Des dispositifs photoélectrochimiques (PEC) permettent sous l’action du rayonnement solaire de dissocier l’eau et de dégager de l’hydrogène à partir de solutions aqueuses comportant des photosensibilisateurs et un catalyseur.

Le photosensibilisateur est souvent un complexe de ruthénium et le catalyseur un complexe de cobalt. Plusieurs types de cellules sont montrées et leurs principes et fonctionnements expliqués. Dans le contexte énergétique actuel, ces systèmes qui conduisent à la production d’hydrogène à partir de l’eau et du rayonnement solaire sont de plus en plus étudiés.

Photoélectrochimie, photocatalyse et énergie (lien externe)

La chimie organique s’attache à se libérer des ressources carbonées fossiles en se fournissant de matières premières végétales, huiles, amidon, sucres, biomasse ligno-cellulosique, tout en essayant de ne pas concurrencer les cultures vivrières. Les voies biochimiques ont fait des progrès notamment par sélection d’enzymes par biotechnologie qui permettent de transformer la cellulose et la lignine. Les usines et pilotes se multiplient produisant le bioéthanol de seconde génération. Les projets de recherche aboutissent maintenant à des procédés industriels, mais le gros problème reste les coûts de production qui restent encore trop élevés que par les voies classiques partant du pétrole ou du gaz industriel.

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La convergence entre les nanotechnologies, la biotechnologie, l’informatique et les sciences cognitives (NBIC) s’est faite grâce à la chimie. Maintenant de grandes sociétés américaines comme Google se lancent afin de supprimer la neurodégénérescence et s’attaquer au vieillissement. C’est d’une part la miniaturisation des circuits intégrés en électronique qui permet l’accès aux super- calculateurs et l’approche du fonctionnement du cerveau humain et d’autre part le développement de la robotique jusqu’à l’intelligence artificielle. Le séquençage du génome ouvre le domaine des manipulations génétiques et les traitements médicaux personnalisés. Les chercheurs et les grandes compagnies « anti-âge » promettent qu’avec les NBIC le prolongement de la vie est pour demain.

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Le bois fait partie de la biomasse renouvelable qui constitue en France un stock supérieur à 71 millions de m³. La combustion du bois s’opère en trois phases : la vaporisation, la pyrolyse et l’oxydation du carbone. Les réactions sont données ainsi que le pouvoir calorifique PCS ou PCI qui est de l’ordre de 5 kWh/kg. La rentabilité énergétique dépend du foyer et du mode de combustion. En milieu urbain, la forte contribution à la pollution de l’air est surtout due aux microparticules issues des foyers ouverts. Les inserts et chaudières à bois moderne labélisées par l’ADEME sont recommandés.

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Après un bref rappel historique de l’éclairage électrique, on décrit les LED (Light Emitting Diode). Ce sont des semi-conducteurs qui émettent des photons sous l’influence d’un courant électrique. Les compositions de ces diodes sont à base d’arséniures ou de nitrures comme AsGa, GaN ou InGaN qui ont permis de couvrir tout le spectre de l’infrarouge jusqu’au bleu intense et de recomposer la lumière blanche.

Les caractéristiques d’émission, de consommation et de longévité sont données. Les diodes électroluminescentes organiques OLED arrivent elles-aussi sur le marché. Leurs compositions chimiques améliorées et leurs meilleures tenues dans le temps trouvent leurs applications en télévision et en imagerie électronique.

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La chute du prix du baril de pétrole en 2015 est examinée en analysant ses conséquences, plutôt intéressantes pour les particuliers et industries énergivores, catastrophiques pour les pays producteurs et industries pétrolières.

La question de savoir si cette baisse va « tuer » les énergies renouvelables en abaissant le prix du kWh thermique est posée. La baisse concomitante du prix des matières premières telles le silicium et le cuivre et la diminution du coût des investissements de l’éolien et du solaire incitent à plutôt dire non. Il faut aussi rappeler que l’énergie décarbonée permet au moins l’économie des ressources fossiles.

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La 3D ou fabrication additive est tout à fait différente des images 3D que l’on peut voir au cinéma ou sur certains téléviseurs. Elle consiste à construire des pièces en déposant l’une après l’autre des couches de plastiques grâce à un système qui ressemble beaucoup à une imprimante à jet d’encre commandé par un logiciel d’une représentation à trois dimensions de l’objet à construire.

On décrit les différents procédés de dépôts, les polymères et poudres métalliques d’alimentation des dépôts. Quelques exemples de réalisations sont illustrés et les débuts d’applications en biologie, notamment pour la fabrication de tissus d’organes, sont montrés. Ces nouvelles technologies sont appelées à un développement prodigieux non seulement pour les particuliers mais surtout pour l’industrie.

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Le texte passe en revue l’histoire de ce métal, objet de toutes les convoitises depuis l’antiquité. On rappelle la course des alchimistes à la recherche de la pierre philosophale et l’origine historique des monnaies et tributs. La production minière actuelle de l’ordre de 2 500 tonnes par an auxquelles s’ajoutent environ 1000 tonnes issues du recyclage.

Très électronégatif, il est quasi inerte chimiquement ; son usage dans la bijouterie et l’électronique est complété en chimie par les propriétés catalytiques des nano particules d’or. Son utilisation essentielle est la valeur refuge bancaire et la référence aux valeurs des monnaies nationales. Quelques paragraphes exposent les variations de son cours boursier et quelques avis ou anecdotes historiques.

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Les étapes du progrès des connaissances apparaissent très nettement en cristallographie.

Dès l’Antiquité les formes des cristaux suscitaient l’admiration. Mais c’est entre 1750 à 1850 que l’on trouve l’origine de la cristallographie géométrique avec la découverte de la loi des constantes d’angles entre les faces d’un cristal quels que soient son développement et les considérations de symétrie avec les 32 classes de symétrie réparties en 7 systèmes cristallins. C’est après la découverte des rayons X que l’on a mis en évidence les données relatives aux familles des plans réticulaires. L’aspect théorique a été introduit avec la notion du facteur de structure Fhkl : ce dernier a permis la compréhension structurale des polyèdres de coordination et des liaisons cristallines. Les cristaux organiques et biologiques ont pu être abordés avec l’introduction des grands instruments de mesure !

La description des solides est présentée ici de manière très pédagogique avec la présentation des solides métalliques, covalents, ioniques. Le passage du modèle à la réalité est explicité avec soin à l’aide de schémas de triangulaires très clairs ! La nature de la liaison chimique est primordiale pour la compréhension des édifices cristallins ; et pour expliquer les déformations des cristaux tels que les solides ioniques à base d’éléments de transition comme les spinelles, l’étude précise des configurations électroniques des atomes nécessaires !