Cours Physique et société à Paris-Diderot (Guillaume Blanc)

Guillaume Blanc est maître de conférences en physique à l’université Paris-Diderot et chercheur au laboratoire Astroparticules et cosmologie. Il a monté un cours optionnel pour des étudiants de physique en L3 appelé « Physique et société » dans lequel il traite de quelques « débats de société » qui font appel à la physique, la démarche scientifique et l’esprit critique : radioactivité/nucléaire, réchauffement climatique, ondes électromagnétiques. Il présente ainsi les bases de la méthodologie scientifique, ce qu’est la science, comment elle se construit, mais il parle aussi de zététique, de tri de l’information, visite le principe de précaution et quelques croyances… Bref, un cours qui pourra donner des idées à toujours plus de collègues enseignant à l’université. Merci donc à Guillaume qui partage son expérience avec nous, et n’hésitez pas à lui écrire (blanc(at)lal.in2p3.fr) pour en savoir davantage.

Données techniques

Le cours est optionnel et proposé aux étudiants de licence de physique en 3ème année à l’université Paris-Diderot depuis 2013. Ce cours concerne environ 20-25 étudiant-es (maximum accepté) chaque année.

Il consiste en 13 séances de 1h30.

Pourquoi ce cours ?

L’idée de ce cours provient d’un constat : les médias (internet, radio, télé, presse papier/internet) nous abreuvent d’informations souvent erronées sur certaines sciences physiques ou technologies associées (nucléaire, réchauffement climatiques, ondes électromagnétiques, nanotechnologies, etc.), tout en propageant certaines croyances (astrologie, liens allégués avec la Lune, etc.) probablement à cause d’un manque de connaissances. Il s’est agi de donner aux étudiants quelques concepts-clés sur ces sujets pour mieux comprendre les débats sociétaux. Très vite je me suis cependant rendu compte qu’il manquait quelque chose dans les études universitaires, en particulier en physique : une grille critique pour mettre à profit la somme de connaissances emmagasinées par les étudiant-es pour mieux comprendre la société dans laquelle nous vivons. J’ai donc beaucoup étoffé la partie que j’appelle « méthode scientifique » (voir ci-dessous).

Objectifs du cours

  • Acquérir les connaissances scientifiques de base en lien avec le sujet (radioactivité, réchauffement climatique, ondes électromagnétiques et santé) pour décrypter ces quelques débats de société
  • Aiguiser son esprit critique (outils de la zététique)
  • Apprendre à se servir d’Internet comme source documentaire
  • Comprendre la méthode scientifique et comment est produite la connaissance scientifique

Plan du cours

La méthode scientifique (3 séances de 1h30)

  1. Comment se fait la science ?
  2. Science et Technologie
  3. Les domaines scientifiques
  4. La méthode scientifique
  5. Qui sont les scientifiques ?
  6. Le processus de publication d’un résultat scientifique
  7. Consensus et controverses
  8. L’erreur fait partie de la méthode
  9. Notions de zététique
  10. La zététique
  11. Comprendre le monde qui nous entoure
  12. Sciences et pseudo-sciences
  13. Croyances
  14. Règles d’or de la zététique
  15. Effets de la zététique
  16. Internet
  17. Diffusion du savoir
  18. Le biais de confirmation
  19. Le marché de l’information
  20. Concurrence sur le marché de l’information
  21. Recherche d’information sur Internet
  22. Motivation des croyants
  23. Paradoxe ? Un marché cognitif mêlant, notamment sur Internet, science de qualité et pseudo-allégations sans fondements.
  24. Comment s’en sortir ?
  25. Quelques croyances
  26. Les effets de la Lune
  27. Les moteurs surnuméraires
  28. L’astrologie
  29. La sourcellerie
  30. Étude en « double aveugle »
  31. Expérimenter la validité d’une pseudo-science/croyance
  32. Le principe de précaution
  33. Danger et risque
  34. Mathématisation du principe de précaution
  35. Biais cognitifs
  36. La responsabilité des médias professionnels

Radioactivité – nucléaire (3 séances de 1h30)

  1. Un peu de physique nucléaire
  2. Le noyau atomique
  3. Quelques ordres de grandeur
  4. Énergie de liaison
  5. Les interactions en jeu
  6. Loi de décroissance radioactive
  7. Période radioactive
  8. Les différentes radioactivités
  9. Rapport d’embranchement
  10. Filiations radioactives
  11. Exemple de filiation
  12. Radioactivité naturelle
  13. Interaction des rayonnements avec la matière
  14. Introduction
  15. Le rayonnement électromagnétique
  16. Atténuation des photons
  17. Rayonnement particulaire
  18. Parcours moyens dans la matière
  19. Ralentissement des électrons
  20. Effet Cerenkov
  21. Ralentissement des neutrons
  22. Effet des rayonnements sur la matière
  23. Effet des rayonnements sur la matière vivante
  24. Notion de dose
  25. Facteur de dose : du becquerel au sievert
  26. Effet de la dose
  27. Quelques ordres de grandeur
  28. Application des rayonnements
  29. Analyse par activation
  30. Analyse par traceurs
  31. Médecine nucléaire – Thérapie
  32. Médecine nucléaire – Diagnostic in vivo
  33. Datation
  34. Traceurs en sciences de l’environnement
  35. Applications industrielles
  36. Production d’énergie nucléaire
  37. Énergie chimique versus énergie nucléaire
  38. Réaction de fission
  39. Fissile ou fertile ?
  40. Réaction en chaîne
  41. Principaux types de réacteurs
  42. Réacteurs à eau pressurisée (REP)
  43. REP : structure
  44. REP : caractéristiques
  45. REP : pilotage
  46. Combustible usagé
  47. Masse critique

Le réchauffement climatique (3 séances de 1h30)

  1. La physique du climat
  2. Météo ou climat ?
  3. Modélisation de l’atmosphère terrestre
  4. Modèle climatique : comment et pourquoi ?
  5. Les lois du rayonnement
  6. Un modèle radiatif sans atmosphère
  7. Un modèle avec une couche d’atmosphère
  8. Stabilité de l’équilibre
  9. Réchauffement climatique
  10. Forçages radiatifs
  11. Rétroactions
  12. Les gaz à effet de serre
  13. Spectre atmosphère
  14. Les gaz à effet de serre
  15. Absorption du rayonnement par les molécules
  16. Les observations
  17. L’anomalie de température
  18. Réchauffement « naturel » ?
  19. Le niveau des océans
  20. Cycle du carbone et gaz à effet de serre
  21. Évolution de la proportion de gaz à effet de serre : Holocène
  22. Les émissions anthropiques de CO2
  23. Et en France métropolitaine ?
  24. En France : plus chaud
  25. En France : la mer monte aussi…
  26. En France : moins de neige à basse altitude
  27. En France : dommages collatéraux
  28. Scénarios pour le futur
  29. Prédictions
  30. Scénarios, forçage radiatif et température
  31. Projection de la température annuelle
  32. Scénarios d’émissions de CO2
  33. Niveau des océans
  34. Acidification des océans
  35. Réductions des banquises
  36. Réchauffement climatique et société
  37. Impacts sur la société
  38. Le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat)
  39. Les Conférences des Parties (COP)
  40. Des solutions ?

Les ondes électromagnétiques et la santé (1 séance de 1h30)

  1. Physique des ondes électromagnétiques
  2. Équations de Maxwell
  3. Équation d’onde
  4. Rayonnement d’un dipôle
  5. Champ proche et champs lointain
  6. Interaction des ondes avec la matière
  7. Interaction avec les matériaux
  8. Blindage électromagnétique
  9. Interaction avec la matière vivante
  10. Impact sur la santé humaine
  11. Électrosensibilité
  12. Le four à micro-onde

Feuilles d’exercices

Chaque partie du cours, hormis la dernière sur les ondes électromagnétiques traitée rapidement, fait l’objet d’une feuille d’exercices. Pour la première partie, ce sont des exercices de lecture, de discussion (après réflexion), ou de recherche sur Internet. Les parties nucléaires et climat font l’objet d’exercices techniques d’application.

Projet de recherche bibliographique

En début de semestre, les étudiants choisissent par binôme un sujet de recherche bibliographique parmi une liste définie. Au bout de deux mois, en fin de semestre, ils me rendent un court rapport et font une présentation orale de leur sujet devant leurs camarades. Les trois dernières séances du cours sont consacrées à cet exercice. Ces soutenances conditionnent le nombre maximal d’étudiants pouvant s’inscrire à ce cours.

Voici la liste des sujets proposés en 2016-2017 :

  • Le nucléaire dans les médias
  • Les déchets nucléaires
  • Les accidents nucléaires
  • Les faibles doses radioactives
  • Le climatoscepticisme
  • Réchauffement climatiques : quelles solutions ?
  • La couche d’ozone
  • Les impacts du réchauffement climatique sur la société
  • Les ondes électromagnétiques (wifi, téléphonie, Très haute tension…) dans les médias
  • Le biais d’internet (infos « vraies » vs. infos « fausses »)
  • Principe de précaution et innovation en France
  • Sciences et citoyens
  • La sourcellerie
  • Les croyances liées à la Lune
  • L’astrologie
  • Les moteurs surnuméraires
  • Les OGM
  • La vaccination et ses peurs

Développements ultérieurs souhaités (souhaitables ?)

Idéalement, ce genre de cours devrait être obligatoire pour tous les étudiants en sciences. Il pourrait d’ailleurs être un peu rallongé (avec les spécialistes adéquats) pour toucher les sujets liés à la biologie (OGM, créationnismes…), à la santé (médecines alternatives, liens d’intérêt…), à la géologie (gaz de schistes, pressions industrielles…), etc.

Il n’est par ailleurs pas parfait. La partie sur la méthode scientifique mériterait d’être agrémentée d’un chapitre sur les probabilités et les statistiques, et d’une partie sur les biais cognitifs. La partie sur le climat est encore un peu confuse, évoluant au gré de mes lectures sur le sujet.

Mise à disposition

Je n’ai pas (encore ?) écrit de polycopié de cours, mais tout est sur diapos en pdf. Je peux, sur demande, fournir tout ou une partie de ce cours. Je peux aussi fournir les bases bibliographiques qui m’ont servies à construire ce cours qui n’existe dans aucun manuel tel quel.

Guillaume Blanc

Voir aussi un petit article que j’avais écrit sur mon blog à propos de ce cours.