En décembre, CNRS Images vous accompagne jusqu’à la fin de l’année en vous proposant chaque jour, sur son compte Facebook, une photographie issue de la photothèque du CNRS !
Collectées auprès des scientifiques ou réalisées par des photographes professionnels, ces images témoignent de la variété des recherches menées en 2014 sur le terrain ou dans les laboratoires !
Pour chaque photographie, des liens sont proposés vers des ressources en ligne qui permettent d’en savoir plus.
Les Nations Unies ont proclamé 2014 « Année Internationale de la Cristallographie ». Cette science pluridisciplinaire étudie la forme, la croissance et l’organisation des cristaux à l’échelle atomique. Elle est un véritable « code-barres » de la connaissance de la matière et de la vie ! Ses applications sont multiples dans la vie quotidienne, la production pharmaceutique, les nanotechnologies et biotechnologies.
Les propriétés des matériaux (minéraux, métaux, polymères, matière biologique…) dépendent non seulement de leur composition atomique mais aussi de l’organisation des atomes entre eux. La cristallochimie consiste précisément à déterminer les propriétés des matériaux à partir de leurs arrangements cristallins et à en concevoir de nouvelles applications.
C’est pourquoi Mediachimie.org vous propose un voyage passionnant au cœur de la matière, avec la publication d’une série de fiches sur la cristallographie conçues par des spécialistes du domaine.
Pour commencer, nous vous proposons une introduction présentant un panorama des systèmes cristallins (PDF - 329 Ko).
Le colloque Chimie et cerveau a réuni plus de 1000 participants. Vous pouvez retrouver les enregistrements des vidéos du colloque Chimie et cerveau ici.
Le prochain colloque aura pour thème Chimie et expertise : Santé et environnement. Réservez dès à présent votre journée du mercredi 11 février 2015 !
Le groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a rendu public le 2 novembre 2014 à Copenhague son 5e 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 2e 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 2e 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 ?
Le prix Nobel de Physique 2014, décerné début octobre, a été attribué à trois chimistes des matériaux pour la mise au point de la diode électroluminescente (LED) bleue. À cette occasion, le dernier éditorial de Mediachimie.org rappelle l’importance de cette découverte et l’impact qu’elle a eu sur l’équipement domestique (éclairage, écrans plats, lecture des DVD), en n’oubliant pas d’évoquer l’émergence des LED organiques, une autre conquête de la chimie !
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 20e siècle a été celui des lampes à incandescence, le 21e 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)
