Séminaire XSYS "Complexité"
 
Mercredi 18 Octobre 2017 de 10H00 à 17H30

Salle D31 - Maison de la Recherche de l'Université Toulouse Jean Jaurès.

Programme :

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10H00 - 10h30

Accueil et Introduction de la journée - Michel Grossetti & Bertrand Jouve

10H30 - 11h30

« Quelques exemples de complexité en physique » - Jean-Claude Levy

« Quelques exemples de complexité en physique »

Intervenant : Jean-Claude Levy - ​Professeur émérite au laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques UMR7162 /CNRS-Université Paris Diderot

Discutant : Richard Fournier – LAPLACE UMR 5213/Université Toulouse III UPS

 

Résumé : La physique présente bien des cas de complexité. Ainsi la structure d’étude peut avoir sa propre complexité qui peut aller jusqu’au désordre et d’autre part l’interaction qui dirige l’évolution de cette structure peut elle-même être complexe. De ce point de vue l’étude du magnétisme permet de séparer aisément l’étude du support de l’étude de l’interaction. D’où le plan de cette étude de cas fondée sur le magnétisme, d’abord l’étude de la dynamique d’un support complexe muni d’une interaction basique, ensuite l’étude de la structure magnétique et de la dynamique d’une structure basique munie d’une interaction complexe assez générale, l’interaction dipolaire, qui est complexe en ce sens qu’elle agit à longue distance, d’une façon non uniforme et qui a la généralité de la gravité et des interactions électromagnétiques. Evidemment l’étude de l’interaction dipolaire dans un milieu complexe est un complément naturel de cette étude.

L’étude d’un support complexe est liée à l’étude des verres et des verres magnétiques, une étude développée dès les années soixante avec notamment l’effet de localisation d’Anderson. Nous verrons sur une large étude de cas de structures incluant les fractals la diversité des comportements dynamiques de tels milieux munis d’interaction basiques, avec le rôle essentiel des symétries et par exemple de la symétrie d’invariance d’échelle. Ces symétries conduisent à des spectres d’excitation singuliers continus aux multiples bandes interdites robustes, ce qui suggère bien des applications avec la possibilité de métamatériaux. La localisation des modes est aussi intéressante. Le cas élastique s’avère assez semblable à celui du cas magnétique malgré la déformation du support.

L’étude de l’interaction dipolaire, une interaction frustrante à toute échelle, dans un milieu fini, sur un réseau à deux ou trois dimensions conduit à trouver une structure fondamentale magnétique où de nombreuses singularités du type vortex sont présentes, avec une dynamique magnétique aussi particulière. L’organisation de ces singularités et des domaines qu’elles définissent est aussi originale et dépend fortement de la taille du système. L’étude directe de cette dynamique dans le cas où un champ magnétique extérieur force la structure magnétique à être uniforme, révèle aussi un spectre singulier continu d’excitations magnétiques avec des effets de localisation très variés et donc des possibilités d’applications. L’étude de la dynamique propre, sans champ extérieur révèle aussi des effets de localisation où les singularités de la structure magnétique ont leur évolution.

Enfin l’étude de l’interaction dipolaire dans un milieu complexe est déjà amorcée par plusieurs groupes avec des applications du type métamatériaux, antennes multi-bandes miniaturisées par exemple. La complexité s’avère déjà utile.

Présentation accessible ici

11H30 - 12h30

« Complexité maximum : comment "comprendre" la mécanique quantique ? » - Yves Pomeau

Présentation accessible ici

12H30 - 14H00

Déjeuner

14H00 - 15h00

« La complexité des sols et les moyens pragmatiques d'y faire face entre savoirs scientifiques, savoir-faire des professionnels et flou artistique » - Camile Dumat

« La complexité des sols et les moyens pragmatiques d'y faire face entre savoirs scientifiques, savoir-faire des professionnels et flou artistique » 

Intervenante : Camile Dumat - CERTOP UMR 5044 /CNRS-UT2J-UPS

Résumé : Le sol est un écosystème naturel très dynamique et hétérogène à plusieurs échelles, anthropisé à divers degrés, en interface avec la lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère et la biosphère. Il est caractérisé par de nombreuses réactions bio-géo-physico-chimiques: adsorption / désorption, (dé)complexation, précipitation / solubilisation, redox, absorption/excrétion, etc…

Le sol assure de nombreux services écosystémiques tels que la production alimentaire ou l’épuration et le stockage de l’eau et il est impliqué dans les cycles biogéochimiques des éléments (C, N, métaux, etc.).

Comme en santé humaine, des approches très différentes et interdisciplinaires, basées sur des observations et des tests de laboratoire sont développées par les chercheurs et les usagers/gestionnaires des sols afin de proposer des grandes typologies en lien avec des fonctionnements, réactivités, usages.

Présentation accessible ici

15H00 - 16h00

« Interactions Homme-Milieu, Exposome, Incorporation Biologique et état de Santé : Apport et nécessité d'une approche pluridisciplinaire de la complexité » - Morgane Gibert, Cyrille Delpierre, Michelle Kelly & Emmanuelle Rial

« Interactions Homme-Milieu, Exposome, Incorporation Biologique et état de Santé : Apport et nécessité d'une approche pluridisciplinaire de la complexité »

Intervenants :
Morgane Gibert - CNRS-Université Toulouse III UPS
Cyrille Delpierre - Inserm UMR1027/Université Toulouse III UPS
Michelle Kelly - Inserm UMR1027/Université Toulouse III UPS
Emmanuelle Rial - Inserm UMR1027/Université Toulouse III UPS

 

Résumé : La question de l'impact des environnements ou de l'exposome (1) sur le patrimoine biologique des individus et populations constitue actuellement un enjeu autant pour l'épidémiologie que pour l'anthropologie biologique. Les adaptations aux divers « stress » environnementaux peuvent avoir un coût physiologique sur le long terme (charge allostatique). Ce constat s'inscrit dans le concept plus large d'incorporation (« embodiment ») défini comme « la façon dont nous incorporons, comme tout organisme vivant, littéralement, biologiquement, le monde dans lequel nous vivons, y compris nos circonstances sociétales et écologiques » (2).

Cette présentation visera à montrer comment ce concept d "'incorporation" amène à considérer des systèmes comprenant à la fois différentes échelles (de l'ADN aux méta-populations), une influence de facteurs externes ou environnements socio-écologiques associée à une dynamique spatio-temporelle qu'il s'agisse de l'histoire de vie des individus ou des populations, l'existence d'effets seuil pouvant aboutir à l'émergence de traits bio-culturels qu'ils soient pathologiques (cancer, obésité) ou non.

Présentation - Partie 1 accessible ici
Présentation - Partie 2 à venir

  • L'exposome représente la totalité des facteurs d'exposition expérimentés par un individu de sa conception à l'état actuel et agissant en complément du génome. Wild CP. Complementing the genome with an "exposome": the outstanding challenge of environmental exposure measurement in molecular epidemiology. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2005 Aug;14(8):1847-50.
  • Krieger N. Embodiment: a conceptual glossary for epidemiology. J Epidemiol Community Health. 2005;59(5):350-5.

16H15 - 16H30

Pause café

16H30 - 17h30

« Le complexe, une révolution scientifique dont émerge une nouvelle rationalité » - Janine Guespin

Le complexe, une révolution scientifique dont émerge une nouvelle rationalité.

Résumé : Chaque discipline a au moins une manière spécifique d'envisager la complexité, d'étudier des systèmes complexes. Mais y-a-t-il du commun à toutes ces disciplines ? En quoi le complexe en physique s'apparente-t-il au complexe en biologie, mais aussi en sociologie, en géographie, voire  en droit ? Est-ce la nature de l'objet d 'étude (la présence d'interactions multiples et non linéaires par exemple), la méthodologie (recours à la modélisation ou à la simulation), la démarche (systémique et dynamique), les concepts (comme l'émergence, le chaos déterministe, les boucles de rétroaction, l'incertitude...) ? Ou est-ce un peu de tout cela , d'où émane une nouvelle forme de pensée, qui se construit à partir de  ces nouvelle pratiques scientifiques et leur donne une cohérence ?  Elle n'est  pas formalisée, et ne ne le sera peut être jamais car le complexe lui même échappe peut être par nature, à la formalisation. Mais peut-on la décrire, la définir ?

Cette forme de pensée, dans la mesure même où elle est transversale à presque tous les champs disciplinaires, n'en devient-elle pas la base d'une nouvelle rationalité mieux adaptée à la complexité croissante du monde actuel ? Les scientifiques des sciences de la complexité en sont -ils conscients ? Cela ne leur confère-t-il pas une nouvelle responsabilité sociale  ? Comment l'assumer et l'exercer?

Présentation accessible ici

Contacts :
Aurélie Cretté : crette.aurelie@gmail.com
Michel Grossetti : michel.grossetti@univ-tlse2.fr

Avec la participation d'équipes des structures et laboratoires suivantes :

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Un séminaire organisé grâce au soutien de :