Les éléments chimiques terres rares ne diffèrent que par leur nombre d’électrons sur la couche interne 5f, ce qui leur confère des propriétés chimiques très voisines. Ils sont au nombre de 15 (du lanthane La au lutécium Lu), auxquels on ajoute souvent le scandium Sc et l’yttrium Y.

Ils sont d’abord décrits en tant que matières premières de l’industrie (minerais, gisements et production, réserves estimées). Leurs très nombreuses applications dépendent de la manière dont ils sont utilisés : soit de manière globale c’est-à-dire non séparés et, dans ce cas, ce sont leurs propriétés chimiques qui sont mises en jeu, soit partiellement ou totalement séparés et, dans ce cas, c’est en général pour faire appel à leurs propriétés physiques spécifiques.

Objectif : Comprendre l’importance des éléments chimiques, dits Terres rares, pour leurs très nombreuses applications industrielles liées au monde d’aujourd’hui. Un bref dossier décrit l’historique de la découverte des Terres rares et leur séparation.

Les applications de la chimie dans les sciences « criminelles » sont nombreuses, notamment dans le domaine analytique.

Cette science permet en effet d’obtenir un vaste ensemble de données pouvant servir aux besoins d’une enquête criminelle. La détection de traces de substances chimiques, conduisant à des banques de données facilement interrogeables, fournit aux enquêteurs de nouvelles armes : les preuves moléculaires. En effet, les analyses toxicologiques, génétiques, de drogues, d’explosifs etc., au moyen de techniques d’analyses « dernier cri », contribuent largement à l’avancement d’une enquête.

Les experts de la chimie sont aujourd’hui des acteurs indispensables que l’on retrouve dans les laboratoires de police scientifique (Institut national de police scientifique – INPS, Institut de recherche criminelle de la Gendarmerie Nationale – IRCGN, École des sciences criminelles de l’Université de Lausanne - ESC). Ceux-ci ont pour missions :

• de réaliser les examens, expertises, recherches et analyses ;
• de développer ou améliorer les techniques et méthodes ;
• de former les intervenants aux techniques de la criminalistique.

Objectif : Présenter les nombreuses applications de la chimie dans les sciences criminelles, ainsi que les fonctions et missions des instituts spécialisés dans la « criminalistique », fondées sur leurs compétences en recherche (chimique et analytique) de preuves et d’indices.

L’analyse de peintures de toutes origines peut être faite en laboratoire : éclats de peinture automobile, inscriptions réalisées à l’aide de bombes aérosols, traces d’outils relevées lors de cambriolages…

Les peintures sont des liquides complexes principalement constitués de pigments (colorants), de liants (pour l’étalement en films continus) et de solvants (totalement éliminés au séchage).

Un éclat de peinture retrouvé, par exemple, sur une scène d’accident avec délit de fuite peut permettre l’identification poussée d’un véhicule : marque, modèle, couleur, à l’aide de techniques analytiques (telles que la spectrométrie infrarouge) et d’une base de données sur les peintures automobiles.

Objectif : Identifier un véhicule à partir d’un éclat de peinture retrouvé.

Après un rapide aperçu historique, les prothèses, sportives ou non, sont décrites ainsi que leur fabrication à base de métaux légers comme le titane ou plus lourds comme le chrome et le cobalt, et de polymères classiques ou composites.

Ces nouvelles prothèses ont pu être équipées de capteurs, de moteurs et d’ordinateurs, permettant ainsi la mobilité de la personne. Mieux encore, les moteurs sont commandés par les signaux envoyés par le cerveau aux muscles restants, grâce à la conception de vaisseaux sanguins artificiels à base de polymères naturels. La deuxième partie du dossier expose comment un nouveau cœur artificiel a été conçu, susceptible de révolutionner la prothèse cardiaque. La première transplantation d’un tel coeur a eu lieu en décembre 2013 en France.

Objectif :
Montrer que de nouveaux matériaux synthétiques, issus de la chimie et compatibles avec les tissus vivants, sont utilisés dans la fabrication de prothèses très performantes pour l’amélioration de la vie des personnes handicapées.

Plusieurs types d’accumulateurs sont décrits : plomb – acide, nickel – cadmium, nickel – hydrure de TR qui sont plus anciens et traditionnels.

 Un encart explique les principes et le fonctionnement des différents accumulateurs lithium – ion. On explique leurs capacités augmentées et leur nécessaire contrôle électronique de la charge, décharge et température.

L’application aux véhicules électriques nécessite une recherche des meilleurs coûts et du meilleur rapport stockage électrique / poids. Les applications à quelques véhicules électriques ou hybrides sont données.