Cette vidéo vous permet de mieux connaitre la section STL - SPCL Physique Chimie de Laboratoire et de découvrir comment apprendre autrement pour réussir ses études scientifiques. Des professeurs expliquent le contenu et les méthodes de cette filière, dont la forte valeur ajoutée des travaux pratiques, et des lycéens témoignent de leur vécu au lycée Galilée de Gennevilliers.

Kevin est étudiant en Licence Pro en alternance à l’IUT d’Orsay, avec un contrat d’apprentissage. Cette licence Pro concerne la protection de l’environnement et plus particulièrement le traitement de l’eau. Il est intégré au service Qualité Hygiène Sécurité Environnement de l’entreprise dans laquelle il effectue son alternance. Il témoigne ici de ses choix de parcours et de son travail et de sa poursuite d’étude en apprentissage.

Par seconde dans le monde, cinq tonnes d'acier sont attaquées par la rouille. Afin de protéger à moindre coût l'acier de la corrosion, le laboratoire Ingénierie des Surfaces et Lasers du CEA a mis au point un procédé laser de modification chimique de la surface du métal. Révolutionnaire !

Le centre d'imagerie biomédicale de Saclay possède un des cinquante imageurs les plus performants au monde - une IRM fonctionnelle avec un aimant d'une puissance de 7 Tesla, et met au point actuellement la première IRM de 11,7 Tesla. Les structures du cerveau et les mouvements des molécules d'eau qui le composent à 80 % peuvent être désormais visualisés avec une grande précision, ce qui permet d'étudier notamment le développement du cerveau de l'enfant et les troubles de la coordination motrice tels que la dyspraxie.

En 1911 Marie Curie est récompensée par le prix Nobel de Chimie pour avoir découvert le polonium et le radium et avoir isolé et étudié les propriétés du radium et de ses composés.

Cette vidéo est construite en deux parties.

Un bref rappel historique accompagné de photos d‘archives et ponctué de commentaires de la voix même de Marie Curie en constitue la première partie.

Puis les expériences historiques, qui ont permis d’extraire le polonium puis le radium d’un échantillon de pechblende sont reproduites en laboratoire par des étudiants de l’Université d’Orsay. Ils utilisent un électromètre identique à celui mis au point par Pierre Curie. Les phénomènes mis en jeu sont expliqués.

Il s’agit de la sixième conférence du cycle de cours dont le thème général est : Du dioxyde de carbone aux hydrocarbures : un renversement salutaire. Cette conférence dure une heure.

Le passage du CO₂ par photochimie en carburants est exposé ici.

En simplifiant, une première étape concerne l’oxydation de l’eau en oxygène en absorbant un photon, puis l'oxygène formé est mis en présence de CO₂. La transformation qui s’ensuit, en absorbant un deuxième photon, conduit à la synthèse de sucres.

La prise en compte des bandes de valence et de conduction des catalyseurs (oxydes de titane ou de vanadium) et des photosensibilisateurs moléculaires (complexes du rhodium, iridium ou rhénium) permet de comprendre les mécanismes réactionnels correspondants.

Le séminaire qui complète ce cours, animé par Matthias Beller, professeur à l’Université de Rostock en Allemagne, a pour titre « Stockage de l'hydrogène à partir du CO₂ et valorisation du CO₂ : possibilités offertes par les catalyseurs homogènes et hétérogènes ». Il présente les résultats des transformations du CO₂ en CH₃OH puis en alcènes et en polymères vinyliques catalysées par des zéolithes. Les réactions « oxo » sur des alcènes sont également présentées.

Il s’agit de la cinquième conférence du cycle de cours dont le thème général est : Du dioxyde de carbone aux hydrocarbures : un renversement salutaire. Cette conférence dure une heure.

Il s’agit ici d’étudier des réductions du CO₂ par l’hydrogène en CO, CH₃OH et CH₄ et HCO₂H. Elles peuvent être réalisées avec des catalyseurs métalliques. Le cycle « vertueux » du dioxyde de carbone en acide méthanoïque est précisé en détail avec des catalyseurs du rhénium, d’iridium et de fer et avec des ligands type phosphine.

Le séminaire qui complète ce cours, animé par Thibault Cantat, ingénieur chercheur au CEA Saclay, a pour titre « Recycler le CO2, une approche diagonale ». Il illustre diverses réactions de transformation du CO₂ en utilisant des catalyseurs organiques silylés (du type trialkylsilane) :

• avec des alcools en ester méthanoïque avec activation par la guanidine ;
• avec des amines en carbamate ;
• avec des amines secondaires en amines tertiaires.

Il s’agit de la quatrième conférence du cycle de cours dont le thème général est : Du dioxyde de carbone aux hydrocarbures : un renversement salutaire. Cette conférence dure une heure.

Les réductions électrocatalytiques du CO₂ en CO (avec un complexe du rhénium) ou en CH₄ (avec des catalyseurs de Cu(0), sont étudiées et les mécanismes réactionnels correspondants sont indiqués. D’autres transformations sont évoquées telle que la réduction électrocatalytique en CO et H₂ avec des catalyseurs du Co(III).

Le séminaire qui complète ce cours, animé par Marc Robert, professeur à l’Université Paris Diderot, a pour titre « Réduire CO₂ en précurseur de carburant liquide à l'aide de fer : les secrets d'une catalyse exceptionnelle révélés par les outils de l'électrochimie moléculaire ». Il y étudie le passage de CO₂ + H₂O en CO et HO^- avec des catalyseurs au rhénium et au fer(I) !

Il s’agit de la troisième conférence du cycle de cours dont le thème général est : Du dioxyde de carbone aux hydrocarbures : un renversement salutaire. Cette conférence dure une heure.

Il s’agit d’une présentation des réactions « bioinspirées » par les enzymes. Ainsi la transformation CO₂ ‐ HCO₂^- enzymatique peut aussi être réalisée par des catalyseurs du molybdène ou du tungstène. La réduction du CO₂ en CO peut être réalisée avec des catalyseurs du fer et du nickel. De même la transformation du CO₂  en CH₄ est réalisée avec des catalyseurs du molybdène et du fer. Les mécanismes de ces réactions sont indiqués.

Un séminaire animé par Éric Maréchal, directeur de recherche au CEA Grenoble, complète ce cours et a pour titre « Capture du CO₂ par les microalgues chromalvéolées et production de biomolécules dérivées des glycérolipides ».

Il traite des algues qui sont capables de piéger le CO₂ et d’accumuler des huiles !

Il s’agit de la deuxième conférence du cycle de cours dont le thème général est : Du dioxyde de carbone aux hydrocarbures : un renversement salutaire. Cette conférence dure une heure.

L’activation catalytique du CO₂ avec des acides de Lewis est précisée et interprétée par la théorie des orbitales moléculaires. Sont évoqués ensuite les transformations du dioxyde de carbone : en carbonate cyclique et en polycarbonate, en acide formique via l’action de l’hydrogène ou par réduction cathodique ou photosynthèse artificielle.

Un séminaire complète ce cours. Il a pour titre « Le CO₂, véritable matière première pour une chimie verte des polymères » et est animé par Henri Cravail, professeur à l’Université de Bordeaux. Il propose diverses synthèses : par exemple la synthèse de polyuréthanes sans le passage par le phosgène et la transformation d’époxyde en carbonate cyclique, par CO₂ supercritique catalysée par des liquides ioniques. Le mécanisme réactionnel est présenté.