La radioactivité a été découverte par un français Henri Becquerel en 1896 qui a constaté qu’en enveloppant un minerai d’uranium d’un papier photographique, celui-ci était impressionné en l’absence de toute lumière par un rayonnement inconnu qu’il a baptisé radioactivité.
C’est une propriété d’isotopes instables comme l’uranium 238 (238U) ou le thorium 232 (232Th). Marie Curie découvrit plus tard cette même propriété pour le radium (Ra). Les atomes radioactifs comportent dans leur noyau un nombre de nucléons (protons + neutrons) qui rend ce noyau instable. Pour retrouver une configuration stable ils émettent de l’énergie par rayonnement α (noyaux d’hélium, He), β (électrons) ou γ (photons).
La première unité de mesure de la radioactivité fut le becquerel 1 Bq qui correspond à une désintégration par seconde. L’activité d’une source peut s’exprimer en Bq ou en Bq/kg activité massique (1). Notre corps est lui-même radioactif d’environ 120 Bq/kg. Si vous pesez 70 kg, l’activité est d’environ 8 000 Bq due principalement au potassium 40 (40K) et au carbone 14 (14C).
Ce qui est plus important c’est la dose de radioactivité absorbée par une cible, en joules par kilogramme (J/kg). Anciennement appelée rad pour Radiation Absorbed Dose (rad) elle est actuellement, dans le système international (SI) exprimée en gray (Gy) :
1 Gy = 1 J/kg = 100 rad.
Elle trouve son utilité en radioprotection. On définit alors la dose efficace qui est la somme pondérée des doses équivalentes (des rayonnements α, β et γ) absorbées par les organes et tissus humains. Elle est exprimée dans le système international en sievert (Sv) (2) ou son millième, le mSv, unité universellement admise pour la mesure d’exposition à la radioactivité et risques d’apparitions de dégradations de la santé.
Les facteurs de radioactivité
Sur terre nous sommes exposés à plusieurs facteurs. Tout d’abord les rayonnements cosmiques qui nous arrivent du Soleil et de l’espace, le rayonnement tellurique issu des réactions du noyau terrestre et aussi le radon, un gaz lourd radioactif plus ou moins présent dans le sol et le sous-sol, particulièrement dans les régions granitiques. N’oublions pas nos propres activités humaines : si vous passez une radiographie ou un scanner vous êtes exposés aux rayons X (analogues au rayonnement γ), si vous skiez en altitude ou si vous faites des voyages en avion vous serez exposés à plus de rayons cosmiques. Enfin votre propre alimentation vous fait absorber le 40K présent dans les aliments.
| Sources | en mSv par personne et par an |
| Radon | 1,4 |
| Examen médical | 1,6 |
| Rayonnement telleurique | 0,6 |
| Rayonnement cosmique | 0,3 |
| Alimentation | 0,5 |
| Dose moyenne | 4,4 |
Le tableau montre les principales sources et les moyennes, Il peut y avoir de fortes variations suivant les régions habitées, l’altitude fréquentée, l’alimentation absorbée et le comportement individuel.
Quelques exemples et de fausses idées
Pour le radon, dans une cave dans le Cantal, en Lozère ou en Bretagne vous pouvez mesurer des valeurs très variables de 0,5 à 3 mSv. Une radiographie des poumons ou de l’abdomen peut donner des valeurs comprises entre 0,5 et 1,2 mSv, un scanner beaucoup plus. Un voyage aller et retour Paris – New-York, 0,06 mSv, un séjour de ski d’une semaine à 2000 m correspond à 0,25 mSv.
La dose admise réglementairement d’exposition annuelle pour la radioactivité artificielle est de 1 mSv. C’est une norme et ne correspond en rien à une limite dangereuse. Celle-ci est de 100 mSv et correspond à la zone rouge pour la protection des travailleurs du nucléaire pour lesquels on fixe une limite de 20 mSv cumulés sur les 12 derniers mois pour qu’il n’y ait aucune répercussion sur leur formule sanguine.
Les mesures de la radioactivité de l’air se sont multipliées depuis les années 2000, elle est de l’ordre de 100 nSv/h (nSv = nanosievert ou 10-6 mSv). Le réseau de l’IRSN (3) donne pour les grandes villes françaises des valeurs comprises entre 112 et 130 nSv/h. Les retombées radioactives des expériences nucléaires en atmosphère qui ont eu cours jusque dans les années 1970 et l’accident de Tchernobyl en 1986 ne contribuent actuellement à la radioactivité des sols que pour 0,05 mSv, en constante diminution. Les anciens postes de télévision à tube cathodique émettaient des rayons X et pouvaient contribuer à 0,02 mSv par an pour le téléspectateur, les écrans plats n’émettent plus.
D’autres exemples : fumer une cigarette représente 7µSv à cause des goudrons. Combien en fumez-vous ? Si vous mangez beaucoup de crustacés et de coquillages vous absorbez l’iode 131 et le polonium 210 présent dans l’eau de mer mais cela se chiffre en nano et microsievert rassurez-vous. Dans tous les cas le citoyen français en moyenne ne reçoit que de 3 à 4 mSv par an, surtout par radioactivité naturelle, soit une exposition 25 fois plus faible que la dose dangereuse.
Jean-Claude Bernier et l'équipe Question du mois
(1) À côté du becquerel d’autres unités ont été utilisées. Ainsi le curie (Ci) représentant l’activité d’un gramme de radium, soit 1 Ci = 37 109 Bq.
(2) L’ancienne unité pour la dose équivalente et la dose efficace était le rem, pour « röntgen equivalent man ». 1 Sv = 100 rem
(3) IRSN : Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
Découvrez les dernières vidéos de la série Des Idées plein la Tech’ et Petites histoires de la chimie :
Synthèse contre palu
Chimie de campagne
Goethe et la découverte de la caféine
Édouard Grimaux, ca fermente !
- À la suite des travaux de la lauréate du Prix Nobel Youyou Tu, le Laboratoire de Chimie de Coordination (LLC) du CNRS à Toulouse travaille à la synthèse de nouvelles molécules pour soigner le paludisme : Synthèse contre palu
- Étude des effets des pesticides sur les sols d’une tourbière utilisée pour la culture du maïs : Chimie de campagne
- Johann Wolfgang von Goethe est connu comme écrivain, mais il était aussi curieux. Il demanda au jeune chimiste Friedlieb Ferdinand Runge pourquoi le café maintenait éveillé. Ce fut le début d’une série de découvertes mobilisant de grands chimistes en Europe, allant de la caféine à des molécules importantes pour la chimie organique et l’industrie des colorants : Goethe et la découverte de la caféine
- Édouard Grimaux fut chimiste, découvreur d’un sucre synthétique fermentescible. Mais ce chercheur foisonnant et original fut aussi pharmacien, médecin, enseignant, ami de Georges Clemenceau, biographe de Lavoisier et farouche défenseur des Droits de l’Homme, engagé notamment dans la défense du capitaine Dreyfus : Édouard Grimaux, ca fermente !
Pour contribuer à la continuité pédagogique en ces temps de confinement, Mediachimie.org vous propose de retrouver un ensemble de ressources dédiées à la chimie, ses innovations et son enseignement. Ces ressources sont issues du site Mediachimie mais également de nos partenaires (Nathan, La main à la pâte…).
L’accès à ces ressources est gratuit et permettra aux collégiens, lycéens et étudiants de disposer de différents média (articles, animations et vidéos) conformes aux programmes en vigueur.
Cette page est actualisée régulièrement, n’hésitez pas à la consulter régulièrement et à la partager.
Toute notre équipe vous assure de son soutien.
Mediachimie
Vous trouverez dans l'Espace Enseignants, des documents indexés par thématiques transverses pour les écoles et les collèges et l’enseignement supérieur, et par ligne des programmes actuels pour les lycées. N’hésitez pas également à utiliser les ressources pour le lycée réalisées dans le cadre du partenariat Fondation Maison de la Chimie/Nathan : dossiers pédagogiques et fiches d’orientation.
L’Espace Médiathèque présente les ressources par thèmes transdisciplinaires d’intérêt sociétaux. On y trouve également une partie histoire de la chimie qui propose entre autres des animations vidéos.
L’Espace Métiers aide à répondre à vos questions Quelle orientation ? Quelle formation choisir ? Vers quels métiers ? et détaille plus précisément les parcours types de formations (CAP/BacPro/Bac Techno, Bac+2/3, Bac+5/8) et tous les métiers où une formation en chimie est nécessaire.
Des fiches « Les chimistes dans … » permettent de découvrir que les chimistes interviennent dans de très nombreux secteurs d’activité et ce qu’ils y apportent. 62 fiches métiers accompagnées de nombreuses vidéos décrivent les fonctions que l’on peut exercer dans les différents domaines d’activité des entreprises (recherche, développement, procédés, marketing, vente…). Pour les collégiens un ensemble de fiches métiers leur est dédié. Enfin pour en savoir plus sur les salaires, les bourses d’emploi, la formation par l’apprentissage… vous pouvez consulter la rubrique Des réponses à vos questions.
Nathan, Bordas, Le Robert
Les éditions Bordas, Nathan et Le Robert s’engagent pour assurer la continuité pédagogique auprès des élèves concernés par les mesures de confinement.
Tous les manuels de la 6e à la 3e existants sous forme numérique sont désormais accessibles d’un simple clic sur le site adistance.manuelnumerique.com. L’accès à ces ressources permettra aux collégiens et à leurs familles de disposer d’une consultation d’ouvrages conformes aux programmes en vigueur.
La main à la pâte
Dans le cadre de la continuité pédagogique, notre partenaire, La main à la pâte, propose semaine après semaine des pistes d'activités pour que les professeurs (et éventuellement les parents) puissent faire travailler les élèves sur des thématiques scientifiques.
Retrouvez les différentes pages :
Parmi les objectifs de la PPE (programmation pluriannuelle de l’énergie) figure l’objectif en 2030 de 30 % de production électrique par les énergies renouvelables (1). Si près de la moitié est déjà fournie par l’hydraulique, on se base alors sur le développement de l’éolien et du photovoltaïque (2) qui ne représentent respectivement que 5,2 % et 2 % de la production nationale. Un volet encore modeste est celui de la géothermie qui peut apporter sa contribution non seulement à l’électrique mais aussi aux réseaux de chaleur.
La production d’électricité géothermique (3) est une technologie mature avec de nombreux exemples aux États-Unis avec 19 TWh de production, suivis par les Philippines et l’Indonésie autour de 10 TWh. On sait aussi que l’Islande avec 5 TWh et ses réseaux de chaleur est quasi autonome. La France avec seulement 1,5 TWh, soit moins de 0,3 % de la production, révèle un potentiel croissant.
Le site principal utilisant une nappe d’eau chaude est situé à Bouillante en Guadeloupe qui va porter sa puissance à 25 MW en 2020. Le second site, alsacien, à Soultz-sous-Forêts, utilise une autre méthode de géothermie profonde en récupérant la chaleur des roches granitiques poreuses à 5000 m de profondeur, profitant du gradient thermique exceptionnel du sol près de l’arc de la fosse géologique rhénane. La plateforme expérimentale de Soultz, créée en 1987 par une poignée d’ingénieurs et de chercheurs soutenus par Électricité de Strasbourg (ÉS) et le BRGM, a permis jusqu’en 2007 d’accroître les connaissances sur la fluidité des roches et la récupération de la chaleur (4). Depuis 2008 elle est exploitée industriellement par une société franco-allemande (ÉS et EnBW) et fournit 1,5 MW de puissance. Elle a essaimé à 7 km de là, à Rittershoffen, avec un nouveau forage qui fournit, depuis 2016, 24 MW thermique au circuit de vapeur de l’usine Roquette grâce à un réseau de chaleur de 15 km. Depuis, les projets de forage dans le Bas-Rhin se sont multipliés surtout depuis que les analyses des eaux de forage sur la plateforme de Vendenheim-Reichstett ont montré qu’elles contenaient de 0,15 g à 0,2 g/L de chlorure de lithium. Rappelons que le lithium est actuellement un métal très demandé, dont le prix à la tonne augmente fortement à cause de son utilisation croissante dans les batteries ion–lithium (5). Dans ce cadre un consortium international de recherche EuGeLi (European Geothermal Lithium Brine) s’est formé pour exploiter le procédé propre d’Eramet qui consiste par procédé membranaire à retenir le chlorure puis le transformer en carbonate et à réinjecter les eaux après échange de chaleur et production d’électricité. Les promoteurs du projet veulent implanter un démonstrateur en 2021 et tablent prudemment sur une production annuelle de l’ordre de 1500 tonnes de carbonate de lithium vers 2025.
Restent encore quelques obstacles : les acteurs de la géothermie profonde conditionnent ce développement prometteur à un soutien public pour un complément rémunérateur, situé à 246 € le MWh, voire 200 € si la commercialisation du lithium vient abaisser le prix de revient (6) (notons qu’il y a quelques années le rachat du solaire photovoltaïque était à 600 €/MWh). Il faudra ensuite faire une étude sérieuse du coût de carbonate de lithium au niveau européen sachant cependant qu’une production nationale serait favorable à « l’Airbus européen des batteries ».
Enfin et ce n’est pas le moindre, la mise en place et le fonctionnement de ces forages à proximité du domaine de l’Europole de Strasbourg » a provoqué de micro-secousses sismiques (7) certes inférieures à 2 sur l’échelle de Richter mais qui inquiètent les riverains à tel point que le préfet a demandé un rapport des universitaires et chercheurs du centre de surveillance de l’Institut du globe de Strasbourg.
Souhaitons que ces problèmes économiques et géophysiques ne stoppent pas ces développements que les initiateurs des années 80 que j’ai bien connus n’avaient jamais imaginés même dans leurs rêves.
Jean-Claude Bernier *
Avril 2020
* Remerciements à Andrée Harari pour avoir initié cet éditorial.
Pour en savoir plus :
(1) Une électricité 100% renouvelable : rêve ou réalité ?
(2) Stocker l’énergie du Soleil (vidéo)
(3) La géothermie (vidéo)
(4) La maison écologique
(5) Les batteries sodium–ion
(6) Le lithium, nouvel or blanc ?
(7) Gaz de schistes : quels problèmes pour l’environnement et le développement durable ?
Les éditions Bordas, Nathan et Le Robert s’engagent pour assurer la continuité pédagogique auprès des élèves concernés par les mesures de confinement.
Tous les manuels de la 6e à la 3e existants sous forme numérique sont désormais accessibles d’un simple clic sur le site adistance.manuelnumerique.com. L’accès à ces ressources permettra aux collégiens et à leurs familles de disposer d’une consultation d’ouvrages conformes aux programmes en vigueur.
En outre n’hésitez pas à utiliser les ressources (lycée) réalisées dans le cadre du partenariat Fondation Maison de la Chimie/Nathan ainsi que l'ensemble des ressources sur Mediachimie pour accompagner au mieux vos élèves à distance dans le cadre des programmes scolaires de tous niveaux mais également pour l’enrichissement de leurs connaissances.
À circonstances exceptionnelles actualité exceptionnelle ! Mediachimie vous propose un article du professeur Bernard Meunier, membre du Conseil de la fondation de la Maison de la Chimie et ancien président de l'Académie des sciences.
Lire l’article de Bernard Meunier sur le site des Echos | Version PDF
Dans cet article paru dans "Les Echos" ce vendredi 27 mars, il analyse en tant que spécialiste reconnu internationalement de la biochimie les possibilités de trouver un remède au COVID-19, mais surtout il examine de façon critique la politique de santé et la stratégie de recherche pharmaceutique qui ont négligé le plus souvent les avancées et les potentiels des "petites molécules" chimiques.
Dans le cadre de la continuité pédagogique, notre partenaire, La main à la pâte, proposera semaine après semaine des pistes d'activités pour que les professeurs (et éventuellement les parents) puissent faire travailler les élèves sur des thématiques scientifiques.
Retrouvez ici ces ressources.
En outre n’hésitez pas à utiliser les ressources de Mediachimie pour accompagner au mieux vos élèves à distance dans le cadre des programmes scolaire mais également pour l’enrichissement de leurs connaissances.
Pour contribuer à la continuité pédagogique en ces temps de confinement, Mediachimie.org vous propose de retrouver un ensemble de ressources dédiées à la chimie, ses innovations et son enseignement.
L’accès à ces ressources est gratuit et permettra aux collégiens, aux lycéens et à leurs familles de disposer de différents média (articles, animations et vidéos) conformes aux programmes en vigueur.
Vous trouverez dans l'espace Enseignants, des documents indexés par thématiques transverses pour les collèges et l’enseignement supérieur, et par ligne de programme pour les lycées.
L’espace Médiathèque regroupe lui les documents par thèmes transdisciplinaires d’intérêt sociétaux. On y trouve également une partie histoire de la chimie qui propose entre autres des animations.
Toute notre équipe vous assure de son soutien.
Le microbiote humain
Le microbiote humain ou flore commensale (du latin con massa = manger ensemble) représente 10 fois plus de microorganismes que les cellules humaines qui nous composent : 1014 pour la flore et 1013 pour les cellules humaines.
Ces bactéries qui composent le microbiote n’ont pas de raison pour la plupart de nous effrayer. Mieux encore, elles agissent comme boucliers contre les agressions extérieures : pathogènes divers, pollution, UV solaire…
Le microbiote est utilisé par l’hôte (l’homme) pour se protéger contre les organismes pathogènes invasifs soit par une action directe anti-infectieuse due à la sécrétion des peptides antibiotiques, soit par une action indirecte à travers le système immunitaire avec lequel il a su bien s’adapter. Tel un professeur, le microbiote éduque en permanence notre système de défense contre les envahisseurs externes.
Il va de soi que les organes humains les mieux équipés sont les intestins et la peau qui sont le plus exposés aux agents extérieurs, les intestins par la nourriture et la peau par les contacts.
Le microbiote de la peau
La peau, organe le plus large du corps (1,8 m2 environ), est un écosystème composé de microorganismes tels que les bactéries (staphylocoques, Corynebacterium…), les champignons (Malasseziae…) et les acariens (Demodex). Toute cette flore est appelée microbiote ou microbiome cutané. Elle vit en symbiose (du grec vivre ensemble) avec notre épiderme, soit à la surface, soit en profondeur.
Répartition de la flore dans le corps humain (source : LEEM / source schéma : Dethiefsen et al. Nature 2007)
Tout individu possède sa propre flore microbienne laquelle est repartie en microenvironnements cutanés suivant la classification :
- zones grasses, par exemple le visage
- zones humides, par exemple les narines
- zones sèches, par exemple les paumes de mains
Pour faire court, les paumes de main abritent des microorganismes qui survivent en zones grasses ou humides, principalement des β-protéobacteries.
L’application des gels hydroalcooliques et conséquences
Les gels hydroalcooliques sont composés pour l’essentiel d’alcool éthylique (de 70 à 90 %), d’eau oxygéné, de glycérol et d’eau purifiée. Des alcools autres que l’alcool éthylique peuvent être utilisés.
Dans tous les cas de figure les gels tuent tous les agents infectieux sans discrimination et ne différencient pas le biotope des autres agents exogènes. Cette perturbation peut avoir des conséquences fâcheuses parfois dangereuses pour les individus.
Elle peut conduire entre autres à des eczémas et dermatites atopiques qui fragilisent l’épiderme, le rendant davantage perméable aux agents infectieux exogènes. La barrière externe de la peau présentant des fissures les agents peuvent être directement en contact avec le derme lui-même irrigué par du sang qui peut servir de véhicule de transmission systémique.
Une expérience originale menée par R. Gallo (1) a démontré que des doigts ainsi désinfectés peuvent facilement par la suite être surinfectés par des bactéries telles que le streptocoque du groupe A ou le staphylocoque.
Cette réalité dépend des individus, leur état de santé et concerne davantage les personnes âgées à peau fine et fragile dû à l’âge (peau en général sèche, dite papier de cigarette, facilement irritée).
Que dois-je faire ?
Il faut suivre strictement les règles d’ANSM (Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé).
L’ANSM recommande l’utilisation de solutions et gels hydroalcooliques EN L’ABSENCE DE POINT D’EAU DISPONIBLE : transports en commun…
Dans tous les cas il faut privilégier le lavage de mains lorsqu’un point d’eau potable est disponible.
Un dernier conseil : n’utiliser que de savons avec des agents surfactants ou tensioactifs neutres.
Les virus comme le Coronavirus (2) ne sont pas considérés comme des organismes vivants mais plutôt comme des agrégats ordonnés des molécules chimiques. Ces molécules peuvent être de nature hydrophile (qui aiment l’eau), de nature hydrophobe (qui ont peur de l’eau) ou amphiphiles (aimant l’eau et la graisse).
Dans tous les cas de figure, les molécules hydrophiles sont entrainées par l’eau, les molécules hydrophobes se complexent avec les agents surfactants existants dans les savons pour être par la suite entrainées par l’eau. Pour les amphiphiles cela va de soi (3).
Et si un lavage pas assez méticuleux n’a pas permis d’entrainer l’ensemble des particules nous pouvons considérer qu’il ne reste du virus que quelques débris moléculaires incapables d’assurer les fonctions du virus, c’est-à-dire infecter les organes cibles pour se démultiplier et nous coloniser.
Pr. Constantin Agouridas
Mars 2020
Pour en savoir plus :
(1) Le microbiote cutané : le poids lourd sort de l’ombre, J. di Domizio et al., Rev Med Suisse, 2016, 12:660-664
Status report from the scientific panel on Antibiotic use in dermatology of the American Acne and Rosacea Society, J.Q. Del Rosso et al., J. Clin. Aesthet. Dermatol., 2016
Epithelial antimicrobial defence of the skin and intestine, R. Gallo et L.V. Hooper, Nat. Rev. Immunol., 2012 Jun 25;12(7):503-16
(2) Le coronavirus, un défi pour la chimie du vivant
(3) La chimie et les produits d’hygiène et de soins corporels (Chimie et… Junior)
Télécharger les Indications pour l’hygiène des mains sur le site de l'OMS
Chimie et Société a le regret de vous informer que les rencontres Chimie & Terroir de Guéret sont reportées d'une année.
La page d'inscription sera remise en ligne en temps voulu.
Chimie et Société souhaite vous retrouver nombreux en mai 2021.
Les 12e rencontres Chimie & Terroir de Chimie et Société - Fondation de la Maison de la Chimie, organisées en partenariat avec le CCSTI Récréasciences, auront lieu à Guéret du 14 au 16 mai 2020.
Ateliers, démonstrations, discussions... à destination des scolaires et de tout public, mettront en lumière de nombreux thèmes liés au terroir creusois et limousin.
Les rencontres Chimie & Terroir mettent les jeunes et le public en relation avec des chimistes académiques et industriels autour de démonstrations et d’ateliers liés aux ressources locales de la ville hôte et de sa région. Deux journées sont réservées à l’accueil de classes (du cycle 3 à post-bac) et le samedi est ouvert à tout public. Les inscriptions scolaires sont ouvertes.
La liste des animations de Chimie & Terroir Guéret 2020 est en ligne sur le site de Chimie et Société. Chimie et agro-ressources, tapisserie, gastronomie, environnement, céramiques... sont au programme de cette édition creusoise.