bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Plasmonic and 2D-TMD nanoarrays for large-scale photon harvesting and enhanced molecular photo-bleaching
Authors: Ferrando Giulio , Gardella Matteo , Barelli Matteo , Chowdhury Debasree , Long Pham Duy , Hieu Nguyen Si , Giordano Maria Caterina , Buatier de Mongeot Francesco
Published: October 2022

The urgent environmental and energy challenges require novel solutions for efficient light harvesting and conversion in new-generation ultra-thin devices. Plasmonic nanoantennas and flat optics nanogratings can promote light matter interaction at the nanoscale being very attractive for ultra-thin photonics and sensing applications. In this work we developed two light trapping solutions based on large-scale nanomaterials. The first system is a large-scale (cm2) plasmonic metasurface based on self-organized gold nanostripes. The second is based on the periodic re-shaping of ultra-thin semiconducting MoS2 layers forming large-area flat-optics nanogratings. Under this condition Rayleigh Anomalies can be resonantly excited thus promoting in-plane light confinement and photon absorption into the few-layers material. To demonstrate the impact of these nanopatterned systems in photon harvesting we probed their efficiency into a prototypal photochemical reaction: the photo-bleaching of Methylene Blue (MB). We demonstrate the resonant enhancement of the photo-bleaching of these polluting dye molecules promoted either by the localized plasmon resonance in Au nanostripes or by the Rayleigh Anomaly in flat-optics MoS2 nanogratings. We investigate this effect through a quantitative analysis of the solution photodissociation induced by a monochromatic light. These results show the strong potential of flat-optics templates for light-harvesting and energy conversion in ultra-thin photonic devices.
Characterization of output circular polarization degree in lowcost asymmetric metasurfaces
Authors: Petronijevic Emilija , Belardini Alessandro , El-ansary Zakaria , Brioual Bilal , Prasath Ram Kumar Hari , Cesca Tiziana , Scian Carlo , Mattei Giovanni , Sibilia Concita
Published: October 2022

Addition of asymmetry in plasmonic nanostructures can lead to chiro-optical phenomena, usually monitored as different absorption of left and right polarization, i.e. circular dichroism. Moreover, interesting features arise when the nanostructure changes the polarization state of the input beam. In this work, we perform extrinsic chirality characterization in a widely tuneable near-infrared range, by monitoring both polarization of the input and of the transmitted beam. We characterize low-cost metasurfaces based on polystyrene nanospheres asymmetrically covered by Ag, by exciting them at different angle of incidence with left, right and linear polarization. We then resolve the circular polarization degree of the transmitted beam, demonstrating resonance-governed circular polarization degree in the output, showing the interplay of both intrinsic and extrinsic chirality.
Experiments and simulations of chiro-optical response in lowcost nanohole arrays in silver
Authors: Petronijevic Emilija , El-ansary Zakaria , Brioual Bilal , Belardini Alessandro , Prasath Ram Kumar Hari , Cesca Tiziana , Scian Carlo , Mattei Giovanni , Sibilia Concita
Published: October 2022

2D metasurfaces based on periodic nanoholes in metal have been proposed in various plasmonic platforms. Specifically, their resonant features have led to applications spanning in biosensing. Here we investigate additional degree of freedom in elliptical nanohole arrays with hexagonal geometry: chiro-optical effects. Namely, the in-plane asymmetry and a slightly elliptical shape of nanoholes were previously shown to differently extinct light of opposite handedness, even at normal incidence. We now fully characterize nanoholes in Ag, fabricated by low-cost nanosphere lithography. We first measure the dependence of the transmitted intensity for opposite handedness, in a broad spectral and angle of incidence range. We then resolve the circular polarization degree of the transmitted light when the nanohole array is excited with linear polarization. Finally, we numerically investigate the origin of the chiro-optical effect at the nanoscale. We believe that circular polarization resolving of the transmitted degree could be further adapted as a highly sensitive tool in chiral sensing.
Field-enhancing tapered planarized waveguides for THz quantum cascade laser frequency combs
Authors: Senica Urban , Forrer Andres , Olariu Tudor , Micheletti Paolo , Cibella Sara , Torrioli Guido , Beck Mattias , Faist Jérôme , Scalari Giacomo
Published: October 2022

We present a new planarized waveguide geometry for THz quantum cascade laser frequency combs with improved waveguide losses, RF and thermal dissipation properties. Ridge devices display broadband free-running comb states, and the THz emission can be further broadened by RF injection. Tapered waveguide devices feature a strong field-enhancement effect, which results in an improved comb performance. This includes free-running comb states with strong single beatnotes up to nearly -30 dBm at 90 K, almost three orders of magnitude stronger than for ridge devices. Improved comb operation is maintained also for high operating temperatures, up to 115 K.
Nature engineered metasurfaces: spin-to-orbital angular momentum conversion in diatom frustules
Authors: De Tommasi Edoardo , Ferrara Maria Antonietta , Coppola Giuseppe , Zito Gianluigi
Published: October 2022

Evolution provided, through eras, several animal, vegetal, and protist species with sub-micrometric constituent structures able to manipulate light at the nanoscale in non trivial ways. In particular, diatoms are single-celled microalgae enclosed in a porous silica shell, the frustule, perforated by regular patterns of microand nano-pores and whose functionalities comprise mechanical stability, sorting of nutrients from harmful agents and optimization of sunlight harvesting. Photonic properties of frustules include focusing, photoluminescence, and optical activity, among others. In the present work we show preliminary results concerning the ability of single valves of Arachnoidiscus ehrenbergii diatom frustules to manipulate incoming, circularly polarized radiation in such a way to generate light beams provided with orbital angular momentum (optical vortices). The combination of cross-polarization imaging in different spectral ranges, polarization sensitive digital holographic imaging (PSDHI), and interferometry allowed characterizing the valves and detecting the presence of spin-orbit coupling induced by their ultrastructure.
Retardance measurement by spatially probing the sample with optical vortices
Authors: Fordey Tomáš , Schovánek Petr
Published: October 2022

Modern optical systems utilize various degrees of freedom, such as polarization, for shaping and controlling the light. Common representative of such a component is spatial light modulator (SLM), consisting of liquid crystal display, allowing for imposing predetermined retardation with given orientation of optical axis of anisotropy. Therefore, it is widely used for polarization coded phase shifting, polarization splitting of wavefront in digital holography etc. Narrowing tolerance in optical experiments puts higher demands on precise setting of the modulator and the parameters set. Consequently, measuring such devices and their parameters is essential for proper functionality. We present a single shot, common path method for measuring retardance map of the modulator, based on spatial probing the modulator with point images of spatially coherent light source and transforming them to optical vortices.
Characterisation of nanowire structures with scatterometric and ellipsometric measurements
Authors: Grundmann Jana , Käseberg Tim , Bodermann Bernd
Published: October 2022

Nanowire structures arranged in a hexagonal lattice are to be characterized in terms of their diameter, height and pitch. A scatterometer and an imaging Mueller matrix ellipsometer, which is a combination of a commercial Mueller matrix ellipsometer and a microscope, have been used as measurement tools. These measurements are supported by numerical simulations using the finite element method to characterize the structure parameters.
Alignment autocollimator-based microscope adjustment and its quality assessment
Authors: Krüger Jan , Bergmann Detlef , Sturm Matthias , Häßler-Grohne Wolfgang , Köning Rainer , Bodermann Bernd
Published: October 2022

We report a custom microscope setup whose mechanical and optical components are adjusted by the means of an alignment autocollimator (AAC). Residual centring and angular misalignments of the components towards the microscope’s optical axis are below 500 μm and 1 mrad, respectively. We further perform measurements of dot structures with diameters close to the diffraction limit (nominal diameter = 200 nm; chrome on glass mask) as suitable measures for the evaluation of the microscope’s adjustment and to determine/ visualize the optical aberrations, which affect the image formation of microscopes.
Near-process indirect surface characterization of laser-chemically produced removal contours
Authors: Mikulewitsch Merlin , Stöbener Dirk , Fischer Andreas
Published: October 2022

The manufacturing rate of laser chemical machining (LCM) is currently restricted to avoid disruptive boiling bubbles in the process fluid. An increase necessitates adjustments to the laser beam or fluid properties. However, the current understanding of the surface removal mechanisms is insufficient to achieve a consistent removal quality under these conditions. For an improved process modeling, in-process measurements of the surface geometry, the surface temperature and the boiling bubbles are required. Due to the complex process environment, no suitable in-process measurement technique for the geometry or surface temperature exists. This contribution presents an indirect geometry measurement approach based on confocal fluorescence microscopy that offers the potential for near-process application in the LCM process environment. As a result, the micro-geometry of different surfaces is shown to be indirectly measurable under LCM-equivalent process conditions such as thick fluid layers or gas bubbles in the beam path. Furthermore, a combined fluorescence-based measurement of geometry and temperature is proposed.
Coherent Fourier scatterometry for particle detection on structured surfaces
Authors: Paul Anubhav , Kolenov Dmytro , Pereira Silvania F.
Published: October 2022

We demonstrate the detection of particles/contamination present on a structured surface using Coherent Fourier scatterometry (CFS) by applying Fourier filtering to the scanned maps, which eliminates background effects due to the electronic noise as well the structure itself. We show that by using filters in the Fourier space we can significantly improve the detection capabilities of the particles present on the structure.
Influence of camera temperature on MTF measurements with finite image distance
Authors: Schake Markus , Schulz Michael
Published: October 2022

Line Spread Function (LSF) based Modulation Transfer Function (MTF) measurements with finite image distance are sensitive to displacement errors in axial direction. Axial displacements between the sample and camera detector cause defocusing and thus, a MTF error proportional to the axial gradient of the sample’s MTF. This article demonstrates the influence of the camera temperature on the focus position in the MTF reference setup at PTB.
Investigation of dynamic influences in tilted-wave interferometry
Authors: Scholz Gregor , Schulz Michael , Fortmeier Ines
Published: October 2022

Aspherical and freeform lenses allow for compact optical systems and have therefore gained high interest in optics. The interferometric measurement of these forms is a challenge, for which the tilted-wave interferometer (TWI) has been developed. To evaluate the measurement uncertainty of the TWI, both the static and the dynamic influence parameters have to be investigated. In this work, we focus on the dynamic influences on the measurement data of the interferometer. To this end, the individual influences as well as their point of insertion into the process chain are identified. Then the measurement of the interferogram data is modelled as a Monte Carlo simulation. The propagation of different influences through the data process chain to the optical path length differences (OPDs) is also simulated, and the resulting variation of the OPDs is estimated. Furthermore, the variation of the OPDs resulting from measured interferogram data is investigated for comparison. The analysis and quantification of variation of the OPDs along with its contributing influence sources are important steps on the way towards a full uncertainty estimation of optical form measurement with the TWI.
Experimental investigation of light-matter interaction when transitioning from cavity QED to waveguide QED
Authors: Lechner Daniel , Pennetta Riccardo , Blaha Martin , Schneeweiss Philipp , Volz Jürgen , Rauschenbeutel Arno
Published: October 2022

Cavity quantum electrodynamics (cavity QED) is conventionally described by the Jaynes- or Tavis-Cummings model, where quantum emitters couple to a single-mode cavity. The opposite scenario, in which an ensemble of emitters couples to a single spatial mode of a propagating light field, is described by waveguide QED, where emitters interact with a continuum of frequency modes. Here we present an experiment where an ensemble of cold atoms strongly couples to a fiber-ring resonator with variable length containing an optical nanofiber. By changing the length of the resonator we can tailor the density of frequency modes and thus explore the transition from cavity QED to waveguide QED. We analyse the response of the ensemble–cavity system after the sudden switch-on of resonant laser light and find that for progressively longer resonators, the Rabi oscillations typical of cavity QED disappear and the single-pass dynamics of waveguide QED appear. Our measurements shed light on the interplay between the single-pass collective response of the atoms to the propagating cavity field and the ensemble–cavity dynamics.
Nonlinear Optical Fiber Couplers Made of Chalcogenide Glass
Authors: Rezaei Mohsen , Shamim Md Hosne Mobarak , El Amraoui Mohammed , Messaddeq Younes , Rochette Martin
Published: October 2022

We demonstrate chalcogenide optical fiber couplers designed with a transmission spectrum response that varies with input power. The measured critical power is as low as 126 W at a wavelength of 1938 nm.
Single-Mode ZBLAN Fiber Couplers
Authors: Rezaei Mohsen , Zeweldi Gebrehiwot Tesfay , Shamim Md Hosne Mobarak , Rochette Martin
Published: October 2022

We demonstrate single-mode ZBLAN optical fiber couplers. A controlled tapering procedure leads to coupling ratios of 5%/95% and 14%/86% at a wavelength of 2200 nm, with insertion losses of 1.6 dB and 1.8 dB, respectively.
Trapping, characterization and reactions of biocolloids in a salinity gradient
Authors: Rasmussen Martin K. , Pedersen Jonas N. , Marie Rodolphe
Published: October 2022

The properties of soft matter nanoparticles like exosomes are interesting for drug delivery and diagnostics applications. However, the simultaneous characterization of multiple properties, e.g., size and zeta potential, can only be done serially and is highly sensitive to the purification prior to characterization. Here we show how a salt gradient established in a nanofluidic channel induces opposing transport of particles and liquid that trap the particles. Particles are thus accumulated in the trap. We show how optical microscopy images of the particle positions in the salinity gradient provide a measurement of the size and surface charge. We demonstrate the method on a sample of exosomes and on individual particles. Finally, we show how biomolecular reactions at the surface of the nanoparticle can be detected from the optical microscopy analysis of the particles’ trapping position.
Size-based chromosome separation in a microfluidic particle separation device using viscoelastic fluids
Authors: Wassberg Therese R. , Witt Mathilde L. , Serhatlioglu Murat , Nielsen Christian F. , Hickson Ian D. , Kristensen Anders
Published: October 2022

Viscoelastic flow-based particle manipulation techniques enable bio-particle focusing, separation, and enrichment by precisely tuning the rheological parameters, flow conditions, and microchannel geometry. In this study, we fabricated a PDMS-based single inlet/outlet microchannel to separate bio-particles by their size ranging from 1-10 μm. Flow conditions and rheological properties are optimized using 2 μm and 4 μm Polystyrene beads to reach the best particle separation condition. We demonstrated the size-based separation of human chromosomes by separating 1-2 μm size small chromosomes from 8-10 μm size large chromosomes. Thanks to its miniaturized size and simplicity, the isolation chip and unique viscoelastic separation method have great potential to be used as a future pioneering tool for genetic applications to study chromosome abnormalities such as fragile-X and trisomy.
Heliconical Cholesterics: new opportunities for optofluidics?
Authors: Simoni Francesco
Published: October 2022

In this presentation the novelty represented by the heliconical cholesteric liquid crystals (Ch-OH) for easy electric and optical control of optical properties are highlighted. After a quick summary of their electro-optical properties, an account of the recent experimental and theoretical achievements about the nonlinear optical response of Ch-OH will be given. The peculiar conical structure allows an easy control of the spectral location of the Bragg resonance making possible effects never observed previously in pure liquid crystals, making these materials attractive for development of several optical devices.
Celebrating a face-to-face congress of young researchers in Optics after the pandemic years: the I NW MYRO
Authors: Carnero Bastián , de las Heras Alba , Doval Alejandro , Martín-Rodríguez Álex , Muñoz-Ramos Alicia , García-Cabrera Ana , Rodríguez-Fernández Carlos Damián , Insua-Costa Damián , Romo-Díez Irene , Rodríguez-Pérez Isabel , Prada-Rodrigo Javier , Varela-Carballo Javier , Sánchez-Hernández María , Martínez-Morillo María Jesús , Guerras-Rodríguez Mario , Pérez Millán , Fernández-Rodicio Sabela , Villa-Ortega Verónica , Segundo-Staels Víctor W. , Flores-Arias María Teresa
Published: October 2022

This contribution reports the organization and celebration after the Covid-19 pandemic of a singular scientific conference focused on early-career researchers from the Spanish universities of Santiago de Compostela and Salamanca: the “I Northwest Meeting of Young Researchers in Optics (I NW MYRO)”.
Convolutional neural network optimisation to enhance ESPI fringe visibility
Authors: Crespo J.M. , Moreno V.
Published: October 2022

The use of convolutional neuronal networks (CNN) for the treatment of interferometric fringes has been introduced in recent years. In this paper, we optimize and build a CNN model, based U-NET architecture, to maximize its performance processing electronic speckle interferometry fringes (ESPI).
10 PW Peak Power Laser at the Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics – status updates
Authors: Dancus Ioan , Cojocaru Gabriel V. , Schmelz Robert , Matei Dan , Vasescu Lidia , Nistor Dmitrii , Talposi Anda-Maria , Iancu Vicentiu , Bleotu Gabriel P. , Naziru Andrei , Lazar Alexandru , Dumitru Alice , Toma Antonia , Neagoe Marius , Popa Stefan , Norbaev Saidbek , Alexe Cristian , Calin Andreea , Ene Costin , Toader Adrian , Stan Nicolae , Caragea Mihai , Moldoveanu Sorin , Chalus Olivier , Derycke Christophe , Radier Christophe , Ricaud Sandrine , Leroux Vincent , Richard Caroline , Lureau François , Baleanu Andrei , Banici Romeo , Ailincutei Alexandru , Moroianu Iulian , Gradinariu Andrei , Caldararu Constantin , Capiteanu Cristian , Ursescu Daniel , Doria Domenico , Tesileanu Ovidiu , Jitsuno Takahisa , Dabu Razvan , A Tanaka Kazuo , Gales Sydney , Alexandru Ur Calin
Published: October 2022

We have shown, for the first time in the world, the production of 10 PW peak power laser pulses and their propagation to an experimental area at the Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics (ELI-NP). We are also steadily running the laser system for experimental campaigns, increasing the output power levels delivered for experiments and fine-tuning the parameters of the laser pulses, the operational procedures, and the operational teams. During our presentation, we will show the laser developments at ELI-NP emphasizing the 10 PW peak power demonstrations and the latest results for the HPLS beam delivery.
Quadrics for Structuring Invariant Space-Time Wave Packets
Authors: Béjot Pierre , Kibler Bertrand
Published: October 2022

We provide a general approach for structuring invariant 3D+1 optical wave packets in both bulk and structured dispersive media, through a simple engineering of phase-matched space-time frequencies on quadric surfaces.
Experimental evaluation of Fourier transform holograms by a self-interferometric technique
Authors: Nabadda Esther , Garcia-Martínez Pascuala , Sánchez-López María de Mar , Moreno Ignacio
Published: October 2022

We present a technique that combines an encoding method to display complex-valued holograms onto a phase-only spatial light modulator (SLM) with a phase-shifting interferometric (PSI) technique for experimentally evaluating the generated complex-valued optical fields. We demonstrate an efficient common-path polarization interferometer based on the SLM itself, not requiring any external additional element. The same setup can be used to simultaneously display the complex hologram and to apply the phase-shifting values required to retrieve the phase distribution of the optical field. A simple rotation of a polarizer allows to change from the intensity configuration to the interferometer configuration.
Wavelength-switchable L-band fiber laser assisted by ultrafast laser fabricated random reflectors
Authors: Perez-Herrera Rosa Ana , Roldan-Varona Pablo , Sanchez-Gonzalez Arturo , Rodriguez-Cobo Luis , Lopez-Higuera Jose Miguel , Lopez-Amo Manuel
Published: October 2022

A wavelength-switchable L-band erbium-doped fiber laser (EDFL) assisted by an artificially controlled backscattering (ACB) fiber reflector is here presented. This random reflector was inscribed by femtosecond (fs) laser direct writing on the axial axis of a multimode fiber with 50 μm core and 125 μm cladding with a length of 17 mm. This microstructure was placed inside a surgical syringe to be positioned in the center of a high-precision rotation mount to accurately control its angle of rotation. Only by rotating this mount, three different output spectra were obtained: a single wavelength lasing centered at 1574.75 nm, a dual wavelength lasing centered at 1574.75 nm and 1575.75 nm, and a single wavelength lasing centered at 1575.5 nm. All of them showed an optical signal-to-noise ratio (OSNR) of around 60 dB when pumped at 300 mW.
The effect of frequency modulation on the FSR of a Fabry-Perot cavity using an Optical Spectrum Analyser
Authors: Reis João , V.Rodrigues António , Robalinho Paulo , Novais Susana , Maia João , Marques Paulo , Roma D. , Salvans J. , Canal M. , Ramos J. , Gualani V. , Sisteré S. , Martín V. , Nofrarias M. , Silva Susana , Frazão Orlando
Published: October 2022

It is presented a study of the dependence between the free spectral range (FSR) and the cavity length in Fabry-Perot interferometers. Furthermore, the effect of frequency modulation on the FSR is studied when an optical spectrum analyser (OSA) is used as an interrogator. For low frequency range it is possible to observe this behaviour in the OSA and using an appropriate processing signal it is possible to use the white light interferometry technique.
Measurement of ultrafast carrier dynamics in multilayer MPCVD graphene
Authors: Ribeiro Tânia M. , Magalhães Tiago E. C. , Kulyk Bohdan , Carvalho Alexandre F. , Fernandes António J. S. , Costa Florinda M. , Crespo Helder
Published: October 2022

Graphene presents unique opto-electronic properties which makes it useful for a wide range of applications and devices, such as high-speed photodetectors, that rely on the relaxation dynamics of photoexcited charge carriers. These demand reliable and reproducible methods for synthesis of high quality graphene. Here we present ultrafast degenerate pump-probe measurements of multilayer graphene coatings grown by microwave plasma chemical vapour deposition (MPCVD) and analyse the impact of the synthesis growth time on the material’s nonequilibrium optical response.
Imaging of water samples for the detection and identification of microplastics
Authors: Roussey Matthieu , Kanyathare Boniphace , Hrovat Blaž , Papamatthaiakis Nikolaos , Hattuniemi Joni , Asamoah Benjamin O. , Haapala Antti , Koistinen Arto , Peiponen Kai-Erik
Published: October 2022

We demonstrate that direct imaging is a powerful tool for the detection and recognition of microplastics in water, even in case of complex matrices. We use a commercial high-resolution imaging device (Valmet FS5, Valmet Oy.) originally developed for the observation of wood fibres and particles in papermill pulp samples. We show how to discriminate microplastics from other particles in suspension in real water samples. We show differences between several common plastic types in homemade samples.
Chip integrated photonics for ion based quantum computing
Authors: Sauer Steffen , Sorokina Anastasiia , Grimpe Carl-Frederik , Du Guochun , Gehrmann Pascal , Jordan Elena , Mehlstäubler Tanja , Kroker Stefanie
Published: October 2022

Ion traps are a promising platform for the realisation of high-performance quantum computers. To enable the future scalability of these systems, integrated photonic solutions for guiding and manipulating the laser light at chip level are a major step. Such passive optical components offer the great advantage of providing beam radii in the μm range at the location of the ions without increasing the number of bulk optics. Different wavelengths, from UV to NIR, as well as laser beam properties, such as angle or polarisation, are required for different cooling and readout processes of ions. We present simulation results for different optical photonic components, such as grating outcouplers or waveguide splitters and their applications on ion trap chips. Furthermore, we will introduce the experimental setup for the optical characterisation of the fabricated structures.
Changement climatique et risques sanitaires : la France aussi est concernée
Authors: Gillet Marc
Published: October 2022

Il existe un consensus scientifique selon lequel l’émission de gaz à effets de serre générés
par les activités humaines entraîne un changement climatique dont les effets sont déjà
observables et qui va s’amplifier dans les prochaines décennies. Le réchauffement de la
température terrestre moyenne de plus de 0,7°C en cent ans est pour l’essentiel attribuable
à ces émissions. En dehors des effets médiatisés du changement climatique sur la montée
du niveau des océans, le changement climatique va affecter la santé humaine de différentes
façons, principalement avec des conséquences négatives. La recherche dans ce domaine
s’est pour le moment principalement concentrée sur les effets des chocs thermiques sur la
santé, sur les suites des événements climatiques extrêmes et sur le développement des
maladies infectieuses. Il convient aussi de s’interroger sur les retombées démographiques,
sociales et économiques des conséquences sanitaires du réchauffement climatique. La
production de connaissances nouvelles et l’anticipation permettront de renforcer les
politiques existantes et de guider l’adaptation de nouvelles stratégies. À l’heure de la
mondialisation économique et sociale, ces stratégies doivent également être élaborées au
niveau global.
Se dépenser plus pour gagner en qualité de vie
Authors: Nassif Hala , Toussaint Jean-François
Published: October 2022

Notre mode de vie actuel privilégie les déplacements motorisés et incite à augmenter le temps passé
sans stimulation physique. Ceci est responsable de l’augmentation de la sédentarité1. Les
recommandations en vigueur préconisent 30 minutes d’activité physique d’intensité modérée chaque
jour, mais 54 % de la population française ne parvient pas à se maintenir à ce niveau minimum
favorable à la santé [1]. La sédentarité est l’un des facteurs de risque favorisant le développement de
très nombreuses maladies chroniques, et son niveau est tel désormais que les bénéfices sanitaires
de la réactivation physique sont importants dès le premier pas pour toutes ces pathologies et à tous
leurs stades. Le défi auquel sont maintenant confrontés les pouvoirs publics est de pouvoir rétablir,
pour l’ensemble de la population, un niveau d’activité correspondant à notre bagage génétique et
adapté à nos besoins de santé. Ceci nécessite d’une part de comprendre les déterminants de l’activité
physique, et d’autre part d’en mesurer les répercussions sur l’état de santé des populations.
Alimentation et risque coronaire : Le « paradoxe français » n’a plus lieu d’être !
Authors: Ducimetière Pierre
Published: October 2022

Depuis les années 1960, il est admis que plus on consomme d’acides gras d’origine animale, plus
on a de chances de développer une maladie coronaire1. Les données épidémiologiques disponibles
en France dans les années 1980 montraient une très faible mortalité coronaire comparée à celle
des pays voisins, alliée à une consommation importante de graisses d’origine animale. Ceci
allait à l’encontre de la théorie, et cette exception a été appelée le « paradoxe français ».
Les connaissances épidémiologiques et physiopathologiques accumulées depuis permettent de
considérer qu’en France la maladie coronaire n’est pas si rare, la consommation d’acides gras
d’origine animale pas si importante, et que le déterminisme de la maladie coronaire par ailleurs n’est
pas aussi simple. Il semble donc à l’heure actuelle impossible de soutenir, sur des arguments
scientifiques, l’existence d’un « paradoxe français » concernant le rôle de l’alimentation dans le
développement de la maladie coronaire.
Regards croisés sur les systèmes de santé américain et français
Authors: Tabuteau Didier , Rodwin Victor
Published: October 2022

Vue de l’hexagone, l’organisation américaine du système de santé paraît souvent très éloignée
du schéma égalitaire et protecteur qui fait de l’assurance maladie française l’un des piliers du
contrat social. Vue de l’autre rive de l’Atlantique, notre assurance maladie est largement
incomprise, elle y est perçue par beaucoup comme une ingérence intolérable dans la vie privée
des individus. D’où l’image aux États-Unis d’un système de santé français, très collectif et public,
et en France d’un système de santé américain fondamentalement individualiste et privatisé.
Pourtant leur comparaison ne manque pas de surprendre. Le système de santé français paraît
plus proche de celui des États-Unis que de ceux de ses voisins suédois ou anglais. Ce
mouvement apparent de convergence ne doit pourtant pas être surestimé [1].
Villes et santé: consolider le dialogue entre santé publique et aménagement urbain
Authors: Chaix Basile
Published: October 2022

La fraction croissante de la population qui réside en milieu urbain justifie que l’on s’intéresse aux
répercussions de ce mode de vie sur la santé dans les pays développés et en développement.
La « santé urbaine », discipline en constitution, s’intéresse aux effets sanitaires de l’«urbanicité»
(cadre de vie urbain) et de l’« urbanisation » (dynamique de constitution des villes) en comparant
des communautés urbaines, péri-urbaines et rurales. Un autre champ de recherche en plein essor
se situe à un niveau plus fin d’observation et étudie les relations entre les quartiers de vie et la
santé, en prenant en compte les différences entre les quartiers d’une même ville en termes de
milieu socio-économique, d’environnement bâti, d’offre de services et d’interactions sociales.
L’ensemble des travaux issus de ces champs de recherche invite à une intégration renforcée
des politiques sociales et d’aménagement urbain aux politiques de santé publique.
Les origines développementales de la santé (DOHaD) et l’épigénétique : Une révolution pour la prévention des maladies chroniques de l’adulte
Authors: Charles Marie-Aline , Junien Claudine
Published: October 2022

De nombreuses recherches ont mis en évidence l’existence de liens entre diverses expositions
dès la vie intra-utérine, et la mortalité, ou la survenue de maladies chroniques à l’âge adulte.
Le concept des origines développementales de la santé (DOHaD pour Developmental Origins of
Health and Disease) propose une théorie unificatrice à l’ensemble de ces observations. Le
développement d’un organisme vivant est programmé génétiquement. Notre matériel génétique
est équipé d’un ensemble de mécanismes, appelés épigénétiques, qui lui permettent d’adapter le
déroulement du programme à son environnement. Le décryptage des mécanismes par lesquels les
modifications épigénétiques fixent la mémoire des expositions environnementales subies
précocement en est encore à ses débuts. L’intégration des résultats de ces recherches entraînera
des changements majeurs en santé publique dans la prévention et la prise en charge des maladies
chroniques de l’adulte les plus fréquentes (obésité, diabète, maladies cardiovasculaires, cancer).
De la pratique à la recherche en éducation thérapeutique du patient
Authors: Gagnayre Rémi , Lombrail Pierre
Published: October 2022

La France est probablement le seul pays au monde à avoir inscrit dans la loi le développement de
l’éducation thérapeutique du patient (ETP). Comme tout autre champ portant sur les pratiques en santé,
il doit faire l’objet d’un effort de recherche structuré pour en améliorer continûment l’efficacité,
l’efficience et l’équité. Cet article dresse un état des lieux de la recherche sur l’ETP et en dégage des
perspectives, suite à un colloque organisé par l’IReSP le 29 janvier 2015 sur la thématique.
Données massives, vous avez dit données massives ?
Authors: Boelle Pierre-Yves , Thiébaut Rodolphe , Costagliola Dominique
Published: October 2022

Le terme de données massives décrit le recueil, la gestion et l’analyse de données de sources
hétérogènes, d’un volume important, avec une grande vitesse de génération. À côté des données
omiques, les données de capteurs, les smartphones et les réseaux sociaux créent une énorme quantité
d’informations utilisables en épidémiologie. Les méthodes statistiques classiques ont des limites
dans ce contexte qu’on soit dans la situation où l’on a un grand nombre de sujets et un grand nombre
de variables ou dans celle où le nombre de variables est bien plus grand que le nombre de sujets.
Les méthodes data-driven ou hypothesis-driven peuvent être utilisées pour réduire l’information et aider
à l’interprétation des associations mises en évidence. Nous illustrons les aléas et les succès de
quelques approches développées sur les données massives dans le champ des maladies transmissibles.
Il faut garder à l’esprit que les données massives ne sont pas une solution magique pour l’interprétation
causale des associations, au cœur de la démarche épidémiologique.
Différences de genre face au vieillissement en bonne santé : Une imbrication des dynamiques démographiques, des parcours de vie et des politiques publiques
Authors: Cambois Emmanuelle
Published: October 2022

Avec l’allongement de l’espérance de vie, la population âgée s’est densifiée. L’augmentation du nombre
de personnes âgées constitue un enjeu de santé publique important, alors que les risques pour la santé
s’accroissent avec l’âge. L’enjeu est aussi important parce que les situations de santé de cette
population ont beaucoup évolué au cours du temps; et avec elles les besoins en matière de soins et
de prise en charge. En effet, la population âgée s’est diversifiée sous l’effet des dynamiques
démographiques et de l’évolution des parcours de vie au fil des générations (études, carrière, famille…
). Les problèmes de santé des personnes âgées d’aujourd’hui résultent des facteurs de risques auxquels
elles ont été exposées durant ces parcours renouvelés. À cet égard, les différences de santé entre
femmes et hommes méritent une attention particulière: les femmes vivent plus longtemps que les
hommes, mais leurs années de vie supplémentaires sont majoritairement vécues en mauvaise santé.
Femmes et hommes se distinguent par les maladies déclarées, et se caractérisent par des parcours de
vie notoirement différents et en évolution. On se propose de décrire leurs situations de santé, puis la
manière dont elles peuvent être reliées à leurs parcours.
Tous égaux face aux papillomavirus ? L’infection et la vaccination HPV au prisme des inégalités sociales de santé
Authors: Dib Fadia , Menvielle Gwenn , Chauvin Pierre
Published: October 2022

En France, chez les femmes, les inégalités sociales sont particulièrement marquées pour le cancer du
col de l’utérus. La vaccination contre le papillomavirus humain (HPV) est un moyen de prévention
efficace, toutefois les taux de couverture demeurent très faibles (autour de 30 %). Ce faible taux est
probablement en partie causé par le phénomène d’«hésitation vaccinale» dont les déterminants en
France restent mal connus. Les interventions pour lutter contre l’hésitation vaccinale en matière de
vaccination HPV et améliorer la couverture vaccinale en France sont nécessairement des interventions
complexes. S’il s’agit de réduire les inégalités sociales en matière de vaccination HPV, ces
interventions nécessitent de mieux connaître les différents déterminants de cette hésitation vaccinale
dans les différents groupes sociaux si on fait l’hypothèse (en l’absence de données empiriques en
France), qu’ils sont différents: résistance croissante à la vaccination dans les catégories supérieures,
moindre proposition des professionnels dans les catégories défavorisées, difficulté à parler de santé
sexuelle dans certaines familles, par exemple. Ces interventions complexes doivent être imaginées en
co-construction avec les bénéficiaires (jeunes filles, parents et professionnels de santé). Leur
évaluation doit être envisagée dès leur mise en œuvre, être perçue par les acteurs comme un mode
d’apprentissage et faire appel à des méthodes mixtes.
On a timetabling problem in the health care system
Authors: Al-Mudahka Intesar , Alhamad Reem
Published: October 2022

This paper proposes a mathematical goal program for the design of timetables for radiologists. The goal program converts the tedious monthly tasks of the head of the radiology department of a leading hospital to a simple goal optimization problem that abides to the regulations of the Ministry of Health and avoids conflicting issues that may arise among coworkers. The optimization problem which is designed for the tactical level can also be used at the strategic level (i.e., account for a long time horizon) to plan for longer term constraints such vacations, medical and study leaves, recruitment, retirement, etc. Despite its large size, the problem is herein solved using an off-the-shelf solver (CPLEX). Empirical tests on the design of timetables for the case study prove the efficiency of the obtained schedule and highlights the time gain and utility of the developed model. They reflect the practical aspects of timetabling and radiologists’ availability. Specifically, not only does the model and its solution reduce the effort of the Department head in this design stage, but it also promotes social peace among the technicians and a sense of fairness/unbiasedness. In addition, the designed model can be used at the operational level as a rescheduling tool by those technicians wishing to trade their shifts, and as a sensitivity analysis tool by managers wishing to study the effect of some phenomena such as absenteeism, increasing or decreasing the workforce, and extending work hours on the welfare of patients.
Plateformes de conception
Authors: Yanatchkov Milovann
Published: October 2022

Le BIM s’est progressivement imposé comme un standard organisé autour d’une maquette numérique (BIM Niveau 2). Dans un environnement technologique à présent dominé par l’usage massif des réseaux numériques, les « plateformes de conception » représentent un nouveau paradigme de modélisation distribuée (BIM Niveau 3). Dans ce contexte, le principe « monolithique » des logiciels de bureau tend à évoluer vers des applications en ligne plus spécialisées. La possibilité qu’offre ce nouveau paradigme de composer des applications et des données provenant de sources variées rend possible la création de chaînes complexes de modélisation qui annoncent une évolution possible des principes fondamentaux du BIM.
Les environnements communs de données (CDE) : définitions, historique et classification
Authors: Hochscheid Elodie , Boton Conrad , Rivest Louis
Published: October 2022

Le Building Information Modeling (BIM) est une innovation qui regroupe un ensemble de méthodes, processus et outils de travail permettant d’alimenter et d’exploiter des informations d’un ouvrage bâti tout au long de son cycle de vie. Les CDE (Common Data Environment) sont des espaces numériques ou plateformes qui supportent les processus BIM. Ils offrent des ensembles de services numériques qui permettent de stocker, gérer et échanger des données de natures variées. Plusieurs initiatives récentes les positionnent au coeur du développement de l’interopérabilité dans les pratiques BIM en initiant la standardisation de leurs fonctionnalités. Dans cet article, nous revenons sur la notion de CDE et son origine ainsi que sur les initiatives récentes qui mettent en évidence les enjeux des CDE. Malgré leur standardisation en cours, notre recherche met en évidence leur grande diversité. Nous proposons une classification qui permet d’appréhender cette hétérogénéité plus facilement.
Trois modalités conversationnelles en conception architecturale : apports de la théorie de la conversation de Gordon S. Pask
Authors: Roobaert Louis , Claeys Damien
Published: October 2022

En reconstituant le modèle canonique de la conversation de Gordon S. Pask, complété par des apports de Bernard Scott et de Paul Pangaro, il apparaît que les recherches expérimentales sur les effets de l’interaction entre des machines et des êtres humains en situation d’apprentissage mettent en évidence trois modalités conversationnelles : les conversations avec soi-même, avec d’autres et avec l’environnement. En partant du postulat que tout processus de projettation architecturale est affecté par la mise en relation dynamique de concepteurs, d’outils et d’interfaces donnant vie à un véritable écosystème (humains, machines, objets), des correspondances sont établies entre ces trois modalités conversationnelles et trois postures de concepteurs (le méta-concepteur, le concepteur collaboratif et le concepteur énacté).
Restituer la morphologie des villes portuaires antiques : de l’image 2D à la 3D
Authors: Saleri Renato , Mailleur Stéphanie
Published: October 2022

Les champs disciplinaires de l’historien et de l’archéologue nous éclairent aujourd’hui de manière extrêmement documentée sur la « réalité » urbaine, architecturale et sociale des mondes disparus. Cependant, la plupart de ces travaux ne prêtent aux outils numériques de modélisation et de représentation de l’espace qu’un rôle « d’artiste éclairé » auquel on demande – au moment où l’on range les outils dévolus au relevé et à la fouille – d’illustrer les hypothèses retenues par ces éminents spécialistes de l’histoire. En effet, le processus de synthèse intervenant lors de la restitution finale de l’espace anthropique – mobilisant souvent des dispositifs techniques complexes et très spécialisés – entre en scène presque toujours en « bout de course » alors que l’harmonisation des apports scientifiques issus des disciplines afférentes au contexte de l’étude ont déjà en quelque sorte « figé » le panorama des hypothèses envisageables, notamment dans la restitution de la morphologie urbaine ou de la représentation de l’architecture vernaculaire. En prenant appui sur un vaste corpus iconographique représentant les espaces portuaires de la période impériale romaine et tirant parti de l’expérience menée autour du port de Portus, ce projet de recherche, financé par le Labex IMU, essaiera tout au long de son existence de briser ce tabou.
Conception générative de morphologies solaires par échange d’ombrage
Authors: Turki Laila Koubaa , Ben Saci Abdelkader
Published: October 2022

La densification urbaine et l’apport solaire sont deux enjeux majeurs impactant le développement des morphologies urbaines durables. Cet article propose une approche de conception générative de morphologie de bâtiments qui se veut résiliente et équitable par l’intégration des ressources du contexte immédiat. Nous proposons l’enveloppe solaire par échange d’ombrage comme enveloppe dérivée de l’enveloppe solaire de Knowles. Nous proposons une méthode garantissant à la fois l’accès solaire et la densification par l’échange d’ombrage entre bâtiments voisins. Le modèle propose différentes solutions de densité en faisant varier le taux d’échange d’ombrage. Nous présentons le modèle et discutons les résultats de son expérimentation sur trois parcelles voisines. Les résultats sont encourageants pour renouveler les règles morphologiques urbaines et proposer une stratégie passive de densification adaptée aux changements climatiques. La conception générative offre de nouveaux horizons pour l’établissement d’un instrument de décision basé sur la combinaison de l’accès solaire et de la densification urbaine. Il s’agit de répondre à une problématique d’actualité cherchant à optimiser la densité urbaine et d’apport solaire passif par une meilleure exploitation de la morphologie solaire et des ressources du contexte immédiat.
Les processus génératifs bio-robotiques au service de l’aide à la conception pour l’architecture éco-responsable
Authors: Poutsiakas Ilias
Published: October 2022

Dans une perspective d’exploration et d’invention de nouveaux processus de conception alternatifs, nous avons mis en place un dispositif robotique qui agit et communique avec un milieu biotique évolutif. Notre démarche s’inscrit dans le besoin urgent d’alternatives pour lutter contre la catastrophe écologique qui devient de plus en plus menaçante. Elle questionne l’impact du domaine de l’architecture et de la construction en général, dont les modèles de conception sont inscrits dans des logiques ultra-libérales et anthropocentrées qui participent ainsi de manière active à l’aggravation du problème climatique. Notre objectif a été de requestionner le rôle de l’architecte concepteur tel qu’il est perçu aujourd’hui, et de proposer à la place des démarches de conception plus douces, non-déterminées, aléatoires et inspirées du monde numérique et biologique. C’est ainsi que notre dispositif bio-robotique tente d’explorer une de ces voies ouvertes aux architectes à travers un système génératif, guidé par l’évolution de la matière vivante. Son but final est de reproduire et appliquer au domaine de la conception, les logiques d’auto-organisation préexistantes dans les écosystèmes naturels.
Durabilité sociale des processus BIM pour les concepteurs : focus sur les méthodes d’apprentissage dans les écoles d’architecture
Authors: André Elodie , Boulekbache Hafida , Gallas Mohamed-Anis
Published: October 2022

Les processus BIM peuvent être employés pour améliorer la durabilité sociale des projets. L’un des usages que nous identifions est celui de l’apprentissage. Cet article explore l’utilisation du BIM comme outil pédagogique dans les écoles d’architecture. A travers l’étude d’expériences menées par des enseignants-chercheurs auprès de leurs étudiants, nous abordons quatre thématiques : l’enseignement de la gestion des espaces, des techniques de construction, de la durabilité et de la collaboration.