La réflexion présentée résulte de l’expérience de la plongée sous-marine d’un professeur chargé d’enseigner la thermodynamique et la physico-chimie des solutions au niveau universitaire. Elle a pour objectif de faire aimer ces deux matières, souvent perçues comme un cauchemar, en particulier aux jeunes, en montrant que leur utilisation est indispensable pour plonger en sécurité. On comprendra par exemple qu’il est indispensable que les plongeurs aient une bonne connaissance de la compressibilité des gaz, et que, pour éviter les accidents de décompression, c’est la thermodynamique qui va donner une réponse et venir au secours des plongeurs. Le texte est pédagogique, plein d’anecdotes historiques et bien illustré.

Les différences entre le danger et le risque, entre la présence de traces de produits phytopharmaceutiques dans l’eau ou les fruits et légumes et le danger pour le consommateur sont expliqués. L’apport des produits phytopharmaceutiques et l’évaluation des risques sont analysés. Les perspectives pour l’avenir d’avoir des molécules plus sélectives et ciblées ainsi que de nouveaux outils d’aide à la décision sont présentées.

La couleur d’un aliment met en appétit. Mais derrière la couleur ce sont des mélanges de molécules loin d’être simples à maîtriser. Nous apprendrons comment les molécules colorent les aliments et quels sont les colorants que l’on trouve dans les aliments, qu’ils soient naturels ou synthétiques. Nous découvrirons sur des exemples tels que polyphénols, quinone, oxydation que la coloration naturelle des aliments est résolument une histoire de chimie et que E160, E162, E163 et tant d’autres additifs dont le nom inquiète un peu sont tous issus du milieu naturel. La piste idéale à ce jour pour créer de nouvelles molécules colorantes est d’utiliser les processus naturels.

Les chimistes sont capables d’identifier l’espèce moléculaire responsable de l’effet thérapeutique d’une plante. Ceci leur ouvre un champ considérable – et même une voie royale – vers la synthèse de nouveaux médicaments, une très faible partie seulement des plantes présentes sur la planète ayant été étudiée.

La première étape des études est l’extraction des molécules d’intérêt contenues dans la plante étudiée, la deuxième est l’étude des propriétés structurales de cette molécule et de sa relation avec l’activité biologique faite en collaboration avec le biologiste et qui passe par l’élucidation de son mécanisme d’action in vivo. Plusieurs « histoires » notables qui ont jalonné ce champ scientifique sont décrites dans ce chapitre : l’avènement de l’aspirine, le taxol et le taxotère (anticancéreux particulièrement performant) où les auteurs se sont personnellement distingués, la méiogynine que les chimistes ont su modifier pour multiplier son activité.

Ces récits, quasi ludiques mais très instructifs, illustrent mieux que tout l’inventivité du chimiste organicien, résultat de la connaissance au niveau le plus intime de la vaste panoplie des mécanismes de réaction de la chimie, mais résultat aussi de l’observation et de l’imitation de la nature.

L’article débute par des généralités sur les tensioactifs et la présentation d’exemples de tensioactifs anioniques, cationiques, amphotères et même non ioniques. La synthèse de ces molécules à partir de sucres est illustrée par de nombreux cas d’études : les alkylpolyglucosides, les esters de sorbitan, les esters du saccharose et les alkylméthylglucamides.

Un exemple de mise en œuvre de la formulation d’un shampoing puis d’un produit du soin pour la peau sont présentés à la fin de l’article.

La couleur est partout dans l’habitat. Colorer nécessite une chimie de formulation très performante du fait de la variété des couleurs que l’on souhaite obtenir et de la multitude d’ingrédients entrant dans les peintures, du souci de les faire tenir dans le temps et de la problématique de la qualité de l’air intérieur. L’émergence des nanotechnologies et de la chimie du végétal ouvre des perspectives d’innovation. Une nouvelle chimie de formulation utilisant des matières premières renouvelables se développe. Elle s’inscrit naturellement dans le développement durable de l’habitat et de la société comme l’illustreront des exemples pratiques.

Comment un photon de lumière arrivant sur un matériau peut-il provoquer des réactions d’oxydations capables de dégrader des polluants chimiques organiques (COV : composés organiques volatiles), inorganiques (Ypérite…) et biologiques (virus grippal, bacille de l’anthrax…) ? L’article explique ensuite comment choisir le matériau et le rayonnement actif puis il détaille l’application à des appareils de dépollution de l’air intérieur, soit à usage domestique, soit pour utilisation dans des cabinets médicaux ou des salles d’hôpitaux.

Un rappel historique montre que le dopage est un phénomène de société. L’organisation de la lutte antidopage est expliquée de façon scientifique et détaillée, en particulier les techniques d’analyses et les difficultés de plus en plus grandes de la traque aux molécules dopantes. Utilisant des structures chimiques et des méthodes de plus en plus variées, complexes et indétectables, le dopage tente continuellement d’échapper aux contrôles. La chimie analytique, elle-même engagée dans une course à la performance, se trouve dans l’obligation de se dépasser.

Il ne faut pas considérer que tous les produits naturels sont sains et que tous les produits de synthèse sont toxiques. Il faut les étudier au cas par cas, faire la différence entre danger et risque et prendre en compte la notion d’exposition.

L’évaluation des risques par l’Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFSSA) est expliquée de la « fourche à la fourchette » ainsi que le rôle de la chimie analytique au niveau du contrôle et de la surveillance. La démarche d’évaluation et de prévention des risques alimentaires est expliquée sur l’exemple des pesticides.

Cette étude réalisée par le secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences a pour objectif de répondre à deux questions : les substances produites par les chimistes sont-elles à l’origine de risques pour la santé ? Et comment apprécier ces risques dans une société inquiète et somme toute assez critique ?

Deux thèmes permettront d’illustrer le problème des effets nocifs potentiels imputés aux substances chimiques : le cancer et l’asthme (et plus généralement les maladies dysimmunitaires). Épidémiologie, facteurs de risque, corrélations entre maladies infectieuses et maladies dysimmunitaires et mécanismes de protection sont analysés ainsi que les conséquences sur le principe de précaution.