L’hiver 2017/2018 est semble-t-il propice aux chutes de neige, les stations d’altitude se frottent les mains et les passionnés de ski se réjouissent lors des vacances de Noël et de février. Mais savez-vous comment se forme la neige et comment elle vieillit ?
La formation des cristaux
La vapeur d’eau issue de la basse atmosphère remonte avec les mouvements ascendants vers des altitudes élevées où règnent des températures basses. Au sein des nuages ayant une température largement en dessous de zéro, la vapeur d’eau se condense alors sous forme de très petites gouttes d’eau en surfusion (1) ou de microscopiques germes de glace : c’est la naissance du cristal. La vapeur d’eau continue à se condenser sur ces germes qui croissent d’une taille de quelques microns à quelques millimètres et donnent trois types de cristaux suivant la température à laquelle ils se forment : les étoiles - les plaquettes - les aiguilles.
Évolution de la neige
Soumis à différents paramètres (vent, température, pluie, soleil) les différents cristaux subissent des transformations continues et forment des couches variées au sol. Certaines sont dures, d’autres tendres. En observant la neige à la loupe binoculaire on distingue plusieurs formes de petits grains aux formes variées :
- grains fins en couches compactes : le vent a brisé les cristaux qui se redéposent en petites particules qui forment des rides comme le sable fin et des corniches sur les sommets ;
- grains à faces planes : il s’agit d’une vieille neige où les liaisons entre grains sont très faibles. Enfouie sous une neige fraiche elle est très fragile et peut déclencher une avalanche par plaque ;
- grains ronds : il s’agit là d’une neige qui a été mouillée sous l’effet du soleil ou de la pluie. Elle forme soit des couches molles si la température est douce et la neige contient de l’eau liquide, soit des couches dures si la neige a regelée : c’est la « neige de printemps ».
La neige et la glisse
Sur des skis on peut glisser sur la neige à des vitesses de plusieurs dizaines de mètres par seconde. La glisse est un phénomène compliqué (2). En fait on ne glisse pas sur la neige mais sur un film d’eau qui se crée entre la semelle du ski en polyéthylène (3) et la neige. Pour améliorer la glisse la structure de la semelle est semblable à un pneu pour bien évacuer l’eau et éviter le phénomène de succion qui freinerait le skieur. On peut aussi l’enduire de « fart » à base de paraffines et de molécules de fluorocarbures (4) hydrophobes.
Bon schuss !
L'équipe Question du mois
(1) La surfusion est un état de la matière qui demeure en phase liquide alors que sa température est plus basse que son point de solidification.
(2) Pour en savoir plus, allez découvrir l’article Les skis un équipement de haute technologie
(3) Le polyéthylène est formé à partir du monomère éthylène (ou éthène) de formule H2C=CH2
(4) Parmi eux le PTFE (polytétrafluoroéthylène), connu sous le nom commercial téflon© passé dans le vocabulaire courant. La formule de son monomère est : F2C=CF2
Source photos cristaux : site MétéoFrance, Phénomènes météo / La neige et ses transformations
La nouvelle plateforme d’admission post bac Parcoursup (1) qui succède à APB est ouverte depuis le 15 janvier. Dès le 22 janvier et jusqu’au 13 mars les lycéens pourront y entrer leurs dix vœux sans ordre de préférence. Lors de la seconde quinzaine de mars, l’examen de ces vœux conduira aux « fiches avenir » comportant l’appréciation de leurs enseignants du lycée. Il faudra attendre fin mai pour recevoir les réponses qui permettront aux futurs étudiants de choisir et de prendre contact avec l’établissement choisi. Après le baccalauréat, s’effectueront les inscriptions ou des procédures complémentaires qui s’ouvriront pour ceux qui n’ont pas reçu de réponses positives.
Chers lycéens et professeurs, dans vos choix n’oubliez pas que la chimie et ses disciplines voisines : le génie chimique, la biochimie, la science des matériaux vous offrent des formations scientifiques et technologiques qui conduisent à des métiers super intéressants.
Si vous souhaitez des formations courtes de Bac+2 ou Bac+3 qui conduisent à des métiers de techniciens (2) ou même CAP et Bac Pro pour ceux d’opérateurs (3) vous avez la possibilité de suivre les 32 formations de BTS en chimie et génie chimique en lycée. En université vous avez le choix entre les 87 DUT en chimie et les 80 DUT de génie chimique et génie des procédés en biologie ou plasturgie.
Si vous optez pour des formations plus longues à Bac+3 et Bac+5, le choix est encore plus vaste parmi les 90 licences en chimie puis après, les 67 masters en chimie et les 8 en biochimie auxquels s’ajoutent les 64 masters en science des matériaux (4).
De plus en chimie vous disposez des 20 écoles de chimie et de génie chimique qui conduisent après 3 ans au diplôme d’ingénieur très côté au plan européen. Pour y entrer : soit la voie des classes préparatoires CPGE ou sur titres après un BTS, un DUT ou licence Pro pour entrer en 1e année, après un master pour entrer en 2e année. Cinq écoles ont des classes préparatoires CPI accessibles directement après le bac (5). Ces 20 écoles, bien réparties sur le territoire, forment 1600 Ingénieurs par an.
Tous les métiers de la chimie, techniciens, agents de maîtrise, assistant ingénieur, ingénieur, directeur d’usine, chercheur (6), sont très bien décrits sur notre site Mediachimie.org (7). Mais si vous voulez encore plus de détails sur votre future carrière et rencontrer les professionnels et industriels de la chimie patientez un peu et venez en masse au « Village de la chimie » les 9 et 10 février au Parc floral de Vincennes où, parmi les nombreux stands des organismes, le stand de Mediachimie.org vous dévoilera les nombreux parcours de formation et de carrière.
Jean-Claude Bernier
janvier 2018
Pour en savoir plus
(1) Site Parcoursup.fr
(2) Technicienne de recherche (vidéo, 3:25)
(3) Opérateur polyvalent dans l’industrie chimique (vidéo, 1:14)
(4) La chimie et les écrans sensitifs (vidéo, 7:42)
(5) Le sigle CPI signifie « cycle préparatoire intégré aux écoles d’ingénieur chimiste et de génie chimique ». En savoir plus sur les écoles assurant cette formation.
(6) Enseignant chercheur en chimie – université (vidéo, 3:47)
(7) Mediachimie.org – espace métier
Autres liens :
Vous voulez découvrir la “ Chimie ”, ses multiples métiers et les perspectives de carrières ?
Vous voulez mieux connaître les filières de formation qui mènent à ces métiers ?
Venez au Village de la Chimie, des Sciences de la Nature et de la Vie le 9 et 10 février 2018 au Parc Floral-Bois de Vincennes
Découvrir /S'orienter / S'insérer
Renseignements et inscriptions : www.villagedelachimie.org
Accès gratuit : Vendredi 9, 9h-17h ; Samedi 10, 10h-17h
Voir le communiqué de presse (PDF)
Créé en 2004 à l'initiative de l'U.I.C. Ile de France et du CFA AFI24, soutenu par les entreprises et les établissements de formations des disciplines scientifiques concernées, le Village de la Chimie invite les jeunes à découvrir les métiers, les emplois, et les formations, initiales, supérieurs et en apprentissage, de la chimie et des sciences de la nature et de la vie.
Dans un même lieu, le Village de la Chimie offre aux jeunes, la possibilité :
|
Pour ce faire, les jeunes trouveront au Village :
- une organisation spécifique du pôle formation, où l’information sur l’apprentissage est placée au centre des établissements de formation, afin que les jeunes puissent s’informer sur ce dispositif en liaison avec les responsables des différentes filières de formation du CAP/BEP jusqu’au niveau ingénieur.
- un pôle spécifique d’information sur la meilleure orientation possible vers tous les domaines d’activité grâce à la présence de l’ONISEP et sur les métiers présentés grâce à la présence de MEDIACHIMIE, première médiathèque dédiée à la fois à la chimie, à ses innovations, à ses métiers et à ses formations. La présence de la mission locale des Villes du Nord du Bois permet aux jeunes ayant des difficultés d’insertion professionnelle d’être aidé dans leur recherche.
- des stands spécifiques de relectures de CVs et de préparation aux entretiens d’embauche pour les aider à se mettre en valeur afin de trouver du travail rapidement.
- des conférences animées par nos scientifiques partenaires qui permettent une meilleure compréhension de toutes les applications nouvelles issues de la recherche, ainsi que les possibilités offertes en termes d’emploi qui en découlent.
- des stands de démonstration ou les jeunes peuvent voir se matérialiser ce qui a été présenté lors des conférences tout comme ce qu’ils apprennent au cours de leurs études.
- des tables rondes « Métiers et Parcours de Formation » pour que les jeunes comprennent mieux l’organisation de l’entreprise tout comme les passerelles possibles entre les différents métiers tout au long de leurs carrières.
En outre les entreprises présentes ont été mobilisées pour que les jeunes puissent y trouver leurs stages et y être accueillis pour leur formation en alternance en rapport avec leurs souhaits et leurs futurs métiers.
En complément à cette mobilisation et pour une meilleure information un cycle d’ateliers est proposé ayant pour but de répondre aux questions des jeunes diplomés afin de leurs permettre de s’insérer au mieux dans la vie professionnelle :
- L’utilisation d’internet et des réseaux sociaux pour me faire recruter
- Chercheur, pourquoi pas moi ?
- Préparation à l’entretien d’embauche : les automatismes et bonnes attitudes
- Créer son entreprise, pourquoi pas moi ?
- Ce que les recruteurs attendent de moi
La consommation du chocolat va s’accélérer en cette période des fêtes, mais connaissez-vous bien l’objet de cette douceur envahissante ? En début de chaîne de fabrication sont les cabasses cueillies sur le cacaoyer qui contiennent 20 à 50 fèves blanches. Celles-ci sont nettoyées puis laissées à fermenter à l’abri de la lumière durant 4 à 5 jours pour faire disparaître la pulpe qui les recouvre. Après séchage au soleil ou sous air chaud, on trie les fèves les plus dodues pour ensuite les griller à 120 °C /140 °C elles obtiennent alors leur coloration marron. Le concassage qui suit permet d’obtenir la pâte de cacao et la poudre de cacao. Le chocolat par lui-même est fabriqué par mélange de la pâte de cacao avec du sucre, du beurre, et du lait après agitation mécanique à 80 °C puis coulage en moule et refroidissement, la cristallisation intervient au-dessous de 36 °C.
Il y a plusieurs sortes de chocolat (1) :
- le chocolat noir à plus de 50% de cacao, avec du sucre, du beurre de cacao, de la vanille et de la lécithine de soja ;
- le chocolat au lait, qui contient moins de cacao et les mêmes ingrédients auxquels on ajoute le lait ;
- le chocolat blanc qui ne contient que du beurre de cacao ainsi que le sucre, le lait, la vanille et la lécithine de soja.
Le cacao et donc le chocolat contiennent des polyphénols, surtout des flavanoïdes et des anthocyanes qui ont la propriété de piéger les radicaux libres toxiques pour l’organisme (2).
C’est par ailleurs un aliment gras par ses triglycérides qui contiennent principalement l’acide oléique, un acide gras insaturé (Omega 9), et l’acide stéarique, qui une fois dans l’intestin se « désature » en acide oléique, excellent pour éliminer le cholestérol et combattre les maladies cardio-vasculaires. Est-ce que ces acides gras sont mauvais pour la ligne ? À côté des triglycérides, le chocolat contient des méthylxanthines comme la thréobromine et la caféine qui sont des molécules lipolytiques c’est-à-dire qu’elles dégradent les graisses de l’organisme - ce sont les mêmes que l’on trouve dans les crèmes amincissantes (3).
Le chocolat a d’autres vertus, il apporte des oligoéléments comme le magnésium, le phosphore et le potassium, mais aussi des molécules euphorisantes et stimulantes, les endorphines comme le phenyléthylamine et la sérotonine (4) qui « font plaisir » à l’organisme. N’a-t-il donc que des qualités ce produit exotique (5) venu des Mayas et des Aztèques par les conquistadors espagnols et popularisé en France à la cour de Versailles par le roi Louis XIV et la reine Marie-Thérèse d’Autriche ? Non, il contient du sucre qui augmente la glycémie, d’où une attention particulière à lui porter pour les diabétiques. De même, pour nos amis les animaux la théobromine du chocolat est toxique : pour les chiens, car, non éliminée dans le sang, elle peut provoquer des convulsions et des hémorragies internes, et aussi pour le chat, mais lui, n’aime pas le sucré (6).
En cette fin de 2017 nous ne risquons pas une pénurie car la cotation en décembre du cacao est de 1850 $ la tonne alors qu’en certains novembres de 2011, 2014 et 2015 elle avait dépassé 3000 $ la tonne. En cause l’extrême volatilité du cours du cacao qui dépend fortement de la situation géopolitique de l’Afrique de l’Ouest qui fournit presque 60% de la production mondiale avec la Côte d’Ivoire et le Ghana. La consommation mondiale de chocolat atteint de l’ordre de 3 Mt, en France 392 000 t (7) mais les plus gros consommateurs en Europe sont les Suisses suivis des Autrichiens et des Belges.
Faites cependant un peu attention durant la « trêve des confiseurs ». N’oubliez pas l’enseignement de Paracelse « Rien n’est poison, tout est poison ; seule la dose fait le poison » et sur les marchés de Noël préférez le verre de chocolat chaud au vin chaud mais avec modération (8).
Jean-Claude Bernier
décembre 2017
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Expériences autour du chocolat
(2) Le chocolat est-il bon pour la santé ?
(3) Les emplois thérapeutiques du chocolat
(4) Sport et cerveau (Collection Chimie et… junior)
(5) Le chocolat (Produit du jour SCF)
(6) Le goût : de la molécule à la saveur
(7) Chimie et la chocolaterie
(8) La chimie des sens ? Il y a tant de découvertes à faire !
Les bananes font partie des fruits qui murissent après cueillette.
Composition de la banane et de sa peau
La banane contient entre autres de la cellulose (1), des glucides (2), des lipides (3), des enzymes (4) et des polyphénols (5). Au sein des cellules il existe des compartiments, ce qui permet aux composés phénoliques de ne pas être en contact avec les enzymes présentes.
Altération de la peau et action du froid
Si les membranes des cellules sont altérées ou blessées, les enzymes et les polyphénols vont se trouver simultanément en contact entre eux et avec l’oxygène de l’air.
Cette altération peut avoir lieu par égratignure de la peau, par choc ou par refroidissement excessif. En effets les lipides des membranes des cellules végétales ajustent les proportions d’acides gras insaturés en fonction de la température. Si la température est trop basse la membrane devient trop fluide et perd son étanchéité. Alors enzymes et polyphénols peuvent se mélanger et réagir. La banane subit alors la « chilling injury » ou « blessure par refroidissement ». Pour ce fruit, on estime à 12,5 °C la limite au-dessous de laquelle il y a altération.
Les réactions mises en jeu dans le brunissement
En présence d’oxygène, les enzymes polyphénol oxydases (PPO) (6) permettent l’oxydation des phénols en quinone. Puis le processus se continue par une polymérisation en mélanine (7) qui est brune à noire.
Alors, comment éviter d’avoir des bananes avec des taches noires ?
- Achetez-les plutôt vertes
- Ne les mettez pas au réfrigérateur et ne les choquez pas
- Ne les stockez pas près d’autres fruits car ils émettent tous de l’éthylène qui accélère le murissement
Certains conseillent de les suspendre par la tige et de les envelopper dans un sac plastique pour éviter le contact avec l’oxygène. C’est un peu contradictoire avec l’atmosphère alors confinée qui contiendra de l’éthylène qui va continuer à les faire murir plus vite !
Dans de nombreux cas la lutte est dérisoire car hélas dans les grandes surfaces les fruits sont stockés dans des chambres froides et l’induction des réactions est déjà dans le fruit sur l’étal !
Vous voulez faire une salade de fruits ? Comment éviter le noircissement des bananes coupées ?
Les polyphénol oxydases étant inhibées par les acides, pour éviter que les rondelles de la banane coupée noircissent on peut les arroser avec du jus de citron ou de l’eau dans laquelle on a dissous un peu de vitamine C (acide ascorbique) (8). Ceci est aussi vrai pour les pommes.
Jean-Claude Bernier, Françoise Brénon et l'équipe Question du mois de Mediachimie
(1) La cellulose est un enchaînement linéaire de molécules de D-glucose. C’est le principal constituant de la paroi des cellules végétales.
D-glucose.
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Glucose
(2) Le glucose est un exemple de glucide.
(3) Les lipides constituent la matière grasse de l’aliment.
(4) Une enzyme est une très grosse protéine jouant un rôle de catalyseur, c’est-à-dire qui est capable d’accélérer une réaction chimique.
Source : http://biochim-agro.univ-lille1.fr/brunissement/co/ch2_II_b.html
(6) Transformation d’un diphénol en quinone. La catécholoxydase est une PPO, métalloenzyme contenant du cuivre qui est le site d’interaction avec l'oxygène et le substrat phénolique.
Source : http://biochim-agro.univ-lille1.fr/brunissement/co/ch2_II_b.html
(7) La mélanine est une macromolécule brune.
(8) La vitamine C est identique à l’acide L-ascorbique. Le citron contient naturellement de l’acide citrique et de la vitamine C. L’acide inhibe l’enzyme. La vitamine C est un réducteur qui subit l’oxydation à la place des polyphénols, ce qui les conserve. On parle aussi de rôle « anti-oxydant » ou « anti-oxygène ». La vitamine C porte le nom de code E 300 parmi les additifs alimentaires.
Le manuel d’écriture inclusive suivi d’une pétition signée par près de 400 enseignants favorables à cette féminisation de la langue fait polémique et débat, même dans les plus hautes sphères de l’Éducation Nationale et du gouvernement. Même le premier ministre confronté à « la déclaration des droits humains et du·de la citoyen·ne » s’en est offusqué. Mediachimie.org toujours à la pointe de l’actualité pédagogique se doit de poser la question : dans notre discipline, la chimie, la parité des genres est-elle respectée ?
Il semble hélas en regardant la classification périodique du tableau de Mendeleïev (1) (2) que le genre masculin prédomine : Li le lithium, Na le sodium, Fe le fer, Co le cobalt etc… Tout paraît masculin, même les dérivés : NaCl le chlorure de sodium, FeO le protoxyde de fer, BaO l’oxyde de baryum. On peut cependant aller chercher Fe3O4 la magnétite, CaO la chaux vive et même Ba(OH)2 la baryte ou SiO2 la silice pour mettre un peu de douceurs dans cette assemblée de brutes.
En réalité le féminin est plutôt réservé à des objets ou assemblages plus évolués et complexes. On parle d’un atome mais mieux d’une molécule, du produit de la réaction, d’une solution et de son soluté. En hommage aux fonctions biologiques supérieures de la femme, on remarque surtout la synthèse chimique et peu son catalyseur. En chimie du solide, même si on identifie le procédé du frittage, l’objet fini reste la céramique.
C’est dire que notre discipline est assez bien équilibrée entre le masculin et le féminin. Les choses se compliquent peut-être au laboratoire ou dans l’entreprise où peuvent travailler l’ingénieur et la laborantine, dénotant un machisme qui n’est plus d’époque. Heureusement dans les écoles de chimie de la fédération Gay-Lussac il y a maintenant autant d’élèves féminines que masculins qui préparent des diplômes d’ingénieur·e·s - si j’applique la règle du point médian encore appelé point d’altérité ! Mais que faire avec les mots épicènes identiques au masculin et au féminin comme linguiste mais aussi chimiste ? Aurais-je l’audace lors d’une évaluation dire et écrire : « ce laboratoire comporte d’excellent·e·s chimistes bien formé·e·s par des professeur·e·s sérieux·euses ». Cela allongera sans doute mes rapports et mes mails.
Mediachimie.org a déjà souligné depuis longtemps dans les fiches métiers (3) qu’ils étaient accessibles soit à un homme soit à une femme (H/F) et de nombreuses vidéos montrent autant de femmes que d’hommes occupant des fonctions en laboratoire ou en entreprise (4) (5) (6). Faudra-t-il modifier toutes les fiches pour indiquer directrice ou directeur d’usine, assistant ou assistante d’ingénierie ou encore technicien.ne de laboratoire… ou abandonner la langue française pour researcher, manager, physicist… ? Nos amis canadiens qui ont franchi le pas depuis longtemps nous regardent curieusement, mais les gardiens du temple de l’Académie française auront sans doute un regard plus sévère.
Jean-Claude Bernier
décembre 2017
Quelques ressources pour en savoir plus
(1) Site des éléments chimiques
(2) Classification périodique (application)
(3) Fiches métiers
(4) Chef de section en laboratoire de police scientifique (vidéo 1:15)
(5) Botanophile ? Chimiste du végétal ! (vidéo 4:43)
(6) Responsable marketing (vidéo, 2:45)
