Computational design of nanophotonic structures using an adaptive finite element method

We consider the problem of the construction of the nanophotonic structures of arbitrary geometry with prescribed desired properties. We reformulate this problem as an optimization problem for the Tikhonov functional which is minimized on adaptively locally refined meshes. These meshes are refined only in places where the nanophotonic structure should be designed. Our special symmetric mesh refinement procedure allows the construction of different nanophotonic structures. We illustrate efficiency of our adaptive optimization algorithm on the construction of nanophotonic structure in two dimensions

Quand l'agro-écologie se propose d'imiter la nature

International audienceL’agro-écologie peut être aujourd’hui définie comme une agriculture multifonctionnelle et durable, qui valorise les agro-écosystèmes, optimise la production et minimise le recours aux intrants. Elle s’inscrit dans un courant plus général visant à promouvoir une agriculture « plus économe et plus autonome », pour reprendre la formule de Jacques Poly, dans un contexte de dégradation de l’environnement, d’insécurité alimentaire planétaire, d’impasse énergétique et d’émergence de problèmes de santé liés à la qualité des produits et des pratiques agricoles. D’une part, la persistance des défis environnementaux signe l’échec de la prétention des sociétés modernes à maîtriser la nature, malgré leur développement technique et scientifique, dans un monde que l’actualité révèle de plus en plus imprévisible (Ribet, 2010). D’autre part, le modèle scientifique positiviste longtemps suivi par l’agronomie achoppe : réductionniste par essence, privilégiant l’expérimentation par rapport à l’expérience, négligeant l’histoire et la variabilité, il échappe à la réalité d’un monde complexe. « Le seul champ expérimental valable est la nature tout entière », affirme au contraire Hans Peter Rusch (1972, p. 41), l’un des pères de l’agro-écologie. Aussi cette dernière s’appuie-t-elle sur une démarche qui veut redonner à l’observation de la nature ses lettres de noblesse. Elle naît donc d’un déplacement de point de vue qui repositionne la pratique devant la théorie, le naturel devant l’artifice, mais aussi parfois la nature devant l’homme

User de pesticides pour contrôler les espèces invasives : les facettes d'un paradoxe éthique

La lutte contre les espèces invasives qui impactent l'environnement ou la santé publique recouvre parfois l'usage de substances chimiques létales. Or, si l'intérêt de la lutte chimique dans le contrôle d'espèces invasives est indéniable, son impact sur l'environnement ou sur la santé humaine ne saurait être omis, dès lors que l'usage de rodenticides peu sélectifs tels le brodifacoum ou le 1080, d'insecticides fortement rémanents tels les néonicotinoïdes, et d'herbicides systémiques tel le glyphosate, intéresse d'année en année des surfaces de plus en plus grandes. La littérature fournit de nombreux exemples d'effets indésirables de ce type d'intervention sur la biodiversité ou la santé humaine dont il faudrait rendre compte de manière plus transparente. L'évaluation des risques d'utilisation des pesticides demeure incomplète dans ce domaine, et l'approche bénéfices-risques qui s'imposerait fait encore défaut. Cette utilisation de pesticides se présente comme un paradoxe éthique puisqu'elle s'inscrit en amont dans une démarche de protection du vivant, mais aussi parce que dans le cadre d'une politique de santé publique, elle fait parfois courir aux populations d'autres risques sanitaires. De manière générale, l'efficacité des pesticides dans le contrôle des espèces invasives reste en outre mal évaluée. Il paraît donc impératif de replacer le citoyen au coeur des processus de décision ou du moins de prôner davantage de transparence quant à l'ensemble des bénéfices attendus et des risques encourus. L'écart éthique que suscite le recours à des pesticides est dès lors à évaluer en tant que tel. Il n'est pas justifiable que la question du droit animal soit autant écartée des programmes de régulation de vertébrés : les souffrances imposées sont une réalité, et il n'appartient pas aux scientifiques écologues ou aux gestionnaires d'espaces naturels de décider seuls de ce qui, dans nos relations avec l'animal, est acceptable ou non. Le domaine des espèces invasives ne devrait pas faire exception dans les réflexions globales conduites sur les pesticides. Pourtant, le fait est que les espèces invasives ne correspondant pas à notre représentation conventionnelle de la nature, l'usage de moyens en temps normal prohibés dans les espaces naturels ne semble pas devoir ici être remis en cause. Nous devons continuer à nous interroger sur le fondement de ces entorses à la protection de l'environnement et à l'éthique environnementale, entorses qui correspondent à un rejet paradoxal de valeurs orientées sur le respect du vivant, dont on s'aperçoit qu'elles ne sont pas partagées par tous. (Résumé d'auteur

Nouvelles forêts tropicales : valoriser des écosystèmes inédits [fiches de compétences forêts SIA 2011]

L'abandon de parcelles agricoles ou la dégradation d'espaces forestiers donne lieu à des processus naturels d'émergence de " nouvelles forêts ". Leur composition diffère des forêts d'origine et s'avère mieux adaptée aux perturbations humaines. Sous les tropiques, elles couvrent 850 millions d'hectares. Peut-on dès lors ignorer les services écosystémiques qu'elles garantissent (fourniture de produits, protection des sols, stockage de carbone...)? Ajuster le regard des sociétés sur ces nouvelles forêts en renseignant leurs valeurs productives et écologiques constitue un volet en pleine vitalité de la recherche forestière au Cirad. (Résumé d'auteur

Le gestion des risques d'inondation

réalisé dans le cadre des journées scientifiques de l'environnementsans résum

Enhancing Optical Gradient Forces with Metamaterials

We demonstrate how the optical gradient force between two waveguides can be enhanced using transformation optics. A thin layer of double-negative or single-negative metamaterial can shrink the interwaveguide distance perceived by light, resulting in a more than tenfold enhancement of the optical force. This process is remarkably robust to the dissipative loss normally observed in metamaterials. Our results provide an alternative way to boost optical gradient forces in nanophotonic actuation systems and may be combined with existing resonator-based enhancement methods to produce optical forces with an unprecedented amplitude.Comment: 5 pages, 4 figures; supplemental information available from AP