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\n Qu\u2019est-ce que la temp\u00e9rature ? Et quelle est la diff\u00e9rence entre temp\u00e9rature et \u00e9nergie ? Combien mesure un neurone ? Autant de questions pos\u00e9es par des scientifiques de l\u2019Institut N\u00e9el aux \u00e9l\u00e8ves de sixi\u00e8me du coll\u00e8ge La Garenne de Voiron !<\/b>
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\n Ils sont une trentaine, le 15 avril dernier, \u00e0 avoir franchi les portes de ce laboratoire, pour une matin\u00e9e de rencontres et de d\u00e9couvertes aupr\u00e8s de physiciens. Ces animations ont \u00e9t\u00e9 organis\u00e9es dans le cadre de l\u2019appel \u00e0 projet \u00ab Sciences avec et pour la soci\u00e9t\u00e9 \u00bb de l\u2019Agence Nationale de la Recherche, coordonn\u00e9 localement par la d\u00e9l\u00e9gation alpes du CNRS.
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\n L\u2019occasion pour ces \u00e9l\u00e8ves de d\u00e9couvrir les travaux de recherches qu\u2019ils m\u00e8nent, parfois \u00e0 l\u2019interface entre physique et une autre discipline.
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\n Temp\u00e9rature, une question de grandeur physique<\/b>
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\n En m\u00e9langeant notions de m\u00e9t\u00e9o et de cuisine, les \u00e9l\u00e8ves ont co-construit une grande \u00e9chelle des degr\u00e9s Celsius avec plusieurs rep\u00e8res connus : temp\u00e9rature pour obtenir de la neige, de l\u2019eau liquide ou de la glace, temp\u00e9rature \u00e0 laquelle l\u2019eau des p\u00e2tes \u00ab fait des bulles \u00bb, etc. Une introduction concr\u00e8te permettant d\u2019aborder l\u2019existence des degr\u00e9s Kelvin et du z\u00e9ro absolu, cette temp\u00e9rature \u00e0 laquelle th\u00e9oriquement, il n\u2019y a plus de mouvements atomiques. En effet, \u2013 273 \u00b0C ou 0 \u00b0K correspondent \u00e0 la limite basse dans les deux syst\u00e8mes de mesure, alors qu\u2019il n\u2019existe dans aucun des deux, une limite haute.
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\n Quelle que soit l\u2019unit\u00e9, la temp\u00e9rature est une mesure physique, qui peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e par plusieurs outils. Le thermom\u00e8tre en est un, mais comme l\u2019ont appris ces \u00e9l\u00e8ves, il ne mesure pas une temp\u00e9rature, mais un volume (ex. : liquide), qui est transcrit ensuite en degr\u00e9s.
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\n Mais ce n\u2019est pas tout ! Cette temp\u00e9rature correspond \u00e0 une vitesse moyenne des mol\u00e9cules dans l\u2019air, comme ils ont pu le voir en manipulant un jeu p\u00e9dagogique permettant de visualiser ces courbes de vitesse.
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Lorsque les billes tombent, elles s\u2019entassent de mani\u00e8re al\u00e9atoire en bas, sur une ligne qui symbolise une \u00e9chelle de temp\u00e9rature. \u00a9 CNRS Alpes<\/p>\n
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Cet empilement de billes symbolise la courbe des vitesses des mol\u00e9cules dans l\u2019air, la moyenne correspondant \u00e0 ce qu\u2019on appelle la temp\u00e9rature ambiante. \u00a9 CNRS Alpes<\/p>\n
Pour finir, une pr\u00e9sentation a \u00e9t\u00e9 faite des travaux de recherche de l\u2019\u00e9quipe et, point qui a certainement marqu\u00e9 les esprits, de l\u2019azote liquide. Ce gaz est tr\u00e8s utilis\u00e9 dans les exp\u00e9riences faites par ces scientifiques, pour refroidir les syst\u00e8mes !<\/p>\n
Biophysique, \u00e0 la crois\u00e9e des disciplines<\/b><\/p>\n
La seconde partie de la matin\u00e9e a \u00e9t\u00e9 consacr\u00e9e \u00e0 la biophysique. Car bien qu\u2019\u00e9tant majoritairement un laboratoire de physique, l\u2019Institut N\u00e9el accueille aussi des \u00e9quipes qui travaillent en lien avec d\u2019autres domaines de recherche.<\/p>\n
Les \u00e9l\u00e8ves ont eu l\u2019opportunit\u00e9 d\u2019en apprendre plus sur la chaleur – un \u00e9change d\u2019\u00e9nergie entre deux corps \u2013 et la capacit\u00e9 calorifique. Cette derni\u00e8re correspond \u00e0 la mesure de la quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour augmenter d\u2019un degr\u00e9 Celsius, une masse d\u00e9termin\u00e9e d\u2019une substance donn\u00e9e.<\/p>\n
Temp\u00e9rature, chaleur, capacit\u00e9 calorifique\u2026 Autant de donn\u00e9es n\u00e9cessaires pour mesurer le vivant !<\/p>\n
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R\u00e9glage d\u2019un dispositif permettant de mesurer des diff\u00e9rences de temp\u00e9ratures\u2026 Les \u00e9l\u00e8ves ont pu \u00e9prouver le dispositif en modifiant la temp\u00e9rature r\u00e9cup\u00e9r\u00e9e au niveau du capteur, gr\u00e2ce \u00e0 des pressions plus ou moins grandes de leur doigt dessus. \u00a9 CNRS Alpes<\/p>\n
Des brins d\u2019ADN sont synth\u00e9tis\u00e9s sp\u00e9cifiquement pour les besoins des \u00e9tudes, de mani\u00e8re \u00e0 \u00e9tudier la dissipation de la chaleur lorsqu\u2019ils s\u2019assemblent pour former la double h\u00e9lice et pour mieux comprendre les dissipations d\u2019\u00e9nergie dans les organismes vivants.<\/p>\n
Une autre \u00e9quipe s\u2019int\u00e9resse aux neurones, dont la taille est 10 fois inf\u00e9rieure \u00e0 celle d\u2019un cheveu ! Elle d\u00e9veloppe de microtransistors contenant du graph\u00e8ne et servant de capteurs du potentiel \u00e9lectrique des cellules. Deux types de mesures sont effectu\u00e9es : in vitro, via des neurones mod\u00e8les qui sont cultiv\u00e9s en laboratoire, ou in vivo, en mesurant directement l\u2019activit\u00e9 des neurones du cerveau de petits animaux.<\/p>\n
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Un prototype de microtransistor contenant du graph\u00e8ne et destin\u00e9 \u00e0 mesurer l\u2019activit\u00e9 in vivo des neurones \u00a9 KAM Production<\/p>\n
Les \u00e9l\u00e8ves ont eu l\u2019opportunit\u00e9 d\u2019observer au microscope la structure de ces capteurs et de voir des vid\u00e9os montrant des potentiels d\u2019action dans des neurones.<\/p>\n
Toutes ces d\u00e9couvertes sauront sans doute alimenter leur curiosit\u00e9 et donner un nouvel \u00e9clairage \u00e0 leurs cours de physique\u2026 et de biologie !<\/p>\n
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En savoir plus sur :<\/p>\n
– la d\u00e9l\u00e9gation Alpes du CNRS<\/a><\/p>\n – l\u2019Institut N\u00e9el<\/a> (CNRS) <\/p>\n – l\u2019\u00e9quipe Thermodynamique et biophysique des petits syst\u00e8mes<\/a> (en anglais)<\/p>\n – les microtransistors : vid\u00e9o Concentr\u00e9 de sciences \u00ab Des \u00e9lectrodes pas comme les autres <\/a>\u00bb<\/p>\n _ _ _<\/p>\n Le projet HANIBAL<\/a> et cette rencontre, ainsi que le projet NANOMESH<\/a>\ufeff et la vid\u00e9o\u00a0\ufeffConcentr\u00e9 de sciences \ufeff, ont \u00e9t\u00e9 financ\u00e9s en tout ou partie par l\u2019Agence Nationale de la Recherche.<\/p>\n Cr\u00e9dit illustration d\u2019en-t\u00eate : KAM Production<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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