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.
Table des matières
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)
Voir la liste- Comment se fait la science ?
- Science et Technologie
- Les domaines scientifiques
- La méthode scientifique
- Qui sont les scientifiques ?
- Le processus de publication d’un résultat scientifique
- Consensus et controverses
- L’erreur fait partie de la méthode
- Notions de zététique
- La zététique
- Comprendre le monde qui nous entoure
- Sciences et pseudo-sciences
- Croyances
- Règles d’or de la zététique
- Effets de la zététique
- Internet
- Diffusion du savoir
- Le biais de confirmation
- Le marché de l’information
- Concurrence sur le marché de l’information
- Recherche d’information sur Internet
- Motivation des croyants
- Paradoxe ? Un marché cognitif mêlant, notamment sur Internet, science de qualité et pseudo-allégations sans fondements.
- Comment s’en sortir ?
- Quelques croyances
- Les effets de la Lune
- Les moteurs surnuméraires
- L’astrologie
- La sourcellerie
- Étude en « double aveugle »
- Expérimenter la validité d’une pseudo-science/croyance
- Le principe de précaution
- Danger et risque
- Mathématisation du principe de précaution
- Biais cognitifs
- La responsabilité des médias professionnels
Radioactivité – nucléaire (3 séances de 1h30)
Voir la liste- Un peu de physique nucléaire
- Le noyau atomique
- Quelques ordres de grandeur
- Énergie de liaison
- Les interactions en jeu
- Loi de décroissance radioactive
- Période radioactive
- Les différentes radioactivités
- Rapport d’embranchement
- Filiations radioactives
- Exemple de filiation
- Radioactivité naturelle
- Interaction des rayonnements avec la matière
- Introduction
- Le rayonnement électromagnétique
- Atténuation des photons
- Rayonnement particulaire
- Parcours moyens dans la matière
- Ralentissement des électrons
- Effet Cerenkov
- Ralentissement des neutrons
- Effet des rayonnements sur la matière
- Effet des rayonnements sur la matière vivante
- Notion de dose
- Facteur de dose : du becquerel au sievert
- Effet de la dose
- Quelques ordres de grandeur
- Application des rayonnements
- Analyse par activation
- Analyse par traceurs
- Médecine nucléaire – Thérapie
- Médecine nucléaire – Diagnostic in vivo
- Datation
- Traceurs en sciences de l’environnement
- Applications industrielles
- Production d’énergie nucléaire
- Énergie chimique versus énergie nucléaire
- Réaction de fission
- Fissile ou fertile ?
- Réaction en chaîne
- Principaux types de réacteurs
- Réacteurs à eau pressurisée (REP)
- REP : structure
- REP : caractéristiques
- REP : pilotage
- Combustible usagé
- Masse critique
Le réchauffement climatique (3 séances de 1h30)
Voir la liste- La physique du climat
- Météo ou climat ?
- Modélisation de l’atmosphère terrestre
- Modèle climatique : comment et pourquoi ?
- Les lois du rayonnement
- Un modèle radiatif sans atmosphère
- Un modèle avec une couche d’atmosphère
- Stabilité de l’équilibre
- Réchauffement climatique
- Forçages radiatifs
- Rétroactions
- Les gaz à effet de serre
- Spectre atmosphère
- Les gaz à effet de serre
- Absorption du rayonnement par les molécules
- Les observations
- L’anomalie de température
- Réchauffement « naturel » ?
- Le niveau des océans
- Cycle du carbone et gaz à effet de serre
- Évolution de la proportion de gaz à effet de serre : Holocène
- Les émissions anthropiques de CO2
- Et en France métropolitaine ?
- En France : plus chaud
- En France : la mer monte aussi…
- En France : moins de neige à basse altitude
- En France : dommages collatéraux
- Scénarios pour le futur
- Prédictions
- Scénarios, forçage radiatif et température
- Projection de la température annuelle
- Scénarios d’émissions de CO2
- Niveau des océans
- Acidification des océans
- Réductions des banquises
- Réchauffement climatique et société
- Impacts sur la société
- Le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat)
- Les Conférences des Parties (COP)
- Des solutions ?
Les ondes électromagnétiques et la santé (1 séance de 1h30)
Voir la liste- Physique des ondes électromagnétiques
- Équations de Maxwell
- Équation d’onde
- Rayonnement d’un dipôle
- Champ proche et champs lointain
- Interaction des ondes avec la matière
- Interaction avec les matériaux
- Blindage électromagnétique
- Interaction avec la matière vivante
- Impact sur la santé humaine
- Électrosensibilité
- 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.
Voir 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.