La formation d’eau à partir de l’oxygène et de l’hydrogène produit de l’électricité. C’est sur ce principe que fonctionne la pile à combustible. Explication pédagogique de la réaction électrochimique et schéma de fonctionnement de la pileà combusible.
Objectif : Contenu simple et clair. Comment produire simplement de l’électricité à partir d’hydrogène et d’oxygène.
Niveau : début cycle 4 (5e, 4e)
En utilisant les propriétés radioactives de l’uranium, l’homme produit de l’électricité dans les centrales nucléaires. Une animation très pédagogique qui explique toutes les étapes du procédé.
Cette petite animation, d’un abord assez simple, décrit et explique le principe de fonctionnement d’une centrale nucléaire.
Objectif : Comprendre les principes de base d’un réacteur nucléaire
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Orientation
Rubrique(s) : Éditorial
Au moment où les interrogations sur les filières de formation post-bac se multiplient et alors que les choix d’orientation se rapprochent, il est bon de rappeler que les métiers de la chimie évoluent et présentent toujours d’excellentes capacité d’accueil et de progression de carrière.
La chimie représente environ 160 000 emplois directs, souvent dans les PME, et de l’ordre de 500 000 emplois indirects en métallurgie, électronique, pharmacie, automobile… secteurs où la chimie est très présente. C’est au moins 25 000 postes qui s’ouvrent par an, de l’ingénieur au secrétaire et du responsable de vente au responsable du laboratoire d’analyse.
Rappelons les principales filières :
- Les écoles nationales de chimie et de génie chimique au nombre de 20, constituant la fédération Gay-Lussac et bien réparties sur le territoire, délivrent en 3 ans le diplôme d’ingénieur. L’admission se fait sur concours, après deux ans de classes préparatoires aux grandes écoles (PC CH, PC PH, PSI, MP). Des classes préparatoires intégrées ont également été créées, pour lesquelles l’admission se fait après le bac. Classes préparatoires aux grandes écoles et classes préparatoires intégrées sont accessibles sur le dispositif APB. Les écoles admettent aussi sur titres ou sur concours les étudiants issus d’un cursus universitaire (Bac+2, Bac + 3 et 4) ainsi que des étudiants issus des filières DUT et BTS. Le diplôme d’ingénieur conduit à plusieurs carrières de cadres intéressantes (1) (2) (3).
- Les universités qui ont des facultés ou instituts de chimie dispensent après le bac en 3 ans les licences et en 5 ans les masters de chimie. Elles sont 35, bien réparties sur le territoire en France. Les études y peuvent être prolongées par le doctorat qui conduit aux métiers de la recherche (4) (5).
- Les Instituts Universitaires de Technologie (IUT) délivrent un DUT (Diplôme universitaire de technologie) après 2 ans d’études après le bac.. 17 IUT en France ont un département de chimie permettant d’obtenir le DUT de Chimie et 12 IUT ont un département de Génie Chimique et Génie des procédés qui conduisent au DUT correspondant. L’admission se fait après le bac sur dossier, via le dispositif APB. Les DUT conduisent à de nombreuses fonctions (6) (7).
- Le brevet de technicien supérieur (BTS) est délivré en France par 38 lycées. Sont concernés les BTS métiers de la chimie et les BTS pilotage de procédés qui sont de création récente, remplacant les BTS chimiste et BTS contrôle industriel et régulation automatique. L’admission dans les classes de STS se fait après le bac via le dispositif APB. Les techniciens supérieurs peuvent occuper plusieurs postes en chimie (8) (9).
- La formation par alternance et par apprentissage. Il existe de nombreuses formations en entreprise. Pour sa part, l’Union des Industries Chimiques (UIC) comptabilise 1500 apprentis ou jeunes en formation dans l’industrie chimique (10) (11). Ces formations post-bac ne sont pas toutes disponibles sur le dispositif APB, il ne faut pas hésiter à contacter les CFA et les établissements.
Jean-Claude Bernier
janvier 2016
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Ingénieur chimiste Procédés
(2) Ingénieur technico-commercial / Attaché technico-commercial
(3) Ingénieur de recherche / Chercheur
(4) Enseignant-chercheur
(5) Directeur R&D / Directeur scientifique
(6) Assistant ingénieur 597
(7) Technicien / Agent de maîtrise et de maintenance industrielle
(8) Technicien chimiste
(9) Assistant import–export
(10) Agent de laboratoire / Aide-chimiste
(11) Opérateur production
De nombreux autres métiers de la chimie auxquels conduisent ces filières peuvent être consultés sur le site mediachimie.org qui présente toutes les fiches métiers et les videos illustrant l’activité en entreprise, en labo et sur le terrain, des « chimistes ».
Les chercheurs tentent de trouver des solutions pour une énergie moins polluante et moins chère. Pile à combustible, réacteur de fusion, moulin sous-marin… Tour d’horizon des pistes à l’étude.
Cette très courte animation illustre quatre grands procédés envisagés pour produire dans le futur de l’énergie en quantités considérables, à partir de sources renouvelables.
Objectif : Donner des idées générales sur les moyens de produire dans le futur des énergies renouvelables.
Niveau : Contenu simple et clair, abordable pour tous niveaux de collège
Une part importante de l’énergie produite est consommée dans nos logements. Cette énergie coûte cher et elle n’est pas sans effet sur notre environnement. Aussi faut-il penser à l’économiser.
Les feux tricolores que l’on rencontre dans notre quotidien sont constitués de diodes électroluminescentes (aussi appelées DEL ou LED en anglais), elles-mêmes constituées de matériaux semi-conducteurs. Découvrez à travers cette animation, qui s’appuie sur la notion d’échange quantique d’énergie, comment les DEL émettent de la lumière et pourquoi chaque DEL possède une couleur spécifique. L’occasion de comprendre également le fonctionnement des semi-conducteurs de type N et de type P.
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Le sang des animaux est-il toujours rouge ?
Rubrique(s) : Question du mois
L’oxygène, carburant de la vie, étant peu soluble dans l’eau, il a fallu que la vie invente des molécules chimiques, véritables « camions transporteurs de l’oxygène », qui le transporte dans tous les tissus de l’organisme via le réseau autoroutier de la circulation sanguine.
Ainsi chez les vertébrés, c’est l’hémoglobine qui fait office de camion transporteur. Il s’agit d’une protéine contenant en son sein un ion du fer (Fe2+), capable de fixer l’oxygène.
L’ensemble hémoglobine - oxygène forme un complexe qui donne au sang, sa couleur rouge vif.
Mais qu’en est-il des mollusques, homards et certains crustacés ?
Chez les invertébrés, certains mollusques, les arthropodes comme le poulpe (octopus) ou les crustacés et les limules, ce n’est plus l’hémoglobine mais l’hémocyanine qui fait office de camion transporteur. Cette protéine contient en son sein deux ions du cuivre (Cu2+), et non plus un ion du fer, capable de fixer l’oxygène.
L’ensemble hémocyniane - oxygène forme un complexe donnant au sang, une couleur bleu-vert (cyanos en grec).
Observations, adaptation et applications
La couleur bleue du homard résiste à la congélation mais disparait au profit du rouge quand on le plonge dans l'eau bouillante. L’octopus (poulpe), au sang bleu, s’adapte à la vie dans des eaux aussi froides que tempérées à chaudes. Les raisons en restent encore à determiner.
Grâce à la sécrétion d’une molécule protéique, le sang bleu des limules sait encercler l’ennemi et le gélifier sur place. Ainsi, ces animaux, qui ont peu évolué depuis 500 millions d’années, nous offrent leur sang pour vérifier la non-contamination bactérienne d’instruments médicaux ou de l’eau utilisée pour les dialyses.
Mais comment, alors qu’ils sont démunis de système immunitaire, ces êtres vivants ont-ils pu traverser sans encombre 500 millions d’années? Pourrait-on envisager d’autres domaines d’intérêt comme l’aide au diagnostic, la lutte contre des infections virales ou contre les cancers?
Et qu’en est-il chez l’homme ?
On disait que les nobles avaient le sang bleu. L’usage de la guillotine durant la Révolution française a fait tomber ce mythe. Ils avaient comme tout le monde un sang rouge !
Et quand l’homme ou le bébé est « cyanosé », il s’agit d’un manque d’oxygène. L’hémoglobine ne transporte alors plus assez d’oxygène et le sang prend alors une couleur bleue.
Constantin Agouridas
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Colloque Chimie, dermo-cosmétique et beauté - 17 février 2016
Rubrique(s) : Événements
Le prochain colloque Chimie, dermo-cosmétique et beauté aura lieu le mercredi 17 février 2016 à la Maison de la Chimie, à Paris.
Première barrière de protection de l’organisme vers l’extérieur, la peau non seulement protège tissus et organes des agressions potentielles, mais elle joue également de nombreux rôles physiologiques importants tels que celui de régulateur thermique, de synthèse hormonale et de protection immunitaire.
L’aspect de la peau, sa couleur, sa texture et sa tonicité jouent des fonctions psycho-sociales importantes depuis la plus haute antiquité. Leurs valeurs changent selon les époques, les pays, les civilisations, les modes de vie, les âges, les sexes...
Comme tous les organes, la peau est sujette aux pathologies et au vieillissement.
La peau a toujours fait l’objet de soins particuliers : des onguents d’autrefois aux cosmétiques modernes, pour prévenir et aider à diminuer les effets du vieillissement, des pollutions et des pathologies.
Dans le traitement des pathologies comme dans la mise au point des nouveaux produits cosmétiques, chimie, biochimie et biologies sont étroitement associées et les enjeux et les défis souvent se rejoignent.
Certains des meilleurs spécialistes de la dermo-cosmétique (dermatologues, pharmaciens et chimistes) ont accepté de vous présenter quelques-uns des plus récents résultats concernant ce vaste domaine d’activités qui touche tous les âges et est en plein développement au niveau mondial.
Ce colloque est ouvert à un large public. Le niveau des interventions se veut accessible à tous pour permettre des échanges fructueux, notamment avec les lycéens, les étudiants et leurs enseignants. Vous êtes les bienvenus.
Bernard BIGOT
Président de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie
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Chimie et changement climatique : les vidéos sont en ligne
Rubrique(s) : Événements
Le colloque " Chimie et changement climatique" a eu lieu mercredi 18 novembre 2015.
Retrouvez la captation vidéo des conférences sur le site des Actions de la Fondation de la Maison de la Chimie.
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Le biocarburant 2G bientôt à la pompe
Rubrique(s) : Éditorial
On se rappelle que pour les ajouts dans l’essence (SP95-E10) la production d’alcool à partir du sucre de la betterave ou de l’amidon du blé avait essuyé des critiques (1). En effet, non seulement l’efficacité énergétique et le bilan CO2 n’étaient pas au rendez-vous, mais cette production était en concurrence avec les cultures vivrières et accusée de faire augmenter le prix des céréales.
C’est pourquoi des recherches intensives se sont développées pour obtenir l’éthanol (2) à partir de la biomasse « lignocellulosique » (3) : la paille, le bois les bagasses des végétaux. À côté de la voie thermochimique coûteuse en énergie, débouche la voie biochimique (4). Il fallait trouver les enzymes et bactéries capables d’extraire les sucres de la cellulose (5), et par fermentation obtenir l’alcool. Plusieurs groupes aux États-Unis, en Europe, en France font la course pour trouver le bon procédé industriel (6). Le challenge est d’améliorer par génie génétique un cocktail d’enzymes dérivés du Trichoderma reesi un champignon qui lors de la guerre du Pacifique Sud en 1944-1945 dévorait les toiles de tentes des Marines américains.
Il faut d’abord séparer la cellulose, l’hémicellulose et la lignine par un procédé mécanique ou chimique. Puis les enzymes à environ 50°C attaquent la cellulose et produisent deux sucres, l’un en C5 le xylose et l’autre en C6 le glucose qui par fermentation vont donner l’éthanol.
Dupont paraît le premier à se lancer au stade industriel (7), la compagnie vient d’inaugurer aux États-Unis la plus grande usine d’éthanol cellulosique dans l’Iowa. Elle produira 115 millions de litres par an à partir de 375 000 t. de tiges et feuilles de maïs ramassées par 500 agriculteurs dans un rayon de 50 km. Le cocktail « Accelerase® 1500 » transforme 80% de la biomasse en 80 heures et la fermentation pour obtenir des solutions à 30 % d’alcool exige le même temps.
En France, le projet « Futurol » lancé en 2008 avec 11 partenaires dont l’INRA et l’IFPEN est aussi arrivé à un « cocktail enzymatique » de première force et un procédé couverts par plus de 20 brevets. Une usine pilote près de Reims fournit déjà 180 000 litres et préfigure une unité industrielle de 180 millions de litres par an d’ici 2018 (8). La société de biotechnologie Deinove avec une souche enzymatique Deinol vient de réussir une étape préindustrielle en Finlande et s’attache à trouver une solution de production compétitive d’ici 2018 (8).
Le bioethanol 2G de source lignocellulosique (9) doit encore démontrer sa rentabilité économique face au prix très bas du baril de pétrole, mais avec le 3G (10) c’est vraiment à long terme l’avenir pour l’environnement.
Jean-Claude Bernier
décembre 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Des biocarburants pas si verts que ça
(2) L’éthanol (Produit du jour de la Société Chimique de France)
(3) Le végétal, un relais pour le pétrole ?
(4) Valorisation biologique des agro-ressources
(5) La cellulose (Produit du jour de la Société Chimique de France)
(6) Les enjeux de la R&D en chimie pour le développement des carburants et des biocarburants
(7) La chimie au cœur des énergies d’avenir
(8) Chimie du végétal, fer de lance de la chimie durable
(9) Biomasse : la matière première renouvelable de l’avenir
(10) Les algocarburants, de nouveaux diesels miracles ?