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La lumière
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36 La Lettre
de l’Académie des sciences
printemps-été automne-hiver 2015

Illustration de couverture © Jrgen Flchle - Fotolia

sommaire
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éditorial
dossier
retour sur l’actualité
la vie de l’académie
la lumière
Catherine Bréchignac
Page 4
La lumière à la conquête des extrêmes
Christian J. Bordé
Page 8
La lumière au cœur des révolutions quantiques
Alain Aspect
Page 19
La nanophotonique
Jean-Jacques Greffet
Page 28
La lumière pour découvrir l'Univers
Pierre Encrenaz, avec Françoise Combes, Anne-Marie Lagrange, Pierre Léna,
Jean-Loup Puget et Daniel Rouan
Page 31
Lasers femtosecondes
Daniel Kaplan
Page 44
Impulsions de lumière attosecondes
Anne L’Huillier
Page 47
Lasers ultrastables et horloges optiques
Sébastien Bize
Page 50
Chimie et lumière : une complicité étroite
Philippe Sautet
Page 54
L'alliance de la lumière et de la chimie pour la uorescence en biologie
Anne-Marie Caminade
Page 59
La biophotonique, ou comment la lumière est devenue un outil diagnostique et
thérapeutique
Chantal Andraud et Cyrille Monnereau
Page 65
Destination Soleil – Ou quand la lumière prend la tangente
Page 72
Création du Conseil national consultatif pour la biosécurité
Henri Korn et Jean-François Bach
Page 78
De nouveaux membres à l’Académie des sciences
Page 81

La Lettre
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35 36
© DR
Catherine Bréchignac
Secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences
À l’occasion de l’année internationale de la lumière, La
Lettre de l’Académie des sciences est consacrée au
vaste domaine scientique qui étudie le comportement
de la lumière et cherche à en exploiter les propriétés an
d’explorer et d’améliorer le monde qui nous entoure.
Les premiers textes de cette Lettre sont consacrés à la
question fondamentale de la nature de la lumière, de sa
dualité onde-corpuscule et des propriétés particulières qui
en découlent. Le Dossier aborde ensuite l’apport central de la lumière aux deux révolutions quantiques
du 20e siècle.
Au fur et à mesure de la lecture de la partie consacrée à la conquête des extrêmes, la lumière apparaît
comme un outil extraordinaire. De la nanophotonique et ses boîtes quantiques aux progrès spectaculaires
de l’optique adaptative, qui permettent de mieux appréhender l'Univers, la lumière explore vers les quatre
innis, le petit et le grand, le court et le long. Les nouvelles générations de lasers femto- et attosecondes
sont désormais bien maîtrisées : il est possible de produire une puissance instantanée exceptionnelle,
mais il sera aussi possible, dans un avenir proche, de visualiser le mouvement des électrons dans la
matière. Grâce à ces nouveaux lasers, la lumière devient également un étalon de fréquence précieux,
autorisant la mise au point de dispositifs de métrologie ultraprécis. C’est aussi grâce à cette technologie
que les chercheurs sont parvenus à détecter pour la première fois, en 2015, les ondes gravitationnelles
prédites il y a un siècle par Einstein.
Ce rôle central de la lumière dans le domaine de la physique s’étend à celui de la chimie. On peut
notamment citer la conversion de la lumière en énergie chimique, qui est un enjeu majeur pour l’élaboration
de panneaux solaires de plus en plus performants. La lumière joue également un rôle clé dans le domaine
du vivant. Outre la photosynthèse, connue depuis longtemps, la uorescence de molécules adsorbées
sur une cellule dévoile les mécanismes cellulaires et il devient possible de suivre, en direct, l’action d’un
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ditorial
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É
2016
35 ans
candidat médicament. En médecine, c’est la lutte contre le cancer, notamment, qui bénécie grandement
d’une meilleure maîtrise de la lumière : la thérapie photodynamique du cancer ainsi que l’utilisation de
l’imagerie uorescence lors de la résection de tumeurs en constituent deux exemples actuels.
Le dossier de La Lettre s’achève par une visite guidée d’un euron de la technologie française, le
synchrotron Soleil. Entre recherche fondamentale publique et contrats privés de recherche nalisée,
ce très grand instrument offre les conditions idéales d’exploration de la matière grâce au rayonnement
électromagnétique créé par des électrons propulsés à très grande vitesse.
L’Académie des sciences a terminé l’année 2015 sur un succès pour sa mission d’expertise et de conseil :
l’installation du Conseil national consultatif pour la biosécurité. Mis en place par le Premier ministre,
ce Conseil est l’une des recommandations phares d’un rapport de l’Académie de 2008, et sa création
a longuement été soutenue par son Comité sciences et biosécurité.Retour sur l’actualité expose les
tenants et les aboutissants de ce Conseil national.
Enn, la Vie de l’Académie rend honneur aux nouveaux membres de notre institution reçus solennellement
sous la coupole le 16 juin 2015. Forts d’une vie entière consacrée à la recherche de haut niveau, ou
encore à l’apogée de leur carrière, ils sont tous de talentueux chercheurs venant renforcer l’expertise de
l’Académie et l’aider à mener à bien ses missions.
En 2016, nous avons la joie de célébrer le 350e anniversaire de notre Académie, créée par Colbert et
approuvée par Louis XIV. Trois siècles et demi plus tard, l’Académie donnera à voir l’étendue de ses
missions à travers une série d’événements et de créations pour tous les publics, à découvrir sur son site
internet. Ainsi, en juin 2016, huit académiciens se plieront à un exercice inédit de rétro-prospective sur 350
ans de travaux de recherche réalisés dans leur discipline, dressant
à la n quelques perspectives pour l’avenir : leurs propos
feront l’objet d’un dossier dans le prochain numéro de
La Lettre.
L’année internationale de la lumière s’éteint…
pleins feux sur les 350 ans de notre institution !