Face aux difficultés de construction et d’implantation de nouvelles centrales nucléaires et à la progression lente de l’éolien et du photovoltaïque qui restent toutes deux des sources intermittentes, les productions d’électricité se tournent vers une ressource fossile à faible coût : le charbon. La production mondiale tirée par la Chine et les États-Unis est comparée notamment à la politique minière européenne où la France, le Royaume-Uni et l’Allemagne ont des positions différentes qui tiennent à l’indépendance nationale. Le retour du charbon a cependant un défaut notoire celui d’augmenter dramatiquement les émissions de CO₂.

La catastrophe de Fukushima remet partiellement en cause le choix du nucléaire. Y-a-t-il d’autres choix que les centrales thermiques ? On examine les possibilités de production d’électricité de sources photovoltaïques à la lumière des contingences techniques - rendement des cellules, surfaces occupées, puissance non constante… - et du contexte économique.

Le grisou, gaz mortel des mines de charbon, est riche en méthane CH₄ sa composition est très proche de celle du gaz de schiste. Au rythme de la consommation mondiale de gaz, les possibilités de ressources en ce gaz non conventionnel doublent pratiquement les réserves mondiales. La technique de forage et les éléments chimiques ajoutés à l’eau pour la fracturation et l’exploitation sont expliqués avec les réserves dues à la protection de l’environnement.

À partir de la demande mondiale d’énergie et l’épuisement des réserves de pétrole conventionnel, se développe l’exploitation du gaz et notamment le « shale gas », traduit en français en gaz de schiste, qui provoque une révolution énergétique aux États-Unis. On définit les gaz non conventionnels (GNC). À la lumière des évaluations des géologues sont examinés, pour la France, les avantages et les inconvénients de l’éventuelle exploitation de ce gaz.

Les molécules sont animées de mouvements incessants quel que soit l’état de la matière dans lequel on les considère – gazeux, liquide ou même solide. Ces mouvements – de rotation, de déformation ou de translation – ont pu être mis en évidence et caractérisés grâce à l’apparition des techniques de la RMN (résonance magnétique nucléaire). L’article explique comment on peut atteindre les propriétés dynamiques par cette technique et plus précisément par l’étude de la relaxation des spins nucléaires. Une attention particulière est apportée à la caractérisation des mouvements de diffusion des molécules et à la détermination du « coefficient de diffusion » qui en quantifie la rapidité.

Il existe aujourd’hui des tissus techniques capables de supprimer ou atténuer les nuisances – mauvaises odeurs, bactéries, polluants. Cette propriété « miraculeuse » est obtenue par l’apport d’une couche d’oxyde de titane, TiO2, sur le tissu et grâce aux propriétés photocatalytiques de cet oxyde. C’est là l’occasion de faire connaissance avec la photocatalyse, avec les propriétés optiques de molécules courantes et avec les problèmes de la mise en forme de tissus qui se fabriquent aujourd’hui par milliers de tonnes par an.

Le confort des textiles modernes qui peuvent protéger de l’eau sans transformer le consommateur en éponge à sueur est universellement apprécié. Le mécanisme par lequel cette performance est réussie fait intervenir la compréhension du phénomène de mouillage, les complexités de la texture des matériaux polymères et les propriétés des revêtements chimiques. Autour d’un objet pratique, cet article fait rencontrer, en termes simples, des notions de physicochimie importantes et aux potentialités très riches.

Le second principe de la thermodynamique indique que l’évolution d’un système isolé se fait vers un désordre toujours croissant. Or, dans le monde vivant, les êtres correspondent à une organisation – le contraire d’un désordre – spectaculaire. Cette situation conduit à récuser la validité du second principe lorsqu’il s’agit du vivant. Il s’agit là d’une erreur grossière mais délicate à redresser. L’article montre que, pour éviter les contresens, il faut déployer beaucoup de soin dans la rigueur des définitions des notions de base – système thermodynamique, équilibre, système isolé, réversibilité. Le contenu pédagogique de ce développement – exposé en termes simples – est extrêmement pertinent.

L’histoire de la formation des astres, les étoiles puis le système solaire, met l’accent sur la naissance de la chimie (les atomes, les molécules). La matière carbonée était présente des milliards d’années avant que la vie n’apparaisse sur la Terre. La présence de molécules organiques dans ce contexte est décrite et expliquée. Elles expliquent que l’environnement ait permis, après des durées astronomiques, les évolutions chimiques qui ont favorisé l’apparition de la vie sur la Terre. En termes simples, cet article tord le cou à l’idée que la matière organique est synonyme de l’existence du vivant.

La purification de l’air des locaux habités peut se faire grâce à des réactions photochimiques. Pour les mettre en œuvre, il a été développé des dispositifs solides poreux et transparents - comme des mousses de polymères - enduits d’une couche d’oxyde de titane qui agit par son effet catalytique. Cet article illustre bien l’importance de travailler sur plusieurs aspects à la fois (ici la photochimie, la physicochimie des matériaux et l’optimisation d’un procédé) lorsqu’il s’agit d’obtenir un résultat appliqué.