Le groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a rendu public le 2 novembre 2014 à Copenhague son 5^e rapport, sept ans après celui de 2007. Élaboré par plus de 800 scientifiques qui ont synthétisé près de 30 000 études pluridisciplinaires, ce rapport montre que le réchauffement du climat est sans équivoque. La température moyenne de la planète est montée de 0,85 °C en 132 ans. Le niveau moyen des océans s’est élevé de 19 cm en 100 ans. Enfin, les preuves de l’influence des activités humaines sur la perturbation du climat se sont renforcées. Notamment, les concentrations de gaz à effet de serre, en particulier le CO₂ (1) (2) issu de la combustion des sources non renouvelables, ont atteint leur plus haut niveau depuis 800 000 ans !

Les scientifiques interpellent la communauté internationale et lancent un rappel à l’ordre aux chefs d’États et aux gouvernements. Il est encore temps de limiter le réchauffement à 2 °C à la fin de ce siècle, en diminuant de façon drastique les émissions de gaz et en développant à grande échelle les énergies renouvelables, mais des décisions courageuses doivent être prises, sinon une catastrophe climatique frappera inexorablement la planète et les terriens.

Nous avons déjà souligné le rôle essentiel de la chimie dans la transition énergétique (3) et rappelé son rôle majeur dans la réduction des émissions de CO2. Le remplacement en chimie organique des ressources pétrolières par la biomasse (4) permet déjà aux molécules bio-sourcées de représenter de l’ordre de 20 % de la production. De nouveaux procédés de synthèses des biocarburants de 2^e génération sont lancés (5). La chimie et le génie des procédés sont à la base des nouvelles énergies renouvelables (6). Que ce soit pour la production d’électricité par les centrales solaires et le photovoltaïque (7a) (7b), l’industrie nucléaire (8), le stockage électrochimique par les nouvelles batteries lithium (9) et même le recyclage du CO₂ (2).

La chimie et les chimistes (10) sont en première ligne pour la transition énergétique (11).

Jean-Claude Bernier
novembre 2014

Quelques ressources pour en savoir plus :

(1) Le dioxyde de carbone (produits du jour)
(2) Le dioxyde de carbone, la molécule-clé de la chimie du développement durable
(3) Notre futur énergétique à long terme se décide aujourd’hui (vidéo 22:40)
(4) Le végétal, un relais pour le pétrole ?
(5) Un exemple d’énergie renouvelable : l’essence verte
(6) La chimie, une science au cœur des énergies d’avenir (vidéo 37:28)
(7a) L’énergie photovoltaïque : verrous et perspectives ; (7b) Couches minces et énergie (vidéo 7:27)
(8) La chimie et sa R&D dans l’industrie nucléaire (vidéo 22:50)
(9) L’énergie : stockage électrochimique et développement durable
(10) Botanophile ? chimiste du végétal (vidéo 4:43)
(11) Cette « chère » transition énergétique

L’accident mortel de Christophe de Margerie, patron de TOTAL, dont le dynamisme et le charisme étaient appréciés, jette sous les feux de l’actualité cette grande société pétrolière et gazière, la cinquième du monde (1). Les médias spécialisés ne manqueront pas de rappeler la stratégie de TOTAL sous cette présidence remarquable, qui relançait l’exploration et diversifiait les orientations énergétiques. Ce qu’on ne dit pas souvent, c’est que ce grand groupe pétrolier est aussi un groupe chimique.

On peut déjà citer la très belle requalification de la plateforme de Lacq qui arrêtait sa production au réseau gazier en 2013 : TOTAL avec les collectivités territoriales d’Aquitaine a su relancer la chimie et garder 8000 emplois sur le site. De même sur la nouvelle orientation de Carling dans la Moselle vers les nouvelles résines (2).

Les filiales chimiques sont connues :

• Hutchinson, spécialiste de la transformation des élastomères (3), du caoutchouc et des polymères techniques pour l’isolation et le transfert des fluides;
• Bostik, qui fabrique des colles sur mesure (4) pour l’étanchéité, la construction et les applications grand public ;
• Atotech, qui est leader mondial des produits pour les traitements de surface et la fabrication des semi-conducteurs et des circuits imprimés (5).

TOTAL, ses sociétés de chimie et d’autres filiales en chimie de spécialités fournissent le marché de l’automobile, les constructions électriques et aéronautiques, les peintures (6) et les composants électriques dans plus de 60 pays.

Dans ces entreprises, plus de 400 métiers co-existent, depuis les géologues et ingénieurs forages jusqu’aux ingénieurs de recherche et de production (7) (8) en chimie mais aussi les ingénieurs systèmes et commerciaux.

Les nouvelles orientations proposées par Christophe de Margerie se sont traduites par le développement du photovoltaïque (9) et le rachat de Sunpower. De même l’implication dans les biotechnologies et la thermochimie pour l’exploitation de la biomasse (10) a entrainé de forts investissements dans les procédés BTL (Biomass To Liquid), avec des pilotes en fonctionnement  comme BioTfuel et futurol Amyris pour les biocarburants de 2^e génération. Car ce patron responsable disait « demain se fait aujourd’hui… comme aujourd’hui s’est fabriqué hier » et prévoyait la chimie renouvelable qui à terme compensera l’épuisement inéluctable des ressources pétrolières.

Jean-Claude Bernier
octobre 2014

Quelques ressources pour en savoir plus :

(1) Pétrole et essences commerciales
(2) Les matériaux composites à matrices polymères
(3) Les élastomères thermoplastiques (ETP) fluorés : synthèse, propriétés et applications
(4) Une colle qui rallonge la vie des tablettes et smartphones
(5) La chimie au cœur des nanotransistors (video, 46:12)
(6) La chimie crée sa couleur... sur la palette du peintre
(7) Ingénieur de production
(8) Opérateur de production / Conducteur d’appareil
(9) La solution photovoltaïque (vidéo 3:00)
(10) Le végétal, un relais pour le pétrole ?

En savoir plus

Les avancées majeures sont quotidiennes dans le vaste domaine des neurosciences cognitives et mobilisent plusieurs centaines de milliers de chercheurs de par le monde.

L'une des actions les plus médiatisées et aussi l'un des grands espoirs, est de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau, les pathologies et le potentiel de réapprentissage.

Grâce au développement des échanges entre la médecine, la biologie et les sciences de la chimie, de la physique et de l'informatique, le cerveau commence à être compris dans son fonctionnement, dans la genèse de nos facultés intellectuelles, de nos émotions et donc des comportements qui en résultent. Le cerveau malade commence lui aussi à être compris, qu'il s'agisse de maladies neurologiques ou psychiatriques.

Quels sont le rôle et l'apport présent et attendu des chimistes dans la connaissance du cerveau, de ses pathologies dégénératives et psychiatriques dans son exploration et dans la neuropharmacologie ?

Les meilleurs spécialistes des neurosciences ont accepté de vous informer et de débattre avec vous sur tous ces points.

Le prix Nobel de Physique 2014 récompense trois chimistes des matériaux (1) : Isamu Akasaki, Hiroshi Amano de l’université de Nagoya et Shuji Nakamura, aujourd’hui professeur à Santa Barbara en Californie, mais qui était au Japon dans les années 1990 ingénieur dans une petite entreprise chimique de Tokushima, Nichia Chemicals.

Les travaux de ces trois chercheurs concernent la découverte en 1993 et le développement pour la commercialisation de la diode électroluminescente (LED) bleue.

Le principe de la LED (Light-Emitting Diode) (2) est assez simple. Certains semi-conducteurs parcourus par un courant électrique émettent de la lumière dont la fréquence, et donc la couleur (3), est intimement liée au gap d’énergie de ce semi-conducteur (4).

Les premières LED à base d’arséniure de gallium (AsGa ou Al GaAs) émettaient d’abord dans l’infrarouge puis dans le rouge. En ajoutant du phosphore (GaAsP) on émet dans le jaune, et avec le nitrure de Gallium (GaN) l’émission est de couleur verte (5). Bien que sachant que le carbure de silicium (SiC) difficile synthétiser à haute température pouvait dans certaines conditions émettre dans le bleu, les chimistes et physiciens se sont cassé les dents pendant 30 ans sur cette couleur. Et pourtant la quête de la reconstitution de la lumière blanche (rouge + vert + bleu) et la mise au point d’un laser bleu émettant à faible longueur d’onde pour la lecture de CD et DVD (6) aux stockages augmentés (films) étaient des objectifs scientifiques et économiques super motivants.

C’est ce trio de chercheurs japonais aujourd’hui récompensés qui obtint les premiers la LED bleue avec le semi-conducteur nitrure de gallium indium (InGaN). Très vite après 1995, le marché des LED s’intensifie. La miniaturisation de ces composants et leur très faible consommation d’énergie lui ouvrent l’éclairage domestique, industriel et urbain, les lampes à LED, les télécommandes infrarouge, le rétro-éclairage des écrans plats (7), les lasers pour les platines CD et DVD (Blu-ray)…

Le jury Nobel a voulu par ce prix souligner aussi l’importance de la recherche qui induit une rupture technologique, celle de l’éclairage, en ajoutant que si le 20^e siècle a été celui des lampes à incandescence, le 21^e siècle sera éclairé aux LED. C’est un avis un peu risqué, compte tenu des ressources mondiales limitées en indium et gallium (8), et c’est aussi faire fi de l’imagination des chimistes et physiciens qui ont mis au point les OLED ou LED organiques (9). Déjà intégrés dans les écrans plats avec une meilleure définition que les écrans LCD, la multiplicité des polymères greffés et la richesse des molécules de coordination vont apporter une palette de couleurs et une consommation d’énergie encore abaissée qui augurent bien de nouvelles surprises de l’électroluminescence.

Jean-Claude Bernier
octobre 2014

Quelques ressources pour en savoir plus :

(1) Ingénieur chimie des matériaux - Un métier de l'automobile
(2) Les multiples contributions de la chimie dans la conception des tablettes et des Smartphones (vidéo 19:00)
(3) La chimie crée sa couleur… sur la palette du peintre
(4) Le soleil comme source d'énergie - Le photovoltaïque
(5) Produits du jour de la Société Chimique de France
(6) La faible longévité des supports d’information numérique : un défi technologique (vidéo 26:37)
(7) Les matériaux avancés, moteurs de l’innovation en électronique (vidéo, 28:33)
(8) Faire du déchet une ressource (vidéo, 22:47)
(9) Les diodes électroluminescentes organiques : des sources « plates » de lumières (vidéo, 29:25)

Le salon de l’auto ouvre ses portes à Paris. Seront en vedette, comme d’habitude, les nouveaux modèles et les concept-cars des constructeurs. Mais les stars cette année seront aussi les prototypes consommant moins de 2 L/100 km et  les nombreux modèles de véhicules hybrides de toutes marques. Sait-on que sans la chimie, jamais, ces autos frugales, économes en énergie et peu polluantes en émission de CO₂ n’auraient vu le jour ?
Depuis longtemps dans l’automobile, la chimie est présente (1). Les plastiques, les revêtements anticorrosion, les peintures, les pots catalytiques et antiparticules (2) sont issus de la recherche en chimie. Il est jusqu’aux carburants issus du pétrole, qui peuvent être remplacés par les biocarburants tels que l’éthanol ou les esters d’huile végétale (3) issus de la chimie végétale (4).

Mais la révolution qui est en marche avec les véhicules électriques ou hybrides à assistance électrique fait largement appel à la chimie. Des plateformes allégées en aluminium (5), des coques et carrosseries en composite fibres de carbone (6), des batteries ion–lithium qui stockent l’énergie (7) et des moteurs puissants et légers avec des aimants à base de terre rare (8), sans oublier des pneus performants avec une faible résistance au roulement (9). Tous ces composants essentiels pour la voiture de demain viennent de la recherche et du développement  en chimie des matériaux (10).

La très sérieuse Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) vient de comprendre cette (r)évolution. Elle vient de créer, à côté du championnat de F1, le championnat de FE (E comme électrique) dont la première course qui a opposé ces nouveaux bolides dotés de batteries ion polymère de 28 Kwh, vient de se dérouler à Pékin le 13 septembre.

Le véhicule électrique n’est plus un mirage. Avec les constructeurs, avec la chimie prenez ce virage ! (11)

Jean-Claude Bernier
octobre 2014

Quelques ressources pour en savoir plus :

(1) L’industrie chimique au service de l’automobile
(2) La catalyse au service de l’automobile
(3) Les enjeux de la R&D en chimie pour le domaine des carburants et des biocarburants
(4) Un exemple d’énergie renouvelable : l’essence verte
(5) Les alliages d’aluminium pour l’allègement des structures dans l’aéronautique et l’automobile
(6) Matériaux composites à matrice polymère
(7) Stockage de l’électricité : élément clé pour le déploiement des énergies renouvelables et du véhicule électrique
(8) Terres rares... vous avez dit rares ?
(9) Le pneumatique : innovation et haute technologie pour faire progresser la mobilité
(10) Ingénieur chimie des matériaux - Un métier de l'automobile (vidéo 2:10)
(11) La voiture électrique : virage ou mirage ?

Le « nouveau modèle énergétique français », projet de loi sur la transition énergétique, doit être discuté lors de la rentrée parlementaire. La transition s’impose devant l’approche du changement climatique et l’épuisement inéluctable des ressources naturelles.

Les priorités du projet de loi sont : la baisse des émissions de gaz à effets de serre, la diminution de la consommation en énergie des bâtiments et des transports, le développement des énergies renouvelables et la diminution de la facture pétrolière. On ne parle pas de la chimie dans le projet et pourtant elle est présente dans tous ces aspects.

C’est la chimie qui invente les matériaux pour économiser l’énergie (1), elle est primordiale pour la production d’énergie nucléaire (2). C’est grâce à la chimie des fibres et des polymères qu’on peut bien isoler les maisons et les habitations lors de la rénovation thermique (3). Le développement des énergies renouvelables dépend des possibilités de stockage de l’électricité (4) lorsqu’il n’y a pas de vent (éolienne) ou de soleil (photovoltaïque). C’est aussi avec les progrès en chimie du solide que de nouvelles couches minces actives vont revêtir les vitrages (5).

Enfin pour économiser les ressources non renouvelables la chimie du végétal (6) et le recours aux nouveaux biocarburants (7) sont des enjeux majeurs dans la stratégie de la transition énergétique. Il faut aussi rappeler que l’industrie chimique est « électro–intensive » c’est-a-dire qu’elle a besoin d’énergie pour fonctionner et progresser. Bien qu’elle ait réduit de 45% ses consommations et ses émissions en 15 ans, il faut préserver sa compétitivité.

Jean-Claude Bernier
septembre 2014

Quelques ressources pour en savoir plus :

(1) Les matériaux stratégiques pour l’énergie
(2) La chimie et sa R&D dans l’industrie nucléaire
(3) Vivre en économisant cette « chère » énergie
(4) Stockage de l’électricité : élément clé pour le déploiement des énergies renouvelables et du véhicule électrique
(5) Couches minces et énergie (vidéo 7:40)
(6) Le végétal, un relais pour le pétrole ?
(7) Les enjeux de la R&D en chimie pour le domaine des carburants et biocarburants