Collège de France (Sciences et technologies)

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Compiler un programme source en code machine peut être l'occasion de le rendre plus résistant à certaines attaques. Cependant, de nombreuses optimisations de compilation, pourtant sémantiquement correctes, peuvent affaiblir la sécurité du programme. Nous verrons comment caractériser ces différences de sécurité entre un fragment de programme source et son code compilé à l'aide d'outils sémantiques classiques : l'équivalence observationnelle et le problème de la full abstraction. Nous présenterons quelques approches qui ont été proposées pour compiler tout en préservant les équivalences observationnelles.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Compiler un programme source en code machine peut être l'occasion de le rendre plus résistant à certaines attaques. Cependant, de nombreuses optimisations de compilation, pourtant sémantiquement correctes, peuvent affaiblir la sécurité du programme. Nous verrons comment caractériser ces différences de sécurité entre un fragment de programme source et son code compilé à l'aide d'outils sémantiques classiques : l'équivalence observationnelle et le problème de la full abstraction. Nous présenterons quelques approches qui ont été proposées pour compiler tout en préservant les équivalences observationnelles.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 L'avènement de l'intelligence artificielle (IA) a transformé notre façon d'interagir avec les ordinateurs. Même si l'IA peut parfois remplacer l'humain, elle est le plus souvent vouée à aider celui-ci, par exemple dans des tâches d'aide à la décision. Pourtant, une grande partie de la recherche actuelle se concentre sur la manière de créer des algorithmes plus puissants, et moins sur la manière dont ces algorithmes affectent les personnes qui les utilisent. Cette leçon retrace l'histoire des relations entre l'IA et de l'IHM, y compris mes propres recherches sur les partenariats homme-machine, où les utilisateurs restent maîtres de l'interaction afin de passer du paradigme de « l'être humain dans la boucle » à celui de « l'ordinateur dans la boucle ».

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 L'avènement de l'intelligence artificielle (IA) a transformé notre façon d'interagir avec les ordinateurs. Même si l'IA peut parfois remplacer l'humain, elle est le plus souvent vouée à aider celui-ci, par exemple dans des tâches d'aide à la décision. Pourtant, une grande partie de la recherche actuelle se concentre sur la manière de créer des algorithmes plus puissants, et moins sur la manière dont ces algorithmes affectent les personnes qui les utilisent. Cette leçon retrace l'histoire des relations entre l'IA et de l'IHM, y compris mes propres recherches sur les partenariats homme-machine, où les utilisateurs restent maîtres de l'interaction afin de passer du paradigme de « l'être humain dans la boucle » à celui de « l'ordinateur dans la boucle ».

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Compiler un programme source en code machine peut être l'occasion de le rendre plus résistant à certaines attaques. Cependant, de nombreuses optimisations de compilation, pourtant sémantiquement correctes, peuvent affaiblir la sécurité du programme. Nous verrons comment caractériser ces différences de sécurité entre un fragment de programme source et son code compilé à l'aide d'outils sémantiques classiques : l'équivalence observationnelle et le problème de la full abstraction. Nous présenterons quelques approches qui ont été proposées pour compiler tout en préservant les équivalences observationnelles.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Compiler un programme source en code machine peut être l'occasion de le rendre plus résistant à certaines attaques. Cependant, de nombreuses optimisations de compilation, pourtant sémantiquement correctes, peuvent affaiblir la sécurité du programme. Nous verrons comment caractériser ces différences de sécurité entre un fragment de programme source et son code compilé à l'aide d'outils sémantiques classiques : l'équivalence observationnelle et le problème de la full abstraction. Nous présenterons quelques approches qui ont été proposées pour compiler tout en préservant les équivalences observationnelles.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Les médias sociaux sont aujourd'hui partout et notre capacité à collaborer à distance est devenue une seconde nature, particulièrement depuis la pandémie, avec des outils de partage de documents et de communication directe ou différée par le texte, la voix ou la vidéo. Cette leçon retrace l'histoire de la communication médiatisée, en incluant des exemples tirés de mes propres recherches sur les mediaspaces et la vidéo collaborative, et décrit les recherches récentes sur la façon dont les innovations des utilisateurs avec les médias sociaux ont transformé notre façon de penser et d'utiliser les ordinateurs.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Les médias sociaux sont aujourd'hui partout et notre capacité à collaborer à distance est devenue une seconde nature, particulièrement depuis la pandémie, avec des outils de partage de documents et de communication directe ou différée par le texte, la voix ou la vidéo. Cette leçon retrace l'histoire de la communication médiatisée, en incluant des exemples tirés de mes propres recherches sur les mediaspaces et la vidéo collaborative, et décrit les recherches récentes sur la façon dont les innovations des utilisateurs avec les médias sociaux ont transformé notre façon de penser et d'utiliser les ordinateurs.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Qu'il soit vérifié dynamiquement (pendant l'exécution) ou statiquement (par analyse préalable), le typage est un aspect essentiel des langages de programmation de haut niveau. Dans ce cours, nous étudierons les contributions du typage à la sécurité des logiciels, des garanties de base (sûreté des valeurs et de la mémoire) indispensables pour l'isolation logicielle à des garanties d'intégrité plus fines s'appuyant sur l'abstraction de types et l'encapsulation procédurale des valeurs. Nous parlerons aussi des ownership types et des assertions en logique de séparation, et de leurs utilisations possibles pour la sécurité.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Qu'il soit vérifié dynamiquement (pendant l'exécution) ou statiquement (par analyse préalable), le typage est un aspect essentiel des langages de programmation de haut niveau. Dans ce cours, nous étudierons les contributions du typage à la sécurité des logiciels, des garanties de base (sûreté des valeurs et de la mémoire) indispensables pour l'isolation logicielle à des garanties d'intégrité plus fines s'appuyant sur l'abstraction de types et l'encapsulation procédurale des valeurs. Nous parlerons aussi des ownership types et des assertions en logique de séparation, et de leurs utilisations possibles pour la sécurité.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 En tant qu'êtres humains, nous utilisons la « physique de tous les jours » pour interagir avec le monde qui nous entoure. La réalité augmentée s'appuie sur cette compréhension pour « enrichir » dynamiquement les objets physiques d'informations et en mélangeant objets physiques et numériques. La réalité virtuelle, quant à elle, cherche à immerger l'utilisateur dans des mondes réels ou imaginaires simulés. Cette leçon décrit leurs histoires entremêlées, illustrées par des exemples tirés de mes propres recherches sur le papier interactif et appliquées à un éventail de domaines allant du contrôle du trafic aérien à la musique contemporaine.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 En tant qu'êtres humains, nous utilisons la « physique de tous les jours » pour interagir avec le monde qui nous entoure. La réalité augmentée s'appuie sur cette compréhension pour « enrichir » dynamiquement les objets physiques d'informations et en mélangeant objets physiques et numériques. La réalité virtuelle, quant à elle, cherche à immerger l'utilisateur dans des mondes réels ou imaginaires simulés. Cette leçon décrit leurs histoires entremêlées, illustrées par des exemples tirés de mes propres recherches sur le papier interactif et appliquées à un éventail de domaines allant du contrôle du trafic aérien à la musique contemporaine.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? L'isolation d'un logiciel possiblement malveillant ou compromis est nécessaire pour qu'il ne puisse pas compromettre d'autres logiciels s'exécutant dans le même environnement et encore moins les mécanismes de sécurité du système d'exploitation et du matériel. Nous passerons en revue plusieurs mécanismes d'isolation : mémoire virtuelle, software fault isolation (SFI), sandboxing, et contrôle d'accès au niveau des interfaces logicielles (API).

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? L'isolation d'un logiciel possiblement malveillant ou compromis est nécessaire pour qu'il ne puisse pas compromettre d'autres logiciels s'exécutant dans le même environnement et encore moins les mécanismes de sécurité du système d'exploitation et du matériel. Nous passerons en revue plusieurs mécanismes d'isolation : mémoire virtuelle, software fault isolation (SFI), sandboxing, et contrôle d'accès au niveau des interfaces logicielles (API).

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Les humains utilisent diverses modalités pour communiquer, notamment la parole, les gestes, les expressions faciales et les mouvements du corps. Cette leçon retrace l'histoire des systèmes interactifs qui vont au-delà des entrées-sorties classiques que sont la souris, le clavier et l'écran, et des travaux qui combinent plusieurs modalités, comme la parole et le geste. Elle présente notamment des applications dans le domaine de la créativité, où les utilisateurs se servent de l'ensemble du corps pour contrôler le système.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Les humains utilisent diverses modalités pour communiquer, notamment la parole, les gestes, les expressions faciales et les mouvements du corps. Cette leçon retrace l'histoire des systèmes interactifs qui vont au-delà des entrées-sorties classiques que sont la souris, le clavier et l'écran, et des travaux qui combinent plusieurs modalités, comme la parole et le geste. Elle présente notamment des applications dans le domaine de la créativité, où les utilisateurs se servent de l'ensemble du corps pour contrôler le système.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? L'isolation d'un logiciel possiblement malveillant ou compromis est nécessaire pour qu'il ne puisse pas compromettre d'autres logiciels s'exécutant dans le même environnement et encore moins les mécanismes de sécurité du système d'exploitation et du matériel. Nous passerons en revue plusieurs mécanismes d'isolation : mémoire virtuelle, software fault isolation (SFI), sandboxing, et contrôle d'accès au niveau des interfaces logicielles (API).

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? L'isolation d'un logiciel possiblement malveillant ou compromis est nécessaire pour qu'il ne puisse pas compromettre d'autres logiciels s'exécutant dans le même environnement et encore moins les mécanismes de sécurité du système d'exploitation et du matériel. Nous passerons en revue plusieurs mécanismes d'isolation : mémoire virtuelle, software fault isolation (SFI), sandboxing, et contrôle d'accès au niveau des interfaces logicielles (API).

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Les sciences de la nature comme la physique ou la biologie s'appuient sur la méthode scientifique pour explorer et comprendre les phénomènes naturels. Cependant, l'informatique est ce que Herbert Simon appelle une science de l'artificiel, où les chercheurs créent les phénomènes qu'ils étudient. Cette leçon décrit le rôle de la triangulation entre différentes méthodes, et est illustrée par des méthodes d'évaluation qualitatives et quantitatives qui peuvent être utilisées dans les différentes phases du processus de conception.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Les sciences de la nature comme la physique ou la biologie s'appuient sur la méthode scientifique pour explorer et comprendre les phénomènes naturels. Cependant, l'informatique est ce que Herbert Simon appelle une science de l'artificiel, où les chercheurs créent les phénomènes qu'ils étudient. Cette leçon décrit le rôle de la triangulation entre différentes méthodes, et est illustrée par des méthodes d'évaluation qualitatives et quantitatives qui peuvent être utilisées dans les différentes phases du processus de conception.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Certaines informations sont plus confidentielles que d'autres, ou plus digne de confiance que d'autres. Après une introduction aux politiques de confidentialité de Bell-Lapadula et d'intégrité de Biba, nous étudierons comment contrôler les flux d'information à travers un programme, ou bien dynamiquement, ou bien statiquement à l'aide de systèmes de types ou de logiques de programmes.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Certaines informations sont plus confidentielles que d'autres, ou plus digne de confiance que d'autres. Après une introduction aux politiques de confidentialité de Bell-Lapadula et d'intégrité de Biba, nous étudierons comment contrôler les flux d'information à travers un programme, ou bien dynamiquement, ou bien statiquement à l'aide de systèmes de types ou de logiques de programmes.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Pour concevoir des systèmes interactifs efficaces, il faut comprendre leurs futurs utilisateurs. Toutefois, on ne peut pas se contenter de leur demander ce qu'ils veulent. Il faut faire appel à des méthodes qui révèlent ce dont les utilisateurs ont besoin, même pour des technologies qui n'ont pas encore été inventées. Cette leçon décrit des méthodes de conception pluridisciplinaires, illustrées par des exemples innovants issus de la recherche et de l'industrie, en mettant l'accent sur la conception participative, dans laquelle les utilisateurs restent activement impliqués tout au long du processus de conception. Elle introduit la notion de théorie générative de l'interaction comme outil pour concevoir des systèmes interactifs plus simples, mais plus puissants.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Pour concevoir des systèmes interactifs efficaces, il faut comprendre leurs futurs utilisateurs. Toutefois, on ne peut pas se contenter de leur demander ce qu'ils veulent. Il faut faire appel à des méthodes qui révèlent ce dont les utilisateurs ont besoin, même pour des technologies qui n'ont pas encore été inventées. Cette leçon décrit des méthodes de conception pluridisciplinaires, illustrées par des exemples innovants issus de la recherche et de l'industrie, en mettant l'accent sur la conception participative, dans laquelle les utilisateurs restent activement impliqués tout au long du processus de conception. Elle introduit la notion de théorie générative de l'interaction comme outil pour concevoir des systèmes interactifs plus simples, mais plus puissants.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Comment rendre un logiciel résistant non seulement aux « bugs » et aux pannes involontaires, mais aussi aux attaques et à l'utilisation malveillante ? C'est le problème général de la sécurité du logiciel, que nous introduirons dans ce premier cours. Nous étudierons ensuite quelques attaques récentes et les vulnérabilités logicielles qu'elles exploitent.

Xavier Leroy Collège de France Science du logiciel Année 2021-2022 Sécurité du logiciel : quel rôle pour les langages de programmation ? Comment rendre un logiciel résistant non seulement aux « bugs » et aux pannes involontaires, mais aussi aux attaques et à l'utilisation malveillante ? C'est le problème général de la sécurité du logiciel, que nous introduirons dans ce premier cours. Nous étudierons ensuite quelques attaques récentes et les vulnérabilités logicielles qu'elles exploitent.

Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Distorsions et parcimonie

Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Distorsions et parcimonie

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Interagir avec l'ordinateur La première partie présente les principes fondamentaux de l'interaction entre l'humain et l'ordinateur. La première leçon aborde les principaux enseignements de la recherche sur les capacités humaines, avec des exemples qui illustrent leur contribution à la conception de technologies interactives. La deuxième leçon met l'accent sur les capacités pertinentes des systèmes informatiques, y compris les défis inhérents à la conception de l'interaction, avec des exemples historiques et actuels. La troisième leçon examine le processus de conception centré sur l'utilisateur, avec des exemples historiques de systèmes révolutionnaires et de méthodes permettant de générer de nouvelles technologies innovantes. La quatrième leçon explique comment évaluer les systèmes interactifs tout au long du processus de conception, en utilisant des méthodes qualitatives et quantitatives. La deuxième partie présente quatre domaines de recherche actuels dans le domaine de l'interaction humain-machine : l'interaction multimodale : comment interagir avec tout le corps ; la réalité augmentée et virtuelle : comment intégrer l'informatique avec le monde physique ; la communication médiatisée : comment concevoir des systèmes collaboratifs ; et les partenariats humain-machine : comment interagir avec l'intelligence artificielle. Chaque domaine a une longue histoire de recherches innovantes et continue d'être un domaine actif de recherche. L'interaction humain-machine tire ses théories et ses méthodes d'une grande variété de disciplines, en particulier dans les domaines des sciences naturelles et des sciences humaines et sociales. Cette leçon présente les principaux enseignements issus des études sur les humains, notamment la perception, la cognition, les émotions, le comportement et les relations sociales, ainsi que leurs implications pour la conception de systèmes interactifs. J'illustre ces concepts par des exemples, tels que la façon dont la visualisation de l'information s'appuie sur notre compréhension de la perception humaine par les scientifiques, mais aussi par les artistes.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Interagir avec l'ordinateur La première partie présente les principes fondamentaux de l'interaction entre l'humain et l'ordinateur. La première leçon aborde les principaux enseignements de la recherche sur les capacités humaines, avec des exemples qui illustrent leur contribution à la conception de technologies interactives. La deuxième leçon met l'accent sur les capacités pertinentes des systèmes informatiques, y compris les défis inhérents à la conception de l'interaction, avec des exemples historiques et actuels. La troisième leçon examine le processus de conception centré sur l'utilisateur, avec des exemples historiques de systèmes révolutionnaires et de méthodes permettant de générer de nouvelles technologies innovantes. La quatrième leçon explique comment évaluer les systèmes interactifs tout au long du processus de conception, en utilisant des méthodes qualitatives et quantitatives. La deuxième partie présente quatre domaines de recherche actuels dans le domaine de l'interaction humain-machine : l'interaction multimodale : comment interagir avec tout le corps ; la réalité augmentée et virtuelle : comment intégrer l'informatique avec le monde physique ; la communication médiatisée : comment concevoir des systèmes collaboratifs ; et les partenariats humain-machine : comment interagir avec l'intelligence artificielle. Chaque domaine a une longue histoire de recherches innovantes et continue d'être un domaine actif de recherche. L'interaction humain-machine tire ses théories et ses méthodes d'une grande variété de disciplines, en particulier dans les domaines des sciences naturelles et des sciences humaines et sociales. Cette leçon présente les principaux enseignements issus des études sur les humains, notamment la perception, la cognition, les émotions, le comportement et les relations sociales, ainsi que leurs implications pour la conception de systèmes interactifs. J'illustre ces concepts par des exemples, tels que la façon dont la visualisation de l'information s'appuie sur notre compréhension de la perception humaine par les scientifiques, mais aussi par les artistes.

Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Information de Fisher Les distorsions des algorithmes de compression sont dues aux erreurs d'approximation après quantification. Ce cours étudie la décroissance de l'erreur en fonction du nombre de bits du codage et fait le lien avec la parcimonie de la représentation dans une base.

Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Information de Fisher Les distorsions des algorithmes de compression sont dues aux erreurs d'approximation après quantification. Ce cours étudie la décroissance de l'erreur en fonction du nombre de bits du codage et fait le lien avec la parcimonie de la représentation dans une base.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Interagir avec l'ordinateur La première partie présente les principes fondamentaux de l'interaction entre l'humain et l'ordinateur. La première leçon aborde les principaux enseignements de la recherche sur les capacités humaines, avec des exemples qui illustrent leur contribution à la conception de technologies interactives. La deuxième leçon met l'accent sur les capacités pertinentes des systèmes informatiques, y compris les défis inhérents à la conception de l'interaction, avec des exemples historiques et actuels. La troisième leçon examine le processus de conception centré sur l'utilisateur, avec des exemples historiques de systèmes révolutionnaires et de méthodes permettant de générer de nouvelles technologies innovantes. La quatrième leçon explique comment évaluer les systèmes interactifs tout au long du processus de conception, en utilisant des méthodes qualitatives et quantitatives. La deuxième partie présente quatre domaines de recherche actuels dans le domaine de l'interaction humain-machine : l'interaction multimodale : comment interagir avec tout le corps ; la réalité augmentée et virtuelle : comment intégrer l'informatique avec le monde physique ; la communication médiatisée : comment concevoir des systèmes collaboratifs ; et les partenariats humain-machine : comment interagir avec l'intelligence artificielle. Chaque domaine a une longue histoire de recherches innovantes et continue d'être un domaine actif de recherche. L'interaction humain-machine tire ses théories et ses méthodes d'une grande variété de disciplines, en particulier dans les domaines des sciences naturelles et des sciences humaines et sociales. Cette leçon présente les principaux enseignements issus des études sur les humains, notamment la perception, la cognition, les émotions, le comportement et les relations sociales, ainsi que leurs implications pour la conception de systèmes interactifs. J'illustre ces concepts par des exemples, tels que la façon dont la visualisation de l'information s'appuie sur notre compréhension de la perception humaine par les scientifiques, mais aussi par les artistes.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Interagir avec l'ordinateur La première partie présente les principes fondamentaux de l'interaction entre l'humain et l'ordinateur. La première leçon aborde les principaux enseignements de la recherche sur les capacités humaines, avec des exemples qui illustrent leur contribution à la conception de technologies interactives. La deuxième leçon met l'accent sur les capacités pertinentes des systèmes informatiques, y compris les défis inhérents à la conception de l'interaction, avec des exemples historiques et actuels. La troisième leçon examine le processus de conception centré sur l'utilisateur, avec des exemples historiques de systèmes révolutionnaires et de méthodes permettant de générer de nouvelles technologies innovantes. La quatrième leçon explique comment évaluer les systèmes interactifs tout au long du processus de conception, en utilisant des méthodes qualitatives et quantitatives. La deuxième partie présente quatre domaines de recherche actuels dans le domaine de l'interaction humain-machine : l'interaction multimodale : comment interagir avec tout le corps ; la réalité augmentée et virtuelle : comment intégrer l'informatique avec le monde physique ; la communication médiatisée : comment concevoir des systèmes collaboratifs ; et les partenariats humain-machine : comment interagir avec l'intelligence artificielle. Chaque domaine a une longue histoire de recherches innovantes et continue d'être un domaine actif de recherche. L'interaction humain-machine tire ses théories et ses méthodes d'une grande variété de disciplines, en particulier dans les domaines des sciences naturelles et des sciences humaines et sociales. Cette leçon présente les principaux enseignements issus des études sur les humains, notamment la perception, la cognition, les émotions, le comportement et les relations sociales, ainsi que leurs implications pour la conception de systèmes interactifs. J'illustre ces concepts par des exemples, tels que la façon dont la visualisation de l'information s'appuie sur notre compréhension de la perception humaine par les scientifiques, mais aussi par les artistes.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Réimaginer nos interactions avec le monde numérique Comment réimaginer le monde numérique ? Se focaliser seulement sur la technologie, c'est manquer l'essentiel : nos interactions avec cette technologie. Mon domaine, l'interaction humain-machine, pose une question fondamentale : comment garantir que les ordinateurs répondent aux besoins des personnes qui les utilisent ? Non pas en général, mais à chaque instant et pour chacun. Cette leçon offre un aperçu de ce domaine, y compris son rôle dans la révolution informatique, et des exemples historiques qui restent visionnaires aujourd'hui encore. J'explique les fondements théoriques de ce domaine multidisciplinaire qui puise dans les sciences naturelles et sociales ainsi que dans l'informatique, l'ingénierie et la conception, et les défis qui se posent lorsque nous étudions des phénomènes que, par ailleurs, nous créons. J'analyse les problèmes que peuvent causer les systèmes interactifs, avec des exemples de systèmes critiques où des défauts mineurs d'interface utilisateur ont conduit à des catastrophes. Je décris également les différentes relations que nous entretenons avec les systèmes informatiques, qu'il s'agisse d'un outil que nous apprenons à utiliser, d'un assistant intelligent qui accomplit nos tâches ou d'un support riche pour communiquer avec les autres. Je trace enfin une perspective vers de véritables partenariats entre les humains et leurs instruments numériques.

Collège de France Informatique et sciences numériques (chaire annuelle 2021-2022) Wendy Mackay Année 2021-2022 Réimaginer nos interactions avec le monde numérique Comment réimaginer le monde numérique ? Se focaliser seulement sur la technologie, c'est manquer l'essentiel : nos interactions avec cette technologie. Mon domaine, l'interaction humain-machine, pose une question fondamentale : comment garantir que les ordinateurs répondent aux besoins des personnes qui les utilisent ? Non pas en général, mais à chaque instant et pour chacun. Cette leçon offre un aperçu de ce domaine, y compris son rôle dans la révolution informatique, et des exemples historiques qui restent visionnaires aujourd'hui encore. J'explique les fondements théoriques de ce domaine multidisciplinaire qui puise dans les sciences naturelles et sociales ainsi que dans l'informatique, l'ingénierie et la conception, et les défis qui se posent lorsque nous étudions des phénomènes que, par ailleurs, nous créons. J'analyse les problèmes que peuvent causer les systèmes interactifs, avec des exemples de systèmes critiques où des défauts mineurs d'interface utilisateur ont conduit à des catastrophes. Je décris également les différentes relations que nous entretenons avec les systèmes informatiques, qu'il s'agisse d'un outil que nous apprenons à utiliser, d'un assistant intelligent qui accomplit nos tâches ou d'un support riche pour communiquer avec les autres. Je trace enfin une perspective vers de véritables partenariats entre les humains et leurs instruments numériques.

Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Information de Fisher La théorie de l'information de Shannon étudie la concentration des données dans l'espace, dans des ensembles typiques, sous des hypothèses d'indépendance. L'entropie permet de mesurer le nombre d'éléments dans ces ensembles. Cela définit une borne minimum sur le codage de données.

Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Information de Fisher La théorie de l'information de Shannon étudie la concentration des données dans l'espace, dans des ensembles typiques, sous des hypothèses d'indépendance. L'entropie permet de mesurer le nombre d'éléments dans ces ensembles. Cela définit une borne minimum sur le codage de données.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations Les technologies couches minces (aSi, CdTe, CIGS, GaAs) Les technologies couches minces se distinguent par la capacité des matériaux à absorber la lumière solaire sur des épaisseurs très faibles, de l'ordre de quelques microns ou moins, au lieu de plus d'une centaine ou plus pour le silicium. Cela résulte d'une différence dans la structure électronique des matériaux, permettant une absorption respectivement directe ou indirecte des photons. La conséquence est un changement fondamental dans le mode de préparation, passant d'un procédé de découpe pour le silicium à des procédés de revêtement pour les couches minces, qui peut se faire sous vide, sous atmosphère ou en solution, et conduire à une amélioration très importante en matière de coût de fabrication et de capacité de production. Nous présenterons dans ce cours les filières couches minces qui ont atteint la maturité industrielle et commerciale (aSi, CdTe, CIGS), en nous attachant à montrer les évolutions spectaculaires dans la physico-chimie des matériaux et des procédés qui leur ont permis de s'imposer, ainsi que les développements les plus récents en matière de recherche et d'applications, en particulier la quête du photovoltaïque ultraléger, flexible et à très haut rendement.

Daniel Lincot Innovation technologique Liliane Bettencourt (chaire annuelle 2021-2022) Collège de France Année 2021-2022 Énergie solaire photovoltaïque et transition énergétique L'énergie solaire : analyse de la ressource et de ses transformations De la découverte de l'effet photovoltaïque par Edmond Becquerel, en 1839, au déploiement du photovoltaïque terrestre au début du XXIe siècle, se sont succédé des événements marquants dont nous analyserons l'historique et les acteurs dans le contexte de l'époque. Deux périodes seront distinguées, celle de l'incubation, durant près d'un siècle jusqu'à la découverte des cellules au silicium en 1941, puis celle du développement du photovoltaïque moderne issu de la conquête spatiale s'appuyant sur les avancées scientifiques fondamentales, la découverte continue de nouveaux matériaux et procédés, et enfin l'essor des applications terrestres. Le rôle de la recherche et de l'industrie française sera souligné.

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Stéphane Mallat Collège de France Science des données Année 2021-2022 Information de Fisher La théorie de l'information de Shannon étudie la concentration des données dans l'espace, dans des ensembles typiques, sous des hypothèses d'indépendance. L'entropie permet de mesurer le nombre d'éléments dans ces ensembles. Cela définit une borne minimum sur le codage de données.

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Françoise Combes Collège de France Galaxies et cosmologie Année 2021 - 2022 Les phénomènes variables en astrophysique : des sursauts gamma aux blazars