Après un rapide rappel de la formation des planètes et les méthodes d’étude de leurs atmosphères (in situ et à distance grâce aux spectres continus thermiques, d’émission et d’absorption), la chimie réductrice des planètes géantes est exposée, suivie de la chimie des planètes telluriques (Vénus, Mars et Titan). Les équilibres chimiques sont expliqués, mais aussi les processus hors équilibre (photochimie, interactions surface-atmosphère, chimie des chocs par impact cométaire). C’est ce qu’on appelle la planétologie comparée.
Plus d'information sur la conférence sur le site de l'ESPCI Paris
Source : Vidéos des conférences expérimentales de l’espace Pierre-Gilles de Gennes – Canal U-TV - ESPGG - ESPCI Paris - Conférence du 5 décembre 2011
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La formulation et les matières premières : généralités
Rubrique(s) : Zoom sur...
La formulation est l’art des mélanges et de leur stabilité et ne met pas en jeu de réactions chimiques. L’objectif final est d’obtenir un produit qui aura des propriétés fonctionnelles précises. L’aspect final de ce produit formulé est apparemment homogène à l’échelle macroscopique mais est en réalité hétérogène à l’échelle microscopique.
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La bonne chimie est-elle dans le bon dosage ?
Rubrique(s) : Question du mois
Le sucre, le botox et le scatol… les exemples sont nombreux.
« La voie du milieu est celle de l’illumination », disait la philosophie bouddhiste, alors que la civilisation hellénique enseignait que « l’excellence est dans la mesure ».
Le sucre qui fait vivre ou tue
Le taux normal de glycémie (sucre dans le sang, glyco=sucré et hème=sang), est situé entre 0,7 et 1,1 g/L, c'est-à-dire que la juste mesure du glucose circulant acceptable pour l’organisme d’un homme de 70 kilogrammes est l’équivalent d’environ un petit « carré » de sucre. Au-dessus c’est l’hyperglycémie et au-dessous c’est l’hypoglycémie. Dans les deux cas de figure, il s’agit de pathologies à surveiller de très près car leur évolution peut compromettre le pronostic vital d’un individu.
Le glucose (1), molécule simple, principal constituant du sucre alimentaire et de l’amidon chez les plantes ou du glycogène chez les animaux, appartient à la famille des glucides (carbohydrates) et sert de carburant primaire pour nos muscles et organes. C’est par exemple la nourriture quasi-exclusive du cerveau, ce qui dans le cas des hypoglycémies simples conduit à des malaises, des étourdissements voire des évanouissements.
En revanche son excès conduit à des pathologies de diabète qu’il faut savoir gérer au quotidien en fonction des cas. Les artères en commençant par les artérioles sont la cible privilégiée du glucose en excès qui souvent, en cas de non surveillance, conduit à une insuffisance rénale, et puis entre autres et progressivement, à des atteintes du cœur et du cerveau.
Dans le monde développé le diabète est la quatrième cause de décès chez l’homme.
Le Botox, une arme de guerre biologique devenue un outil de beauté et de bien-être
Il s’agit d’une toxine botulique secrétée par une bactérie appelée Clostidrium botulinum. Un millième de gramme (1mg) suffit pour tuer plus de 30 millions de souris, soit 1mg de toxine pour 600 tonnes de souris !
Cette toxine présente une neurotoxicité conduisant à la paralysie des muscles.
Il y a plusieurs types de toxines botuliques avec un effet plus ou moins toxique, mais il s’agit dans tous les cas d’une protéine possédant une action catalytique de type protéolytique (c’est-à-dire qu’elle coupe les protéines en morceaux). Du fait de ce mécanisme moléculaire, elle inhibe l’action d’un neuromédiateur (l’acétylcholine) en charge de tonifier les muscles. C’est grâce à cette propriété que des industriels ont osé (!) décider de l’utiliser par voie locale et à des concentrations infimes pour corriger les rides dites d’expression comme par exemple les fibres externes du muscle orbiculaire (rides dites de la patte d’oie).
Son utilisation pour des pathologies telles que le strabisme ou la transpiration excessive a aussi démontré son intérêt.
Le scatol : une odeur variable selon la concentration…
Le scatol (2) est une molécule d’indole légèrement modifiée par la présence d’un groupement méthyle supplémentaire sur la position 3.
Ses propriétés odorantes changent radicalement avec la concentration. À des concentrations élevées le scatol est responsable de l’odeur des matières fécales (d’où le nom de scatol dérivant du grec «scata », d’où le mot en français de scatologie) alors qu’à de faibles concentrations il est utilisé en parfumerie pour sa fragrance florale proche du jasmin et de la fleur d’oranger mais aussi pour son pouvoir contrastant et fixateur.
Il en est ainsi de nombreuses substances, naturelles ou de synthèse, qui ont des propriétés différentes selon la concentration. Elles peuvent également avoir plusieurs propriétés simultanément. C’est en particulier le cas des médicaments dont la propriété recherchée s’accompagne parfois d’effets secondaires pas toujours souhaitables, ce qui amène à la recherche du meilleur rapport bénéfice/risque lors d’une prescription qui tient compte de la dose et de la durée du traitement.
Alors comme disait Pascal, « la façon de donner la rose vaut autant que la rose… »
Constantin Agouridas et l’équipe Question du mois
(1) le glucose de formule brute C6H12O6 a pour formule semi-développée :
2) Le scatol ou scatole a pour formule :
Participer à FameLab jusqu'au 15/04/2018
Rubrique(s) : Événements
Organisé par le British Council en France, FameLab est un concours international de communication scientifique, gratuit et ouvert à toute personne exerçant une activité en rapport avec la science.
Le principe est simple :
Qui peut participer ?
Tout personne répondant aux critères suivants :
- Être âgé.e de plus de 18 ans ;
- Exercer une activité qui touche aux sciences (chercheur.e, étudiant.e, ingénieur.e, technicien.ne, enseignant.e dans le domaine des sciences, etc.) ;
- Résider ou étudier en France (toutes nationalités confondues).
» Critères d’éligibilité : https://www.britishcouncil.fr/famelab/participer/eligibilite
Comment participer ?
La sélection s’effectue en ligne : les candidat.e.s ont jusqu’au 15 avril 2018 pour soumettre une vidéo de leur présentation (d’une durée de 3 minutes).
» Soumettre sa candidature : https://www.britishcouncil.fr/famelab/participer/inscription
Plus d’informations
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Panique sur les déchets
Rubrique(s) : Éditorial
Non ce n’est pas à cause de la grève des éboueurs mais plutôt à cause de la Chine qui s’engage dans un nouveau protectionnisme économique avec la campagne « Ciel bleu 2018 ». Cette campagne durcit les exigences des douanes chinoises qui vont interdire l’importation de 24 types de déchets solides (1) dont la qualité est jugée mauvaise. On donne comme exemple les déchets plastiques non lavés et mélangés, les déchets métalliques divers, les vieux papiers et cartons mêlés dans la même balle. La tolérance devient très stricte avec un niveau qui ne doit pas dépasser 0,5 % de déchets indésirables.
Il faut se rappeler que la Chine importait près de 30 millions de tonnes (Mt) de papiers et cartons (2) par an, cette quantité qui sera très réduite dès 2018. Un contrôle encore plus sévère sera fait sur les plastiques importés en Chine, qui représentent près de 7,3 Mt en 2016. L’exigence touche huit familles dont les films polyéthylène (PE), le styrène, le polychlorure de vinyle (PVC), le polytéréphtalate d'éthylène (PET) (3) et le PET bouteille et le polycarbonate (PC) utilisé pour les CD et DVD. Ces plastiques devront être triés et lavés par famille avec des quotas imposés. Actuellement, 85 % des déchets plastiques exportés par l’Union européenne sont exportés vers la Chine. On conçoit bien que la Chine ne veut plus être la poubelle de l’Europe mais cela pose brusquement des problèmes économiques dans le secteur (4).
Le recyclage européen, qui était déjà depuis deux ans confronté à un durcissement douanier, a cru s’adapter en développant des étapes de tris plus contraignants, mais la profession pense que bientôt pour entrer en Chine il faudra fabriquer des produits finis : laver les films, broyer les emballages, les extruder et livrer des granulés.
C’est peut-être aussi une opportunité pour l’industrie française du recyclage (5). Si elle veut reprendre les exportations, il faut monter en gamme : sur-trier les papiers et cartons usagés, trier par classe les films, emballages et déchets plastiques, les broyer et les transformer par traitement thermique et extrusion. C’est créer de la valeur ajoutée et des emplois avec nos matières usées (6).
Il faut cependant sur le plan français reconnaître mieux cette industrie qui permet chaque année d’économiser plusieurs millions de tonnes de CO2. Il faudra redonner au marché du papier et du plastique recyclé un niveau de prix autorisant de nouveaux investissements (7). Il est temps car en Inde, en Malaisie, au Viêt Nam, des usines pour cette transformation intermédiaire se mettent en place.
Jean-Claude Bernier
Avril 2018
Pour en savoir plus
(1) Recyclage des matériaux et évaluation environnementale
(2) Recyclage et valorisation des déchets
(3) Les textiles imper-respirants
(4) Faire du déchet une ressource, un enjeu pour l’industrialisation des filières et des territoires en France
(5) Les déchets : valorisation traitement
(6) Transformer les déchets en ressources
(7) Ingénieur Génie des procédés / Génie chimique (fiche Métier) (187)
Socle :
- Les systèmes naturels et les systèmes techniques
- Les représentations du monde et l'activité humaine
Programme Cycle 4 :
- L’énergie et ses conversions
Source : D’après l’article Se loger, se déplacer : peut-on se libérer de l’addiction aux énergies fossiles ? de Daniel Quénard publié dans l’ouvrage « La chimie et l’habitat », EDP Sciences, 2011, ISBN : 978-2-7598-0642-3
Socle :
- Les systèmes naturels et les systèmes techniques
- Les représentations du monde et l'activité humaine
Programme Cycle 4 :
- L’énergie et ses conversions : Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie
Source : D’après l’article Les matériaux stratégiques pour l’énergie de Bruno Goffé publié dans l’ouvrage « Chimie et enjeux énergétiques », EDP Sciences, 2013, ISBN : 978-2-7598-0973-8
Socle :
- Les systèmes naturels et les systèmes techniques (travail sur la prise de conscience de l’impact de l’activité humaine sur l’environnement)
- Les représentations du monde et de l’activité humaine (travail sur la compréhension des problématiques actuels qui peuvent se poser à l’humanité, mais aussi sur la nécessité de considérer l’humanité dans le futur)
Programme Cycle 4 :
- Décrire la constitution et les états de la matière
- Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie
Source : Les enjeux de la chimie dans la production d'électricité. L’importance de la chimie dans le secteur nucléaire, D’après l’article Les enjeux de la chimie dans la production d’électricité de Jean-Pierre West publié dans l’ouvrage « Chimie et enjeux énergétiques », EDP Sciences, 2013, ISBN : 978-2-7598-0973-8
Socle :
- Les systèmes naturels et les systèmes techniques (travail sur la prise de conscience de l’impact de l’activité humaine sur l’environnement)
- Les représentations du monde et de l’activité humaine (travail sur la compréhension des problématiques actuelles qui peuvent se poser à l’humanité, mais aussi sur la nécessité de considérer l’humanité dans le futur)
Programme Cycle 4 :
- Décrire la constitution et les états de la matière
- Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie
Source : Les enjeux de la chimie dans la production d'électricité. Et demain, quelles énergies ?, D’après l’article Les enjeux de la chimie dans la production d’électricité de Jean-Pierre West publié dans l’ouvrage « Chimie et enjeux énergétiques », EDP Sciences, 2013, ISBN : 978-2-7598-0973-8
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Comment fabrique-t-on du savon ?
Rubrique(s) : Question du mois
On a trouvé des textes décrivant l’obtention de savon datant de – 3000 av. J.-C., mais son usage existe probablement depuis la préhistoire. Le mot sapo en gaulois a donné en français le mot savon.
Le savon à travers les siècles
À travers les siècles le mode de fabrication a toujours utilisé deux substances :
- un corps gras, une graisse animale (de bœuf, de mouton, de cochon ou de sanglier…) ou une huile végétale (d’olive, d’arachide, de coprah, de palme...)
- une base alcaline, présente dans les cendres issues de combustion de plantes ou de bois. Le produit basique présent dans les cendres est un carbonate de sodium ou de potassium (Na2CO3 ou K2CO3).
Pendant des siècles la fabrication est restée artisanale, avec les matières premières régionales aussi bien pour le corps gras que pour les cendres.
En 1823, le chimiste français Eugène Chevreul comprend la réaction qui se passe quand on chauffe ensemble la graisse et la base pour former le savon. Cette réaction est appelée saponification. Il identifie aussi la nature ionique des entités constituant les savons.
Quels sont les constituants des corps gras ?
Les corps gras sont des triesters naturels du glycérol appelés aussi triglycérides.
Ils sont formés à partir de glycérol de formule HOH2C-CHOH-CH2OH (
) et d’acides dits « gras », RCOOH, où R est une très longue chaîne carbonée H3C-(CH2)n-, (n pouvant aller de 3 à 35 ) (1).
Par exemple le triester de l’acide palmitique a pour formule 
La réaction de saponification
La réaction de saponification est réalisée de nos jours à l’échelle industrielle en chauffant des corps gras en présence de soude NaOH ou de potasse KOH. On obtient des ions carboxylates à longues chaînes carbonées (2).
Avec la soude on obtient des carboxylates de sodium donnant des savons durs et avec la potasse des carboxylates de potassium donnant des savons mous ou liquides.
On trouve dans le commerce un très grand choix de savons, du fait d’une très grande variété de matières premières parmi les corps gras naturels. Ainsi, il peut y avoir autant de savons « à l’huile d’olive » qu’il y a de variétés d’huiles d’olive !
Historiquement, une teneur de 72 % en masse d’acides gras était garantie dans le savon de Marseille traditionnel, uniquement préparé à partir d'huile d'olive.
Le rôle du savon
Dans l’ion carboxylate l’extrémité de la chaîne COO- est hydrophile (qui aime l’eau) et la longue chaîne R est lipophile (qui aime la graisse). Ces deux propriétés simultanées permettent d’ôter la graisse d’un vêtement, de la peau ou de tout objet et de l’entrainer avec l’eau(3).
En cette période propice aux virus, respectez les consignes de lavage des mains préconisées par « Santé publique France ». Le lavage des mains au savon permet par la friction et la formation de mousse de déloger la saleté et les virus, puis de les évacuer avec le rinçage. Mais le savon ne tue pas les virus ni les bactéries.
Françoise Brénon et l'équipe Question du mois de Mediachimie
(1) Les triglycérides ont pour formule générale
CH2-O-CO-R1 où R1, R2 et R3 sont des longues chaînes carbonées qui peuvent différer.
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CH-O-CO-R2
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CH2-O-CO-R3
(2) Par exemple, pour un corps gras avec la même chaîne R, la réaction de saponification a pour bilan
Le carboxylate de sodium a pour formule RCOO –, Na+
Le carboxylate de potassium a pour formule RCOO –, K+
(3) Schématiquement la molécule ionique de savon est représentée ainsi :
La tache de graisse va être emprisonnée par les queues lipophiles des molécules qui s’organisent autour d’elle en sphère, les parties hydrophiles étant en contact avec l’eau. L’ensemble est appelé une micelle.
Exemple d’une goutte d’huile piégée