Ce numéro est consacré à l’utilisation de l’évolution du taux de carbone 14 pour « remonter » le temps, c’est-à-dire pour dater des vestiges retrouvés dans la grotte Chauvet ou dans l’Egypte ancienne. Cette méthode n’est cependant valable que pour des objets datant de moins de 50 000 ans, ce qui représente environ 10 fois la période de décroissance radioactive du carbone 14.
 

Une vidéo permet de voir la manière dont on utilise un spectromètre de masse pour automatiser le procédé de datation. D’autres datations concernent le climat, l’environnement et la biodiversité.

Deux autres vidéos concernent la grotte Chauvet et ses peintures rupestres d’une part, et la description complète du processus de datation du carbone 14 d’autre part.

Niveau : Ce numéro présente une étude pluridisciplinaire sur la manière dont on peut dater avec précision des échantillons contenant du carbone, grâce à l’analyse de la teneur en carbone 14 du dit échantillon. A conseiller aux élèves de fin de cycle 4 (4^e, 3^e).

Ce numéro est consacré à la conservation-restauration des objets du patrimoine culturel. On utilise pour cela des rayonnements ionisants, la radiographie (rayons X et gamma), la photographie en lumière visible, sous ultraviolets et sous infrarouges, la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), un accélérateur de particules.

Ce dernier a servi à prospecter au large du port égyptien d’Alexandrie pour en extraire les trésors engloutis, à sonder les pyramides égyptiennes (voir les trois vidéos de chercheurs dans leurs missions de sauvegarde et de restauration d’objets d’art).

Niveau : Ce numéro concerne plutôt des connaissances en physique. Cependant, l’intérêt général de son contenu nous conduit à le conseiller aux élèves de fin de cycle 4 (4^e, 3^e).

« Des calculs à pleine puissance ou Comment la simulation numérique permet de prévoir le comportement des objets lors de changements dans leur environnement ». On utilise l’ordinateur, tout d’abord pour représenter le phénomène selon les lois de la physique, ensuite pour transcrire ce phénomène en équations mathématiques, pour faire une résolution numérique traduite en langage informatique, et enfin pour comparer avec l’expérience ou l’observation.

Pour gérer ces grandes masses de données, on utilise des supercalculateurs qui peuvent effectuer jusqu’à 10¹², voire 10¹⁵ opérations par seconde (Floating Point Operations Per Second = Flops). Leur puissance est considérable, plusieurs petaflops pour une consommation électrique voisine de 5MW (5.10⁶ W), et leur consommation en eau de refroidissement extrêmement importante.

Les utilisations de ces supercalculateurs sont nombreuses et variées, aussi bien dans l’industrie que dans la recherche (astrophysique, mathématiques), ou les applications militaires.

Niveau : Ce numéro se lit avec passion, même si son contenu est assez éloigné des domaines de la chimie. Nous le conseillons aux élèves du cycle 4 pour leur permettre d’acquérir des connaissances dans ce domaine particulier des supercalculateurs.

« Ça roule avec les algues ou Comment les algues peuvent fournir des biocarburants ». Après un rappel sur le mécanisme de la photosynthèse, on indique que les micro-algues constituent un immense réservoir de biodiversité (voir expédition « Tara ») et que leur culture à grande échelle pourrait aboutir à une production propre et durable de biocarburants.

Différentes molécules peuvent donner naissance à ces biocarburants. Pour les micro-algues dont la vitesse de croissance est inouïe (triplement de leur masse chaque jour), on s’intéresse plus particulièrement à leur contenu riche en lipides, i.e. en acides gras dont la transformation conduit à la fabrication du carburant dit « biodiesel ».

Deux jeunes chercheurs dans ce domaine expliquent leurs travaux et les applications à venir de la culture intensive de ces micro-algues.

Niveau : Ce numéro passionnant se lit avec facilité. Il peut être conseillé à l’ensemble des collégiens (de la classe de 6^e à celle de 3^e).

Si les nanosciences constituent l’ensemble des méthodes visant à étudier les lois et propriétés particulières des objets nanométriques, les nanotechnologies regroupent les instruments de caractérisation, de fabrication et d’application de ces objets.

On prend comme exemple le cas du carbone pouvant se présenter sous la forme de nanotubes, excellents conducteurs électriques, 100 fois plus résistants et 6 fois plus légers que l’acier, et permettant ainsi par exemple leur utilisation comme nano-électrode pour les écrans plats, les ordinateurs.

La toxicité des nanomatériaux peut poser problème. Elle est étudiée à la plateforme multidisciplinaire de Grenoble.

Enfin, 3 jeunes chercheurs expliquent les travaux qu’ils mènent dans leurs laboratoires respectifs.

Le document se termine par un résumé descriptif de la plupart des applications des nanotechnologies (santé, énergie, transports, communication, environnement, défense).

Objectif : Le nanomonde ou la découverte du monde à très petite échelle (1 nanomètre = 10^-9 m, soit 50 000 fois plus petit que l’épaisseur d’un cheveu, ou seulement 10 fois plus grand qu’un atome).
Niveau : Ce numéro se lit avec une relative facilité. On peut donc le conseiller dès le début du cycle 4 (classe de 5^e).

Ce numéro est entièrement consacré à l’imagerie médicale. On décrit comment fonctionne un appareillage d’IRM, en prenant pour exemple l’IRM du cerveau et tous les résultats obtenus durant ces dernières années (évolution de la forme du cerveau durant l’enfance, mise en évidence des « autoroutes de l’information », la détection des régions spécialisées dans la motricité, la lecture, l’apprentissage des langues, etc.).

Une version PDF et une version multimédia interactive pour tablette ou ordinateur (e-book et application) sont disponibles.

Objectif : Utilisation de l’imagerie médicale pour comprendre le fonctionnement du cerveau.
Niveau : Ce numéro est extrêmement intéressant, mais sa relative complexité nous amène à le proposer en fin de cycle 4 (4^e, 3^e).

Cet article définit ce que sont les microémulsions, en présente brièvement les propriétés physico-chimiques et précise comment réaliser leur formulation.
 

Un exemple de microémulsion utilisée en tant que milieu réactionnel est développé à travers une application à la catalyse d’oxydation.

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Après une définition et une approche historique l’auteur précise les caractéristiques des différents constituants d’un mortier. Quelques exemples concrets sont choisis parmi des applications dans la construction de maison et permettent de se rendre compte de l’importance économique des mortiers.

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Cet article très pédagogique tente une définition et permet d’avoir une vision d’ensemble de la formulation qui se trouve à l’interface de nombreuses disciplines. Des tableaux récapitulatifs synthétiques permettent de comprendre les interfaces, la nature des systèmes dispersés de ces mélanges multiconstituants et polyphasiques dont on attend des propriétés physico-chimiques particulières.

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Marie Curie décrit les expériences qui lui ont permis de déterminer la masse molaire du radium par précipitation du chlorure d’argent à partir de chlorure de radium et de nitrate d’argent.

Elle a reproduit ses expériences en 1902 puis en 1907 afin d’améliorer la concordance de ses résultats.

Cet article très détaillé avec des expériences simples et facilement compréhensibles nous enseigne que les avancées scientifiques dépendent d’une volonté et d’une obstination rigoureuse.

Sur le poids atomique du Radium (PDF, lien externe)