Trois semaines après son départ, l’avion solaire Solar Impulse vient de se poser en Chine. Il a déjà parcouru le tiers de son périple autour du monde de 35 000 km sans aucune goutte de carburant. Depuis le 30 mars sa maquette géante est exposée à Paris à la Cité des Sciences.
Solar impulse est propulsé par quatre moteurs électriques alimentés par des batteries stockant l’énergie électrique fournie par 17 000 cellules solaires (1). Pour les deux ingénieurs suisses initiateurs du projet et les industriels de la chimie qui s’y sont investis, c’est l’aboutissement de treize années de recherche (2). Les cellules photovoltaïques (3) devaient être légères avec un profil aérodynamique, Solvay a remplacé le verre par un plastique fluoré (4). Pour la protection de l’eau et des salissures c’est un film d’Halon un copolymère (5) qui a été retenu. De même pour les batteries ion–lithium (6), le liant pour les électrodes PVDF et l’additif dans l’électrolyte (7) améliorent la circulation des ions et la densité énergétique des batteries, innovations qui se retrouveront dans nos smartphones (8). La structure légère de l’avion est à base de fibres de carbone (9) et, pour l’isolation du cockpit, Bayer a développé des mousses de polyuréthane renforcées de fibres de carbone qui auront d’intéressantes retombées en automobile (10). Les ailes de 72 mètres d’envergure, presque aussi longues que celles d’un Airbus A 380 sont résistantes et légères avec une structure composée de papier laminé entre deux nappes de fibres de carbone et rendue rigide par un polyamide spécial (11) le Torlon PAI.
L’avion ne pèse que le poids d’un gros 4x4, car pour un tel enjeu, le poids voilà l’ennemi. Solar Impulse est un laboratoire d’innovation pour la chimie et les matériaux, c’est aussi un formidable démonstrateur pour les technologies du développement durable. Après son escale en Chine, souhaitons-lui bon vent et allez voir son double à la Cité des Sciences, vous serez épatés.
Jean-Claude Bernier
avril 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) La conversion photovoltaïque de l’énergie solaire
2) Ingénieur de recherche (vidéo 6:43)
3) Un exemple d’énergie renouvelable : panneaux solaires photovoltaïques
4) Les élastomères thermoplastiques (ETP) fluorés : synthèse, propriétés et applications
5) Les cellules et système de l’avion solaire, Chemical World Tour Saison 4 (Fleur et Pierre, vidéo 7:52)
6) Matériaux pour conversion et stockage de l’énergie : avancées et challenges
7) Les nouvelles batteries au lithium, Chemical World Tour Saison 4 (Anna et Axel, vidéo 8:39)
8) Les multiples contributions de la chimie dans la conception des tablettes et des smartphones
9) Les composites carbone/carbone
10) Les matériaux poreux pour améliorer les transports
11) La grande aventure des polyamides
"Solar Impulse SI2 pilote Bertrand Piccard Payerne November 2014" by Milko Vuille - Own work.
Licensed under CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons.
Les djihadistes de Daech ont détruit d'importantes collections d'art pré-islamique conservées à Mossoul, ville d'Irak. Des statues et objets des périodes assyriennes datant de plusieurs siècles avant notre ère, ainsi que le célèbre taureau ailé de la porte de Negal, ont été anéantis. Quelques semaines après avoir brûlé plus de 8000 livres et documents rares de la bibliothèque, Daech poursuit son nettoyage culturel après le nettoyage ethnique et religieux encore plus grave. Le patrimoine c'est la mémoire de l'humanité ; les sculptures, les livres, les bâtiments, les peintures, les vitraux sont le témoignage de l'art et de l'histoire des civilisations. Hélas, sans compter ces déprédations, le climat, la pluie, le vent, altèrent ces témoignages et c'est encore la chimie qui permet de comprendre, d'analyser et de réparer leurs dégradations.
C'est d'abord la chimie analytique qui mène l'enquête et donne son verdict (1). Prennent le relais des instruments de physique tels que le rayonnement synchrotron (2) et le mini accélérateur « Aglaé » dans les propres locaux du musée du Louvre (3) qui analysent et recomposent la structure des surfaces des statues ou la composition de la peinture d'origine d'un tableau du 18e siècle. C'est ensuite la collaboration entre chimistes (4) et spécialistes de l'art qui permet de comprendre les traditions des anciennes générations par une approche à la fois ethnologique et physico-chimique (5). C'est ainsi qu'en collaborant avec des historiens on retrouve l'aspect original des bronzes antiques (6), on peut aussi comprendre et analyser le savoir-faire des verriers de l'Antiquité (7). Au-delà de la sauvegarde de l'héritage du passé on peut aussi par l'analyse des fards retrouvés lors des fouilles égyptiennes savoir comment on vivait et se maquillait plus de 2000 ans avant nous (8).
Oui, la chimie peut nous replonger dans un passé qui revit alors avec ses traditions, mais elle est aussi essentielle pour la connaissance et la restauration du patrimoine.
Jean-Claude Bernier
mars 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Chimie analytique, art et patrimoine, vers une vision commune
2) Matériaux du patrimoine et altération. Analyse par rayonnement synchrotron
3) Aglaé, ou la Beauté vue par la Science
4) Responsable de laboratoire d’analyses / contrôle qualité (H/F) (fiche métier)
5) Khôl toujours (vidéo, 6:39)
6) Couleurs originelles des bronzes grecs et romains
7) L'art du verrier : des nanotechnologies depuis l'Antiquité !
8) Recette pour un maquillage égyptien (vidéo, 3:00)
Les conférences du colloque « Chimie et Expertise - Santé et Environnement » qui s'est tenu le 11 février 2015 sont accessibles et gratuitement télédéchargeables sur le site http://actions.maisondelachimie.com/nos_colloques_en_videos.html.
Les experts scientifiques universitaires et industriels nationaux y font le point sur la contribution de la chimie aux travaux d’expertises sollicités par les autorités publiques, les entreprises ou les particuliers qui touchent des enjeux de santé humaine ou animale ou des enjeux environnementaux.
La chimie, industrie intervenant en amont de très nombreux secteurs d’activité, doit sans cesse innover mais en tenant compte de l’évolution des exigences de la société en matière de respect de l’environnement et de protection de la santé humaine et animale.
La réglementation européenne connue sous le vocable REACH impose aux acteurs industriels et aux chercheurs fabriquant ou utilisant des substances chimiques un contrôle strict au niveau de leur fabrication, de leur mise sur le marché et de leur utilisation. Ce règlement nouveau est très contraignant et coûteux dans sa mise en œuvre car il limite l’accès à certaines substances, et peut même conduire à l’abandon de certaines d’entres elles.
Cependant, ces contraintes, imposées par REACH dans l’intérêt des consommateurs et citoyens européens qui, nous l’espérons, devraient devenir normes internationales au bénéfice de tous les habitants de notre planète, sont aussi une opportunité pour développer l’innovation.
La conférence plénière d’ouverture aborde largement ces points qui sont illustrés et débattus dans les quatre conférences de la table ronde suivante qui réunit d’une part des industriels de référence en matière de chimie dans trois domaines, pétrochimie, santé et environnement avec d’autre part les experts de l’Agence nationale de sécurité sanitaire, de l’alimentation de l’Environnement et du travail (ANSES) et de l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (INERIS).
Les autres conférences sont centrées sur des sujets qui en terme de prévention ou d’intervention des risques sont au centre des préoccupations de la population et au cœur de débats contradictoires et parfois polémiques qui ont lieu sur ces sujets, car la démonstration du zéro défaut et zéro risque de danger est parfois difficile à atteindre d’autant plus qu’elle ne doit pas conduire à un immobilisme qui représenterait un risque bien supérieur.
Des thèmes, aussi controversés que les nano-objets et les gaz et pétroles de roches-mères, également dénommés, à tort, gaz et pétrole de schiste, sont présentés avec toute la rigueur de l’expertise scientifique, indépendante, pluraliste et contradictoire qui s’impose.
Cette année, 6 binômes constitués d’un étudiant en chimie et d’un étudiant en journalisme ont parcouru le monde pour aller à la rencontre des innovations de la chimie sur le thème « chimie et énergie ». Les thèmes abordés lors de ces reportages concernent tout autant les problèmes de production, de stockage et d’économie d’énergie.
Découvrez les 6 reportages de nos envoyés spéciaux et votez pour votre film préféré !
Le monde scientifique et industriel de la chimie a été bouleversé par les actions terroristes des 7, 8 et 9 janvier derniers. Chercheurs, enseignants, opérateurs, techniciens, employés et cadres ont participé là où ils étaient aux rassemblements citoyens. Ils ont marqué leurs soutiens aux familles cruellement atteintes et puisé avec les millions de français les motifs de courage et d’apaisement le dimanche 11 janvier. Mais ils agissent aussi tous les jours dans les laboratoires et les usines pour le bien-être de leurs concitoyens et aussi pour leur sécurité et leur sûreté.
Les prix Nobel ont récompensé de nombreux chimistes qui ont fait progresser l’hygiène et la santé et sauvé des millions de vies humaines. Mais ce n’est pas suffisant. En ce moment, même la chimie agit pour la sécurité des français. Elle intervient par exemple dans les micro–capteurs (1) qui détectent des traces de gaz mais aussi de vapeurs d’explosifs (2) et peuvent prévenir et éviter des attentats. En travaillant avec la police scientifique et la gendarmerie, les chimistes déplacent leurs moyens d’analyses sur le terrain (3) au profit de l’enquête. Si la chimie et les forces de sécurité ne peuvent éviter tous les actes terroristes, la chimie reste essentielle pour élucider les crimes et attentats (4). Grâce aux nouvelles techniques séparatives (5) les scènes de crimes sont très soigneusement analysées et passées au peigne fin. Les techniques automatisées de chromatographie complexe (6) permettent de déceler les empreintes génétiques (7) et d’identifier très vite les auteurs criminels comme l’ont été les fanatiques de janvier. Des métiers enthousiasmants de chercheurs et de chimistes analystes au service de nos concitoyens au sein de l’IRCGN (Institut de recherches criminalistiques de la gendarmerie nationale) et de la police scientifique (8) (9) (10) s’ouvrent pour nos jeunes chimistes enquêteurs (11) (12) .
La chimie n’oublie pas Charlie.
Jean-Claude Bernier
Janvier 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Micro-capteurs à semi-conducteurs pour la détection de dioxyde de carbone [vidéo, 35:51]
2) Les nouvelles techniques d’investigation des explosifs [vidéo, 47:08]
3) Laboratoire sur le terrain au profit de l’enquête [vidéo, 39:30]
4) Chimie et sciences criminelles
5) Sciences et techniques séparatives pour scènes de crime complexes [vidéo, 39:01]
6) Cette arme a-t-elle tiré ?
7) La chimie dans les empreintes génétiques
8) La chimie et la criminalistique à l’IRCGN [vidéo, 30:46]
9) La chimie au service de la sécurité de nos concitoyens [vidéo, 25:12]
10) La police scientifique [vidéo,33:14]
11) Responsable d’un laboratoire d’analyses (fiche métier)
12) Technicien chimiste (H/F) (fiche métier)
Les parisiens et franciliens seront-ils privés des soirées d’hiver passées douillettement au coin du feu ? Alors que le « bois-énergie » fait partie des combustibles renouvelables recommandés pour la transition énergétique on l’accuse maintenant de polluer l’air des grandes agglomérations (1). Qu’en est-il ?
Le bois, composé presque essentiellement de carbone, hydrogène et oxygène, brûle en trois étapes :
- C’est d’abord l’eau d’humidité et liée qui s’échappe vers 100 – 150 °C ;
- Les gaz combustibles CO (2), H2 et les hydrocarbures brûlent avec l’oxygène de l’air en une belle flamme jaune ;
- Le carbone charbonneux (3) rougeoie et s’oxyde à 800 °C, à la fin ne restent que les cendres (4).
Son bilan en gaz à effet de serre est nettement à son avantage 40/80 kg de CO2 /MWh (5), 5 fois moins que le gaz naturel et 10 fois moins que le fioul (6). Mais si dans les chaudières à granulés ou à plaquettes cet avantage, y compris financier, est réel, dans les foyers ouverts la combustion est incomplète. Se dégagent alors du CO imbrûlé, des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques), des COV (composés organiques volatils), NOx (7) et surtout des particules fines et ultrafines dangereuses pour la santé. Les études de l’INERIS et de l’ADEME (8) ont montré que les émissions de particules issues de la combustion de bois en foyers ouverts dépassaient largement et parfois d’un facteur 3 les émissions polluantes des transports routiers et ceci principalement dans le cas du chauffage domestique. Faut-il sacrifier la joie de contempler les flammes dansantes dans la cheminée et la boucher ou y mettre un insert moderne panoramique qui a le label vert ADEME (9) ?
Cruel dilemme quand on veut une bonne note d’AIRPARIF.
Jean-Claude Bernier
Janvier 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) La qualité de l’air en question
2) Le monoxyde de carbone (produits du jour)
3) L’obtention de charbons actifs
4) Les végétaux contiennent du vanadium, du molybdène et du chrome
5) Le dioxyde de carbone (produits du jour)
6) Se loger, se déplacer : peut-on se libérer de l’addiction aux énergies fossiles ?
7) La chimie atmosphérique : contexte, récents développements et applications
8) Technicien environnement (fiche métier)
9) Responsable assurance qualité (fiche métier)
L’un des plus grands meetings francophone Matériaux 2014 s’est déroulé fin novembre à Montpellier. 27 sociétés savantes et près de 1700 chercheurs, enseignants, doctorants et industriels ont fait le point sur la recherche et l’industrie des matériaux. Cinq conférences plénières ouvraient les journées où se déroulaient en parallèle 19 colloques. De nombreuses évolutions et innovations y ont fait l’objet de communications.
Ce sont tout d’abord les contributions essentielles des matériaux, au stockage, à la conversion de l’énergie et à sa conservation (1), les nouvelles avancées sur les batteries (2), les membranes des piles à combustible, la production et le stockage de l’hydrogène.
Une préoccupation de plus en plus présente est celle de l’économie des sources carbonées et la préservation de l’environnement. Des études sur le cycle de vie et le recyclage des métaux (3) commencent à être diffusées. L’allègement des structures automobiles et aéronautiques par les composites et alliages légers est une piste de plus en plus d’actualité (4) (5). Les nouveaux aciers à haute résistance, les revêtements anti-corrosion ont fait d’énormes progrès. Il est jusqu’aux applications des matériaux pour la santé qui se diversifient comme les nanoparticules vecteurs thérapeutiques (6). Font également leurs percées les matériaux bio-inspirés (7) et les textiles fonctionnalisés (8). Il faudrait plusieurs pages pour citer les matériaux fonctionnels du domaine de l’électronique et de la haute technologie (9).
Matériaux 2014 fut une très bonne revue de l’activité matériaux en amont des industries métallurgiques, céramiques, verrières et du bâtiment qui emploient plusieurs millions de personnes dans l’hexagone (10).
Jean-Claude Bernier
Décembre 2014
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Isolation dans l'habitat : la chimie pour ne pas gaspiller de calories !
(2) La chimie dans les batteries
(3) Recyclage des matériaux et évaluation environnementale
(4) Les alliages d’aluminium pour l’allègement des structures dans l’aéronautique et la carrosserie automobile
(5) Matériaux polymères et développement durable
(6) Nanovecteur chimique de médicament : médaille de l’innovation 2012 du CNRS
(7) Chimie des matériaux hybrides
8) Le textile, un matériau multifonctionnel
(9) Les matériaux avancés, moteurs de l’innovation en électronique (vidéo, 28:33)
(10) Ingénieur chimie des matériaux - Un métier de l'automobille (vidéo, 2:10)
Vous êtes collégien, lycéen, étudiant ou apprenti ?
Dans le cadre du Village de la Chimie 2015, et en collaboration avec l’équipe de Mediachimie et Universcience nous vous proposons de rentrer dans le monde souvent surprenant et parfois magique de la Chimie et de ses applications, au travers de ce quiz ludique et instructif.
Testez vos connaissances, à vos claviers !
Pour vous aider dans vos réponses nous vous invitons à consulter notre site Mediachimie.org et celui d’Universcience.