Sciences physiques et astronomiques Magazine n°59

Publié en Juillet 2018  —  Magazine précédent  —  Archives
couverture astronomie-physique

Quel est le point commun entre un DVD, un disque dur, un écran plat, un smartphone, un GPS, une ampoule, un four à micro-ondes, une plaque à induction, un détecteur infrarouge, un radar, un photocopieur et un scanner d’imagerie médicale ? Sans la physique, ils n’existeraient pas !

La physique est la science qui tente de comprendre, de modéliser, voire d'expliquer les phénomènes naturels de l'univers. Elle correspond à l'étude du monde qui nous entoure sous toutes ses formes, des lois de sa variation et de son évolution. Elle se subdivise en plusieurs disciplines : physique quantique, physique des particules, physique des plasmas, physique atomique, physique de la matière, métrologie, physique des lasers, physique nucléaire, électrodynamique, physique non linéaire, cosmologie, astrophysique, astronomie, planétologie, géophysique, biophysique, etc.

Se former en physique, c’est comprendre les phénomènes qui nous entourent. C’est aussi et surtout se donner les moyens de résoudre des problèmes posés, en apprenant une démarche scientifique rigoureuse qui consiste à : poser la problématique, proposer une hypothèse ou un élément de réponse, réaliser des expériences selon un protocole, analyser les résultats avec esprit critique pour valider ou non l’hypothèse de départ. Les formations du domaine de la physique sont données principalement dans les universités, parfois en hautes écoles. Elles abordent non seulement des cours de physique, les laboratoires et travaux pratiques qui s’y rapportent, mais aussi des cours de mathématiques, de chimie et d’informatique. Des cours d’anglais sont nécessaires pour aborder l’abondante littérature scientifique anglophone. Ces études demandent de la curiosité et de la rigueur, ainsi que de la précision et de l’habileté manuelle, afin de réaliser les travaux de laboratoire. Capable de se remettre en question, le passionné de physique n’aura de cesse de répéter ses expériences, pour valider ou invalider des théories. Cela lui demande de la patience et une grande prudence dans ses analyses et conclusions.

La physique offre des débouchés variés : recherche (laboratoires universitaires, laboratoires privés et instituts de recherche publics), industries de haute technologie (laser, optique, aéronautique, imagerie médicale, industrie spatiale, production énergétique, automobile, transports, nanotechnologies, télécommunications, informatique, etc.), expertise scientifique (administrations et sociétés de consultance), traitement massif de données (Big Data), banques, sociétés d’assurances, haute finance, organismes et services de diffusion et de promotion des sciences, musées des sciences, presse de vulgarisation scientifique, enseignement secondaire ou supérieur, etc.

La physique est à la base d’une majeure partie des avancées technologiques du XXe siècle. Les nanosciences et nanotechnologies sont considérées comme la révolution technologique de demain, avec des perspectives d’applications immenses. Au XXIe siècle, les physiciens seront également amenés à trouver des solutions aux problèmes majeurs de nos sociétés, comme la production d’énergie, l’environnement, la santé, la conquête spatiale, etc. Les pays industrialisés ayant un besoin croissant de nouvelles technologies de pointe, les perspectives d’emploi ne cessent d’augmenter, alors que paradoxalement le nombre d’étudiants en physique diminue un peu partout dans le monde.

Nous dédions ce magazine à la mémoire du physicien Stephen Hawking, qui nous a quittés cette année. Son parcours et sa carrière exemplaires continueront de susciter des vocations chez les étudiants. Nous espérons œuvrer dans le même sens, à notre humble niveau, en vous présentant une série de métiers et d’interviews permettant de découvrir un éventail de ces scientifiques, chercheurs, ingénieurs, techniciens et spécialistes.

Bonne Lecture !

 

Les métiers

 

Autant savoir

La physique

La physique classique comprend l’ensemble des théories physiques basées sur celles de Newton datant du début du XVIIIe siècle et validées, telles que la mécanique, la théorie du champ électromagnétique, la thermodynamique. La dénomination « physique classique » a été introduite par opposition à la « physique quantique ». Apparue au XXe siècle, c’est la physique à l’échelle des atomes et des particules. À cette échelle, les atomes peuvent avoir plusieurs états, chacun associé à un niveau d’énergie différent, et le passage d’un état à l’autre se fait par palier, à condition que l’atome reçoive une quantité d’énergie précise. La physique quantique prédit des comportements jusqu’ici inhabituels.

Les grands domaines de la physique :

  • La physique des particules étudie les constituants les plus petits de la matière, les rayonnements et leurs interactions. C’est la physique des grands accélérateurs qui requièrent d’importantes collaborations internationales, par exemple le LHC (CERN) où 1 800 scientifiques de 64 pays recherchent l’origine de la matière.
  • La physique nucléaire correspond à l’étude expérimentale des noyaux atomiques stables ou radioactifs. Elle étudie leur structure et leur comportement, et est à l’origine de l’industrie nucléaire.
  • La physique atomique se concentre sur la structure des atomes et essentiellement sur l’organisation des électrons autour du noyau et sur la façon dont celui-ci est modifié. Les termes « atomique » et « nucléaire » étant utilisés de la même façon dans le langage courant, physique atomique et physique nucléaire sont souvent confondues.
  • La physique de la matière étudie les propriétés des solides, liquides, verres, polymères, etc., que nous sommes susceptibles de rencontrer à la surface de la Terre. Sont aussi concernés le magnétisme, la supraconductivité, les solides désordonnés, etc.
  • La géophysique est l’étude de la Terre par des méthodes quantitatives physiques (géothermie, magnétisme, sismologie, radioactivité, etc.). Cette discipline repose fortement sur d’autres domaines de la science comme les mathématiques et l’informatique.
  • La physique des plasmas s’intéresse à cet état de la matière où un gaz est porté à une température telle que la structure des atomes se désorganise. L’énergie est suffisante pour arracher les électrons aux noyaux et former un gaz ionisé, constitué d’ions et d’électrons. C’est dans cet état, considéré sur Terre comme le quatrième de la matière, que se présente 90 % de la masse visible de l’Univers : Soleil, étoiles, gaz des amas de galaxies, etc. On y cherche entre autres un moyen de réaliser la fusion nucléaire.
  • La biophysique explore le vivant avec des méthodes physiques. En d’autres termes, elle étudie le fonctionnement des organismes vivants, en axant ses recherches sur la compréhension des différents phénomènes physiques en relation avec les processus biologiques et les mécanismes vitaux.
  • L’astrophysique vise à comprendre l’histoire de l’Univers et son devenir en étudiant la formation et l’évolution de ses composants (étoiles, planètes, galaxies, amas de galaxies) à travers l’observation des rayonnements qu’ils émettent.

Source : www.cea.fr

L’énergie nucléaire en Belgique

L’histoire du nucléaire belge remonte à l’époque coloniale. Par ses liens avec le Congo, l’Union Minière belge avait un accès facilité à l’uranium. La Belgique a fourni l’uranium à l’Amérique pendant la Seconde Guerre mondiale, en échange de technologies nucléaires pacifiques. Cela a permis à la Belgique de disposer très rapidement d’un réacteur nucléaire expérimental, le BR1 (à Mol), et de produire une énergie basée sur le nucléaire. Les centrales nucléaires ont été développées à partir de 1975. La grande part prise par la production d’électricité due à l’atome a été une réponse aux crises énergétiques des années septante. L’énergie nucléaire nous permet d’avoir des réserves stratégiques d’électricité pour des laps de temps relativement longs. En Belgique, au niveau règlementaire, nous stockons du pétrole pour trois semaines, tandis que les stocks d’uranium se comptent en années. Cela permet une indépendance énergétique sur le territoire si une crise venait à surgir. Les applications civiles de l’énergie nucléaire sont cependant controversées pour plusieurs raisons :  risque d’accident nucléaire grave sur un réacteur nucléaire ou au cours du cycle du combustible, risque de terrorisme nucléaire par le détournement de matière radioactive ou par l’attaque directe d’un réacteur, coût économique de la gestion des déchets radioactifs à très long terme et du démantèlement nucléaire, réserves mondiales en combustibles limitées, dépendance envers les pays producteurs d'uranium, impacts environnementaux, etc. En 2003, le Secrétaire d’État à l’Énergie, l’écologiste Olivier Deleuze, fut l’initiateur de la loi sur la sortie du nucléaire. En 1975, les réacteurs avaient été commissionnés pour une certaine durée de vie. En 2003, la loi a déterminé qu’ils seraient coupés au bout de 40 ans. Nous aurions dû éteindre les premiers en 2015, mais une extension de vie de dix ans (2025) a été autorisée pour les réacteurs Tihange 1, Doel 1 et Doel 2. Le dernier réacteur allumé en Belgique date de 1985, il est donc prévu qu’ils soient tous éteints en 2025. Cela nécessitera de trouver des sources d’énergie de remplacement d’ici là. En 2018, le gouvernement fédéral, réuni en conseil des ministres restreint, a trouvé un accord sur le pacte énergétique. Le Premier ministre Charles Michel confirme la sortie du nucléaire en 2025 et annonce un projet de loi permettant des capacités de production nouvelles. Le démantèlement des centrales nucléaires ne commencera pas avant 2040, et le travail va durer jusqu’en 2120.

Plus d’infos sur le pacte énergétique : https://www.pacte-energetique2050.be

 

Bonnes adresses

Agence fédérale de Contrôle Nucléaire

Rue Ravenstein 36, 1000 Bruxelles
02/289 21 11 - pointcontact@fanc.fgov.be
https://afcn.fgov.be

Association Belge des Acousticiens

Site : http://abav.be

Belgian Hospital Physicists Association (BHPA)

Avenue de Fré 206, 1180 Bruxelles
secretary@bhpa.eu
https://www.bhpa.eu/

Brussels Life Tech

Chaussée de Charleroi 110, 1060 Saint Gilles
02/422 00 31 - brusselslifetech@hub.brussels
http://www.lifetechbrussels.com/

Cap Sciences

Rue de la Terre Franche 61, 5310 Éghezée
081/63 55 18 - info@capsciences.be
http://www.capsciences.be

Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Site : http://www.cea.fr/

Confluent des Savoirs - Université de Namur

Rue Godefroid 5, 5000 Namur
081/72.55.30 - cds@unamur.be
http://cds.unamur.be

European Space Agency (ESA)

061/22 95 12
https://www.esa.int/ESA

Fédération Francophone d’Astronomes Amateurs de Belgique (F.F.A.A.B.)

Rue de l'Équipée 3, 7181 Arquennes
info@ffaab.be
http://www.ffaab.be

Fédération Royale d'Associations Belges d'Ingénieurs Civils, d'Ingénieurs Agronomes et de Bioingénieurs

Rue Hobbema 2, 1000 Bruxelles
02/734 75 10
http://www.fabi.be

Fonds de la Recherche Scientifique - FRS-FNRS

Rue d’Egmont 5, 1000 Bruxelles
02/504.92.11
http://www.fnrs.be

Forum Nucléaire belge

Avenue des Arts 56, 1000 Bruxelles
02/761 94 50 - info@nuclearforum.be
https://www.forumnucleaire.be

Infor Sciences - ULB

Faculté des Sciences - CP 260 - Boulevard du triomphe, 1050 Bruxelles
02/650 50 24 - inforsciences@ulb.ac.be
http://www.ulb.ac.be/inforsciences

Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB)

Avenue Circulaire 3, 1180 Bruxelles
02/373 04 04
http://www.aeronomie.be/fr

Jeunesses scientifiques de Belgique

Avenue Latérale 17, 1180 Uccle
02/537 03 25 - info@jsb.be
http://www.jsb.be

Observatoire royal de Belgique

Avenue Circulaire 3, 1180 Bruxelles
02/373 02 11 - rob_info@oma.be
http://www.astro.oma.be

Organisation européenne pour la Recherche nucléaire (CERN)

CH-1211 Genève 23, Suisse
+41 (0) 22 76 761 11- cern.reception@cern.ch
https://home.cern/fr

Organisme national des déchets radioactifs et des matières fissiles enrichies (ONDRAF)

Avenue des Arts 14, 1210 Bruxelles
02/212 10 11 - info@ondraf.be
https://www.ondraf.be

Ose la Science asbl

Chaussée de Waterloo 52, 5002 Saint-Servais
081/43 53 23 - info@oselascience.be
http://www.oselascience.be

Politique scientifique fédérale (BELSPO)

Avenue Louise 231, 1050 Bruxelles
02/238 34 11 - www@belspo.be
https://www.belspo.be

Portail du réseau Scité/Printemps des Sciences

Site : www.sciences.be

Réjouisciences - ULiège

Quai Van Beneden 22 - Bâtiment 11, 4020 Liège
04/366 96 96 - sciences@uliege.be
http://rejouisciences.uliege.be

Science & Culture asbl

Allée du 6 août 19, 4000 Liège
04/366 35 85 - sci-cult@guest.ulg.ac.be
http://www.sci-cult.ulg.ac.be

Scienceinfuse - UCL

Rue des Wallons 72, 1348 Louvain-la-Neuve
010/47 39 75 - scienceinfuse@uclouvain.be
https://uclouvain.be/fr/decouvrir/scinfuse

Sciences et Techniques au Carré (SciTech²) - Université de Mons

Avenue du Champ de Mars 24 bât. 6, 7000 Mons
065/37.34.90 - scitech2@umons.ac.be
http://scitech2.umons.ac.be/

SCK-CEN Centre de recherche de Mol

Boeretang 200, 2400 Mol
014/33 21 11 - info@sckcen.be
https://www.sckcen.be/fr

Skywin, Pôle de compétitivité wallon du secteur aéronautique et spatial

Chemin du Stocquoy 3, 1300 Wavre
010/47 19 44 - info@skywin.be
www.skywin.be

Union francophone des ingénieurs industriels de Belgique

Rue Hobbema 2, 1000 Bruxelles
02/654 76 84 - questions@ufiib.be
https://www.ufiib.be/

Youspace

Rue de la Station 47, 6920 Wellin
contact@youspace.be
http://youspace.be

 

Sources

 

Remerciements

Nous tenons à remercier toutes les personnes interviewées pour ce site internet :

  • Anne Thoul, astrophysicienne (ULiège)
  • Anne-Catherine Heuskin, biophysicienne (UNamur)
  • Véronique Baart, experte en radiophysique médicale (CHU Liège)
  • Véronique Dehant, géophysicienne (ORB)
  • Amandine Denis, ingénieure en aérospatiale (Institut Von Karman)
  • Janusz Bogdanowicz, ingénieur en physique (IMEC)
  • Nicolas Vandewalle, physicien (ULiège)
  • Christophe Becco, physicien (ULiège)
  • Sophie Pedoux, physicienne nucléaire (SPF Économie)
  • Frank de Winne, spationaute (ESA)
  • Samuel Rondia et Médéric Mélard, techniciens de laboratoire de recherche en physique (ULiège)

Nous tenons à remercier plus particulièrement Christophe Becco, de l’ULiège, pour son expertise, son analyse du secteur et pour les contacts professionnels qu’il nous a fournis.


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