La lumière et la vie. Une subtile alchimie

L'étude de la fluorescence moléculaire donne lieu à d'importants outils d'investigation dans de très nombreux domaines : la chimie et la physicochimie (polymères, matériaux, colloïdes, etc.), la biochimie, la biologie, la recherche biomédicale et l'industrie pharmaceutique. Mais sur quoi repose le succès de cette approche ? D'une part, sur la haute sensibilité des techniques fluorimétriques, capables de détecter une molécule unique. D'autre part, sur la spécificité de la réponse de certaines molécules fluorescentes ? les sondes ? à leur microenvironnement. Ces sondes donnent accès à la dynamique des phénomènes rapides et/ou aux paramètres structuraux du système étudié à des échelles de temps de l'ordre de la durée de vie de leur état excité (quelques nanosecondes). En mettant à profit les techniques modernes de microscopie, la fluorescence moléculaire offre également des possibilités remarquables de résolution spatiale pour observer en temps réel des échantillons intacts, en particulier des systèmes biologiques. Ce livre d'introduction à la fluorescence moléculaire se destine à tout étudiant, doctorant, chercheur, technicien et ingénieur devant s'initier rapidement à cette technique dans le but de l'appliquer rigoureusement à un problème concret relevant des sciences physiques, chimiques, biologiques et médicales.

Lors de la dégustation d'un vin, la vue est le premier sens sollicité. La robe d'un vin mérite d'être examinée sous toutes les coutures : en priorité la couleur dont la palette de teintes est d'une étonnante diversité, mais aussi la brillance, la limpidité, la fluidité et l'effervescence éventuelle. La couleur d'un vin dépend des polyphénols initialement présents dans le raisin et qui varient selon le cépage, le terroir d'origine, la maturité des raisins et le millésime. En outre, la couleur évolue pendant la vinification, l'élevage et le vieillissement en cave. Un excès de lumière peut l'altérer, ce qui justifie l'emploi de bouteilles en verre teinté pour la conservation. Comment caractériser la couleur d'un vin ? La classique description sémantique, aussi évocatrice soit-elle, est insuffisante tandis que la comparaison à un nuancier offre une approche déjà plus rationnelle. Les oenologues, quant à eux, privilégient les méthodes quantitatives (spectrophotométrie et colorimétrie). La palette de couleurs ne se limite pas aux nuances des vins blancs, rouges et rosés. Nombre de vins arborent des couleurs surprenantes : orange, acajou, brun, et même quasiment noir. Les processus de vinification et les conditions de vieillissement leur sont spécifiques. Et qu'en est-il des "vins bleus" ? Lors d'une dégustation, la perception de la couleur a une influence sur les perceptions olfactive et gustative qui s'ensuivent. Sans compter que nos expériences personnelles antérieures, notre éducation et notre culture conditionnent "l'attente" que la vision colorée préalable a produite.

Quelle est la nature de la lumière? Comment est-elle produite? Par quel biais interagit-elle avec la matière? Comment caractériser sa couleur? Si la lumière a livré une grande partie de ses secrets aux physiciens du XXe siècle, le voile n'est pourtant pas complètement levé sur les phénomènes lumineux parfois étranges qui jalonnent notre quotidien, et dont nous sommes loin d'avoir exploré toutes les applications. Synthèse des couleurs, fonctionnement d'un écran plat, azurants optiques qui rendent le linge ou le papier "plus blanc que blanc", bioluminescence du plancton, principe d'une puce à ADN utilisant la fluorescence: voilà quelques exemples, parmi bien d'autres, détaillés dans ce livre superbement illustré, à l'interface entre la chimie, la biologie et la physique. Biographie: Bernard Valeur est professeur au Conservatoire national des Arts et Métiers (CNAM), où il dirige une équipe de recherche dans le domaine de la photophysique et de la photochimie, en association avec l'École normale supérieure de Cachan et le CNRS.

Résumé : Combien y a-t-il réellement de couleurs dans l'arc-en-ciel ? Pourquoi la lumière des écrans perturbe-t-elle notre horloge biologique ? Une rose peut-elle être bleue ? Comment font les poissons des abysses pour émettre de la lumière ? Quel est le secret du sfumato cher à Léonard de Vinci ? Vitraux, cinéma, pierres précieuses, pixels, étoiles, peintures, mode, etc. : nous avons un rapport passionnel et intime à la lumière et aux couleurs. Si la lumière est souvent l'outil privilégié en science - c'est en l'analysant qu'on sonde les planètes extrasolaires, qu'on mesure le temps ou qu'on identifie les repentirs des Vélasquez -, elle nous permet surtout d'appréhender le monde qui nous entoure et d'en apprécier la splendeur. C'est sans doute pourquoi les couleurs, filles de la lumière, nous fascinent tant, irisations multicolores d'une bulle, blanc de titane d'un Poliakoff ou bleu irréel d'un papillon morpho... Mais comment aborder cet univers foisonnant ? Bernard Valeur propose une invitation au voyage à tous les lecteurs curieux et épris de beauté. Il signe ici une somme indispensable, déclinée une centaine de thèmes somptueusement illustrés.