Lors d'une séance en classe de seconde en enseignement d'exploration « sciences et laboratoire », M. François Bourliot, professeur de physique-chimie au lycée Pierre Gilles de Gennes - ENCPB, utilise le site Mediachimie pour accompagner l’exploitation d’un TP.
À cette occasion, Mme Françoise Brénon, professeure de chimie et membre du comité éditorial de Mediachimie, présente ce site à l’aide d’exemples. Au cours de cette séance, deux vidéos ont été réalisées par le service vidéo de l’académie de Paris :
- une version courte (7 min) consacrée à la présentation de Mediachimie et dans laquelle M. François Bourliot explique pourquoi et comment il l'utilise dans son cours ;
- une version longue (14 min) inclut l’intégralité de la version courte et permet également de suivre une partie de la classe dans exploitation d'un TP d'exploration portant sur l’oxydo-réduction, avec l'utilisation de Mediachimie.
L’ouragan Harvey a ravagé la semaine dernière la côte est du Texas aux États-Unis. Il a fait au moins 33 victimes et il a aussi inondé une zone fortement industrielle près de Houston. C’est là que plusieurs sites de pétrochimie comme les raffineries ont dû s’arrêter noyées par les eaux mais des plateformes chimiques ont aussi souffert. C’est le cas de l’usine ARKEMA de Crosby au nord-est de Houston où plusieurs explosions suivies de dégagements de fumées ont été observées jeudi 31 août et vendredi 1er septembre. Les responsables de la filière américaine du groupe nous informent d’une situation jamais vécue, où 1,80 mètre d’eau dans l’usine ont fait sauter les alimentations électriques d’urgence et de secours. En conséquence les conteneurs de peroxydes organiques n’étaient plus réfrigérés et ont brûlé.
Qu’est-ce qu’un peroxyde organique ? Les peroxydes organiques sont des substances organiques liquides ou solides qui contiennent la structure bivalente -O-O- et qui, en tant que telles, sont considérées comme des dérivés du peroxyde d’hydrogène dans lesquels un ou les deux atomes d’hydrogène ont été substitués par des radicaux organiques. Ils dérivent presque tous d’une formule
et ils sont caractérisés par des doubles liaisons C=O et des ponts d’oxygènes greffés entre des radicaux carbonés. L’un des plus simples est le peroxyde d’hydrogène H-O-O-H ou eau oxygénée (1), antiseptique et comburant dans les fusées, mais aussi agent de synthèse oxydant en chimie organique. Les peroxydes sont utilisés en pharmacochimie (2) et aussi comme plastifiants (3), dans la fabrication des plastiques et des composites fibreux (4). Il y a plus de dix types de peroxydes organiques, citons le peroxyde de dibenzoyle utilisé comme agent thérapeutique contre l’acné et agent de blanchiment comme le peroxyde de lauroyle dans l’industrie alimentaire (5). D’autres peroxydes comme ceux des carbonates, de cétones et d’esters sont utilisés dans les polymères et diverses industries y compris cosmétiques (6), où l’on a besoin d’un réactif d’oxydation.
Ce sont des composés à la fois oxydants et comburants et donc instables car ils réunissent dans un même composé du carbone et de l’hydrogène (comburants) qui ne demandent qu’à réagir avec l’oxygène (oxydant) pour donner du CO2 et H2O. Ils se décomposent facilement sous l’action de la chaleur. La montée en température au-dessus de la « température de décomposition accélérée » (SADT en anglais) entraine une décomposition exothermique avec possibilité d’auto-accélération et auto-combustion d’où explosion (7).
C’est pourquoi on les stocke dans des containers refroidis où la température doit rester en général au-dessous de 20 °C. La panne d’alimentation électrique a provoqué la décomposition et la combustion des containers sur le site de Crosby, malgré toutes les précautions prise par les services de l’usine en doublant les circuits de réfrigération (8). La direction locale d’ARKEMA a décidé de déclencher l’incendie des produits restants en accord et liaison avec le « Chemical Safety Board », l’agence fédérale de sûreté chimique afin de mettre en sécurité le site (9).
Jean-Claude Bernier
Septembre 2017
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Découverte du peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée)
2) Le vieillissement cutané : prévention et réparation
3) L’analyse des peintures automobiles
4) Matériaux composites à matrice polymère
5) Alimentation : les différentes facettes de la qualité
6) La chimie au cœur de l’innovation en parfumerie-cosmétique : le contexte économique et réglementaire et les défis de la recherche
7) Une enquête explosive
8) Apport de REACH dans l’amélioration de la connaissance des dangers des substances pour Arkema
9) Du produit aux installations : apport des sciences chimiques pour renforcer la sécurité
Le volume 4 de la collection Chimie et... Junior est paru.
L’avenir de la planète dépend de l’évolution du climat et des sources d’énergie utilisées et utilisables dans le futur. Comprendre les problèmes à résoudre pour faire les choix et les efforts nécessaires concerne tous les habitants de la Terre pour longtemps.
Dans le domaine du climat comme dans celui de l’énergie, les chimistes sont au service de la transition énergétique à travers de nombreux métiers qui se développent et se diversifient. Les fiches professionnelles permettent de mieux les connaître.
Enfin avec le coin des jeux testez en famille les connaissances en chimie et en mathématique dans ce domaine.
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La collection Chimie et... Junior a pour objectifs :
- d’illustrer par des exemples issus de récents résultats de la recherche académique et industriel, le programme du cycle 4 des collèges ;
- de faire agréablement découvrir aux collégiens et aux lycéens, l’importance des sciences de la chimie dans la vie quotidienne, notamment dans les domaines porteurs, afin de les aider à choisir leur orientation et à préparer leur avenir professionnel.
Le point faible de l’électricité produite par les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques (1), c’est l’intermittence. Les media nous ont habitués aux abus de langages « la puissance de ce parc photovoltaïque ou de cette ferme d’éoliennes permet d’alimenter une ville de 50 000 habitants » … Et bien non ! Que feront ces malheureux la nuit ou les jours nuageux et sans vent, privés de chauffage, d’éclairage, de téléphone et d’ascenseur ? Se pose donc le problème de stocker l’électricité (2) non pas à l’échelle de quelques watts pour votre smartphone mais à quelques centaines de mégawatts pendant au moins 24 heures.
Elon Musk, le médiatique président de TESLA, a saisi l’opportunité qui se présente en Australie-Méridionale, frappée de black-out répétitifs dus à l’arrêt de centrales au charbon, à l’excès de renouvelables et à la désorganisation de son réseau par des pluies diluviennes (3). Les industries du sud de l’Australie, et en particulier les zones portuaires d’Adélaïde et de Perth, réclament à cor et à cri la construction d’une centrale thermique à gaz pour les alimenter. Suite à un appel d’offre du gouvernement méridional, Elan Musk leur propose d’installer un stockage de 100 MW (129 MWh) à Jamestown près du parc éolien de Hornsdale géré par le français Neoen (4), utilisant sa technique Powerpack, composée de 788 armoires comportant chacune 16 batteries lithium-ion (5) avec leurs composants électroniques de charge/décharge et onduleurs programmés. Il propose au Premier ministre du gouvernement de le lui livrer en 3 mois, d’ici décembre 2017, au prix de 250 $ le KWh (ce qui fait tout de même 33 millions de $) et gratuitement s’il ne tient pas les délais ! On connaissait déjà ses batteries Powerwall de Tesla pour les particuliers désireux d’autoconsommer leur électricité solaire de 6 à 14 KWh mais là, il franchit un sacré palier. Il ne craint pas de dire que c’est la plus importante unité de stockage en batteries au monde ; ce n’est pas tout à fait exact car le chinois Rongke Power et l’américain UET construisent près de Dalian en Chine un ensemble de batterie flux vanadium (redox) d’une capacité de 200 MW (6). En dehors de la performance technologique, on peut réfléchir au prix fourni en prenant une durée de vie de 3 ans et 1000 cycles décharges/recharges qui met le prix à 0,25 € du KWh stocké. L’investissement pour un terawatt-heure (TWh) serait suivant cette technologie de 250.109 soit 230 milliards d’euros de 250.109 dollars, soit 230 milliards d’euros, et immobiliserait 300 000 tonnes de lithium. Calculez combien il faudrait pour stocker la moitié de la production photovoltaïque française, 4,5 TWh. C’est sûr, même en baissant les prix et en améliorant la durée de vie ce n’est pas encore la solution (7).
Jean-Claude Bernier
Août 2017
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Un exemple d’énergie renouvelable : les panneaux solaires photovoltaïques
(2) Matériaux pour conversion et stockage de l’énergie : avancées et challenges
(3) Le challenge de l’électricité verte
(4) Stockage de l’électricité : élément clé pour le déploiement des énergies renouvelables et du véhicule électrique
(5) Piles à combustible et batteries au lithium
(6) Les enjeux de la chimie dans la production d’électricité
(7) L’hydrogène qui valorise les énergies renouvelables (vidéo 7:36)
La cérémonie de remise du Grand Prix a eu lieu le 29 juin 2017 à la Maison de la Chimie. L'équipe lauréate sélectionnée par le jury est celle de Josephine Damambez et Jéremy Normand sur le thème Demain, une prise d'haleine pour dépister le cancer. Le binôme lauréat a été récompensé par un chèque de 5000 €.
Le Grand Prix : les jeunes journalistes de la chimie est un concours étudiant télévisé ouvert aux futurs journalistes et organisé par la Fondation de la Maison de la Chimie, qui en a confié l’organisation à MCE, Ma Chaîne Étudiante, et en partenariat avec les journaux Sciences et Avenir et Le Figaro. L’objectif de ce concours, unique en son genre, est de vous faire aimer la science et la chimie.
Il s’agit de récompenser le meilleur reportage (article et interview filmée) sur un thème d’actualité lié à la science et pour une part à la chimie, et ainsi donner une notoriété méritée au binôme le plus prometteur de la nouvelle génération de journalistes.
En 2017, quatre nouveaux binômes d’étudiants en journalisme avaient été choisi et ont réalisé un sujet (article + interview vidéo) sur l’univers de la chimie.
- Camille Humbert & Hadrien Claveau, deux étudiants de l'IJBA Bordeaux : Une peur verte de la chimie
- Caroline Cabuy Santini & Camille Guesdon, deux étudiantes de l'ESJ Paris : Manipulation génétique : des ciseaux moléculaires à double tranchant
- Joséphine Devambez & Jérémy Normand, deux étudiants de l'Ecole de Journalisme de Sciences Po : Demain, une prise d'haleine pour dépister le cancer
- Selim Chtayti & Arthur Carpentier, deux étudiants du Centre de Formation des Journalistes de Paris : Le cerveau, l'organe sentimental
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Les images tragiques de l’incendie de la tour Grenfell à Londres dans la nuit du 13 au 14 juin ont ému et horrifié nombre de téléspectateurs. En tant que chimistes nous avons été interpellés par l’observation des flammes qui se propageaient très rapidement en façade de cette tour et des dégagements de fumées inhabituels issus du bardage.
Il semblerait que ce soit l’isolation thermique par l’extérieur (ITE) du bâtiment qui soit en cause bien qu’elle soit l’une des meilleures méthodes d’isolation (1). En effet les travaux de rénovation thermique de la tour réalisés par le bailleur londonien ont consisté à fixer en façades des panneaux faits de deux plaques d’aluminium pré-laquées thermocollées de part et d’autre d’une âme de quelques centimètres d’épaisseur de matière isolante comme le polyéthylène (PE) (2). Ces panneaux bien rigides offrent plusieurs avantages : esthétiques, faible poids, résistance à la corrosion et aux intempéries et bien sûr coefficient d’isolation thermique excellent (3).
Ces panneaux qui constituent le bardage des façades de la tour Grenfell mis en place en 2015 sont de type Reynobond® fabriqués par Arconic une société américaine filiale d’ALCOA, un géant de l’aluminium, et située à Merxheim dans le Haut-Rhin en France. Cette société livre aux entreprises de construction plusieurs types de « sandwiches » (4) :
- une entrée de gamme où l’âme est constituée de polyéthylène expansé (PE) entre les deux plaques d’aluminium, qui est recommandée par le constructeur pour les immeubles de faible hauteur ;
- des produits plus sophistiqués comportant des versions dites FR (Fire Retardant) comportant des retardateurs de flammes (5) qui peuvent être des hydroxydes métalliques ou des dérivés halogénés ;
- des produits plus sophistiqués ignifugés avec des polymères autres que le PE (polyéthylène) ou PS (polystyrène) comme le polyisocyanurate et ignifugé, qui ont de meilleures résistances au feu pour des immeubles de plus grande hauteur.
Alors que s’est-il passé ? Lors du chantier de rénovation, l’entreprise londonienne a-t-elle utilisé un produit entrée de gamme au lieu du Reynobond® FR ? La présence d’une lame d’air entre le panneau extérieur et l’isolant polymère en façade a-t-elle joué le rôle d’une cheminée accélérant la combustion ? Si les isolants comme le polyisocyanurate ou ceux avec un retardateur de flamme ont des temps de résistance à l’incendie supérieurs à ceux du polystyrène expansé, il n’en reste pas moins que la laine de roche compressée est préférable dans cette application particulière. En effet les essais de tenue au feu menés au CNPP (Centre national de prévention et de protection) de Vernon soulignent que le matériau a tendance à générer des fumées nocives notamment de l’acide cyanhydrique HCN et du monoxyde de carbone CO. De plus, dans ce type d’incendie où la température peut atteindre près de 1000°C, les plaques d’aluminium dont la température de fusion est de 660°C s’effondrent (6).
L’isolation de l’habitat et surtout des tours exige un cahier de charges très strict qui doit prendre en compte toutes les caractéristiques chimiques, thermiques et mécaniques des matériaux (7), sinon des incendies meurtriers peuvent encore se reproduire.
Jean-Claude Bernier
Juillet 2017
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) L’isolation dans l’habitat : la chimie pour ne pas gaspiller de calories !
(2) Le polyéthylène (produit du jour de la SCF)
(3) La chimie au service de l’efficacité énergétique : comment concevoir un habitat performant ?
(4) Matériaux composites à matrices polymères
(5) Le textile, un matériau multifonctionnel
(6) Sciences et techniques séparatives pour scènes de crimes complexes. Application à la détection des accélérateurs d’incendie
(7) Vivre en économisant cette « chère » énergie
Retrouvez le discours de clôture de Gilles le Maire lors du petit-déjeuner du 23 juin 2017 sur : "Chimie IDF : des emplois à pourvoir, une pérennité assurée !" ainsi que les résultats de l’étude (PDF) réalisée par le CROCIS, la CCI Hauts-de-Seine et l’UIC Ile-de-France et présentée le 23 Juin 2017.
Après délibération, le jury international des Deauville Green Awards 2017 a attribué Le trophée d’or – Transition énergétique à François Demerliac pour le film « Des idées plein la tech / Microalgues / l’Eldorado » Production VIRTUEL.
