Holographie (3) Apport de l'informatique; smartphones

  Hier, nous avons vu le principe de l’holographie, qui utilisait l’enregistrement d’interférences caractérisant l’objet eb-n 3D, sur une plaque photographique à grain très fin.
    Aujourd’hui l’holographie est devenue numérique, avec le développement des ordinateurs et des capteurs solides de lumière.



    L'holographie optique et l'holographie numérique utilisent le même montage optique de création de l’hologramme. La différence tient au choix du capteur: 
        - dans le cas de l'holographie optique, l'intensité est enregistrée par la plaque photosensible dont le coefficient de transmission, après développement, est proportionnel à l'intensité enregistrée.
        - en holographie numérique, on utilise un capteur solide CCD pour enregistrer l’intensité, lequel transforme la flux lumineux en courant électrique.
Ce courant transformé en tension, est ensuite numérisé et enregistré sur ordinateur.

    La restitution est également différente :
        - l'holographie optique permet de faire des hologrammes visibles à l'oeil nu à condition d'être éclairés sous un même angle, par une onde similaire à l'onde de référence. Une fois la plaque éclairée par l'onde de référence, le cristallin forme sur la rétine une image dont on sait mathématiquement calculer les propriétés (c’est un calcul classique de lentille convergente).
        - dans le cas de l'holographie numérique, on peut simuler avec un logiciel, ce que fait notre oeil naturellement. On calcule sur l’ordinateur l’image de l’objet que verrait l’oeil. On peut alors la stocker numériquement, la voir sur l’écran de l’ordinateur ou la projeter à partir d’un projecteur numérique. C'est se qui se passera demain sur les smartphones.



    On peut créer des hologrammes en couleur en enregistrant des hologrammes de l’objet avec des lumière de longueurs d’ondes différentes, correspondant au rouge, au bleu et au vert par exemple. En les mélangeant numériquement on peut alors avoir un hologramme de l’objet en couleur.
    Avec les progrès en capacité de calcul des ordinateurs, on peut enregistrer en temps réel l’hologramme de l’objet à une fréquence vidéo. On peut donc avoir des images 3D d’un objet en mouvement à une vitesse compatible avec la vidéo.
    On a alors un hologramme de l’objet animé sous forme numérique.

    Si cela vous amuse, vous pouvez aller sur Youtube à l’adresse :
https://www.youtube.com/watch?v=zxop5eDn_V8
pour voir des hologrammes vidéo, projetés sur la façade d’un immeuble de Berlin.

Holographie (2) : Qu'est ce qu'un hologramme ?

 Je vais aujourd’hui, essayer de vous expliquer quel est le principe d’un hologramme et comment on les créait il y a une cinquantaine d’années quand les lasers ont été  relativement connus.

    Pour réaliser l’hologramme, on va mélanger de la lumière cohérente, monochromatique, issue d’un laser, à la lumière réfléchie par un objet que l’on éclaire par la même lumière (cf. le premier schéma ci dessous)
    La lumière traverse d’abord un miroir semi transparent, pour se réfléchir sur un second miroir et être envoyée sur un film photographique, à travers une lentille, qui règle la dimension du faisceau. Ce sera le faisceau de référence.
    Une partie de la lumière réfléchie par le premier miroir est réfléchie vers un second miroir, qui l’envoie, après passage dans une lentille, éclairer l’objet à holographier.
    La lumière réfléchie par l’objet est envoyée alors vers le film photographique.
    Cette pellicule, dite holographique, est un film à grain très fin, parce qu’il va falloir différencier des éclairages à des distances de l’ordre de quelques micromètres.

    Si l’on considère le rayon lumineux qui est réfléchi par un point de l’objet, et le rayon du faisceau de référence, qui arrive au même endroit, les distances parcourues ne sont en général pas les mêmes et selon les distances en cause, qui dépendent de la forme de l’objet, il y aura une certaine différence de phase entre les deux rayons lumineux.
    Si la différence de phase est nulle, on aura une luminosité maximale (les ondes s’additionnant - voir mon article d’hier), et si la différence est égale à une demi-longueur d’onde on aura une extinction du faisceau.
    Sur la pellicule photo, on va donc avoir un grand nombre de points plus ou moins lumineux, qui vont impressionner différemment l’émulsion photographique. On peut même accentuer le contraste au développement de la pellicule
    On a donc sur la pellicule développée, une « empreinte » de l’objet sous forme de points plus ou moins éclairés, et qui caractérise la forme en 3D de l’objet, avec une grande précision, puisque la différence significative de parcours entre deux points voisins au niveau de l’objet, qui donnent du noir ou du blanc sur la pellicule, est de l’ordre de la demi-longueur d’onde.

    Voyons maintenant comment on restitue l’hologramme. (deuxième schéma ci dessus).
    L’oeil de l’observateur se trouve derrière la plaque holographique, sans aucune lunette spéciale. On éclaire la plaque développée avec le laser, sous le même que lors de la prise de vue initiale. La plaque avec ses noirs et blancs, agit comme un filtre et laisse passer plus ou moins de lumière, et restitue donc les variations de lumière du faisceau incident issu de l’objet, et qui dépend de sa forme en 3D.
    L’oeil a donc l’impression de recevoir un faisceau virtuel provenant de l’objet et « voit » l’objet en 3D, qui flotte dans l’air. Comme l’objet est fait de points lumineux et non de matière, il scintille un peu et parait un peu fantomatique.

    On peut ainsi réaliser des truquages et le cinéma s’en est beaucoup servi, de même que des prestidigitateurs sur scène.
    Le système est quand même un peu complexe à réaliser et il était fait sans aucun moyen informatique.
    L’arrivée et les progrès de l’ordinateur, associé aux progrès des capteurs solides de lumière a bouleversé la technique, de telle sorte que les plaques holographiques ne sont plus utilisées.
    Mais c’est le meilleurs moyen d’expliquer le principe de l’holographie.
   Je vous expliquerai demain succinctement l’apport de l’informatique, puis le jour suivant, je vous montrerai que l’on peut réaliser des simulations, qui ne sont pas des hologrammes, mais s'inspirent de leur principe, non plus lumineux, mais sonores, et vous permettre de toucher avec votre main, un objet virtuel qui n’existe pas et que vous ne voyez pas !!
   

Holographie (1); interférences lumineuses.

     Des correspondants m’ont demandé ce que seraient les images holographiques, dont on parle sur internet, pour les futurs smartphones. Ce seront des images que vous devriez voir en relief.
    C’est un peu compliqué, alors je vais essayer de vous l’expliquer en trois articles, pas trop longs, peut être un peu difficiles à lire, si vous n’avez pas étudié les interférence en terminale, comme on le faisait autrefois.
    On va donc d’abord parler lumière et interférences.

    Propriétés de la lumière :

    La lumière est constituée de photons qui transportent de l’énergie, mais on ne peut, en mécanique quantique, connaître de façon précise les caractéristiques d’une particule dans le temps et dans l’espace (parce qu’en voulant les mesurer on perturbe son mouvement).
    On ne peut donc connaître que des caractéristiques statistiques sur un grand nombre de photon, et ces valeurs sont décrites par les caractéristiques d’une « onde associée ».
    L’onde associée à la particule n’est pas matérielle comme les ondes sonores ou les vagues, il s’agit plutôt d’une onde porteuse d’information sur la probabilité de trouver a particule, (ici le photon),  en un point donné. Ainsi, la particule a une forte probabilité de se trouver à un instant donné, dans les zones de grande amplitude de l’onde, mais très peu de chances d’apparaître en des points où cette amplitude est faible.

    La lumière « pure » d’un laser a quatre propriétés :
        - son intensité : c’est le nombre de photons émis et donc la quantité de lumière transportée par le faisceau.
        - son monochromatisme : les photons ont tous la même énergie. On peut l’associer à la fréquence ou longueur d’onde de l’onde associée. La lumière a une seule couleur précise.
        - la cohérence spatiale : elle correspond au départ de tous les rayons lumineux d’un seul point du fait que le rayon laser est très directif et très droit.
        - la cohérence temporelle ou « phase » : correspond à un départ simultané des rayons lumineux à partir de la source; donc en un point donné, les photos qui sont partis en même temps, arrivent en même temps : ils dont « en phase ».

    Arrivée en un point de deux groupes de photons.

    Supposons deux groupes de photons partis en même temps de la même source laser. Le comportement statistique de ces photons peut être représenté par celui de l’onde. L’intensité de la lumière transportée par chaque groupe, peut être représentée par une sinusoïde, dont la distance entre maxima d’intensité est égale à la longueur d’onde de la lumière (et donc fonction de sa couleur).


    Supposons que les deux groupes de photons aient parcouru le même chemin. Il arrivent en un point en même temps, et donc les ondes sont identiques et s’ajoutent (figure de gauche); on dit qu’elles sont « en concordance de phase ».
    Mais supposons que nous n’ayons pas fait subir le même chemin aux deux groupes et que la différence de chemin soit d’une 1/2 longueur d’onde. Les deux ondes sont alors « en opposition de phase », et elles se détruisent mutuellement. (figure de droite).






    Supposons un troisième cas où la différence de chemin est intermédiaire, les ondes se composent en fonction de cette différence ∂, et cette composition est toujours inférieure à celle maximale où les ondes sont en phase.

    Interférences lumineuses.

    Supposons deux sources lumineuses d’intensités voisines, de même longueur d’onde, et cohérentes (deux lasers par exemple mais accordés pour que les émissions soient simultanées). En fait on ne procède pas comme cela mais on utilise un laser unique éclairant 2 fentes S1 et S2 proches l’une de l’autre, mais assez éloignées de S. 
S1 et S2 jouent le rôle de sources cohérentes, c’est à dire qu’elles sont dans le même état vibratoire.


    De façon régulière on rencontre sur l’écran mis dans le champ d’interférences, des lignes verticales le long desquelles les distances et temps de parcours à partir des deux fentes sont identiques : la lumière est alors maximale
    De même on va trouver des lignes verticales où la différence de distance de parcours entre les deux faisceaux est égale à 1/2 longueur d’onde : la lumière est alors nulle.
    On a alors sur l’écran des « franges » analogues à la figure ci dessous à gauche.









    Dans le cas où l’on utilise de petits trous au lieu de fentes fines, le phénomène est le même, mais la répartition des zones d’interférence est presque circulaire et plus compliquée du fait qu’il existe une distance entre les sources horizontalement, mais pas verticalement. Les franges ont l’allure de la figure ci dessus à droite.
    Ces figures sont appelées des franges de Young, physicien qui les a découvertes.

    Maintenant que nous savons ce que sont des interférences lumineuses, nous allons pouvoir expliquer ce qu’est un hologramme. Ce sera pour demain.

Coup de boule....de feu

Ci dessous, une "perceuse à microondes"

    Je ne sais pas si vous avez vu une fois une boule de feu produite par la foudre ?
    Personnellement j’en ai vu deux fois étant jeune.
    La première fois, j’étais devant les carreaux de la fenêtre de ma chambre et je regardais notre jardin sous un orage et notamment le grand sapin d’une dizaine de mêtres à une vingtaine de mètres de la fenêtre. J’avais dix ans, en 1942.
    Un coup de tonnerre effrayant presque en même temps qu’une boule de feu très lumineuse au sommet de l’arbre, puis elle est descendu le long du tronc en faisant de la fumée et a disparu dans la terre en quelques dixièmes de seconde.
    Le lendemain, on a constaté que l’arbre était étêté : la cîme de trois mètres était par terre, en partie carbonisée. Et tout le long du tronc une entaille carbonisée, et au pied, une petite cuvette dans la terre avec des cailloux qui avaient fondu et formaient une sorte de céramique. 
    La seconde fois c’était plus impressionnant ; j’étais dans la salle de séjour avec mes parents, ma soeur et mes frères, mes grands parents et une camarade de classe. Nous faisions nos devoirs sur la table; mes parents et grands parents étaient assis dans des fauteuils et mes frères jouaient à coté d’eux. J’avais à peine 15 ans.
L’orage grondait au dehors, les coups de tonnerre étaient de plus en plus proches des éclairs et donc il se rapprochait.
    Soudain près de la fenêtre on voit tomber du haut métallique une boule de feu d’une vingtaine de centimètres, qui semblait tourner sur elle même, rouge et très lumineuse, tandis qu’on entendait comme un essaim d’abeille bourdonner. Elle a traversé le buffet en bois et a disparu dans la cheminée en grésillant tandis qu’un coup de tonnerre assourdissant nous rendait sourds. Nos chevaux s’étaient dressés sur notre tête, pas de peur, mais chargés électrostatiquement, comme si on les avais frottés avec une peau de chat.
    Sur le moment on n’a pas peur, on n’a pas le temps cela dure moins de 5  secondes.
    Heureusement personne n’était sur le trajet de la boule, il aurait été électrocuté, carbonisé. On est restés pétrifié une minute, le cœur battant la chamade, puis on a constaté deux trous de 15 cm de diamètre dans le buffet, tout carbonisés autour et dans une pile d’assiette, une sur deux était brisée en plusieurs morceaux. La poutre en bois de la cheminée avait aussi des traces de brûlure.
    
    J’étais alors en terminale et je suis allé voir mon prof de physique le lendemain, pour avoir des explications. Il ne m’a pas dit grand chose.car, à l’époque le phénomène était mal connu.
    A l’époque, on pensait qu’il s’agissait d’un plasma ionisé, c’est a dire un gaz très chaud, à quelques centaines de milliers de degrés, c’est à dire d’atomes et molécules ayant perdu la plupart de leurs électrons. Quand la foudre tombe sur un paratonnerre, un courant de 30 000 d’ampères traverse le fil conducteur vers la terre et transporte 500 mégajoules. Il semblait plausible qu’un tel courant quand il n'y a pas de paratonnerre pour l'évacuer, chauffe l’air et qu’il y ait un énorme champ électromagnétique, qui confinerait cet air en boule.
    Puis les électrons regagnent leurs atomes et la boule disparait, aspirée par l‘appel d’air de la cheminée. Quant aux assiettes c’est un effet électrostatique, la pile d’assiette se comportant comme une série de condensateurs et celle au milieu de deux autres, figurant l’isolant cassant sous l’effet de la tension trop élevée, comme claque un condensateur en surtension.

    J’avoue que mon prof ne m’avait pas convaincu. Certes la boule était chaude, vu les trous carbonisés dans le bois, mais la fenêtre était intacte, juste fendue, mais le verre n’était pas fondu. Bizarre et mon prof n’en savait pas plus.

    A ma sortie de l’X j’ai lu en 1954/55 la théorie d’un physicien russe Piotr Kapitsa.
    Il prétendait que lorsque la foudre tombait, elle engendrait un large spectre de rayonnements, visibles, mais aussi ultraviolets, infra-rouges et aussi des microondes.
    Ces microondes pouvaient traverser le verre sans le fondre, et chauffer l’air de façon à le mettre en boule très chaude et former un plasma de très courte durée, à un endroit ou se croisaient les microondes directes et celles réfléchies par le sol.
    Mais un plasma se détruit en quelques millisecondes et la boule de feu dure bien plus longtemps.
    On n’était donc guère plus avancés que Tintin, dans les « Sept boules de cristal » (j’espère que vous l’avez lu au moins !!).

    En 2006 j’ai lu une étude du physicien israélien Eli Jerby, sur une » perceuse à micro-ondes » qu’il avait inventé. Dans un four, une électrode métallique focalise les micro-ondes et, lorsqu’elle est mise en contact avec un matériau de type céramique ou os,
elle crée un «point chaud » qui crée un trou par la vaporisation du matériau.
    Si l'électrode est retirée du matériau à percer, une boule flottante, d'une dizaine de ,centimètres de diamètre, rougeoyante, très similaire à la foudre en boule, est créée. Celle-ci dure tant que la puissance micro-onde est fournie et Eli Jerby pensait que ce n’était pas seulement l’air qui était chauffé, mais les poussières de silicium arrachées à la céramique et ce sont ces poussières qui permettaient une aussi longue durée du phénomène. 
    
    Je viens de lire une étude de 2014 au cours de laquelle des physiciens chinois ont pu, par hasard, analyser l’émission lumineuse d’une boule de feu de foudre (tombée sur le labo au cours d’une expérience de spectrographie), et déduire des raies spectrale, la présence de certains éléments (voir figure ci-contre) : fer, silicium, calcium, azote et oxygène (de l’air).
    La boule de feu était extraordinaire : elle faisait 5 mètres de diamètre, et s’est déplacée sur 15 mètres de long en 1, 64 secondes.
    Cela confirmerait la thèse d’Eli Jerby  et des essais ont été faits au synchrotron de Grenoble pour analyser la boule de feu de sa perceuse.

    La théorie serait que la foudre vaporise du sable (dioxyde de silicium) et du carbone de la végétation et à haute température le carbone réduit le dioxyde de silicium en silicium pur, réaction dont la chaleur  dégagée entretient la réaction tant qu’il y a des poussières sous forme de nanoparticules dans l’air.
    Des chercheurs brésiliens se sont amusé à attaquer des plaquettes de silicium avec des pointes de soudage électriques à haute température, et ils ont fait des « bulles de feu » de quelques centimètres de diamètre, mais les boules roulaient sur le sol sans flotter dans l’air.
    Donc il ne s’agit plus d’un simple plasma ionisé d’atomes d’azote et d’oxygène, comme le croyait mon prof de physique,  mais de poussières de silicium et éventuellement d’autres métaux vaporisées par la décharge électrique de la foudre, et de réactions d’oxydo-réduction, provoquées au départ par les microondes rayonnées par la foudre et entretenues par la chaleur qu’elles dégagent par réaction chimique exothermique.

    Je mourrai moins bête : une énigme de mon adolescence résolue. Enfin pas totalement. Ils n’ont pas expliqué pourquoi une boule sphérique et pas un cylindre ou un cône. Je reste sur ma faim !!! lol

Centre de la Terre et magnétisme terrestre.

        Mon article sur la structure de la terre a été lu par beaucoup de correspondants et m’a valu quelques messages.

L’un d’entre eux me dit que je n’ai pas été assez précis et que le noyau de la terre se compose en réalité de 3 parties au lieu de 2.

C’est probablement vrai, mais c’est une découverte assez récente, et je n’avais pas voulu trop compliquer la  question, déjà assez complexe.

Je vais essayer de donner un complément d’information.

Je vous rappelle la structure que j’avais détaillée dans mon article du premier mai. (voir schéma).

La terre était composée de trois grandes parties : une croute superficielle peu épaisse (15 km max sous les océans, 70 km sous les continents), une couche sous jacente épaisse d’environ 2900 km, appelée le manteau et composée de trois parties, la couche intermédiaire étant plastique. 

Enfin le « noyau » central, composé de fer et de nickel était composé de deux partie, une première partie liquide sous l’effet de la pression et de la température, le noyau externe (épaisseur environ 2200 km) et le noyau intérieur solide, de rayon 1270 km, qui est également appelé « graine).

Il est constitué par cristallisation progressive du fer et du nickel du noyau externe. La pression de 3,5 millions de bars, le maintient dans un état solide malgré une température supérieure à 6000 °C et une densité d’environ 13.

La nouveauté est que ce noyau intérieur, la graine, serait lui même composé de deux parties. La graine aurait une petite graine interne, mais on ne sait pas grand chose sur elle, dont le rayon serait de l’ordre de 600 km.(à peu près la moitié de celui de la graine.

Comment les scientifiques et en particulier Philippe Cardin chercheur du CNRS à l’institut des Sciences de la Terre à Grenoble sont ils arrivés à cette conclusion.

Les sismologues ont observé, lors de tremblements de terre,  les signaux enregistrés par les sismographes de 567 couples de stations diamétralement opposées sur la terre.

Ils ont comparé les temps d’arrivée des signaux réfléchis et diffusés, qui passent par le centre de la terre et de ceux qui passent par le bord de la graine (voir schéma).

Ils en ont déduit les vitesses de propagation des ondes sismiques pour les divers couples de stations. Ils ont trouvé que ces vitesses n’étaient pas uniformes, mais qu’il y avait des directions pour lesquelles elles étaient maximales (ils ont appelé ces directions les « axes rapides ».

Ils ont constaté que cette anisotropie était de 70% plus élevée pour les ondes passant par le centre de la graine. De plus pour la partie périphérique de la graine l’axe rapide est orienté Nord-sud (P1/P2), alors que pour le centre de la graine, il est orienté selon un plan équatorial (E1/E2).

Ils en ont déduit qu’il existait une « sous-graine interne », responsable de ces phénomènes.

Les géologues ne savent pas pour le moment expliquer le phénomène.

On sait qu’au départ, tout le noyau était liquide, puis que environ 100 millions d’années après la formation de la Terre, la partie centrale aurait refroidi et se serait cristallisée et serait uniquement composée de Fer et de nickel, les autres éléments tels qu’ oxygène, soufre, carbone…, étant renvoyés dans le noyau externe.

Il est possible qu’ultérieurement les cristaux de fer se soient orientés différemment ou aient cristallisé dans des structures cristallines différentes  au centre de la graine et à sa périphérie. 

La connaissance du noyau est importante pour expliquer la formation de la terre et surtout du champ magnétique terrestre. On pense que l’expulsion des éléments autres que fer/nickel hors de la graine a provoqué des écoulements  et des mouvements de convection à l’intérieur du noyau externe liquide conducteur (c’est du fer). Ces mouvement sont ensuite entretenus pour évacuer la chaleur du noyau.

Des calculs numériques complexes et des expériences sur du sodium liquide, notamment en 2006), ont montré qu’il peut y avoir apparition spontanée d'un champ magnétique dans un fluide conducteur turbulent. Ce champ induit des courants qui eux mêmes induisent des champs magnétiques et il y a autorenforcement. Le champ magnétique agit lui même sur les mouvements du fluide ferromagnétique et  un équilibre relativement stable se produit. (on appelle ce phénomène « l’effet dynamo » terrestre.

La rotation de la terre et les forces de Coriolis ont une influence, de même que les variations de position de l’axe de rotation de la Terre.

Ces expériences ont montré que dans certaines condition ce champ pouvait varier et même se renverser. Ceci corrobore des observations sur l’orientation de couches sédimentaires qui font supposer qu’il y a eu dans les temps géologiques, des inversions du champ magnétique terrestre.

Des théories analogues expliquent les champs magnétiques du soleil et des étoiles, mais celles-ci sont constituées de plasma et non de fer liquide et donc les équations qui président aux mouvements internes sont très différentes.

Pour ceux qui sont très calés en physique, vous trouverez un article complet sur le champ magnétique terrestre à l’adresse suivante : 

http://www.astrosurf.com/luxorion/terre-champ-magnetique2.htm

Les géologues, les physiciens et les mathématiciens ont encore beaucoup de travail devant eux.

L'adolescence qu'est ce que c'est ?

     “ Personne ne me comprend !”. C'est ce que disent presque tous les ados. 
     A l'inverse les adultes ne les comprennent pas bien non plus. Pourquoi?

     Il est certain que l'adolescence est une période de contestation où parents et enfants divergent tout à coup et se frottent parfois énergiquement le museau, ce qui crée malentendus, voire conflits et quelquefois des drames.
     “Conflit de générations” dit on; je n'y crois pas trop, car finalement, je me sens très proche de certaines ados et pourtant je ne pense pas encore être en train de “retomber en enfance”.

      Les adeptes de Freud et de son école, (il y a malheureusement encore des retardataires !), vous diront que cela est la faute des hormones, et que la puberté déclenche de tels bouleversements 
     Pourtant ce n'est pas l'avis des neurobiologistes et de la science moderne.
     Bien sûr la puberté transforme le corps , surtout chez les filles, et cela a un impact psychologique. Elles sont plus ou moins satisfaites de ces transformations et le plus souvent se trouvent trop maigre ou trop grosse, trop petite ou trop grande, avec une poitrine trop frèle ou trop volumineuse, etc... Cela passera en grande partie quand le corps aura atteint sa plénitude d'adulte et sera devant familier
     Bien sur les hormones, qui vont devenir partie prenante de l'organisme, engendrent l'apparition du désir et des comportements nouveaux, et un intérêt différent, notamment pour les personnes du sexe opposé.
     Mais aujourd'hui, au temps des CD, DVD, d'internet et du téléphone portable, le conditionnement médiatique et le souci de l'opinion des copains ont probablement plus d'influence  sur vos comportements amoureux que les hormones.

      Alors que nous disent les neurobiologistes sur les transformations de l'adolescence ?

     Ils constatent en fait une évolution profonde du cerveau qui conduit à la situation d'adulte. (enfin pour la plupart d'entre vous), évolution qui est physiologique, mais favorisée évidemment par l'instruction et le développement de votre culture.

     Alors que votre cerveau a acquis sa taille normale, des structures essentielles subissent des transformations fondamentales, certaines acquièrent de nouveaux développements, alors que d'autres régressent en apparence,mais pour acquérir une nouvelle efficacité.

Une première transformation essentielle est une diminution importante du réseau neuronal du “système de récompense et d'apprentissage”, qui perd environ un tiers de ses neurones qui utilisent la dopamine comme neurotransmetteur. 
     Ce système intervient dans deux fonctions importantes :
     - l'apprentissage de l'enfant à la vie, car c'est ce système qui permet parmi les nombreux essais que fait l'enfant, de reconnaître ceux qui ont le plus d'efficacité et doivent être sélectionnés, comme conduite habituelle.
     - la génèse des sentiments du plaisir : non seulement il permet de ressentir du bien-être, mais il vous incite à rechercher des actes qui vous apportent de la satisfaction. 
     Cette diminution entraîne des changements importants de comportement de l'adolescent : il boude les plaisirs de son enfance, il s'ennuie et se désintresse de ses occupations jusque là prisées. Il s'éloigne de ses parents, dont il ressent moins le besoin. L'effort pour apprendre des choses nouvelles lui est plus pénible, l'apprentissage devenant moins naturel et facile.Pour beaucoup d'entre vous, l'apparition de cet ennui est synonyme de tristesse.
     A noter aussi que cette diminution du nombre de neurones dopaminergiques rend les adolescents particulièrement vulnérables aux drogues et aux conséquences néfastes de celles ci.

     Mais parallèlement se produit un développement des réseaux du cortex frontal. La capacité d'abstraction augmente, favorisée par les travaux scolaires, la capacité de jugement et de contrôle de soi de développe, les centres permettant de se projeter dans l'avenir et d'évaluer les conséquences de ses actes, acquièrent peu à peu un plus grand développement au fur et à mesure que l'adolescent va expérimenter de nouveaux comportements. 
      Cependant ce développement est lent et pendant une période plus ou moins longue, l'adolescent présentera un “goût du risque” anormalement élevé, qui l'attirera vers des situations nouvelles, mais représentera pour lui un certain danger. Aux parents de veiller à ce que cela ne lui nuise pas.
     Les adolescents vont essayer d'accumuler les expériences et les enseignements qui feront d'eux des adultes indépendants. Mais pour cela, il leur faut peu à peu quitter la protection du cocon familial. Sans cet ennui latent et ce goût du risque accru, bon nombre d'adolescents n'oseraient pas quitter cet environnement sécuritaire.
     Les réseaux des lobes frontaux, sièges de la pensée, de la logique, du contrôle de nos actes n'atteindront leur maturité que vers une vingtaine d'années, voire même 25/30 ans pour certains.
     D'ailleurs les jeunes, qui jusque là, n'utilisaient habituellement que leur préférences innées commencent à s'essayer à utiliser les fonctions cérébrales non préférées. Je consacrerai un jour un article à cet aspect.

     La troisième transformation est un remodelage des connexions entre neurones, du nombre et de la qualité de connexion de leurs synapses.
     En fait le nombre de connexions augmentent dans le cerveau jusqu'à l'adolescence et sont en surnombre, puis elles diminuent ensuite. 
 Parallèlement les axones (ces prolongements qui conduisent l'influx nerveux ) s'entourent d'une gaine isolante blanche, la “myéline” et de ce fait, la vitesse de transmission de l'influx nerveaux augmente considéralement. (elle est multipliée par 100). Les circuits nerveux sont donc beaucoup plus efficaces.
     Au début de l'adolescence cette amélioration concerne surtout tous les circuits sensoriels,  car durant cette période le jeune va grandir en taille et en force et le système nerveux et le cerveau doivent faire face à cette transformation, pour garder la maîtrise des mouvements et des actions.
     Puis les centres du langage répartis dans les deux hémisphères cérébraux, communiquent mieux entre eux, augmentant ainsi les capacités linguistiques et d'expression des adolescents.

     Enfin le développement de la partie frontale du cerveau, siège des capacités intellectuelles, va se poursuivre jusque vers la trentaine, augmentant les capacités de la mémoire, les facultés de décision, les capacités d'abstraction, de déduction, de synthèse et de généralisation, le maniement de nouveaux concepts.
     Les adolescents sont davantage aptes à recevoir instruction et culture, découvrent des domaines nouveaux et commencent à former leurs propres opinions.

     L'ultime étape est la réorganisationd'une petite aire du cerveau frontal, au dessus des yeux,  qui régule les comportemlents sociaux.
 Ces modifications marquent la fin de l'adolescence, le jeune devient responsable, augmente son sens du comportement moral, perfectionne sa capacité de se mettre à la place des autres lors du déroulement des discussions et des négociations et du règlement des conflits.

     Finalement contrairement à ce que croient  la plupart des gens, l'adolescence n'est pas une crise, ni une révolution sexuelle due aux hormones, mais une transformation profonde de notre cerveau, qui nous fait entrer dans le monde des adultes
     L'instruction, le contact des autres favorise cette évolution, qui, si elle n'avait pas lieu, nous ferait rester éternellement un enfant.

Pourquoi être bénévole

Je lisais un article sur le bénévolat et je suis étonné de la proportion de personnes en France, qui ont une activité bénévole.
    Le bénévolat est un pilier essentiel de la vie associative : sur 1.3 million d’associations en France, seules 165 000 ont un ou plusieurs salariés, et elles sont donc animée principalement par des bénévoles.
    Mais en outre un très grand nombre de bénévoles ne travaillent pas pour des associations, mais à titre individuels.
    Une étude faite par France Bénévolat avance les chiffres suivants :

	2010	2013	évolution
bénévoles associatifs	11 300 000	12 700 000	+12%
bénévoles totaux	18 300 000	20 900 000	+14%
engagement associatif	23 %	24,5 %	+1,5
engagement total	36 %	40,3 %	+4,3

    La progression la plus spectaculaire est dans le bénévolat direct + 31 % et surtout le bénévolat des jeunes, comme le montre le tableau ci-dessous.
Les femmes sont plus engagées dans le bénévolat informel et les hommes dans l’associatif. Le taux d’engagement des femmes reste un peu supérieur à celui des hommes. Le bénévolat des plus de 65 ans est très important, mais cela correspond sûrement au fait que la plupart sont retraités.

	bénévoles 2010	bénévoles 2013	évolution	hommes 2010	hommes 2013	femmes 2010	femmes 2013
15/35 ans	2 500 000	3 300 000	+32%	900 000	1 400 000	1 600 000	1 900 000
35/64 ans	5 000 000	5 500 000	+10%	2 200 000	2 100 000	2 200 000	2 900 000
>64 ans	3 800 000	3 900 000	+5%	1 900 000	1 900 000	2 000 000	1 700 000
Total	11 300 000	12 700 000	+32%	5 500 000	6 200 000	5 800 000	6 500 000

    En ce qui concerne les occupations des bénévoles, outre les retraités, on trouve des lycéens ou étudiants, des jeunes, demandeurs de premier emploi, des chômeurs ayant déjà travaillé, des femmes au foyer.
    Quant aux secteurs les plus utilisateurs de bénévolat, c’est avant tout, les secteurs social et caritatif regroupent 31% des bénévoles, légèrement devant les loisirs et le sport : 25% et 23%; puis on trouve la jeunesse, l’insertion, la formation et l’éducation 18%, la culture 13%, la santé 12% et l’environnement 12%. (le total fait plus que 100 en raison de bénévoles sur plusieurs secteurs; on trouve aussi des divers pour 20%).
    La proportion d’engagement bénévole n’est pas très sensible au niveau d’éducation : les taux d’engagement par rapport à la population active sont, en 2013, de : niveau inférieur au bac 34%, niveau bac 37% et diplômes d’enseignement supérieur 45%.

    Si l’on cherche les motivation des bénévoles, on trouve les six principales motivations résumées dans le schéma ci dessus, que l’on peut rapprocher de la pyramide de Maslow des besoins fondamentaux humains (voir mon article du 28/4/2015).
    Il est certains que les jeunes et les retraités n’ont en général pas les mêmes motivations.
Pour les retraités (je connais puisque j’ai beaucoup d’activités bénévoles, au sein d’association ou non), après une vie de travail, on rompt avec les habitudes que l’on avait acquises, et deux choses sont importantes : se sentir encore utile à quelque chose, et retrouver une activité au sein d’une équipe et au profit d’autres. Continuer à entretenir son cerveau malgré la vieillesse, et acquérir de nouvelles connaissances est aussi une motivation.
    Pour les jeunes, être utile est une motivation certaine, mais également acquérir une première expérience, des connaissances et des compétences au sein d’une équipe, sont des acquits très utiles en cette période de chômage, pour trouver un emploi.
    
    Personnellement je trouve encourageant de voir que des jeunes font du bénévolat au lieu de s’amuser et leurs motivations me paraissent dignes d’intérêt.
    C’est effectivement pour eux un apprentissage de leur vie future.