Les grands défis technologiques et scientifiques au XXIe siècle

Résumé

Examen des enjeux dans le domaine des technologies (environnement, information, transports, énergie...) et des sciences (origine de la vie, biologie intégrative, cerveau...) et dans le domaine socio-économique (démographie, économie).

Contributeur(s)
- Grou, Pierre. Directeur de publication/coordinateur/coordonnateur
- Bourgeois, Philippe (1951-....). Directeur de publication/coordinateur/coordonnateur
Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- impr. 2007
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (223 p.) : graph., couv. ill. ; 24 cm
Sujet(s)
- Progrès scientifique et technique
Epoque
- 1990-2020
ISBN
- 978-2-7298-3573-6
Indice
- 62 Techniques, technologie générale
Quatrième de couverture
- La pensée dite des « Lumières », née au XVIII^e siècle, s'est illustrée par l'essor de la Révolution industrielle au XIX^e siècle et par une remarquable capacité de création de richesses pendant une grande partie du XX^e siècle. Or cet esprit de créativité et d'ouverture s'est endormi à la fin du XX^e siècle et l'on constate aujourd'hui l'abandon de la curiosité du rapport au monde. C'est pourquoi ce livre invite à un « Réveil de l'Esprit des Lumières », en faisant le pari de l'intelligence, indispensable pour la survie sociale et intellectuelle de notre pays dans un monde en mutation accélérée. Ce livre propose un projet de rénovation soulignant les enjeux majeurs, les grands défis à résoudre au cours du XXI^e siècle, tant dans le domaine des technologies (environnement, information, transports, énergie, biotechnologies, espace) que scientifique (paradigme de la physique, origine de la vie, biologie intégrative, cerveau, climat) et socio-économique (démographie, économie). Au moment où la recherche et l'enseignement supérieur doivent se réformer pour faire face à ces défis incontournables, ce livre propose un certain nombre de pistes qui ouvrent de nouveaux horizons scientifiques aux applications technologiques prometteuses encore trop souvent insoupçonnées, à cause de blocages inhérents au fonctionnement actuel de notre société qui n'ont plus de raison d'être vu l'urgence des problèmes...
Tables des matières
- - Les grands défis technologiques et scientifiques au XXIe siècle
  - Philippe Bourgeois, Pierre Grou
  - ellipses
  - Introduction générale
  - Pour une nouvelle Renaissance et un réveil de l'Esprit des Lumières5
  - Première partie
    Les grands défis technologiques
  - Chapitre 1
    La technologie : une réponse aux grands défis du XXI^e siècle13
  - Chapitre 2
    La technologie : une réponse aux défis environnementaux ?17
  - 2.1. Les principaux défis environnementaux du XXI^e siècle18
  - 2.1.1. Le découplage entre mode de développement et pressions sur l'environnement18
  - 2.1.1.1. Les pressions liées à la consommation s'intensifient19
  - 2.1.1.2. L'empreinte écologique19
  - 2.1.1.3. Trois scénarios d'évolution de l'empreinte écologique à l'horizon 210020
  - 2.1.2. Le changement climatique, au coeur des préoccupations environnementales des prochaines années22
  - 2.1.2.1. La responsabilité humaine dans le réchauffement climatique22
  - 2.1.2.2. L'effet de serre : le principal mécanisme responsable du réchauffement climatique24
  - 2.1.2.3. Des conséquences qui peuvent être dramatiques25
  - 2.1.2.4. Le changement climatique : un problème global26
  - 2.2. L'environnement aujourd'hui et la technologie26
  - 2.2.1. Un bien de plus en plus rare, qu'il faut préserver : l'eau26
  - 2.2.1.1. Les pressions liées à la consommation d'eau potable27
  - 2.2.1.2. Le défi de ce siècle : comment pallier au manque d'eau potable ?28
  - 2.2.1.3. Un enjeu important, diminuer les fuites du réseau28
  - 2.2.1.4. Des efforts dans le traitement de la pollution de l'eau29
  - 2.2.2. La nécessaire amélioration de la qualité de l'air29
  - 2.2.2.1. Des sources de pollutions diverses30
  - 2.2.2.2. La qualité de l'air : la réduction de la pollution à la source30
  - 2.2.2.3. La pollution de l'air et l'habitat31
  - 2.2.3. L'épuisement des ressources naturelles31
  - 2.2.3.1. Des tensions sur les marchés des matières premières31
  - 2.2.3.2. La fin de l'énergie bon marché32
  - 2.2.4. L'augmentation dramatique de la quantité de déchets34
  - 2.3. Les perspectives pour le XXI^e siècle35
  - 2.3.1. La réponse technologique : nécessaire35
  - 2.3.1.1. La nécessité d'une approche globale35
  - 2.3.1.2. La prise en compte de la complexité des problèmes environnementaux36
  - 2.3.1.3. L'éco-conception37
  - 2.3.2. La réponse technologique :... pas suffisante38
  - 2.3.2.1. Accepter de changer nos modes de vie38
  - Chapitre 3
    Les dynamiques à l'oeuvre dans les technologies de l'information43
  - 3.1. L'accélération des progrès de la miniaturisation44
  - 3.1.1. La loi de Moore45
  - 3.1.2. Les conséquences de la miniaturisation46
  - 3.1.3. L'électronique de spin ou « spintronique » : prochaine révolution de l'électronique47
  - 3.1.4. L'électronique moléculaire48
  - 3.2. L'essor du haut-débit50
  - 3.3. - L'explosion de la mobilité51
  - 3.3.1. Les extensions de la téléphonie mobile à l'Internet51
  - 3.3.2. Un impératif : l'évolution des réseaux52
  - 3.3.3. Le problème des fréquences53
  - 3.3.4. L'énergie « portable »53
  - 3.3.5. L'évolution de l'informatique : une nécessité54
  - 3.4. - Internet, le modèle incontournable55
  - 3.4.1. L'usage : le déterminant essentiel de l'adoption des nouvelles technologies de l'information et de la communication56
  - Chapitre 4
    Technologies des transports61
  - 4.1. Situation actuelle : quelques repères61
  - 4.1.1. Les impacts négatifs des transports62
  - 4.1.1.1. Insécurité routière62
  - 4.1.1.2. Artificialisation des terres62
  - 4.1.1.3. Pollutions locales (bruit, gaz, particules)62
  - 4.1.1.4. Émission de gaz à effet de serre (GES)62
  - 4.1.1.5. Congestion63
  - 4.2. Défis technologiques63
  - 4.2.1. Transports routiers63
  - 4.2.1.1. Sûreté et efficience, par l'automatisation des systèmes de transport63
  - 4.2.1.2. Des aides à la conduite à la conduite automatisée64
  - 4.2.1.3. Le régulateur d'espacement64
  - 4.2.1.4. Les systèmes de suivi de voie ou d'appui latéral64
  - 4.2.1.5. Les dispositifs de positionnement satellitaires65
  - 4.2.2. Des transports plus respectueux de l'environnement66
  - 4.2.2.1. La valorisation de la chaleur perdue67
  - 4.2.2.2. Le photovoltaïque à bord des véhicules ?67
  - 4.2.2.3. La conversion de l'énergie de freinage68
  - 4.2.2.4. Une technologie « de niche » : le moteur à air comprimé69
  - 4.2.2.5. L'évolution ultime : le véhicule électrique69
  - 4.2.2.6. Un défi technologique majeur : le stockage de l'énergie70
  - 4.2.3. Transport aéronautique71
  - 4.2.3.1. Sécurité et efficience par l'automatisation71
  - 4.2.3.2. Le défi environnemental71
  - 4.2.4. Technologies et politiques publiques74
  - 4.2.4.1. Payer le transport à son juste coût pour la collectivité74
  - 4.2.4.2. Le levier financier75
  - 4.2.4.3. La communication76
  - 4.2.4.4. Le levier réglementaire76
  - Chapitre 5
    Quelles énergies pour le XXI^e siècle ?77
  - 5.1. Toutes les ressources énergétiques ne sont pas encore exploitées78
  - 5.2. Développement économique et croissance de la consommation d'énergie ne sont pas indissociables80
  - 5.3. La prise en compte du changement climatique s'impose progressivement comme un des grands déterminants des politiques énergétiques80
  - 5.4. Peu de technologies de l'énergie peuvent réellement être qualifiées de « technologies en rupture »83
  - 5.5. L'évolution du paysage énergétique, y compris dans sa dimension technologique, est marquée par des constantes de temps longues84
  - 5.6. Dans le contexte français, les « gisements » sont aussi à rechercher du côté de la demande85
  - 5.7. La notion de « mix » énergétique restera au coeur des politiques énergétiques86
  - Chapitre 6
    Technologies pour la santé89
  - 6.1. Situation actuelle et défis associés89
  - 6.1.1. Les effets du vieillissement de la population89
  - 6.1.1.1. Mettre en oeuvre une véritable prévention des pathologies est une des actions à mener pour combattre ces maladies90
  - 6.1.1.2. Mettre au point de nouveaux traitements90
  - 6.1.2. virus et maladies infectieuses91
  - 6.1.2.1. Comprendre les mécanismes d'émergence91
  - 6.1.3. Accélérer les processus de R & D (recherche et développement) : les promesses des biotechnologies92
  - 6.2. Perspectives technologiques93
  - 6.2.1. Médecine curative93
  - 6.2.1.1. Vectorisation93
  - 6.2.1.2. Chirurgie innovante94
  - 6.2.1.3. À plus long terme, la convergence nano-bio-TIC94
  - 6.2.2. Médecine préventive94
  - 6.2.2.1. Approche sociétale95
  - 6.2.2.2. Nouvelles technologies d'imagerie et de diagnostic95
  - 6.2.3. De la médecine préventive à la médecine préventive personnalisée : la médecine prédictive96
  - 6.2.4. Processus de R & D97
  - 6.3. Les réponses aux défis97
  - 6.3.1. Vieillissement de la population97
  - 6.3.2. Virus et maladies infectieuses98
  - Chapitre 7
    L'espace, la nouvelle frontière ?99
  - 7.1. L'espace, pour quoi faire ?99
  - 7.2. Les enjeux de l'espace101
  - 7.2.1. Les services satellitaires101
  - 7.2.1.1. Des usages duaux : commerciaux et d'intérêt général101
  - 7.2.1.2. Des risques de monopoles101
  - 7.2.1.3. L'enjeu économique des terminaux101
  - 7.2.1.4. Les enjeux de l'observation et la gestion de la terre102
  - 7.2.2. L'exploration spatiale102
  - 7.3. Défis technologiques103
  - 7.3.1. Technologies et performances économiques103
  - 7.3.2. Amélioration des performances des lanceurs104
  - 7.3.2.1. Les évolutions continues de la propulsion chimique104
  - 7.3.2.2. Vers les lanceurs réutilisables ?104
  - 7.3.2.3. Concepts futuristes pour la mise en orbite105
  - 7.3.3. Satellites et charges utiles106
  - 7.3.3.1. Propulsion et énergie107
  - 7.3.3.2. Charges utiles107
  - 7.3.4. L'espace, une ressource limitée108
  - 7.3.4.1. La menace des déchets spatiaux108
  - 7.3.4.2. Vers une pénurie des fréquences ?109
  - 7.4. Conjectures technologiques et science-fiction109
  - 7.4.1. Des ressources illimitées, mais à quel prix ?109
  - 7.4.2. Vols habités : du tourisme à la colonisation de l'espace ?110
  - Seconde partie
    Les grands défis scientifiques
  - Chapitre 8
    Une pensée scientifique en crise au début du XXI^e siècle ?115
  - 8.1. Une crise générale de la pensée scientifique116
  - 8.1.1. Première caractéristique116
  - 8.1.2. Seconde caractéristique116
  - 8.1.3. Troisième caractéristique117
  - 8.2. Des anomalies dans chaque discipline au début du XXI^e siècle : un diagnostic de crise dans chaque discipline ? Applications possibles des nouveaux paradigmes ?117
  - 8.2.1. Une crise de la pensée en sciences physiques117
  - 8.2.2. Une crise de la pensée en sciences biologiques118
  - 8.2.3. Une crise de la pensée en sciences sociales118
  - 8.3. Spécificités de la crise du début du XXI^e siècle : une crise différente parce que générale ? Fin d'une première période de l'histoire humaine ? Besoin d'unification dans un grand paradigme ?119
  - Chapitre 9
    Un nouveau paradigme pour la physique ? Nouvelles perspectives121
  - 9.1. Limites du paradigme actuel121
  - 9.2. Théorie de la relativité d'échelle123
  - 9.2.1. La première étape de la construction de la théorie126
  - 9.2.2. La deuxième étape126
  - 9.2.3. La troisième étape127
  - 9.3. Applications scientifiques et technologiques128
  - 9.3.1. Exemples de validation observationnelle128
  - 9.3.2. Applications futures à de nouvelles technologies131
  - 9.3.2.1. Un premier ensemble d'outils théoriques assez directement applicable est celui des lois d'échelle131
  - 9.3.2.2. Un deuxième ensemble d'applications concerne la théorie quasi-quantique macroscopique134
  - 9.3.2.3. Un dernier ensemble d'applications concerne la théorie des champs135
  - Chapitre 10
    L'énigme de l'apparition de la vie139
  - 10.1. Les contraintes physico-chimiques de la vie139
  - 10.2. Le paradoxe de la génération spontanée141
  - 10.3. Les théories de l'origine de la vie142
  - 10.3.1. De la panspermie à l'exobiologie142
  - 10.3.2. Les premières hypothèses de l'origine chimique de la vie : l'abiogenèse143
  - 10.3.2.1. Les hypothèses d'Oparin-Haldane143
  - 10.3.2.2. Miller et la reconstitution des conditions de l'origine de la vie143
  - 10.3.2.3. L'autoréplication du monde des ARN144
  - 10.3.3. Les théories de l'origine métabolique minérale de la vie144
  - 10.3.3.1. Les argiles et la théorie de la relève génétique de Cairns-Smith144
  - 10.3.3.2. La théorie de Wächtershäuser et les pyrites145
  - 10.3.3.3. Le scénario de transformation homéotopique de Danchin146
  - 10.3.3.4. Bilan de la soupe primordiale et de l'exobiologie146
  - 10.4. Une auto-organisation de la vie sur Terre comme conséquence des contraintes de la relativité d'échelle ?147
  - 10.4.1. Les effets dans l'espace standard147
  - 10.4.2. Les effets dans l'espace des échelles147
  - Chapitre 11
    Le défi de la biologie systémique intégrative : développer une théorie du vivant fondée sur les principes premiers de la relativité d'échelle151
  - 11.1. De la nécessité d'une théorie intégrative du vivant151
  - 11.2. La résurgence d'une biologie systémique intégrative153
  - 11.3. Une brève histoire de la biologie systémique intégrative155
  - 11.3.1. Physiologie, génétique et biologie moléculaire155
  - 11.3.2. Génie génétique, génomique fonctionnelle et biologie computationnelle156
  - 11.3.3. Le grand défi de la biologie systémique : l'intégration multi-échelles157
  - 11.4. Théorie de la relativité d'échelle et biologie systémique intégrative161
  - 11.4.1. Fondement d'une théorie intégrative du vivant sur des principes premiers161
  - 11.4.2. Définition de l'espace-temps biologique, de champs et charges biologiques164
  - 11.4.3. Extension du cadre classique pour l'intégration multi-échelle165
  - 11.4.4. Conséquences pour la recherche, le développement et la formation transdisciplinaires en biologie systémique intégrative167
  - Chapitre 12
    Le défi des neurosciences : une nouvelle frontière pour le XXI^e siècle ?171
  - 12.1. La prodigieuse complexité du cerveau172
  - 13.2. Vers une approche systémique du cerveau173
  - 12.3. Génomique et imagerie, deux champs prometteurs174
  - 12.3.1. Génétique et épigénétique174
  - 12.3.2. Des images pour comprendre175
  - 12.4. Le défi des maladies du cerveau177
  - Chapitre 13
    Le défi du changement climatique179
  - 13.1. L'activité humaine, principal moteur du dérèglement climatique180
  - 13.2. Que nous disent les observations ?182
  - 13.3. À qui la faute ?184
  - 13.4. Le climat du XXI^e siècle186
  - 13.5. Les modèles se complexifient189
  - 13.6. Comment éviter des perturbations ?192
  - Chapitre 14
    Le défi démographique193
  - 14.1. Malthus, un précurseur en démographie193
  - 14.2. La démographie analysée par l'ONU194
  - 14.3. Évolution de la démographie mondiale195
  - 14.4. La liaison démographie-économie195
  - 14.5. Évolution des systèmes économiques196
  - 14.6. Les conséquences nationales et mondiales de la démographie199
  - Chapitre 15
    Mondialisation économique et perspective d'un temps critique en fin du XXI^e siècle : aboutissement d'une première période de l'humanité ?201
  - 15.1. Le défi en sciences sociales début XXI^e siècle : un monde en voie d'unification dont l'évolution se dirige vers un temps critique ?202
  - 15.1.1. Mondialisation économique, un monde en voie d'unification dû au phénomène de montée en puissance des firmes multinationales202
  - 15.1.2. Un phénomène d'accélération économique conduisant vers un temps critique203
  - 15.1.3. Comment comprendre ce nouveau fonctionnement des sociétés humaines ? Se dirige-t-il vers des limites ?204
  - 15.2. L'état du problème au début du XXI^e siècle205
  - 15.2.1. Une profonde crise de la pensée économique205
  - 15.2.2. La toute puissance d'un « faux paradigme » dominant206
  - 15.2.3. Une anomalie au XX^e siècle : la pensée de Joseph Schumpeter207
  - 15.3. Les perspectives pour répondre au défi207
  - 15.3.1. Besoin d'un nouveau paradigme : analyser les grandes caractéristiques de l'évolution économique208
  - 15.3.2. Analyse de la réalité économique de fin de XX^e siècle et de début XXI^e siècle : pourquoi mondialisation et temps critique ?209
  - 15.3.3. Quelle signification accorder à un « temps critique », et que faire ensuite ?211
  - Conclusion215
Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre