télédétection ) génère sur la cible un champ d'excitation électrique intense.

Le mot excitation signifie globalement qu'on passe d'une énergie fondamentale (ou nulle) à une énergie de palier supérieur.

Un champ est dit "d'excitation" -ou en synonymie champ "induit"-  dès lors qu'il y a apparition d'un nouveau champ en une zone, suite à l'influence externe d'un premier champ (dit d’induction) ayant fonction de créer une interaction à distance

Le champ d'excitation électrique est la fluence d'une charge électrique

DÉPLACEMENT ÉLECTRIQUE
-cas des charges déplacées
Quand des charges Q apparaissent dans un champ d’excitation électrique, elles sont dites déplacées car elles proviennent d'un champ d'induction, d'où le nom de déplacement, synonyme du champ induit (d'excitation)

( source : formules-physique )

Éthique

L’éthique (du grec ηθική [επιστήμη], « la science morale », de ήθος (« ethos »), « lieu de vie ; habitude, mœurs ; caractère, état de l'âme, disposition psychique » et du latin ethicus, la morale) est une discipline philosophique pratique (action) et normative (règles) dans un milieu naturel et humain. Elle se donne pour but d'indiquer comment les êtres humains doivent se comporter, agir et être, entre eux et envers ce qui les entoure.

Il existe différentes formes d’éthique qui se distinguent par leur degré de généralité (l’éthique appliquée par exemple ne possède pas le degré de généralité de l’éthique générale). Elles se distinguent aussi par leur objet (comme la bioéthique, l’éthique de l'environnement, éthique des affaires ou l’éthique de l'informatique), ou par leur fondement culturel (qui peut être l’habitat, la religion, la tradition propre à un pays, à un groupe social ou un système idéologique). Dans tous les cas, l’éthique vise à répondre à la question « Comment agir au mieux ? ». L'éthique a les deux pieds dans le réel : il ne s'agit pas que d'un ensemble de concepts abstraits. Cette notion est empreinte de nuances : rien n’est noir ni blanc. Il faut savoir nuancer les couleurs.

Justification

L'éthique regroupe un ensemble de règles qui se différencient et complètent les règles juridiques.

Parce qu'elles intègrent le motif, le mobile des activités humaines et trouvent leur fondement dans l'intériorité de l'être, les règles éthiques ont un champ d'action différent de celui des règles juridiques: un acte pourra être légal mais non conforme à l'éthique (par exemple l'achat d'un objet fabriqué par un esclave) ; un acte pourra être illégal mais conforme à l'éthique (par exemple l'assistance à un réfugié politique).

L'éthique inspire et précède souvent les règles juridiques: les règles morales sont souvent érigées en loi. Le temps de l'éthique permet la création du consensus social nécessaire à l'établissement de la règle de droit (par exemple, la défense de la cause animale est essentiellement traitée par l'éthique jusqu'au xviiie siècle mais tend à devenir juridique avec l'apparition de quelques lois de défense contre les mauvais traitements aux xixe et xxe siècles).

Objet de l'éthique

L’éthique générale — que nous appellerons simplement éthique dans la suite — établit les critères pour agir librement dans une situation pratique et faire le choix d'un comportement dans le respect de soi-même et d'autrui. La finalité de l'éthique fait donc d’elle-même une activité pratique. Il ne s’agit pas d’acquérir un savoir pour lui-même, mais d'agir avec la conscience d’une action sociétale responsable. Elle est considérée de nos jours, comme la discipline au fondement de l’éthique appliquée, de l’éthique individuelle, de l’éthique sociale et des différentes formes d'éthiques spécialisées qui se confrontent aux problèmes normatifs de leur domaine particulier. L’éthique vient répondre aux problèmes liés aux caractères particuliers des situations.

Différenciation avec d’autres disciplines

Les rapports entre morale et éthique sont délicats, car la distinction entre ces deux termes eux-mêmes est différente selon les penseurs. Dans un sens « ordinaire», le terme éthique est synonyme de morale, et désigne une pratique ayant pour objectif de déterminer une manière conforme de vivre dans un habitat en correspondant aux fins ou aux rôles de la vie de l'être humain (exemple : recherche du bonheur ou de la vertu).

Une distinction courante consiste à entendre par « morale » l’ensemble des normes propres à un individu, à un groupe social ou à un peuple, à un moment précis de son histoire et à appeler éthique la recherche du bien par un raisonnement conscient. Durant l'époque moderne, le terme « éthique » est généralement employé pour qualifier des réflexions théoriques portant sur la valeur des pratiques et sur les conditions de ces pratiques ; l’éthique est aussi un raisonnement critique sur la moralité des actions. Il est, par exemple, question de « comité d’éthique » au sein d’institutions scientifiques ou d’hôpitaux. L’éthique aurait donc ses fondements dans une décision dite rationnelle prise à partir d’un libre dialogue entre des individus conscients des savoirs et de cultures parfois riches de traditions et de codes idéologiques assimilés.

Valeurs

En éthique, il est communément question de valeurs — qui sont de l'ordre de l'Être et du Bien, qui indiquent des idéaux à poursuivre (Autonomie, vie et santé, justice) — des principes — qui donnent des grandes orientations à l'action, qui fixent des attitudes (Autodétermination, respect de la vie, rendre à chacun son dû) — de normes et de règles — qui déterminent l'action, qui encadrent la décision (Consentement libre et éclairé, prendre les « moyens proportionnés », respect des contrats).

Sociale et environnementale

Les impacts négatifs de l'application de connaissances, ainsi que les avancements technologiques et scientifiques posent aujourd’hui la question de l’éthique sous l’angle de la responsabilité individuelle et sociale

( source : Wikipédia )