Les différentes filières de formation en chimie selon le bac obtenu sont présentées ainsi que les passerelles.

Organisation de la vidéo/ conférence

• 0:00 Introduction 
• 1:40 Pourquoi choisir la chimie ?
• 2:26 Que permet l’expertise des chimistes ?
• 5:33 Vue d’ensemble des parcours de formation
• 6:15 De Bac à Bac +2/3 les filières vers une sortie en tant que technicien ou technicienne
  • 6:46 Les différents BTS à l’issue d’un bac général, STL et bac pro
  • 10:42 Licence Pro 
  • 12:02 Les différents BUT à l’issue d’un bac général ou STL 
  • 14:26 Les licences L1 à L3
  • 16:45 Par l’apprentissage
  • 17:08 Exemples de métiers de techniciens et techniciennes
• 19:12 De bac à bac + 5/8 vers une sortie en tant qu’ingénieur(e) ou docteur(e)
  • 19:13 Vue d’ensemble 
  • 20:04 La voie CPGE à l’issue d’un bac général - concours à Bac + 2
  • 23:31 La voie CPGE TPC à l’issue d’un bac STL concours à Bac + 2
  • 24:11 La voie CPI (5 Classes Préparatoires Intégrées) à l’issue d’un bac général – contrôle continu 
  • 25:46 Les 20 écoles d’ingénieurs de chimie et de génie chimique de la Fédération Gay-Lussac
  • 26:28 La voie CITI à l’école de chimie de Rennes à l’issue d’un bac STL - contrôle continu
• 27:12 Les masters
• 29:04 Les passerelles vers les écoles d’ingénieurs de chimie et de génie chimique à partir de BUT, BTS ou L3
• 31:11 Les écoles à cursus intégrés à l’issue d’un bac général ou technologique
• 33:11 Exemples de domaines d’activités en entreprise et de métiers 
  • 34:22 Présentation de quelques pages de Mediachimie relatives aux métiers 
  • 36:10 Répartition des ingénieur(e)s chimistes par secteurs industriels et économiques 
• 38:13 Liens Internet
• 39:29 Conclusion  
   

Le support de la présentation en PDF est disponible ci-dessous.

La gomme xanthane est connue du grand public comme additif alimentaire présent dans de très nombreuses préparations culinaires industrielles, pour ses propriétés épaississantes, stabilisantes et d’amélioration de la texture. Elle a aussi beaucoup d’autres applications.

C’est un polysaccharide, biopolymère synthétisé naturellement par la bactérie Xanthomonas campestris, non pathogène pour l'homme. Cette bactérie est responsable de maladies pour certains végétaux, comme le chou : la substance qu'elle synthétise obture les pores des feuilles. L’étude des propriétés remarquables de cette substance a conduit à produire la gomme xanthane, utilisée depuis 1960.

Structure chimique

Hétéropolysaccharide⁽ⁱ⁾ de très haute masse moléculaire⁽ⁱⁱ⁾, la structure primaire de la gomme xanthane est une chaîne principale de cellulose⁽ⁱⁱⁱ⁾, c’est-à-dire un enchaînement de monomères β-D-glucose liés entre eux^(iv) et présentant tous les 2 glucoses, un branchement latéral de 3 sucres comme le montre la figure 1. Ce branchement est chargé négativement. Les contre-ions de cette chaîne anionique sont essentiellement Na⁺, K⁺, Ca²⁺. La masse d'une unité de répétition est Mw = 982 g.mol^-1.

Propriétés physico-chimiques

La gomme xanthane est soluble dans l’eau à froid (dès 10 à 20˚C), insoluble dans les solvants organiques et supporte les hautes températures (80-100°C). La gomme présente des groupements hydroxyles et des charges négatives qui facilitent l’interaction soluté-eau. De plus, les ramifications écartent les chaînes principales, ce qui facilite l’hydratation.

La viscosité de la gomme xanthane en solution aqueuse relève de la rhéologie^(v). Ses propriétés sont celles d’un fluide thixotrope : au-dessous d’une certaine contrainte de cisaillement, les bâtonnets rigides de gomme sont stabilisés par des interactions faibles, ils ne peuvent s'agiter et le liquide devient visqueux ; cette viscosité des solutions de gomme diminue avec des taux de cisaillement élevés (si on secoue, mélange, mastique...). Lorsque les forces de cisaillement sont supprimées, le mélange s'épaissit à nouveau. Par exemple, dans la vinaigrette, l'ajout de gomme xanthane la rend suffisamment épaisse pour qu'elle reste homogène au repos dans la bouteille. Mais les forces de cisaillement créées en secouant et en versant la fluidifient, permettant de la verser aisément. Au sortir de la bouteille, les forces de cisaillement sont supprimées, et le mélange s'épaissit et adhère aux feuilles de salade !

Propriétés biologiques

La gomme résiste à la dégradation par la plupart des enzymes : les liaisons β (1->4) de la cellulose sont déjà résistantes et les chaînes latérales les rendent plus difficiles d'accès.

Elle est très peu digestible^(vi) (non assimilable par le système digestif humain), du fait que sa chaîne principale est une cellulose. Ainsi, sa valeur énergétique potentielle^(vii) est de 16 720 kJ/kg (4 000 kcal/kg) mais sa valeur réelle n’est que de 2 500 kJ/kg (600 kcal/kg).

La gomme n'a pas de goût et n'altère pas les propriétés organoleptiques des milieux où on l'introduit. Elle est réputée non toxique, est approuvée dans l'industrie agro-alimentaire depuis 1969 aux USA et 1974 dans la CEE, sous le numéro E415 [1][2].

Applications

Contrairement à certains polysaccharides végétaux (guar et caroube surtout) qui varient selon l'origine et la période de récolte, le procédé industriel d’obtention de la gomme xanthane est bien maîtrisé et les qualités du produit sont constantes. Par ailleurs, si on veut obtenir des variations de propriétés du produit recherché, il est plus facile de modifier une souche bactérienne qu'une plante.

Suivant les pays, elle est autorisée dans différentes applications à des doses allant généralement de 0,1 à 1 % (en masse) et autorisée sans restriction dans les applications cosmétiques.

Sur le marché alimentaire [1][3], on la trouve pour ses propriétés épaississantes, gélifiantes et stabilisatrices, dans des préparations de sauces, vinaigrettes industrielles, soupes instantanées, desserts lactés, produits surgelés, viennoiseries… Elle stabilise les composés en suspension comme les morceaux de fruits, les mousses, les crèmes et yaourts. Elle permet également la suspension de particules d’épices et d’exhausteurs de goût. Cela permet de compenser certains ingrédients trop chers, difficiles à mettre en œuvre, détruits lors des opérations ou efficaces mais trop caloriques, comme les graisses, ou les sucres ou l'amidon. Sa non-digestibilité est un avantage.

Elle peut aussi être employée comme substitut du gluten. Elle est compatible avec les régimes végétaliens, végétariens^(viii), halal et casher^(ix) .

Dans l’industrie pharmaceutique, elle est utilisée comme agent épaississant et comme ingrédient dans les formulations protectrices. Elle est également employée pour retarder la libération de la substance active du comprimé. Elle est utilisée pour la nutrition des personnes dysphagiques, avec des eaux épaissies. En outre, elle permet de créer de la salive artificielle, pour traiter les personnes souffrant du syndrome de Sjögren^(x).

Dans l’industrie cosmétique, la gomme xanthane est utilisée comme stabilisateur, émulsifiant, épaississant et gélifiant dans les dentifrices, les gels, les shampoings, les crèmes et les lotions. Elle améliore la viscosité et aide à maintenir la consistance des produits. Dans les crèmes elle joue aussi un rôle d’hydratant en formant un film à la surface de la peau qui limite l'évaporation de l'eau et la déshydratation.

Dans l’industrie du pétrole et du gaz, elle a une utilisation importante en grandes quantités, comme fluide de forage pour maximiser la récupération du pétrole.

Autres usages : elle est utilisée comme ingrédient dans les peintures, les teintures textiles, les fongicides, les engrais, les détergents et les adhésifs. Dans le BTP, elle facilite le mélange et la projection des ciments et mortiers.

Production

La production industrielle de gomme xanthane se fait dans de gros fermenteurs (jusqu’à plusieurs centaines de mètres cubes) puissamment agités. Le procédé est le plus souvent discontinu (batch)(1). Le milieu de fermentation comprend essentiellement :

• une source de carbone : amidon, sucres, mélasse ;
• une source azotée : soja, ammoniaque ;
• l’oxygène de l’air ;
• des enzymes.

Les bactéries produisent le polymère pour se protéger lorsqu'elles sont en condition de stress ; il faut donc choisir des conditions favorables à la croissance bactérienne pour qu'elles soient stressées ! mais pas trop. Au cours de la fermentation qui peut durer plusieurs dizaines d’heures le milieu devient visqueux ce qui pose des problèmes délicats d’agitation et de refroidissement du fermenteur. Température et pH sont des paramètres importants. Le moussage est parfois difficile à contrôler. La stérilisation de l’équipement est clé de la réussite.

En fin de fermentation, le moût est stérilisé à haute température pour tuer les microorganismes et dénaturer les enzymes présentes. La gomme est alors précipitée à l'isopropanol qui sera recyclé. La partie du procédé qui suit la fermentation appelé DSP (Down Stream Processing) est complexe ; elle met en jeu les opérations unitaires de filtration, séchage, broyage, tamisage parfois granulation. Le procédé utilise de grandes quantités d’eau qu’il faut traiter. On obtient in fine une poudre jaune pâle ou blanche qui peut se conserver plusieurs années.

La production mondiale dépasse les 30 000 tonnes /an (1). C’est le polysaccharide microbien, c’est-à-dire biosynthétisé naturellement par une bactérie, le plus vendu.
Le marché de la gomme Xanthane devrait passer de 754,8 millions USD (environ 700 millions d'euros) en 2024 à 996,3 millions USD en 2029 (environ 900 millions d'euros), avec un taux de croissance annuel de 5,71 % [3].

En conclusion, la gomme xanthane a un bel avenir, facilite les opérations culinaires et fournit des produits dont la conservation est excellente. Elle n'est pas toxique et est hypocalorique puisque non digérée.

Cependant, en cas de consommation importante et fréquente, bien que non assimilée par l'homme, elle pourrait être impliquée dans la prise de poids. Son usage depuis un demi-siècle a amené pour certaines personnes le microbiote intestinal à s'adapter, certaines bactéries auraient muté, et deux d'entre elles seraient associées pour dégrader la gomme xanthane [5] : l'une la décomposerait en ses monosaccharides, que l'autre transformerait en acides gras qui, eux, sont bien assimilés par l’organisme ! Cela prouve que nous devons ne pas abuser des produits multi-transformés et varier notre alimentation pour éviter de donner l'occasion à notre microbiote de nous jouer des tours...

Nicole Moreau et l’équipe Zoom sur…

(i) Le préfixe hétéro indique qu'il y a divers sucres dans le polymère. Sinon, on dirait homopolysaccharide
(ii) Sa masse moléculaire est de 1,5 x 10⁶ à 5 x 10⁶ Dalton soit par mole de 1500 à 5000 g mol^-1.
(iii) La chaine principale présente un enchainement d’environ 10 000 à 20 000 oses [4].
(iv) Les monomères β-D-glucose sont liés entre eux par liaison O-glycosidique (1->4). Cette chaîne porte tous les 2 glucoses un branchement latéral triosidique. Ce branchement est constitué d’un α-D-mannose lié à la chaîne principale par liaison osidique (1->3), d’un acide β-D-glucuronique lié au 1er mannose par liaison osidique (1->2) et d’un β-D-mannose lié à l’acide glucuronique par liaison osidique (1->4). Le 1^er mannose est le plus souvent acétylé en position 6 et le 2^e mannose peut être pyruvylé par liaison cétalique en positions 4 et 6.
(v) La rhéologie est l'étude de la déformation et de l'écoulement de la matière sous l'effet d'une contrainte appliquée.
(vi) C’est à dire qu’elle n’est pas digérée et donc éliminée à l'extérieur de l'organisme par le gros intestin.
(vii) C'est l'énergie stockée dans les liaisons chimiques d'une substance.
(viii) Elle remplace la gélatine ou les œufs.
(ix) En effet la gomme xanthane peut être utilisée comme substitut du collagène, qui lui, provient de la peau et des os des bœufs et des porcs.
(x) Sécrétion salivaire insuffisante
 

Références

[1] Gomme xanthane : agent viscosant et stabilisant, J.-L. Simon, Procédés chimie-bio-agro | Agroalimentaire, Techniques de l’Ingénieur (2001)
(2) [2] Gomme xanthane, sur le site Ataman Chemicals
[3] [3] Rapport mondial : Aperçu du marché de la Gomme de Xanthan 2025, sur le site de Foodcom Experts
[4] [4]Des additifs pour texturer des aliments, M. Desprairies, La chimie et l’alimentation (EDP Sciences, 2010) p. 83 - 99
[5] [5]Mechanistic insights into consumption of the food additive xanthan gum by the human gut microbiota, M. P. Ostrowski, Nature Microbiology 7(4):556-56, sur le site de PubMed/National Library of Medecine

Crédit illustration : AB-7272 / Adobe Stock

Pour faire suite à la vidéo sur la chimie du chocolat, découvrons maintenant les ressorts de la mousse au chocolat. Au fur et à mesure de la réalisation en direct de la mousse au chocolat, vous sont expliqués le choix des ingrédients, leurs rôles et les interactions qui vont être mises en jeu entre eux pour obtenir une mousse gouteuse, ferme et stable.

La vidéo se présente en plusieurs parties

• 0:00  Introduction et Ingrédients de la recette
• 1:30  Fusion du chocolat et rôle d’un ajout éventuel de beurre
• 6:20  Séparations des blancs et des jaunes des œufs et rôles de chacun d’eux.
• 9:50  Ppourquoi les protéines du blanc d’œuf stabilisent la mousse et éventuel ajout d’un peu d’eau 
• 13:30 Évolutions de la recette avec ajouts de jaune d’œuf et de sucre, et pourquoi.
• 15:50 Mélange 
• 16:50 Dégustations, impressions, conclusion

Le premier dossier pédagogique proposé en lien avec le colloque « Chimie et eau » du 6 novembre 2024, abordait l’analyse des eaux usées, domaine en pleine expansion depuis l’an 2000 avec des applications pratiques pour la santé publique et la gestion de l’environnement. Dans ce second dossier, après l’apport de connaissances sur le traitement des eaux usées, nous ferons le point sur la réutilisation des eaux usées traitées (REUT) qui soulève plusieurs enjeux, tant sur le plan environnemental, économique que social. Cela s’avère crucial en raison de la forte demande en eau et des conséquences actuelles et à venir du réchauffement climatique.

La gestion de ces eaux usées représente un défi crucial pour notre planète et dans la lutte pour un avenir durabe car, face à la pollution croissante et à la dégradation des ressources naturelles, des solutions innovantes et durables existent pour transformer cette problématique en opportunité, en veillant à préserver nos ressources naturelles. Ces approches ne visent pas seulement à traiter l’eau, mais aussi à préserver notre environnement pour les générations futures.

Programmes spécifiques de physique-chimie pour les classes de première et de terminale Bac professionnel propres au groupement de Spécialités 5.
Le Groupement 5 rassemble les spécialités de baccalauréats professionnels mobilisant des compétences professionnelles qui nécessitent de solides connaissances dans le domaine de la chimie. Il réunit les spécialités de secteurs professionnels variés : l’industrie chimique, la bio-industrie, la cosmétologie, la teinturerie, les textiles, la plasturgie, l’esthétique, la gestion des pollutions et la protection de l’environnement, la verrerie, les plastique et composite…

Le premier dossier pédagogique que nous vous avons proposé en lien avec le colloque « Chimie et eau » du 6 novembre 2024 abordait l’analyse des eaux usées, domaine en pleine expansion depuis l’an 2000 avec des applications pratiques pour la santé publique et la gestion de l’environnement. Dans ce second dossier, après l’apport de connaissances sur le traitement des eaux usées, nous ferons le point sur la réutilisation des eaux usées traitées (REUT) qui soulève plusieurs enjeux, tant sur le plan environnemental, économique que social. À l’heure actuelle, moins d’un pour cent des eaux usées traitées sont réutilisées en France, très loin derrière certains pays. Les défis sont donc colossaux !

En France, où la réutilisation des eaux traitées est très peu développée, des réflexions et des projets sont en cours. Lors de l’annonce du plan eau (mars 2023), les pouvoirs publics ont exprimé leur volonté que les volumes d’eaux non conventionnelles réutilisées qui représentent aujourd’hui moins de 1 % des volumes (dont 0,3 % de REUT) passent à 10 % en 2030.

Programmes de physique-chimie :

• Première générale et terminale générale, spécialité physique-chimie : Constitution et transformation de la matière / Oxydo-réduction
• Première et terminale STI2D : Matière et matériaux/ Oxydo-réduction
• Première et terminale STL : Constitution et transformation de la matière / Réactions d'oxydo-réduction

La chaleur interne de la planète Terre est à l’origine des phénomènes géologiques et constitue une source d’énergie. Rappelons que schématiquement, la Terre est constituée d’un noyau comportant 2 parties, la partie interne solide et la partie externe liquide, du manteau comportant plusieurs couches semi-liquides, et de la croûte ou écorce superficielle (terres solides et océans), cf. figure jointe. Les manifestations de cette chaleur influencent la vie sur Terre.

Mediachimie vous propose deux quiz sur le sujet, le premier sur les origines de la chaleur interne de la Terre (lien vers le quiz), le second (quiz ci-dessous) sur les manifestations liées à la chaleur interne de la Terre.

* Pour aller plus loin avec la question 2

Depuis l’Antiquité, la géothermie de surface exploite la chaleur du sous-sol, dans les thermes romains ou les bains japonais, alimentés par des sources chaudes. 

Un réseau de chauffage par géothermie a été mis en place au XIV^e siècle à Chaudes-Aigues (Cantal), dont les sources (les plus chaudes d’Europe) donnent des eaux à 82 °C.

Les puits canadien ou provençal utilisent depuis longtemps l’eau ou l’air circulant dans le sous sol, à des températures insensibles aux variations de surface, pour chauffer (comme au Canada) ou pour rafraîchir (en Provence) les maisons. De nos jours, équipés d’accessoires modernes, ces systèmes permettent une véritable climatisation.
 

** Pour aller plus loin avec la question 4

L’éruption récente du Pinatubo aux Philippines (1991) a injecté 10 à 20 millions de tonnes de soufre à 20-30 km de hauteur dans l’atmosphère, ce qui a eu un impact considérable sur la composition de l’atmosphère, en particulier une diminution de la couche d’ozone d’environ 25%. La température a baissé d’un demi degré pendant un an, car les gaz émis ont occulté une partie du rayonnement solaire et perturbé l’ensemble du système climatique terrestre.

Certaines études lient le « petit âge glaciaire » (1500-1850), à une période d’activité volcanique intense avec quatre éruptions riches en soufre.

Après l’explosion du Tambora en Indonésie, la plus violente jamais enregistrée, l’année 1816 est connue dans l’hémisphère nord comme « l’année sans été ».

L’explosion du volcan Krakatoa en 1883, dans les iles de la Sonde, est perçue jusqu'en Australie située à quelque 4.000 kilomètres du Krakatoa. Des cendres provenant de l’explosion ont été trouvées en France, dans le Massif Central.
Dans ce cas, l'éruption modifie également la nature des sols : un an seulement plus tard, de l'herbe pousse… Des régions proches, presque stériles avant l'éruption, deviennent très fertiles et attirent une nouvelle population.
 

*** Pour aller plus loin avec la question 5

Des éruptions volcaniques continuent à survenir.

Par exemple, le 20 février 1943, dans un champ de maïs au Mexique, un paysan est témoin d’un tremblement de terre accompagné d’un grondement sourd. Une fissure s’ouvre dans le sol et des matériaux éjectés s’accumulent. Quatre jours après le début de l’éruption, le cône mesure 60 m de hauteur, projette des roches à 500 m de haut et émet sa première coulée de lave. Aujourd’hui, ce volcan, le Paricutin, culmine à 3170 mètres d’altitude !!

Crédit illustration : Structure de la Terre du noyau à la croûte. Original Mats Halldin Vectorisation Chabacano CC BY-SA 3.0

La chaleur interne de la planète Terre est à l’origine des phénomènes géologiques et constitue une source d’énergie. Rappelons que schématiquement, la Terre est constituée d’un noyau comportant 2 parties, la partie interne solide et la partie externe liquide, du manteau comportant plusieurs couches semi-liquides, et de la croûte ou écorce superficielle (terres solides et océans), cf. figure jointe. Les manifestations de cette chaleur influencent la vie sur Terre.

Mediachimie vous propose deux quiz sur le sujet, le premier (quiz ci-dessous) sur les origines de la chaleur interne de la Terre, le second (lien vers le quiz) sur les manifestations liées à la chaleur interne de la Terre.

* Pour aller plus loin avec la question 1

La période radioactive de l’uranium 238 (98% de uranium naturel), peu radioactif, est de 4,5 milliards d’années. L’uranium 235, instable et fissile (utilisé dans les réacteurs), plus radioactif, disparaît plus vite, sa période n'est « que » de 700 millions d’années.

Pour rappel, la période radioactive (ou demi-vie) est le temps nécessaire pour que la moitié des atomes se désintègrent naturellement.
 

** Pour aller plus loin avec la question 2

La fusion nucléaire est l’assemblage de 2 atomes stables et légers (par exemple 2 isotopes stables de l’hydrogène, le deutérium et le tritium, pour donner un atome d’hélium). Ces associations produisent des éléments de plus en plus lourds et libèrent une quantité énorme d’énergie. A quantité égale, la «fusion» nucléaire permettrait de produire 4 millions de fois plus d’énergie que les énergies fossiles : pétrole, gaz et charbon. C’est ce que développe le projet ITER.
 

*** Pour aller plus loin avec la question 3

La formation du 56Fe (isotope stable le plus abondant du fer) est la limite de ces fusions successives car, ensuite, la réaction consommerait de l’énergie au lieu d’en dégager. C’est pourquoi au-delà du fer, il y a fission en atomes plus petits et non plus fusion.

Crédit illustration : Structure de la Terre du noyau à la croûte. Original Mats Halldin Vectorisation Chabacano CC BY-SA 3.0

Lise Meitner est née à Vienne le 7 novembre 1878. À l’époque, les filles ne sont pas admises au lycée et en 1897, elles sont autorisées à entrer à l’Université si elles ont le Matura, équivalent du baccalauréat. Lise prépare, grâce à des leçons privées, ce diplôme et entre à l’université en octobre 1901. Elle entreprend d’abord des études de mathématiques et de physique puis se spécialise en physique et suit les cours de Ludwig Boltzmann (1844-1906). Franz Exner (1849-1926) est son directeur de thèse et, le 1^er février 1906, elle obtient son doctorat, elle est la seconde femme à obtenir un doctorat à l’université de Vienne.

Elle commence alors un travail sur la radioactivité à la demande de Stefan Meyer (1872-1949). Elle doit mesurer l’absorption des particules alpha (α) et bêta (β) lors de la traversée de feuilles minces de différents métaux. Ces travaux ne lui permettent pas d’envisager d’obtenir un poste à l’université dans l’Empire austro-hongrois. Mais passionnée par la physique, elle part à Berlin en septembre 1907 afin de suivre les cours de Max Planck (1858-1947) et elle souhaite aussi continuer la recherche.

Le professeur Heinrich Rubens (1865-1922) est le directeur du département de physique expérimentale à Berlin, il accepte de lui ouvrir son laboratoire et c’est avec Otto Hahn (1879-1968), un chimiste qui travaille sur la radioactivité, qu’elle va commencer ses recherches. Ils ont le même âge et une profonde amitié va leur permettre de mener à bien la découverte de la fission nucléaire. À l’époque, à Berlin, il est difficile à une femme d’entrer dans un laboratoire de chimie et Lise Meitner doit travailler dans un réduit. Enfin en 1909, la législation ayant changé, Lise Meitner peut poursuivre ses recherches dans le laboratoire de chimie. La collaboration de Lise Meitner et d’Otto Hahn sera très fructueuse car elle possède la connaissance de la physique et des mathématiques et lui les qualités d’un chimiste et d’un expérimentateur.

L’Empereur Guillaume II inaugure le 23 octobre 1912 l’Institut de chimie Kaiser Wilhelm à Dahlem près de Berlin. Otto Hahn prend la direction d’un laboratoire de radioactivité et Lise Meitner, travaillant jusqu’à présent sans être payée, obtient grâce à Max Planck un poste d’assistante, son premier poste rémunéré jusque là elle vivait avec ce que ses parents lui envoyaient. Les travaux de Lise Meitner et d’Otto Hahn sont connus dans l’Europe et cités dès 1910 dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences de Paris. 

Au début de la Première Guerre mondiale, Lise Meitner reste à Berlin, poursuit son travail d’assistante de Planck et donne des cours de rayons X aux médecins militaires. Ensuite, elle se porte volontaire comme infirmière radiologue dans l’armée autrichienne de juin 1915 à l’automne 1917, elle travaille dans les hôpitaux et sur le front. Puis elle revient à Berlin et se voit confier la mise en place du département de radioactivité à l’institut Kaiser Wilhelm de physique. Elle poursuit son travail avec Otto Hahn, et ils découvrent le protactinium en 1918 qui n’a été isolé qu’en 1934.

En 1925, L’Autriche récompense le travail de Lise Meitner en lui attribuant le prix Lieben tandis qu’à Berlin, en 1926, elle devient la première femme professeur à l’université. À Rome, du 11 au 18 octobre 1931, se tient le premier Congrès international de physique nucléaire, Enrico Fermi (1901-1954) en est le secrétaire général. Lise Meitner et Marie Curie assistent aux exposés et participent aux débats. Suite à ce congrès, Fermi envoie Franco Rasetti (1901-2001) au laboratoire d’Otto Hahn et Lise Meitner en 1931-1932. 

Bien que baptisée en 1908 dans l’église luthérienne, Lise Meitner est née juive. Elle reste à Berlin car elle possède la nationalité autrichienne mais le 12 mars 1938, il y a l’Anschluss et Lise Meitner doit fuir Berlin car elle va être expulsée de l’université malgré les appuis de Planck et de Hahn. Elle ne peut pas quitter l’Allemagne. Un chimiste hollandais Dirk Coster (1889-1950) vient à Berlin faire une conférence et repart avec Lise Meitner qui passe clandestinement la frontière le 13 juillet 1938.

Puis elle va en Suède où elle a trouvé un travail dans le laboratoire de Manne Siegbahn (1886-1978). La voilà sauvée mais elle est très isolée scientifiquement et a très peu de moyens. Heureusement, elle correspond avec Otto Hahn et suit ainsi les travaux effectués au laboratoire à Berlin. Elle travaille aussi en relation avec Niels Bohr (1885-1962) à Copenhague. C’est là qu’elle rencontre Otto Hahn le 13 novembre 1938 et qu’ils envisagent les expériences à réaliser.

Lise Meitner est invitée pour les fêtes de Noël chez son amie Eva von Bahr-Bergius (1874-1962), une physicienne suédoise près de Göteborg, son neveu Otto Frisch (1904-1979) est aussi invité. C’est un physicien qui travaillait à Hambourg auprès d’Otto Stern (1888-1969), en 1933 il choisit de partir à Londres avant d’aller à Copenhague au laboratoire de Niels Bohr. Lise Meitner reçoit une lettre d’Otto Hahn qui l’informe des résultats d’une expérience réalisée avec Fritz Strassmann (1902-1980). Ils ont envoyé un neutron sur un noyau d’uranium, il y a eu collision et un des produits obtenu est le baryum. Ils ne savent pas comment interpréter ce résultat, Otto Hahn pense même avoir mal manipulé. Lise Meitner connait le travail expérimental d’Otto Hahn et sait qu’il ne s’est pas trompé.

Avec son neveu, elle réfléchit et ils émettent l’hypothèse que le noyau d’uranium s’est cassé en deux. Ils emploient le terme de « fission » de l’uranium, ils envisagent la possibilité de réactions en chaîne car la réaction de fission de l’uranium donne à la fois du baryum, du krypton, des neutrons et beaucoup d’énergie. Ils sont obligés de publier séparément, Otto Hahn et Fritz Strassmann décrivent leur expérience tandis que Lise Meitner et Otto Frisch traitent de la théorie de cette réaction. C’est Otto Hahn qui recevra le prix Nobel de chimie en 1944 pour sa découverte de la fission des noyaux lourds, Lise Meitner a été nobélisable trois fois mais sans succès.

Après cette découverte capitale en physique nucléaire, les savants ont mis au point les réactions en chaine. La bombe atomique est mise au point. Lise Meitner est contactée pour travailler à Los Alamos, elle refuse car elle ne veut pas participer à l’obtention de la bombe. Après Hiroshima, elle se dira désolée de l’invention de la bombe.

En Suède, elle travaille à la mise au point du premier réacteur nucléaire et en 1947, elle obtient un poste créé spécialement pour elle à l’université de Stockholm avec le salaire de professeur. Elle devient citoyenne suédoise en 1949. Elle part s’installer en Angleterre en 1960, à Cambridge où son neveu est professeur.

L’Académie autrichienne des sciences l’accueille comme membre correspondant en 1948 et l’Association autrichienne du commerce lui décerne sa médaille Wilhelm Exner (1840-1931) enfin en 1966, elle reçoit avec Otto Hahn et Fritz Strassmann le prix Enrico Fermi décerné par le gouvernement américain et qui récompense des scientifiques dont les travaux traitent de l’énergie.

 Elle souffre d’artériosclérose et meurt à Cambridge en 1968, elle est enterrée auprès de son frère dans le village de Bramley dans le Hampshire.

Pour en savoir plus

• Rupture explosive des noyaux d’uranium L. Meitner et O. Frisch, Revue scientifique (1939) disponible sur Gallica BNF
• Le prix des sciences de la ville de Vienne remis à Lise Meitner, Revue scientifique (1948) disponible sur Gallica BNF
• Sur les rayons β du radium à son minimum d’activité, note de Léon Kolwrat, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences (1910) disponible sur Gallica BNF

Consultées le 22/01/2025

Crédits illustration :
fission nucléaire de l'Uranium, Stefan-Xp travail personnel / Wikimedia Commons, licence CC BY-SA 3.0
Lise Meitner (1878-1968) Catholic University, Washington, D.C. (1946) , Smithsonian Institution - Flickr, domaine public

Après avoir découvert la mauvéine, William Henry Perkin (1838-1907) synthétise la coumarine (2H-1-benzopyrane-2-one) à partir de l’aldéhyde salicylique et d’un anhydride d’acide en présence d’une base faible à haute température. Cette réaction est appelée réaction de Perkin.

Dans la réaction de Perkin, une condensation se produit entre des aldéhydes aromatiques et un anhydre d’acide en présence de sel de sodium ou de potassium de l'acide correspondant.

Par exemple, l’obtention de l’acide cinnamique résulte d’une réaction de Perkin :

La coumarine est une molécule de la famille des benzopyrones, présente dans la nature, elle a été découverte dans la fève de Tonka. Cette molécule de formule brute C₉H₆O₂ possède une masse moléculaire de 146,1 g/mol. Sa température de fusion est de 70°C et sa température d’ébullition de 302°C. Elle est peu soluble dans l’eau et soluble dans les alcools et les solvants organiques. Elle a une odeur de foin coupé qui se marie bien avec d’autres odeurs, c’est pourquoi elle entre dans la fabrication de nombreux parfums.

La première utilisation de la coumarine dans un parfum semble être dans la composition par Paul Parquet (1856-1916), en 1882, de Fougère Royale de Houbigant, qui en contenait environ 10%. Ce parfum est le premier d'une famille dite "Fougère" qui a été définie après son succès. Guy de Maupassant (1850-1893) écrivait, en 1891, que ce parfum est une "prodigieuse évocation des forêts, des landes, non de leur flore mais de leur verdure".
En 1889, c’est Aimé Guerlain (1834-1910) qui emploie ce parfum de synthèse dans le célèbre Jicky. On le retrouve actuellement dans Shalimar de Guerlain et dans Contradiction de Calvin Klein.

De nos jours, 90% des compositions contiennent de la coumarine à moins de 1% et plus de 60% en contiennent plus de 1%.

Pour en savoir plus

• Annonce à l’Académie – décès de Perkin, Mémoires et communication, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences (16 juillet 1907) disponible sur Gallica BNF
• La coumarine, L'Union pharmaceutique : journal de la Pharmacie centrale de France (octobre 1891) p 477 disponible sur Gallica BNF
• Production artificielle de la coumarine par M. Perkin, Bulletin de la Société chimique de Paris (janvier 1868) p . 68 disponible sur Gallica BNF
• Condensation des anhydrides d’acides - Réaction de Perkin, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences (janvier 1910) disponible sur Gallica BNF

Ressources consultées le 22/01/2025

Crédit : illustration Wikimedia Commons / Domaine public

Chimie et Alimentation : Présentation du colloque

L'alimentation a forgé l'espèce humaine et est fondamentale pour sa survie dans un contexte de croissance de la population mondiale et de changement climatique.

Tout au long de la vie, la qualité de l'alimentation est un facteur important du bien-être et de la santé. Avec l'évolution du mode de vie, l'industrie alimentaire ne cesse de progresser. Les problèmes et les défis à relever sont mondiaux, ils concernent toutes les couches de la société et sont d'ordre politiques et scientifiques. Nous nous limiterons au domaine scientifique plus généralement dans le cadre occidental européen.

L'alimentation est un domaine transdisciplinaire dans lequel les sciences de la chimie sont intervenues très tôt au niveau : de la production des aliments, de leurs transformations, de leur conservation et dans l'art culinaire, car la chimie, science de l'étude des molécules et de leur réactivité, est indispensable pour comprendre et maitriser les phénomènes mis en jeu dans ces différents domaines de l'alimentation.

Pour les maitriser, il faut comprendre, y compris à l'échelle industrielle, les phénomènes qui surviennent lors des transformations culinaires et lors de celles des ingrédients alimentaires en aliments. Il faut comprendre la chimie d'assimilation des molécules et des métaux des aliments pour mieux manger, pour y prendre du plaisir, pour être en bonne santé ou pour manger demain quand nous serons 9 ou 10 milliards d'individus sur la planète. L'actualité montre que la souveraineté alimentaire est un défi national.

L'objectif de ce colloque est de présenter l'apport des sciences de la chimie sur ces différents points, et de tenter avec les connaissances les plus récentes, de répondre aux questions que se posent les citoyens et notamment les jeunes, y compris sur la sécurité alimentaire.

Dans cet objectif, les conférenciers choisis sont des experts des domaines scientifiques universitaires et industriels et des institutions nationales et européennes concernés.

La croissance de l'industrie alimentaire entraine le besoin d'une main d'œuvre multidisciplinaire bien formée et les choix d'orientation vers ces secteurs porteurs se font dès nos lycées de formation générale ou professionnelle.

Un temps sera donc consacré à la réponse aux questions des scolaires dans le cadre des débats.

Danièle Olivier
Vice-Présidente de la Fondation de la Maison de la Chimie

Février 2025 : Chimie et Alimentation

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Chimie et Alimentation : Conférence par conférence

Conférences plénières d’ouverture
Animateur : Philippe GŒBEL | Président de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie

- Chimie, biologie, métabolisme, le trio gagnant pour comprendre la nutrition

Jean-Michel LECERF | Médecin, spécialiste en endocrinologie, maladies métaboliques et nutrition - Ancien chef du service de nutrition de l’Institut Pasteur de Lille - Membre de l’Académie d’agriculture de France
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- Manger, hier, aujourd’hui et demain : vue de la chimie

Hervé THIS | Physico-chimiste - Centre international de gastronomie moléculaire - INRAE-AgroParisTech
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TABLE RONDE : L’industrie agro-alimentaire ne cesse de progresser.
Animateurs : Philippe PRUDHON | Fondation de la Maison de la Chimie
Jean-Claude BERNIER | Professeur Émérite de l’Université de Strasbourg

- Les texturants, une aide pour la nutrition des séniors

Gino MANGIANTE | Expert R&D produits et technologies des hydrocolloïdes - CARGILL
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- Quand la chimie et les arômes réinventent l’alimentation de demain

Margaux CAVAILLES | Responsable Création Aromatique - Développement stratégique Arôme EMEA - MANE
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- Les protéines végétales, catalyseurs d’innovations pour une alimentation durable

Romain JOLY | Directeur Global des Protéines Alternatives - ROQUETTE
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- La compréhension moléculaire au service d’une alimentation innovante

Christian | CAMPARGUE Analytical Sciences Director - Advanced Technology Ingredients - Danone Global Research & Innovation Center
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Bien manger
Animateur : Marc J. LEDOUX | DRCE Émérite du CNRS

- Quelles sources d’avenir pour les protéines alimentaires ?

Verena POINSOT | Directrice de recherche première classe CNRS
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- Les secrets de l’olfaction – Voyage au coeur du sens de l’odorat

Claire de MARCH | Chargée de Recherche au CNRS - Institut de Chimie des Substances Naturelles - Université Paris Saclay
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- La sécurité sanitaire des aliments

Georges KASS | Expert Principal - EFSA (European Food Safety Authority)
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- Les métaux dans l’alimentation : un bienfait ou un danger ?

Bernard MEUNIER | Directeur de recherche émérite au CNRS
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Conférence plénière de clôture
Animatrice : Danièle OLIVIER | Vice-Présidente de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie

- La souveraineté alimentaire en France

Philippe POINTEREAU | Agronome, Président de la Fondation Terre de Liens et Président du Conseil de l’Institut Agro Campus de Florac
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