Des températures anormalement élevées cet automne en France, des précipitations fortes et continues en Europe en novembre, des cyclones à répétition dans le Pacifique Sud m’ont fait consulter les relevés de température globale de la moyenne atmosphère des organismes américains utilisant les satellites depuis 1979 (figure 1) (1).
Figure 1. Température de la basse atmosphère au niveau mondial basée sur le satellite UAH, jusqu'en septembre 2023
J’ai été surpris par le pic détecté pour octobre 2023 à plus de +0,91°C, bien au-delà du record relevé en 1998 de +0,6°C. D’après les climatologues ce serait dû à des phénomènes de dynamique des océans et en particulier de l’océan Pacifique. Je me suis alors rappelé un séjour au Chili invité par des collègues universitaires à Santiago et à Valparaiso. C’était une visite de l’École supérieure de la pêche dans cette dernière université où j’ai vu des écrans Sonar montrant l’abondance de bancs de poissons le long des côtes Ouest de l’Amérique du Sud attirés par la remontée d’eaux froides. On m’avait alors expliqué les phénomènes climatiques « la Niña » et « el Niño ». Depuis, ces deux manifestations de la dynamique des océans et leur influence sur le climat de la planète « La Niña » et « el Niño » ont eu les honneurs de la presse mondiale qui en a constaté leurs influences (2) sans que les scientifiques en comprennent bien les origines.
La Niña
Dans une situation normale dans le Pacifique Sud les alizés du sud-est sont bien établis autour de l’anticyclone de l’île de Pâques. Ces vents réguliers soufflent d’est en ouest entrainant les eaux chaudes de surface vers l’ouest. Ce déplacement provoque une remontée des eaux profondes froides à l’est du Pacifique le long des côtes du Pérou et du Chili et apparait au sud de l’équateur une langue froide. Ces eaux froides plus riches en nutriment à l’est attirent les bancs de poissons à la grande satisfaction des pêcheurs sud-américains. À l’ouest les eaux de surface sont plus chaudes et l’évaporation conduit à des précipitations plus abondantes vers l’Indonésie jusqu’au nord de l’Australie. Si la Niña se prolonge, elle peut entrainer des inondations dans ces pays (figure 2).
Figure 2. Conditions La Niña, superposée sur la carte des anomalies de température moyenne de surface de la mer. En orange les zones de réchauffement de la surface de la mer, en bleu-vert les zones plus froides. Dessin NOAA Climate.gov de Fiona Martin.
El Niño
Lors d’un épisode El Niño les hautes pressions de l’anticyclone de l’île de Pâques faiblissent, les alizés s’arrêtent voire s’inversent, les eaux chaudes refluent vers l’est avec leurs cortèges de nuages chargés d’eau, les tempêtes et les ouragans apparaissent bien plus à l’est et affectent la Polynésie française et les côtes du Pérou avec de fortes précipitations qui provoquent des inondations et des glissements de terrain.
De plus, le long des côtes les eaux chaudes plus pauvres en nutriments n’attirent plus les poissons au grand dam cette fois des pêcheurs péruviens et chiliens (3). Au contraire à l’ouest, le temps est bien plus sec et lors d’épisodes El Niño des incendies peuvent frapper l’Indonésie et l’Australie (figure 3).
Le nom El Niño a été donné à ce phénomène par les pêcheurs qui l’ont observé, car il apparaissait à son maximum souvent en décembre par référence au « petit garçon » ou « El Niño de Navidad », l’enfant Jésus célébré à Noël.
Figure 3. Conditions El Niño, superposée sur la carte des anomalies de température moyenne de surface de la mer. En orange les zones de réchauffement de la surface de la mer, en bleu-vert les zones plus froides. Dessin NOAA Climate.gov de Fiona Martin.
Les oscillations océaniques et le climat
Ces phénomènes couplés Océan /Atmosphère appelés ENSO (El Niño Southern Oscillation) par les météorologues dépendent principalement de la température des eaux de surface du Pacifique. Plus la température est élevée plus l’évaporation (4) est forte. A 15°C un m3 d’air au-dessus de la surface contient 13 g d’eau, à 26°C c’est presque le double (24 g/m3). D’où les fortes précipitations, la formation d’orages et un excédent de cyclones majeurs sur l’ensemble du Pacifique.
Dans le dernier épisode intense de El Niño de 1997/98, 18 cyclones y avaient été observés alors qu’en 1999 avec la Niña seuls 7 cyclones avaient été recensés sur l’ensemble de l’océan Pacifique. Ce phénomène se reproduit régulièrement avec une périodicité de 2 à 7 ans. Sont alors libérées davantage d’humidité et de chaleur dans l’atmosphère (5) ce qui conduit à une hausse des températures mondiales comme en 1998 et 2016 qui donnèrent des températures globales jusque-là jamais enregistrées. El Niño qui a commencé cet été et qui atteint son maximum en décembre est bien parti avec le réchauffement climatique (6) pour battre le record de température mondiale en 2023.
Ces oscillations océaniques font partie des phénomènes météorologiques encore peu expliqués, comme le « jet-stream » qui est un courant d’air se déplaçant à grande vitesse à haute altitude entre la troposphère et la stratosphère d’ouest en est et qui est mis à profit par les compagnies aériennes transatlantiques pour gagner du temps et économiser le carburant entre l’Amérique et l’Europe.
El Niño a semble-t-il aussi un effet sur ces jet-streams ; les précipitations augmentent en Californie et le courant jet polaire se déplace plus au sud. Ces courants d’air notamment en Atlantique Nord accompagnent aussi les tempêtes sur le « rail des dépressions » qui nait près de Terre-Neuve et lors des hivers doux et humides suit le 50° parallèle jusqu’aux Îles Britanniques et nos régions du Nord-Ouest.
Les météorologues suivent attentivement ces phénomènes planétaires et peuvent par exemple pour la France donner des tendances à 3 mois avec des probabilités pour cet automne à 70% plus chaud et à 50% plus humide que les normales.
Des études supplémentaires seront encore nécessaires pour expliquer tous ces phénomènes climatiques et les prévoir. La nature reste difficile à modéliser !
Jean-Claude Bernier
Novembre 2023
(1) UAH satellite based temperature of the global lower atmosphere, thru September 2023, site Dr Roy Spencer’s Global Warming Blog
(2) L’augmentation de température, Les conséquences du réchauffement climatique (vidéo) CEA 2015
(3) Une chimie de la mer pour l’avenir de la terre, E. Durocher, J.-P. Labbé, J.-C. Bernier, Fiche Chimie et... en fiches (Mediachimie.org)
(4) Changements d’état (vidéo) Palais de la découverte, hébergé sur le site www.canal-u.tv
(5) Chimie, atmosphère et climat, E. Durocher, J.-P. Labbé, J.-C. Bernier, Fiche Chimie et... en fiches (Mediachimie.org)
(6) Le changement climatique, C. Agouridas, J.-C.Bernier, D. Olivier et P. Rigny, La chimie, l'énergie et le climat, collection Chimie et... Junior, EDP Sciences, Fondation de la Maison de la Chimie (2017)
Circulation atmosphérique dans le Pacifique Sud au large du Chili : localisation des masses anticycloniques (A) et dépressionnaires (L), Isostasie123 - travail personnel, Wikimedia Commons (licence CC BY-SA 3.0)
Les radicaux sont des espèces chimiques possédant au moins un électron non apparié. La spectroscopie paramagnétique électronique (RPE) permet de détecter ces espèces radicalaires.[…]
Accédez au Zoom sur Les radicaux : quelques aspects particuliers…
Biochar est un mot résultant de la contraction en anglais de « biocharcoal » qui désigne un charbon d’origine végétale.
Le biochar est proposé pour l’amendement des sols afin d’en augmenter les qualités et les rendements des productions agricoles.
Le biochar est issu de la biomasse provenant de déchets de bois formulés sous forme de pellets et non issue de la coupe de bois, ce qui évite les déforestations provoquées pour l’obtention traditionnelle du charbon de bois.
Le biochar est produit par pyrolyse de ces déchets, procédé qui consiste en un chauffage modéré entre 250°C et 650°C en l’absence de dioxygène. Il en résulte la production de produits gazeux (méthane et dihydrogène utilisables comme combustibles) mais aussi des produits liquides (hydrocarbures à usage de biocarburant) et d’un composé solide noir qui est le biochar. C’est un procédé sans émission de CO2, qui a été mis au point depuis une douzaine d’années à la suite des travaux de l’équipe Lehmann de l’Université Cornell à Ithaca dans l’état de New York.
La pyrolyse lente vers 350°C conduit à une formation à 35 % de biochar et 10 % de gaz (i). Ainsi il faut presque 4 tonnes de déchets de bois à 75 % de matière sèche pour produire 1 tonne de biochar avec une pureté pouvant atteindre 90 %, qui dans ce cas est appelé le biochar premium.
L’entreprise Pronatura a mis au point une technologie permettant aux machines actuelles de fonctionner 7 jours sur 7 et 24h sur 24 et de produire de 1 à 5 tonnes de biochar par jour. Le rendement (masse de biochar / masse de la biomasse à 15 % humidité) peut atteindre 45 %.
La porosité du biochar obtenu lui confère une surface spécifique (ii) de 420 m2/g qui conduit à de grandes capacités d’adsorption : c’est en quelque sorte un réservoir qui peut stocker jusqu’à deux fois et demie son volume en eau ! Quand la plante a besoin d’eau, pendant les périodes de sécheresse, elle ira la chercher dans ce que le biochar a stocké. Par ailleurs le biochar, en présence d’eau, donne un pH basique (entre 7 et 10) ce qui peut permettre de rééquilibrer l’acidité des sols.
Les effets de l’utilisation du biochar sur les augmentations de rendement concernant les cultures dans les zones tropicales comme celles des zones tempérées sont considérables : tomates +177 %, coton +100 %, maïs +150 %, blé +170 % par exemple !
Des startups sont actives sur ce secteur, en particulier « NetZero » cofondée par le climatologue Jean Jouzel.
La société Terra Fertilis à Argentan, dans l’Orne, est la seule entreprise en France à bénéficier d’une autorisation de mise sur le marché délivrée par l’ANSES : plusieurs villes en achètent pour leurs espaces verts, tout comme des pépiniéristes ainsi que des maraîchers et de nombreuses coopératives agricoles qui manifestent de plus en plus d’intérêt pour la culture du maïs et de la betterave.
Mais le biochar est aussi une solution pour la séquestration à long terme du carbone : une tonne de biochar stocke jusqu’à 3 tonnes de CO2. Actuellement le prix de revient du biochar varie entre 500 et 1000 € la tonne. La valorisation en crédits carbone peut alors être estimée à 300 € /ha. Ceci montre que l’intérêt économique dépend essentiellement du montant des crédits carbone (actuellement fixé à 40 € la tonne de carbone).
Les perspectives de l’utilisation du biochar sont nombreuses en dehors de l’agriculture. Par exemple les producteurs de silicium remplacent le charbon par du biochar dans la réduction industrielle de la silice, SiO2 + C = Si + CO2, ce qui conduit à un bilan carbone neutre car le carbone du biochar provient du bois.
Enfin, la Société Soler qui a deux usines dans l’Aube et une autre en Gironde est le leader en France de la production de biochar avec plus de 50 000 tonnes dans un marché national de 130 000 tonnes.
Il ne faut pas confondre le biochar avec le noir de carbone qui sert actuellement essentiellement à l’industrie des pneumatiques.
Et ne broyez pas du noir !
Jean-Pierre Foulon et l’équipe question du mois
(i) Il s’agit de pourcentage en masse.
(ii) La surface spécifique d’un matériau traduit sa capacité à fixer à l’échelle microscopique des molécules à sa surface. Exprimée en m²/g, c’est la surface disponible par unité de masse du matériau.
Pour en savoir plus :
Site Pleinchamp : Tout savoir ou presque sur le biochar (2023)
Site de Pro-Natura International : le biochar est un intrant qui augmente les rendements agricoles de manière écologique en séquestrant du carbone (2019)
Rapport du GIEC (2022) : Mitigation of climative change (chapitre 7)
Pour rappel
Un charbon très tendance, Jean-Claude Bernier, éditorial du 23 mai 2016 (Mediachimie.org)
Crédit illustration : Biochar après production, Oregon Department of Forestry FlickR, CC BY 2.0, Wikimedia commons
La Fondation de la Maison de la Chimie vous invite au colloque L’Hydrogène vecteur énergétique et réactif chimique organisé par le CNC, Comité National de la Chimie, dont la Fondation est partenaire.
le 7 décembre 2023
à la Maison de la chimie
L’inscription est gratuite mais obligatoire.
Pour connaitre le programme et vous inscrire, suivez ce lien.
Le colloque annuel de Femmes & Sciences se tiendra, en l'honneur de l'Année de la physique, en partenariat avec la Commission Femmes et Physique de la Société Française de Physique, le 24 novembre 2023, à l’École Normale Supérieure, 24 rue Lhomond, Paris 5.
Le thème développé sera « Femmes et physique : des modèles à la réalité. Pallier la sous-représentation des femmes en physique ».
Pour découvrir le programme et vous inscrire, c'est ici.
Le mercredi 22 novembre aura lieu un webinaire de formation destiné aux enseignants : Former à la science et par la science, développer le goût pour les sciences - Pallier la sous-représentation des filles en sciences, en physique en particulier.
En savoir plus.
Le dernier rapport de l’agence Internationale de l’Energie (AIE) attire notre attention sur le problème des réseaux électriques (1) qui sans nouveaux investissements et développements de réseaux intelligents vont bloquer les transitions énergétiques. En effet, les transitions énergétiques en Europe et dans le monde s’appuient entre autres sur une électrification bas carbone. L’électricité va remplacer le gaz, elle va propulser les voitures particulières et les camions, les projets hydrogène vont multiplier les électrolyseurs, les champs d’éoliennes off-shore en mer et les fermes photovoltaïques dans les déserts exigent des liaisons et de longs réseaux fiables et intelligents (2).
Il existe au niveau mondial 80 millions de kilomètres de lignes dont 7% pour le transport longue distance (THT 400 kV et HT 225 kV)* et 93% pour la distribution (MT 15 à 30 kV et BT 400 et 240 V)* au total cela représente plus de 100 allers -retours terre – lune ! Pour la France on identifie environ 100 000 km de lignes HT et environ 580 000 km de lignes MT et 650 000 km de lignes BT dont à peu près 213 000 km souterraines.
La transition énergétique va augmenter l’électrification bas carbone du chauffage, de l’industrie, du transport (3). Dans la consommation finale d’énergie mondiale, l’électricité qui représentait 21% en 2022, devrait monter jusqu’à 35% en 2050. D’où le risque de ne pouvoir faire face à ces progressions si on ne peut relier par un conducteur la production d’électricité au consommateur. L’Allemagne s’est trouvée dans ce cas où sa production éolienne basée prioritairement dans le nord ne pouvait être acheminée dans les zones de consommation du sud. On peut ajouter que, dans les pays européens où la densité de population est plutôt forte, l’implantation d’une ligne haute tension (225 kV) peut prendre 6 à 12 ans pour obtenir les permis et être construite. C’est bien plus rapide en Chine et en Inde.
Les conducteurs
L’AIE estime vital de construire et rénover environ 80 millions de kilomètres de réseau, c’est-à-dire l’équivalent du réseau actuel qui serait doublé d’ici 2040. C’est demander le doublement des investissements actuels et aussi des ressources en matériaux.
En effet, quels sont les matériaux nécessaires pour acheminer l’électricité de la centrale à votre prise de courant ? Les grands spécialistes des câbles font appel à deux bons conducteurs : le cuivre Cu de conductivité ρ = 59 106 S.m-1 l’Aluminium Al ρ = 37 106 S.m-1. L’aluminium est moins bon conducteur mais il est plus léger d=2,7 que le cuivre d= 8,9 et d’autre part les prix sont nettement différents 8 €/kg pour le cuivre et 2 €/kg pour l’aluminium. C’est pourquoi les alliages d’aluminium comportant comme additifs Mg et Si, parfois renforcés acier, sont utilisés pour les lignes aériennes HT, dites de transport, alors que le cuivre est plus utilisé pour les lignes basse tension (BT) dites de distribution et les lignes enterrées ou sous-marines (4).
Y aura-t-il suffisamment de métaux pour conduire cette (r)évolution ?
Le calcul est complexe : plus la tension est forte moins la section du câble est grande pour une puissance délivrée et donc le poids de conducteur par kilomètre est plus faible (5).
Pour le transport en haute tension par voie aérienne en fil d’aluminium il faut : 11 kg/Mw/km alors que pour la distribution en basse tension il faut 65 kg/Mw/km. Pour des conducteurs en cuivre il faut entre 101 kg/Mw/km et 438 kg/Mw/km suivant le transport ou la distribution de l’électricité. Une extrapolation sur les 88 millions de km de lignes à doubler dont 7% pour le transport et 93% pour la distribution donne respectivement 62 000 tonnes et 4,86 Mt d’aluminium et si la moitié de la distribution en basse tension est faite avec le cuivre il en faut 16,3 Mt.
Rappelons que les productions mondiales sont 67 Mt pour Al et 26 Mt pour le Cu. Pour la France on compte 100 000 km de lignes haute tension gérée par RTE, 586 000 km de moyenne tension (15-30 kV) et 650 000 km de basse tension (400 et 230 V) dont 230 000 km enterrées gérées par EDF. L’estimation des besoins en conducteur conduit à environ 40 000 tonnes d’Al et 286 000 tonnes de Cu s’il fallait doubler le réseau. Notons que dans l’infrastructure d’un réseau il y a aussi les pylônes (6) qui supportent le poids des lignes, ils sont environ 100 000. Ils peuvent atteindre 90 mètres en acier avec une dizaine d’isolateurs en céramique pour la THT. Ils relient entre eux les nœuds de connexion et surtout les postes de transformateurs HT /BT qui comportent des tonnes d’acier spéciaux fer silicium (3%) à grains orientés et à forte perméabilité magnétique, leur nombre est d’environ 4000 en France. D’ailleurs Enedis envisage de doubler ses investissements à 5,5 Mrds € par an comme RTE d’ici 2040 approchant des 10 Mrds € annuels pour le réseau électrique, coûts cachés de la transition.
Et la chimie où est-elle ?
Elle est déjà bien présente dans la chimie métallurgique de préparation de l’aluminium et du cuivre de qualités électriques, mais si vous avez déjà épluché un fil électrique vous avez constaté qu’autour de l’âme en cuivre une enveloppe plastique (7) jouait un rôle de protection et d’isolant. On utilise le polyéthylène pour les THT et HT, il peut être réticulé si on cherche une bonne résistance au froid (lignes de montagne). Les copolymères éthylène /propylène sont plus utilisés pour les moyennes et basses tensions. Les couches de caoutchouc et silicones qui ont de très bonnes résistances aux basses et hautes températures sont souvent présentes pour les câbles enterrés ou sous-marins.
Dans les transformateurs, outre les papiers siliconés de l’isolation, on trouve les huiles isolantes qui servent aussi de fluide caloporteur jusqu’aux radiateurs externes pour éliminer la chaleur due aux effets Joule et aux pertes par courants de Foucault. Ces huiles autrefois à base de PCB (polychlorobiphényle) remarquablement stables mais toxiques pour l’environnement ont été remplacées par des huiles mélangeant naphtènes (aromatiques) et alcènes à haut point éclair pour éviter les incendies.
Le prix des conducteurs, des isolants plastiques, des aciers à grains orientés (GO), des pylônes, des moyens de construction a explosé en 10 ans. Alors que les investissements dans les énergies renouvelables ont doublé en 10 ans, ceux en faveur des réseaux électriques sont restés stables. On a augmenté le volume du liquide dans le réservoir mais on n’a pas changé le petit robinet. Faute de prévision et dans un contexte de sous-investissement dans les réseaux s’est créé un goulot d’étranglement et on entre en dépendance du gaz et du charbon à la merci de coupures de courant dont l’impact économique est encore bien plus grand.
Jean-Claude Bernier
novembre 2023
*Très Haute Tension THT, Haut Tension HT, MT Moyenne Tension, BT Basse Tension
Pour en savoir plus
(1) Electricty grids and secure energy transitions (AIE) Octobre 2023
(2) Réseaux de transport de l’électricité et transition énergétique de S. Henry, article et conférence, Colloque Chimie et enjeux énergétiques, Fondation de la Maison de la chimie (2012)
(3) Le transport ou le stockage de l’énergie électrique, de C. Agouridas, J.-C. Bernier, D. Olivier et P. Rigny, in La chimie, l’énergie et le climat, collection Chimie et... Junior, EDP Sciences, Fondation de la Maison de la Chimie (2014), ISBN : 978-2-7598-2098-6 (2014)
(4) Câble High-Tech en PACA (vidéo, Des Idées plein la tech’) Virtuel / Universcience / Fondation Internationale de la Maison de la Chimie
(5) Les métaux stratégiques pour l’énergie, de B. Goffé, article et conférence, Colloque Chimie et enjeux énergétiques, Fondation de la Maison de la chimie (2012)
(6) Zoom sur quelques aspects de la corrosion des ouvrages d’art, de J.-P. Foulon, Zoom sur… Mediachimie.org
(7) Polymères stratégiques, sensibles pour l’industrie : bioressources, recyclage, quelle stratégie ?, de D. Bortzmeyer, article et conférence, Colloque Chimie et matériaux stratégiques, Fondation de la Maison de la chimie (2022)
Crédit illustration : Lignes à haute tension (Sagy, Val d'Oise), France, Spedona/JH Mora, travail personnel / Wikimedia Commons (licence CC BY-SA 3.0)
Les vidéos et résumés des conférences du colloque Chimie, recyclage et économie circulaire du 8 novembre 2023 sont disponibles sur Mediachimie et sur Youtube ainsi que sur Viméo/Fondation de la Maison de la chimie.
Le quiz post-colloque est également en ligne. À vous de jouer !
Vous qui n’avez pas la possibilité de venir à la Fondation de la Maison de la Chimie le 8 novembre 2023, vous pouvez assister en direct au « Colloque Chimie, Recyclage et Économie Circulaire »
sur Mediachimie ou sur Youtube.
La captation des conférences sera par la suite disponible en ligne et leur mise à disposition sera indiquée sur la page d'accueil de Mediachimie.
Le prix Nobel de Physique 2023 a été décerné à trois chercheurs Anne L’Huillier, franco-suédoise, professeur à l’université de Lund, Pierre Agostini, professeur émérite à l’université d’Ohio et Ferenc Krausz du Max Planck Institute de Garching. Les deux premiers lauréats d’origine française ont démarré leurs recherches au CEA à Saclay. Ils ont ouvert la voie aux spectroscopies ultrarapides pour traquer les électrons et les molécules (1) lors de réactions chimiques. Ils ont pratiquement réussi à traquer les électrons par arrêt sur image lors d’un « flash » d’une durée ultra courte de l’ordre d’une attoseconde qui est d’un milliardième de milliardième de seconde (10-18 s). Lorsque l’on sait que la vitesse des électrons libres autour du noyau de l’atome est proche de la vitesse de la lumière soit 300.000 km/s (3.105 km/s) soit 3.1011 mm/s ou encore 3.1017 nm/s, une séquence de 10-18 s permet donc de « photographier » un électron avec une résolution de moins d’un nanomètre. Nous avons tous vu les images qui décomposent le saut d’un danseur étoile lors d’un ballet, c’est une succession de photos prises par une caméra à défilement rapide d’environ un millième de seconde.
Peut-on faire la même chose pour décrire le parcours d’un électron ?
Les prix Nobel répondent oui à condition d’avoir un flash tous les 10-18 secondes. Ce fut la découverte en 1988 par Anne L’Huillier d’opérer avec un laser au xénon (2) et de constater qu’il va émettre de la lumière sous forme « de génération d’harmoniques d’ordre élevé » très courtes, c’est-à-dire des émissions faibles de très hautes fréquences. C’est Pierre Agostini qui trouva le moyen de produire et de mesurer ces impulsions laser ultra courtes au Laboratoire d’Optique Appliquée du CEA en 2001. Les mesures donnaient alors un temps de 250 attosecondes à ces impulsions. Ferenc Krausz à Vienne, à cette même époque, mesura aussi quelques centaines d’attosecondes à ces impulsions similaires.
Quelles applications sont alors possibles ?
En observant et en contrôlant la présence d’un électron dans un matériau dans une molécule il serait possible d’en changer son état ou ses propriétés. Déjà fin 2020 des chercheurs de Rennes utilisant un laser rayons X ultra rapide avec des impulsions de la femtoseconde (10-15 s) avaient pu observer un transfert d’électron entre le fer et le cobalt dans une molécule de « bleu de Prusse » mixte (FeCo)4[Fe(CN)6]3 qui en changeait les propriétés magnétiques.
Avec des impulsions mille fois plus courtes la précision de la position de l’électron doit encore être meilleure. On peut aussi avec ces impulsions ultra courtes savoir près de quel atome se trouve l’électron et sans violer le principe d’Heisenberg le transférer sur un autre pour par exemple transformer un diélectrique en semi-conducteur (3). On peut ainsi avec l’imagination rendre plus efficace certaines réactions chimiques ou catalytiques. Cette nouvelle forme de spectroscopie ultra précise pourrait être utilisée pour déceler les prémices d’un cancer sur un échantillon sanguin (4). Elle devrait aussi permettre de mieux étudier l’état électronique de molécules biologiques comme l’ADN.
Cette nouvelle physique des temps ultra courts nous ouvre un domaine encore inexploré celui des mouvements électroniques autour des atomes et des molécules (5) que de nombreux chimistes aimeraient maitriser avec des retombées immenses en recherche fondamentale et appliquée.
Jean-Claude Bernier
octobre 2023
Les mouvements des électrons dans les atomes et les molécules sont si rapides qu’ils sont mesurés en attosecondes. Une attoseconde est à une seconde ce qu'une seconde est à l’âge de l’univers. © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences.
Pour en savoir plus
(1) L’atome boite à électrons (video, La Physique Autrement)
(2) Nouvelles techniques d’imagerie laser, M. Blanchard-Desce, Colloque La Chimie et la santé, Fondation de la Maison de la chimie (2010)
(3) La chimie à la lumière du laser : un intérêt réciproque, S. Forget, conférence et article, Colloque Chimie et lumière, Fondation de la Maison de la chimie (2020)
(4) Nano-diagnostic (vidéo, Des idées plein la Tech)
(5) Voir l’infiniment petit : les outils pour le nanomonde (vidéo CEA)
Crédit : Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L'Huillier. Prix Nobel de Physique 2023. Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach.
Pour sa 32e édition, du 6 au 16 octobre, la Fête de la science mouille le maillot et s’intéresse aux sports. Organisée chaque année par le Ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, la Fête de la science est devenue un rendez-vous incontournable pour tous les publics. Pendant une dizaine de jours, familles, scolaires, étudiants, amateurs ou passionnés de sciences échangeront lors de milliers d’événements gratuits proposés partout en France.
Rendez-vous sur le site de la Fête de la science
Le thème de cette édition 2023, sciences et sport, s’inscrit dans un cadre sportif dense sur cette année scolaire 2023-2024 : Coupe du monde de rugby 2023, championnat d’Europe de football 2024 et bien sûr les Jeux Olympiques et Paralympiques de Paris 2024.
C’est pourquoi Mediachimie.org met à disposition de tous, des ressources en relation avec le sport. Au travers de cette sélection vous allez découvrir et comprendre pourquoi la chimie occupe une place si importante dans le domaine du sport de haut niveau. Visitez la page 2023-2024 : Sports et chimie de Mediachimie.org
Crédit : llustration : Capture écran site fetedelascience.fr