Cette étude explique comment l’océan absorbe le dioxyde de carbone.

Il faudrait maintenant « fertiliser » l’océan par du fer pour réactiver cette pompe biologique afin de réduire le CO₂ atmosphérique. Le cycle naturel du fer dans l’océan est expliqué dans des expériences de fertilisation naturelle et artificielle réalisées sur le terrain y compris à grande échelle. Pourtant il n’a pas livré tous ses secrets et ces laboratoires naturels présentent encore un large potentiel de découvertes et d’applications.

Cette étude de la dispersion dans les océans d’éléments traces et d’isotopes est un exemple de la contribution de la chimie à la compréhension de l’environnement. Une meilleure connaissance des processus complexes d’échange de matière entre les continents et les océans permettra de mieux comprendre l’histoire et de prévoir le futur du climat planétaire en expliquant la variation de composition chimique des océans. Les contraintes techniques de la chimie océanographique sont exposées.

Les éléments métalliques tels que Cd, Pb, Mn, Zn, Hg… sont présents dans notre environnement, y compris chez l’homme où ils sont dans notre corps en tant qu’oligo-éléments, nécessaires à la vie. Extraits de sources minières ou dispersés dans des eaux souterraines par accumulation géologique ou résidus d’industries, de déchets ménagers des villes, répandus par l’agriculture ou des boues d’épandage, ces éléments métalliques sont transportés dans les sols, les rivières, l’atmosphère. Pour réhabiliter un site il faut d’abord diagnostiquer ; c’est donc voir et doser les concentrations et traiter ensuite si ces dernières sont anormalement élevées. Chaque polluant et chaque site demandent alors un traitement spécifique. En dehors de cas catastrophiques, la pollution diffuse est difficile à traiter par manque d’études épidémiologiques. C’est un article assez complet qui attire l’attention et documente sur les atteintes à l’environnement et les méthodes d’analyse et de traitements.

Le marché du traitement des eaux est devenu très important pour les charbons actifs. Leur intérêt vient de ce qu’ils sont très absorbants de la matière organique. En grains ou en poudres, ils sont préparés par activation chimique qui leur donne une structure très poreuse. Sont développés ensuite les mécanismes d’adsorption en phase aqueuse des composés organiques et inorganiques et la façon de regénérer les charbons. C’est un article intéressant pour qui s’intéresse à la dépollution extrême des eaux potables confrontée de plus en plus à des traces de composés de type pesticides ou résidus de médicaments.

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Les sols contiennent trois fois plus de carbone que l’atmosphère. Le stockage et le déstockage de ce carbone peut donc contribuer au changement climatique. La connaissance et le suivi systématique et spatial des sols sont indispensables à leur gestion.

Le sol apparaît comme un réacteur chimique unique et complexe, dans lequel la compréhension des interactions entre les plantes, les micro-organismes et la matière organique est indispensable pour comprendre les cycles du carbone et de l’azote et mieux les maîtriser. Ces études contribuent à imaginer de nouvelles stratégies agroécologiques pour contrôler l’effet de serre.

L’action conjointe des plantes et des microorganismes des milieux naturels humides détruit les polluants inorganiques et organiques des eaux qui y circulent. L’exemple d’une zone humide expérimentale créée à la sortie d’une station d’épuration en milieu rural montre que le choix des plantes couplé avec la compréhension de la chimie et de la biochimie de ces milieux permettent d’optimiser cette action dépolluante et d’éliminer les 20% de polluants résiduels (inorganiques et organiques) de la station d’épuration.

Ce chapitre se place dans un domaine scientifique neuf qui promet des retombées tant vers le médicament que vers les applications industrielles (biotechnologies). Les études comparées des mécanismes de la désoxygénation à l’œuvre dans la synthèse naturelle de l’ADN, soit en milieu aérobie, soit en milieu anaérobie, conduisent à la mise en évidence du rôle de la « ribonucléotide réductase », protéine dont le centre actif (rôle du cluster fer-soufre) est analysé et le mécanisme de réaction radicalaire décrit. Une importante classe de protéines, les « radical-SAM », peut y être rattachée. Elles contiennent des centres actifs analogues à celui de la ribonucléotide réductase, mettent comme elle en œuvre l’activation radicalaire et interviennent dans une grande variété de fonctions biochimiques.

L’approche « biocatalyse » ou « catalyse bio-inspirée » est ensuite abordée. Le mécanisme d’action des hydrogénases dans la production d’hydrogène par décomposition de l’eau est étudié. Il inspire la conception et la fabrication de catalyseurs sans métaux précieux et à efficacité remarquable – travail de développement en cours.

La lecture de ce chapitre suppose acquise la notion de macromolécule biologique (éléments sur les protéines et sur les acides nucléiques au niveau de l’article « acides aminés » de wikipedia) ainsi que celle de complexe de coordination en chimie. Elle fait prendre conscience des vastes perspectives de l’interface chimie-biologie.

C'est un article très général sur les déchets industriels, leur toxicité et leur possibilité de valorisation, à travers la récupération, le recyclage, le traitement chimique. Les perspectives de croissance sont mises en lumière.

À partir de la règlementation REACH et des principes de la chimie verte, deux exemples de synthèse organique, l'une utilisant des dérivés du silicium en particulier le PHMS et le TMDS et l'autre la synthèse économe d'éthers de glycérol, illustrent la démarche "éco-compatible" des nouveaux procédés.

L’ingénierie alimentaire consiste à transformer, ajouter des ingrédients, formuler, dans le but de répondre à des besoins physiologiques, qu’ils soient nutritionnels, sanitaires ou organoleptiques. Pour cela il faut savoir tenir compte de l’environnement chimique et/ou physique dans lequel se trouvent les molécules composant les aliments.

L’exemple pourtant simple de la cuisson d’un biscuit ou d’un gâteau montre la complexité du système et les nombreux acteurs et les nombreuses molécules qui interviennent dans la chaîne alimentaire. Pour réaliser cette évolution vers l’ingénierie des aliments et le diagnostic de sécurité alimentaire, il faut mettre au point des outils d’aide à la décision : des exemples sont donnés.