Colloque Chimie, Nanomatériaux, nanotechnologies - 7 novembre 2018

Date de publication : Jeudi 19 Juillet 2018
Rubrique(s) : Événements

Venez découvrir le nanomonde - l’organisation de la matière à l’échelle du nanomètre - le millionième de millimètre et ses applications lors du colloque :

CHIMIE, NANOMATERIAUX, NANOTECHNOLOGIES
Mercredi 7 Novembre 2018

Ce colloque est ouvert à un large public, avec une attention particulière aux lycéens, aux étudiants et à leurs enseignants.

Depuis une vingtaine d’années les responsables industriels comme les scientifiques ont découvert le « nanomonde » - l’organisation de la matière à l’échelle du nanomètre - le millionième de millimètre. Des applications de toutes sortes sont apparues qui changent les capacités techniques dans des domaines très variés – qu’il s’agisse du bâtiment, des textiles, des télécommunications et des technologies numériques ou encore de la santé et des nano-médecines.

Les produits de la vie quotidienne - alimentation, cosmétiques, produits d’entretien, etc. - n’échappent pas à ces évolutions : ils font un usage extensif de nanomatériaux comme additifs. Ces utilisations suscitent à juste titre des questions sur les risques sanitaires qu’elles pourraient induire, questions rendues difficiles en raison des incertitudes qui demeurent quant à l’activité biologique des nanomatériaux.

Ce colloque dans lequel nous avons réuni des experts chimistes, physiciens, biologistes, universitaires et industriels, a l’objectif d’illustrer la richesse du nanomonde en présentant la découverte continue de nouveaux nano-objets naturels ou artificiels et de nouvelles propriétés, qui mobilise tant les milieux scientifiques qu’industriels. Le colloque présentera des perspectives de développement des nanotechnologies dans les domaines d’actualité (comme le développement des batteries pour les voitures électriques ou celui des capteurs de l’état de l’environnement), mais il illustrera aussi le soin qui est apporté par tous les acteurs à l’évaluation de la toxicité des nano-objets par le développement de méthodes de caractérisation spécifiques de l’échelle nanométrique.

Le niveau des interventions se veut accessible à tous pour permettre un large débat.

 

Les inscriptions, gratuites mais obligatoires, sont ouvertes dès à présent.

En savoir plus

Mediachimie | La chimie en Bleu Blanc Rouge

Date de publication : Lundi 16 Juillet 2018
Rubrique(s) : Éditorial

En cette fin de coupe du monde et le magnifique comportement des « bleus » on voit fleurir un peu partout, dans les magasins, sur les automobiles, sur les façades des maisons, et au-dessus des rassemblements innombrables, les drapeaux bleu blanc rouge. Pour la plupart ces drapeaux sont issus d’une PME française qui les fabrique à partir de coupons de tissus teints dans les trois couleurs nationales et ensuite assemblés.

Les couleurs de ces teintures sont maintenant synthétisées par la chimie organique mais il existe encore de nombreux pigments minéraux organiques ou végétaux qui sont utilisés pour les vernis, les peintures et les teintures (1).

Bleu – De nombreuses nuances ont été trouvées par les chimistes : le bleu outremer dont le constituant essentiel vient d’une pierre naturelle le lapis-lazuli, le bleu de Prusse qui est un ferrocyanure Fe4[Fe2(CN)6]3 découvert un peu par hasard à Berlin par Dippel, le bleu de cobalt qui est un aluminate CoAl2O4 de structure spinelle dont le procédé de synthèse a été découvert par le français Thénard en 1802, et enfin le bleu indigo (2) qui est un nitrobenzoate de sodium très célèbre car c’est lui qui colore les tissus de jeans (3).

Blanc – Il faut remonter à la civilisation égyptienne pour voir les premiers fards à base de sels de plomb (4), la cérusite PbCO3 de phosphogénite Pb2Cl2CO3 de laurionite Pb(OH)Cl mélangés à de la graisse (5). Le blanc de zinc ZnO est obtenu par oxydation d’un minerai, la blende. L’oxyde de titane TiO2 (6) est très lumineux avec lequel on fabrique des centaines de milliers de tonnes pour les peintures, les papiers et les revêtements d’immeubles.

Rouge – Sans compter l’hémoglobine du sang (7) qui est un composé organique du fer et qui sert à l’échange d’oxygène, on connait l’alizarine extraite de la racine d’une plante, la garance, qui colorait les pantalons des uniformes de l’armée avant 1914 et qui fut abandonnée car trop voyant, le minium Pb3O4 utilisé sur les aciers et sur le fer comme protection anticorrosion et la cochenille qui est un pigment à base d’acide carminique extrait d’un insecte.

Jean-Claude Bernier
Juillet 2018

Pour en savoir plus
(1) La chimie crée sa couleur… sur la palette du peintre
(2) La synthèse de l’indigo (vidéo 4:30)
(3) La teinture d’un jeans (vidéo 5:03)
(4) Même les pharaons se maquillaient
(5) Dermo-cosmétique et beauté à travers les âges
(6) Les textiles photocatalytiques
(7) Le sang des animaux est-il toujours rouge ?


 

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Mots-clés : missions spatiales, satellites, orbites, propulsion électrique, astrophysique

Deux thèmes sont abordés: la chimie et les technologies qui y sont associées d'une part, l’instrumentation au bénefice de l’observation et l’analyse des constituants chimiques de l'espace d'autre part.

Le panorama des domaines où la contribution de la chimie est essentielle pour permettre la réalisation du satellite correspondant et lui permettre de remplir sa mission est présenté : propulsion chimique versus propulsion électrique, boucliers thermiques pour rentrer dans l’atmosphère des planètes, les SiCs dans l’instrumentation spatiale, etc. Chacune des technologies abordées est présentée dans le contexte des missions spatiales correspondantes : qu’elles soient de télécommunication, d’observation de la terre ou scientifique. En parallèle est présentée l'instrumentation spatiale au service de la chimie de l’espace sur ces mêmes missions, aussi bien dans le domaine de l'observation de l'atmosphère terrestre que de la chimie planétaire, par mesures in situ (robots) ou observations astronomiques avec les télescopes spatiaux européens sur des missions déjà réalisées ou à venir.

L’objectif étant de donner une vue d’ensemble expliquant où l'on va dans l'espace et pour observer quoi... et de comprendre les enjeux et challenges de ces missions en même temps que voir les apports de la chimie dans leur réalisation.

Vidéo de la conférence (durée 41:53)
Retrouvez ici toutes les vidéos de ce colloque. Possibilité de les télécharger.

Auteur(s) : Jacques Louet
Source : Colloque Chimie, aéronautique et espace, 8 novembre 2017, Fondation de la Maison de la chimie
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Mots-clés : hydrogène liquide, lanceur spatial, stockage d’énergie, avion électrique

Air Liquide réalise tous les réservoirs cryogéniques de la famille des lanceurs ARIANE, que ce soit pour stocker l’hydrogène, l’oxygène ou encore l’hélium sous forme liquide. Dans sa version la plus puissante, la fusée ARIANE V ECA emporte ainsi plus de 175 tonnes d’ergols sous forme cryogénique, à la fois pour son étage principal et pour saon étage supérieur. Le réservoir d’hélium liquide sert à pressuriser le réservoir d’oxygène de l’étage principal.

Avec son moteur VINCI ré-allumable, la future version ARIANE VI devra être capable de gérer de longues phases en orbite où les fluides cryogéniques seront en apesanteur. La gestion des fluides des lanceurs, les défis à résoudre, les solutions trouvées innovantes et compétitives pour ce futur lanceur en cours de réalisation sont exposées.

Le résultat des recherches sur la possibilité d’utiliser l’hydrogène sous forme gazeuse ou liquide pour des applications aéronautiques est aussi présenté : que ce soit pour la fourniture de quelques dizaines à une centaine de kilowatts électriques à bord des futurs avions de ligne, ou pour la propulsion de petits avions monomoteurs électriques à hélice de 100 à 200 chevaux, car la réaction électrochimique de l’hydrogène et de l’oxygène au sein de piles à combustibles à membranes offre un rapport poids/puissance ainsi qu’une autonomie inégalés. Un très large éventail de solutions innovantes, performantes et respectueuses de l’environnement s’ouvre ainsi pour l’aéronautique.

Les grandes agences spatiales dans le monde envisagent sérieusement l’établissement de bases permanentes sur la lune ou sur mars à un horizon d’une vingtaine d’années. L’alimentation en énergie de ces bases est un élément très critique où travers l’électrolyse d’une réserve d’eau, le stockage des molécules H2/O2 puis la restitution de l’énergie sous forme électrique à l’aide d’une pile à combustible. L’hydrogène peut jouer un rôle prépondérant pour le stockage de l’énergie solaire.

Vidéo de la conférence (durée 23:25)
Retrouvez ici toutes les vidéos de ce colloque. Possibilité de les télécharger.

Auteur(s) : Pierre Crespi
Source : Colloque Chimie, aéronautique et espace, 8 novembre 2017, fondation de la Maison de la chimie
 
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Mots-clés : turbine Rushton, turbulence, mobile radial, hélice marine, circulation, mobile axial, monophasé, polyphasé

L’agitation est une opération unitaire rencontrée dans toute l’industrie chimique et les industries connexes (procédés biotechnologiques, traitement des eaux, pétrochimie, industrie pharmaceutique, industries agroalimentaires…).  

Cette vidéo, de la série « Vous avez dit Génie Chimique ? » nous montre différents mobiles d’agitation et nous explique les critères de choix, selon que l’on veut réaliser une réaction chimique, un transfert de chaleur, une mise en suspension, un contact gaz liquide.

Auteur(s) : R. German, P. Richel, Y. Cochet, S. Rode,  Production : Fondation Internationale de la Maison de la Chimie, PROCEDEC, ENSIC (Nancy)
Source : chaîne YouTube Mediachimie, Outils pédagogiques de la Fondation Internationale de la Maison de la Chimie
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Mots-clés : recyclage, métaux précieux, cartes électroniques, eau pressurisée, état supercritique, état SC

Cette passionnante vidéo nous fait découvrir la recherche sur le recyclage des métaux précieux comme l’or, l’argent, le cuivre et le tantale, présents dans les cartes électroniques. L’objectif est de détruire la résine polymère qui lie l’ensemble tout en ne détériorant par les métaux. Le réactif utilisé est l’eau, portée à 500 °C sous 250 bars, qui se trouve alors dans un état supercritique.

Auteur(s) :
Réalisateur : Juliette Lacharnay et Nicolas Baker ; Producteur : CNRS Images

Source : DailyMotion, CNRS

Pour accompagner l'année de la chimie, de l'école à l'université, en plus des rubriques habituelles mais particulièrement choisies, comme la Question du mois et les Zooms sur…  les innovations récentes, Mediachimie.org propose de nouvelles ressources qui seront ajoutées au fil de l'année :

En savoir plus sur l'année de la chimie, de l'école à l'université (Site Eduscol)

Télécharger le dossier de presse (PDF)

Voir la vidéo du Lancement officiel de 2018-2019 Année de la chimie, de l'école à l'université

 

Quiz en ligne

L'année 2019 célèbre le 150e anniversaire de la publication par Mendeleiev de son tableau périodique des éléments. À cette occasion Mediachimie.org vous propose de découvrir le tableau périodique et ses éléments avec des quiz.

 

Réactions en un clin d'oeil

Mediachimie.org vous propose de découvrir quelques réactions et transformations chimiques qui ont changé l'histoire et la vie des hommes au cours des temps en révolutionnant notre quotidien :

Les chimistes dans...

Comment concilier plusieurs passions dans votre futur métier ? Transports, énergies renouvelables, santé et bien-être..., la chimie intervient dans de nombreux secteurs. Mediachimie.org propose une série de fiches mettant en lumière les secteurs économiques où innovent et travaillent les chimistes.

Autres informations :


Vidéo du lancement officiel de 2018-2019 Année de la chimie, de l'école à l'université

Le nouveau tableau de Mendeleïev du World Materials Forum

Date de publication : Vendredi 29 Juin 2018
Rubrique(s) : Événements

Le World Materials Forum qui s’est tenu cette semaine du 23 au 28 juin à Nancy et qui réunit la plupart des experts internationaux miniers et métallurgistes a réalisé deux études pour évaluer la criticité de plusieurs métaux ou éléments du tableau périodique. Ils se sont focalisés sur les métaux intervenant dans plusieurs secteurs stratégiques : l’électronique, l’énergie, l’aéronautique, la défense, l’automobile.

Le BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) avec le Comité ministériel pour les métaux stratégiques (Comes) vient à cette occasion de publier un nouveau tableau de Mendeleïev qui évalue pour chaque numéro atomique les risques d’approvisionnements pour l’industrie Française et européenne : risques élevés (rouge), veille attentive (jaune), risques faibles (vert).

Ils ont ainsi identifiés six métaux dont la pénurie nous guette : le cobalt (1), le tungstène, l’étain, le cuivre, le nickel et le zinc qui doivent être sous haute surveillance pour des raisons variables : géopolitiques, réserves limitées, monopole géographique d’un État, consommation exponentielle, volatilité des prix.

Mediachimie a déjà attiré l’attention sur ces problèmes, tout indique que l’on doit, nous chimistes, nous impliquer davantage dans des méthodes innovantes de recyclages (2) et d’extractions minières.

Jean-Claude Bernier
Juin 2018


 

Voir le tableau de Mendeleïev revisité par le BRGM et les consultants de CRU et de McKinsey sur le site de l'Usine Nouvelle : [lien]

Pour en savoir plus :
(1) Et si le cobalt manquait... quel serait l’avenir des voitures électriques ?
(2) Vie et recyclage des appareils et supports numériques (Chimie et… Junior)
 

Mediachimie | Comment draguer Morphée et le quitter ?

Date de publication : Jeudi 28 Juin 2018
Rubrique(s) : Question du mois

Un clin d'œil à la chimie du réveil et du coucher

Quand le soleil se lève…

La couleur bleue du matin éveille en nous la synthèse de multiples molécules chimiques et en particulier au niveau du cerveau de nombreuses molécules dites neuromédiateurs ou neurotransmetteurs. Il s’agit de petites molécules, lesquelles, une fois synthétisées dans les cellules, sont déversées dans le liquide intercellulaire (entre les cellules) pour transmettre des messages relatifs à l’éveil et au tonus (1).

Nos humeurs, notre équilibre affectif, notre appétit, nos motivations durant la journée en dépendent fortement. La sérotonine, la dopamine comme la noradrénaline en font partie (2). Un défaut en sérotonine ou en dopamine peut conduire à des pathologies graves comme, réciproquement, la dépression ou la maladie de Parkinson.

Les sources d’alimentation influencent aussi et pour beaucoup l’approvisionnement de l’organisme en ces deux neuromédiateurs : leur biosynthèse a lieu dans l’organisme à partir des acides aminés dits essentiels c’est-à-dire apportés par la nourriture. Il s’agit du tryptophane pour la sérotonine et de la phénylalanine pour la dopamine (3). Les protéines contenant le plus ces acides aminés sont celles issus du soja, des haricots secs, des lentilles, des graines de noix, œufs, légumes, fruits, poissons et viandes. Dans l’ensemble il faut privilégier plutôt les légumes secs, les lentilles, les noix et non une alimentation hyper-protéinée.

Quand le soleil se couche…

Le soleil tombant, la couleur rougeâtre va changer les processus physiologiques.

Ainsi et à titre d’exemple la synthèse de la sérotonine va être revue à la baisse et le surplus circulant va être transformé en mélatonine (melanas en grec=encre noire), l’hormone qui va progressivement nous conduire vers les bras de Morphée (4).

La lumière, le soleil et le crépuscule remplaceraient abondamment et qualitativement nos réveils électroniques grâce à la chimie et ses impulsions par le simple déclenchement des régulations naturelles. À quand les chambres à coucher rougeâtres la nuit tombante et bleues le soleil levant ?

La preuve de concept étant presque faite, allons plus loin et imaginons des peintures intelligentes dont «l’Homme » aurait grand besoin ! Ses humeurs, son énergie, ses dépressions, son efficacité, sa prductivité au travail et son bien-être ne pourraient que s’améliorer !!

Constantin Agouridas et l'équipe Question du mois de Mediachimie

 

 

[1] L’influx nerveux (message) est ainsi transmis à partir des cellules nerveuses (neurones) vers d’autres neurones ou vers d’autres cellules de l’organisme comme les muscles…

[2] Ces trois molécules sont des amines. Leurs formules sont :

sérotoninedopaminenoradrénaline,  isomère L (R) est seul concerné

 


[3] La dopamine peut dans certaines circonstances trouver un autre précurseur endogène pour sa biosynthèse : la tyrosine. Il faut noter que la source de la tyrosine dépend aussi de la phénylalanine…
Pour ces 3 acides aminés, seuls les isomères L (S) sont impliqués.

L (S) phénylalanineL (S) tryptophaneL (S) tyrosine

 

[4]La mélatonine ou « hormone du sommeil » a pour formule


La sérotonine subit une acétylation de sa fonction amine et une méthylation de sa fonction phénol, par voie enzymatique, dans la glande pinéale ou épiphyse, selon :

Bien que la morphine, tire son nom de Morphée, cette molécule complexe, utilisée contre les douleurs intenses, n’est pas synthétisée au sein de l’organisme, mais extraite de l’opium. Elle n’appartient pas au cycle circadien.


 

Mediachimie | Polémiques dans le monde des biocarburants

Date de publication : Jeudi 28 Juin 2018
Rubrique(s) : Éditorial

L’autorisation donnée à Total de pouvoir importer de l’huile de palme pour sa bioraffinerie de la Mède (Bouches du Rhône) a enflammé (si j’ose dire) le monde agricole, entraînant durant une petite semaine le blocage de sites pétroliers. Aussitôt les divers lobbies agriculteurs, pétroliers, écologistes, se sont affrontés sans vraiment apporter des arguments scientifiques.

Que sont les biocarburants et plutôt les agrocarburants (1) en France ? Ce sont des substituts du pétrole biosourcés, incorporés à l’essence sous forme d’éthanol (2) ou au diesel sous forme d’esters d’huiles végétales (3) (4). Ces agrocarburants sont plus chers à produire que le pétrole à extraire et à raffiner et leurs cours assez volatils sont liés au marché pétrolier et au coût des produits agricoles. L’éthanol américain est 10% moins cher que celui produit en Europe et le biodiesel à base de colza est 30% plus coûteux que celui provenant de l’huile de palme.

Quand Total a décidé de reconvertir la raffinerie de la Mède, condamnée à la fermeture, dans une stratégie plus globale de diversification en énergies décarbonées, les agrocarburants étaient incontournables. Les 275 millions d’euros investis permettaient de plus de sauvegarder quelques centaines d’emplois et de garder une activité portuaire en PACA avec le transit de 450 000 T d’huile. De plus le procédé retenu le HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) est l’aboutissement industriel d’un procédé français Vegan® mis au point par l’IFPEN et la société Axens (5). Il s’agit d’un traitement à l’hydrogène sous pression des huiles végétales sur catalyseur qui aboutit à l’hydrodesoxydation des acides gras pour former des paraffines linéaires. Deux voies coexistent :

  • l’hydrogénation/hydrogénolyse notée HDO qui élimine l’oxygène sous forme de H2O
  • la décarboxylation notée DCO l’oxygène étant éliminée sous forme de CO2

Une réaction d’hydroisomérisation améliore les chaînes paraffiniques pour donner un gazole remarquablement stable parfaitement compatible avec les produits pétroliers et utilisable pour le transport aérien (6).

On comprend la colère des agriculteurs et agro-transformateurs existants s’étant investis dans la culture du colza, blé, betterave… pour produire le bioéthanol et le biodiesel et celui du ministère du développement durable peu enclin à se lancer dans une guerre géopolitique avec l’Indonésie ! D’autant que des nuages sombres s’amoncellent sur l’avenir de la filière. En effet si en France les ajouts d’éthanol dans les essences de 10% dans le super 95 E10 progressent (ce dernier atteint 35% des ventes) et que les esters d’huile végétale atteignent 8% dans le gasoil, la Cour des comptes pointe les détaxations et subventions de l’État français chiffrées à plus de 1,3 milliards d’euros en 2012. À Bruxelles c’est pire, un rapport paru en avril 2016 repris par l’ONG Transport & Environnement conclut que les agrocarburants, loin d’être vertueux pour l’environnement, émettent en fait plus de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles. Cette enquête commandée par la commission est corroborée à un degré moindre par une remarquable étude de l’ADEME et de l’INRA sur le facteur CAS (Changement d’Affectation des Sols) qui prend en compte la perte de « puits de carbone » engendrées par ces cultures industrielles. S’appuyant sur 800 publications et rapports internationaux ils chiffrent des fourchettes de 35 à 84 g. eq CO2 / MJ pour le biodiesel et de 25 à 80 g. eq CO2 /MJ pour le bioéthanol, qui doivent s’ajouter au bilan d’émission (culture, transport de la biomasse, transformation chimique, distribution) et complexifient encore l’évaluation (7).

On est alors loin de pouvoir satisfaire les normes de la directive européenne RED (Renewable Energy Directive) qui fixait des objectifs de réduction de GES (gaz à effet de serre) de 35% en 2017 et 50% en 2018 des biocarburants par rapport aux carburants fossiles. Alors quelles solutions ? Accélérer la voie industrielle du traitement par biochimie des lignocellulosiques pour les carburants 2G (8) ou diversifier la chimie végétale en produisant des molécules à haute valeur ajoutée (9) plutôt que des carburants, ce sont deux voies d’avenir et de sauvetage.

Jean-Claude Bernier
Juin 2018

Pour en savoir plus :
(1) Les enjeux de la R&D en chimie pour le domaine des carburants et des biocarburants
(2) L’éthanol (produit du jour de la SCF)
(3) Un exemple d’énergie renouvelable : l’essence verte
(4) Le colza à la pompe (vidéo)
(5) Voir le remarquable article de Thierry Chapus : L’Actualité chimique (mars 2017) n° 416 p. 32
(6) Chimie du végétal, fer de lance de la chimie durable
(7) Des biocarburants pas si verts que ça
(8) Le biocarburant 2G bientôt à la pompe
(9) Biomasse : la matière première renouvelable de l’avenir

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