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Vive le Coradia iLint

Cela fait déjà presque six mois que deux trains à hydrogène Coradia iLint d’Alstom sont exploités commercialement en Allemagne sur la ligne Cuxhaven - Buxtehude de 100 km. La France se réveille à peine et un chargé de
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Cela fait déjà presque six mois que deux trains à hydrogène Coradia iLint d’Alstom sont exploités commercialement en Allemagne sur la ligne Cuxhaven - Buxtehude de 100 km. La France se réveille à peine et un chargé de mission le député Benoit Simian a remis en novembre un rapport sur l’utilisation de tels trains pour les nombreuses petites lignes non électrifiées (1).

Vous avez tous sans doute emprunté des TER régionaux marchant au gazole avec des moteurs diesel, bruyants et dont les fumées noircissent les quais et halls des gares. Ce nouveau train franco-allemand est plus silencieux et n’émet que de la vapeur d’eau dans ses fumées. Il a été mis au point par le constructeur en 2016 grâce aux innovations menées par deux centres, celui de Salzgitter en Allemagne pour la partie électrique et celui de Tarbes en France pour la partie traction et moteurs.

Quelle est son originalité ? L’énergie électrique lui est fournie par une pile à hydrogène (2) qui transforme ce gaz combiné à l’oxygène de l’air en eau et électricité.

Faisons un peu de chimie (3). Dans la pile à hydrogène à l’anode se produit la demi-réaction H2 → 2 H+ + 2e-. Les électrons passent alors dans le circuit extérieur de charge. Les ions H+ qui ont traversé la membrane (électrolyte solide laissant passer les ions mais bloquant les électrons) rencontrent à la cathode l’oxygène de l’air et la demi-réaction suivante se produit ½ O2 + 2 H+ + 2e- → H2O. Ces réactions sont catalysées par une micro-couche de platine. L’électricité fournie est envoyée dans des batteries ion/lithium (4) qui servent de tampon et alimentent les moteurs électriques de traction du train. Ces moteurs peuvent aussi lors des freinages et ralentissements envoyer du courant pour recharger ces batteries. Un algorithme règle le fonctionnement des piles et des batteries en fonction de l’énergie demandée pour économiser l’hydrogène. Le train peut emporter 300 passagers à des vitesses comprises entre 80 et 140 km/h avec une autonomie d’environ 800 km.

Sur la ligne en Allemagne, près de la gare de Bremervörde se trouve le « ravitaillement » alimenté par des camions-citernes d’Air Products. L’entreprise Linde fournira prochainement une station hydrogène sous la forme d’un grand container d’acier contenant l’hydrogène sous pression. Les trains s’arrêtent le matin pour faire en une dizaine de minutes le plein d’hydrogène qui est stocké dans des réservoirs sur le toit des voitures à côté des piles à hydrogène (5). Ce plein d’environ 200 kg d’hydrogène lui donne une autonomie d’environ 800 km ce qui est suffisant pour faire plusieurs allers et retours et desservir 5 gares par jour sur le trajet. Le Land de Basse-Saxe a déjà commandé 14 Coradia à Alstom qui devraient être livrés dès 2020. Pour les dirigeants allemands c’est une alternative écologique aux diesels car bien moins polluants. Certes pour l’instant ils fonctionnent avec de « l’hydrogène gris » issu du steam craking du gaz ou des hydrocarbures qui dégage du CO2 (6), mais l’objectif est d’avoir dans l’avenir de « l’hydrogène vert » (7) issu de l’électrolyse de l’eau par un courant électrique fourni par des éoliennes par exemple. Un champ de 10 MW pourrait d’après les calculs fournir par jour 2,5 tonnes d’hydrogène pouvant alimenter 12 à 14 trains.

Il est paradoxal que c’est en Allemagne que s’inscrit cette première mondiale alors qu’Alstom est une société française. Nous avons aussi en France le 2e fournisseur d’hydrogène mondial, Air Liquide, et nombre de start-ups performantes dans le domaine du stockage comme McPhy Energy. Toutes les conditions de recherche et de développement sont réunies, encouragées par le plan national de développement de l’hydrogène. Pour rattraper notre retard j’espère que le rapport de Benoit Simian permettra de voir que, plutôt d’électrifier les quelques centaines de voies secondaires, il sera plus économique de développer les Coradia d’Alstom sur le réseau français dès 2022, et que la réglementation sur l’hydrogène carburant évoluera comme en Allemagne. C’est pour le bénéfice de l’emploi, pour garder aussi une longueur d’avance en France pour le ferroviaire et pour lutter contre la concurrence chinoise de CRRC.

Jean-Claude Bernier et Catherine Vialle
Mars 2019

Pour en savoir plus :
(1) Chimie et transport, quel rapport ?
(2) Fonctionnement de la pile à combustible
(3) La chimie et le rail
(4) Piles à combustible et batteries au lithium
(5) Le transport ou le stockage de l’énergie électrique
(6) Et revoilà l’hydrogène
(7) L’hydrogène vert au secours des renouvelables
 

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L’affaire du siècle se trompe-t-elle de cible ?

Vous connaissez sans doute « l’affaire du siècle » dont l’objet est d’attaquer l’État français au motif « d’inaction climatique ». C’est une initiative de quatre ONG, qui a recueilli sous forme de pétitions via les
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Vous connaissez sans doute « l’affaire du siècle » dont l’objet est d’attaquer l’État français au motif « d’inaction climatique ». C’est une initiative de quatre ONG, qui a recueilli sous forme de pétitions via les réseaux sociaux près de 2 millions de signatures. On peut bien sûr s’étonner qu’on ne se soit pas attaqué d’abord à l’État allemand ou chinois où la production de 1 kWh dans ces pays s’accompagne respectivement de l’émission de 550 g et de 700 g de CO2 alors qu’en France elle n’est que de 60 g (1). Mais d’après l’avocate de ces ONG, cette conduite française vertueuse n’est pas suffisante !

Or si jugement il y a, j’imagine que la justice voudra interroger toutes les parties et les choses risquent de se gâter. Car deux positions s’affronteront et la polémique qui enfle actuellement aux États-Unis et en Europe jusqu'en France sur le rôle du gaz carbonique comme élément essentiel de l’effet de serre et du réchauffement climatique s’y invitera (2). Des publications apparemment sérieuses de spectroscopistes spécialisés dans le rayonnement l’infra-rouge (IR) prétendent montrer que l’émissivité et l’absorption IR sont saturées dès 200 à 300 ppm de CO2 dans l’atmosphère et que le doublement de sa concentration ne modifierait en rien cette saturation. S’ensuit dans la littérature scientifique un débat sur les émissions infra-rouge de la Terre sous forme de courbes de Planck et leur modification dans la gamme d’absorption du CO2 autour de 15 microns. Il en est déduit que les climatologues « réchauffistes » ont eu tort dans leur modèle d’assimiler les molécules de gaz à des corps noirs dont les propriétés sont l’apanage des solides et non des gaz. Et donc que le CO2 ne peut contribuer à l’augmentation de température (3).

Cette thèse de plus en plus partagée est évidemment combattue par les scientifiques du GIEC qui maintenant expliquent que l’atmosphère est constituée de plusieurs couches en fonction de l’altitude, absorbant et réfléchissant l’IR, pour sauver leur modèle (4), et pour certains d’entre eux (pas tous) crucifiant les scientifiques s’opposant à leur thèse. Le problème est que les mesures disponibles des températures de la troposphère par satellites et ballons-sondes montrent qu’elles ne varient que très peu depuis près de 20 ans alors que les émissions de CO2 ont augmenté de plus de 10% (365 ppm en 1998, 408 ppm en 2018). De plus, les résultats des mesures s’écartent de plus en plus des modèles d’extrapolation des températures terrestres du GIEC qui prévoyaient en moyenne 0,4°C sur cette période. Plus grave encore est la fameuse courbe en forme de crosse de Hockey qui a disparu du 5e rapport du GIEC et qui avait affolé le monde politique et médiatique. D’après plusieurs spécialistes statisticiens elle aurait été manipulée par son auteur. Au secours de ce dernier plusieurs climatologues auraient aussi gommé l’optimum climatique de l’époque romaine et du Moyen Âge, en contradiction avec les preuves apportées par les historiens du climat et archéologues dignes de foi (5).

Ces polémiques jettent un trouble quasi tragique sur le modèle alarmiste de « l’urgence climatique » exigeant de la part de l’État des actions immédiates qui auront toutes chances d’avoir peu ou pas d’effet sur un phénomène qui serait du domaine de la variabilité naturelle. Au cours du dernier millénaire, canicules et sécheresses et petits âges glaciaires se sont succédé sans que le CO2 puisse être mis en cause. Avec une population en majorité croyante on entamait alors des processions ou des neuvaines pour que cessent ces phénomènes, aujourd’hui comme la religiosité a disparu, à l’heure des réseaux sociaux on pétitionne  ! « Consensus omnium » !

Et pourtant dans un sujet aussi complexe que le climat, d’une erreur d’interprétation peut résulter un bien, en chimie une réaction loupée, un produit parasite peuvent nous en apprendre plus (6) sur les mécanismes réactionnels. Alors oui pour une meilleure isolation des bâtiments, oui pour une réduction de la consommation des ressources carbonées naturelles, oui pour l’énergie décarbonée, oui pour un changement de paradigme pour les transports. Transférons les milliards consacrés aux élucubrations climatiques à la recherche sur les véhicules électriques, sur les nouveaux réacteurs nucléaires, sur le stockage de l’énergie (7), sur le recyclage des matières de haute technologie, sur les procédés propres… Oui pourquoi pas à l’initiative de J. Jouzel et de P. Larroutourou pour le pacte finance - climat et à la création d’une banque européenne pour financer les recherches sur la transition énergétique, mais de grâce ne parlons plus de climat mais appelons le « pacte finance - préservation des ressources naturelles ».

Jean-Claude Bernier
Février 2019

Pour en savoir plus :
(1) Le challenge de l’électricité verte (Chimie et… junior)
(2) Le changement climatique (Chimie et… junior)
(3) Le changement climatique : question encore ouverte ?
(4) Le changement climatique : perspectives et implications pour le XXIe siècle
(5) Fluctuations climatiques extrêmes et sociétés au cours du dernier millénaire
(6) La maison écologique
(7) Cette « chère » transition énergétique
 

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Avant de traverser la rue, passez donc au Village de la Chimie

Lycéens, étudiants, et même parents, un avenir ça se prépare. Et si vous en êtes convaincus, il y a des coïncidences à ne pas manquer. Alors que Parcours up vient de s’ouvrir fin janvier, les 15 et 16 février prochain se
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Lycéens, étudiants, et même parents, un avenir ça se prépare. Et si vous en êtes convaincus, il y a des coïncidences à ne pas manquer. Alors que Parcours up vient de s’ouvrir fin janvier, les 15 et 16 février prochain se tient à la Cité des sciences et de l’industrie à Paris le « Village de la chimie des sciences de la nature et de la vie », très grand rassemblement d’entreprises et d’établissements essentiel pour obtenir un large panorama des emplois et métiers de la chimie.

Le village regroupe plus de 30 entreprises, PME, starts-up et grandes industries, ainsi que plus de 30 établissements de formation, universités, grandes écoles et institutions spécialisées.

Ainsi vous pourrez au Village :

  • vous informer auprès des entreprises des métiers, des profils recherchés, des déroulements de carrières dans l’industrie. Des spécialistes ingénieurs et des chargés des ressources humaines répondront à vos questions.
  • vous orienter grâce aux établissements et aux responsables de formation présents qui vous renseigneront sur les filières et parcours du CAP au BTS, IUT, prépas, licences Pro, masters, écoles d’ingénieurs, doctorats, sans oublier l’apprentissage.
  • vous préparer à la recherche d’emploi grâce aux ateliers pour vous entraîner à une utilisation efficace d’internet et des réseaux sociaux.
  • vous exercer à l’entretien d’embauche et pourquoi pas vous initier à la création d’entreprise.

De nombreuses conférences et tables rondes peuvent aussi vous donner un large aperçu des applications novatrices de la chimie pour résoudre les grands défis de l’énergie, de l’environnement et de la santé.

La France a besoin de techniciennes et de techniciens, d’ingénieures et d’ingénieurs, de chercheuses et de chercheurs. La chimie et la biochimie sont les secteurs industriels où la parité homme/femme est presque réalisée. Venez nombreux et nombreuses, les métiers de la chimie vous attendent à la Cité des sciences et de l’industrie les 15 et 16 février.

En complément la tenue d’un stand d’information, le vendredi et le samedi à 14h, Mediachimie anime une conférence sur le thème : La chimie, science de l’innovation, recrute !

Découvrez les formations et les métiers qui embauchent sur le site d’orientation mediachimie.org.

Jean-Claude Bernier et Catherine Vialle
Février 2019

Site du village : http://www.villagedelachimie.org
Planning des conférences : http://www.villagedelachimie.org/inscrivez-vous/planning-des-conferences-et-ateliers/

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6 février : journée de la mole

La Journée de la mole est une fête officieuse célébrée par les chimistes, dont la date utilise la valeur du nombre d’Avogadro qui définit le nombre de molécules d’un élément dans une mole. Il vaut approximativement
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La Journée de la mole est une fête officieuse célébrée par les chimistes, dont la date utilise la valeur du nombre d’Avogadro qui définit le nombre de molécules d’un élément dans une mole. Il vaut approximativement 6,02 × 1023.

En Amérique du Nord, elle est célébrée le 23 octobre à 6:02 (6:02 10/23 en prenant la date au format américain). En France plusieurs initiatives ont été lancées en choisissant la date du 6/02 à 10h23.

À cette occasion, Mediachimie vous propose de voir une courte vidéo sur Avogadro. La valeur du nombre d’Avogadro dans cette vidéo est celle en vigueur jusqu’au 19 mai 2019.

Amedeo Avogadro n'a pas eu la reconnaissance qu'il méritait à son époque. Docteur en droit de l'université de Turin, on le retrouve en 1800 à Paris où il travaille à la commission des poids et mesures. Désormais il aime la physique et la mathématique qu'il enseigne au Collège royal. Mais la chimie le rattrape et ce n'est qu'en 1811 qu'il formule sa fameuse hypothèse, contribution qui passera quasi inaperçue.

Homme doux et discret Amedeo vécut jusque 80 ans balloté par les diverses révolutions et changements de régimes italiens, consacrant son temps à son enseignement et sa famille. Il n'a pas recherché la célébrité.

Le "legislatore delle molecole" piémontais modeste devra la reconnaissance à un autre italien Stanislao Cannizzaro qui publie en 1858 son mémoire Sunto di un corso di Filosofia chimica (Résumé d'un cours de philosophie chimique) qui lève la confusion molécules - atomes et permet l'application de l'hypothèse d'Avogadro.

 

En savoir plus sur la définition de la mole

Depuis la 14e Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) en 1971, la mole est une unité de base du système international SI définie de la façon suivante : « La mole (mol) est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12. » Sa valeur est mesurée à 6,022 140 857 ×  1023 mol−1.

En novembre 2018 lors de la 26e CGPM, la mole a été redéfinie à partir de la valeur numérique fixée de la constante d’Avogadro. Le nombre d’Avogadro est fixée exactement à 6,022 140 76 ×  1023 mol-1. Cette nouvelle définition entrera en vigueur le 20 mai 2019.

Voir aussi

https://www.lne.fr/fr/comprendre/systeme-international-unites/mole

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Diffusion en direct du colloque Chimie et Alexandrie dans l'Antiquité

Vous qui n’aviez pas la possibilité de venir à la Fondation de la Maison de la Chimie, vous avez pu assister en direct au « Colloque Chimie et Alexandrie dans l'Antiquité ». sur Mediachimie ou sur Youtube La captation des
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Vous qui n’aviez pas la possibilité de venir à la Fondation de la Maison de la Chimie, vous avez pu assister en direct au « Colloque Chimie et Alexandrie dans l'Antiquité ».

sur Mediachimie ou sur Youtube

La captation des conférences sera bientôt disponible en ligne et le leur mise à disposition sera indiquée sur la page d'accueil de Mediachimie.

Alexandrie fut le plus grand foyer culturel de la Méditerranée, la plus grande ville du monde grec et un pôle commercial majeur.

Jean-Yves Empereur et Marie-Dominique Nenna, du Centre d’Études Alexandrines, se sont consacrés à l’étude du patrimoine archéologique et historique de la ville d’Alexandrie et ce, sous toutes ses formes, tant terrestres que sous-marines. Ces fouilles donnent accès à l’histoire de la ville d’Alexandrie depuis sa fondation en 331 avant J.-C. jusqu’à nos jours. L’ensemble des recherches ont permis de connaître et de comprendre le rôle d’Alexandrie dans les échanges en Méditerranée et au-delà avec la production et le commerce, notamment de céramiques, d’amphores, d’objets en verre, de la pierre architecturale comme des pierres semi précieuses. La chimie a joué un rôle important dans le monde alexandrin antique et elle joue aussi un rôle important dans l’étude archéologique et dans la conservation de ces témoignages.

Des experts de ces différents domaines vont illustrer ces points à partir de nombreux exemples issus du patrimoine alexandrin et vont montrer l’extraordinaire évolution récente de la recherche archéologique qui permet d’avoir accès à une compréhension renouvelée du patrimoine de l’humanité et de le rendre accessible au plus grand nombre.

Voir le programme (PDF)

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Le jaune, une couleur très tendance

Mi-janvier, la route du Tanneron (06) s’illumine d’une teinte jaune dorée avec l’éclosion des mimosas. Tout en bas au carrefour, des gilets jaunes facilitent la circulation loin des agitations parisiennes. Tout est jaune
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Mi-janvier, la route du Tanneron (06) s’illumine d’une teinte jaune dorée avec l’éclosion des mimosas. Tout en bas au carrefour, des gilets jaunes facilitent la circulation loin des agitations parisiennes. Tout est jaune en ce pays grassois où nos sens s’enivrent d’effluves et de lumière (1).

Mais qu’est-ce vraiment que la couleur jaune ? En réalité c’est une sensation physiologique (2). Lorsqu’un photon de longueur d’onde 580 nm frappe les cellules cônes de notre rétine, le rétinal, qui est lié à une protéine - l’opsine, entame une photo-isomérisation qui déclenche une série de réactions biochimiques provoquant des impulsions électriques transmises au cerveau via le nerf optique. L’interprétation du cerveau de ces impulsions conduit à l’identification du jaune. On aurait la même sensation à la perception simultanée de deux lumières, l’une à 700 nm (rouge) et l’autre à 530 nm (vert), qui au cerveau reconstitueraient le jaune, la vision des couleurs par le système œil-rétine-cerveau fonctionnant avec une synthèse additive des couleurs.

La vision enchanteresse des pompons des fleurs de mimosa ne doit pas nous faire oublier que dans le sud, cette plante est devenue quasi invasive tant elle se plait dans le climat ensoleillé de la Côte d’Azur. Curieusement elle n’est pas indigène. Elle a été ramenée d’Australie vers l’Angleterre à la fin du XVIIIe siècle par les botanistes de l’expédition de James Cook et pour la France, ce fut l’expédition dans les terres australes de Nicolas Baudin au début du XIXe siècle qui ramena les premiers pieds vivants. Dès 1880, elle fleurit en pleine terre dans les jardins d’un château à Cannes La Bocca. Cette plante qui fleurit en hiver se souvient peut-être de sa date de floraison dans l’hémisphère Sud !

Tout autour de Grasse, les mimosas sont une matière première pour la fabrication des parfums. Des fleurs on extrait l’huile essentielle (1800 g pour 1000 kg) par hydrodistillation (3). L’extraction par solvants volatils comme l’hexane ou l’éther de pétrole puis filtration permet d’obtenir un concentré dit « concrète » (pâte plus ou moins solide). Ces « concrètes » sont alors solubilisés à chaud dans l’éthanol pour obtenir après filtration « l’absolue de mimosa » (4). Sont présentes alors quantité de molécules, entre autres : l’ester méthylique de l’acide salicylique, l’aldéhyde benzoïque, l’aldéhyde cuminique, le géraniol et des terpènes comme le triterpénol ou le lupénol. Cette « absolue » très chère est une base pour toute une série de parfums (Amarige, Paris, Champs Elysées, Moment Suprême…). Leurs caractéristiques : une odeur herbacée, de miel poudré, de vanille. L’huile essentielle diluée est recommandée comme antiseptique, anti-stress et apaisante.

Pour revenir au jaune des gilets, les gilets de sécurité dits de haute visibilité (sic) sont obligatoires pour les personnels sur les chantiers (5) et depuis 2008 en France dans les automobiles. Ils sont en tissu de coton ou en polyester respirant dont les fibres sont traitées avec des pigments fluorescents (6) c’est-à-dire qu’ils renvoient la lumière (7) lorsqu’ils dont éclairés par un flux d’excitation compris entre 360 et 405 nm, d’un jaune lumineux ! Les pigments organiques sont nombreux, bien sûr le plus ancien la fluorescéine, mais aussi la rhodamine, la coumarine, les cyanines… Les gilets montrent aussi des bandes grises réflectorisantes qui comportent des microbilles ou des micro-prismes de verre qui peuvent briller fortement même sous un faible éclairage et solliciter prioritairement nos cellules bâtonnets de la rétine.

Il vous reste si vous voulez rester branchés en ce mois de janvier à vous nourrir d’œufs car leur jaune est très riche en caroténoïdes comme la lutéine et la zéoxantine. Ils ont aussi un bon pouvoir liant et émulsifiant (8).

Surtout n’en faites pas une jaunisse tout cela passera en février à la chandeleur, avec les crêpes, rondes et jaunes comme le Soleil !

Jean-Claude Bernier et Catherine Vialle
Janvier 2019

Pour en savoir plus
(1) Lumière et couleurs (vidéo)
(2) La chimie crée sa couleur… sur la palette du peintre
(3) Hydrodistillation (vidéo)
(4) Ingrédients odorants et design olfactif
(5) Vers des textiles intelligents pour des vêtements performants et innovants
(6) Le textile, un matériau multifonctionnel
(7) L’art du verrier : des nanotechnologies depuis l’Antiquité !
(8) La chimie des sens ? Il y a tant de découvertes à faire !
 

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Briser le mur de l'ignorance !

La lettre d’information « Le Catalyseur » (PDF) du mois de janvier 2019 de France Chimie Île-de-France vient de paraître. Nous vous recommandons une lecture attentive de l’article de Bernard Bigot, Directeur Général de
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La lettre d’information « Le Catalyseur » (PDF) du mois de janvier 2019 de France Chimie Île-de-France vient de paraître. Nous vous recommandons une lecture attentive de l’article de Bernard Bigot, Directeur Général de l’Organisation ITER, Président de la Fondation de la Maison de la Chimie,  qui appelle à « briser le mur de l’ignorance » et à « donner l’écho d’une chimie multiple, productrice de richesses, de mieux-être et de sécurité ».