Lise Meitner est née à Vienne le 7 novembre 1878. À l’époque, les filles ne sont pas admises au lycée et en 1897, elles sont autorisées à entrer à l’Université si elles ont le Matura, équivalent du baccalauréat. Lise prépare, grâce à des leçons privées, ce diplôme et entre à l’université en octobre 1901. Elle entreprend d’abord des études de mathématiques et de physique puis se spécialise en physique et suit les cours de Ludwig Boltzmann (1844-1906). Franz Exner (1849-1926) est son directeur de thèse et, le 1^er février 1906, elle obtient son doctorat, elle est la seconde femme à obtenir un doctorat à l’université de Vienne.

Elle commence alors un travail sur la radioactivité à la demande de Stefan Meyer (1872-1949). Elle doit mesurer l’absorption des particules alpha (α) et bêta (β) lors de la traversée de feuilles minces de différents métaux. Ces travaux ne lui permettent pas d’envisager d’obtenir un poste à l’université dans l’Empire austro-hongrois. Mais passionnée par la physique, elle part à Berlin en septembre 1907 afin de suivre les cours de Max Planck (1858-1947) et elle souhaite aussi continuer la recherche.

Le professeur Heinrich Rubens (1865-1922) est le directeur du département de physique expérimentale à Berlin, il accepte de lui ouvrir son laboratoire et c’est avec Otto Hahn (1879-1968), un chimiste qui travaille sur la radioactivité, qu’elle va commencer ses recherches. Ils ont le même âge et une profonde amitié va leur permettre de mener à bien la découverte de la fission nucléaire. À l’époque, à Berlin, il est difficile à une femme d’entrer dans un laboratoire de chimie et Lise Meitner doit travailler dans un réduit. Enfin en 1909, la législation ayant changé, Lise Meitner peut poursuivre ses recherches dans le laboratoire de chimie. La collaboration de Lise Meitner et d’Otto Hahn sera très fructueuse car elle possède la connaissance de la physique et des mathématiques et lui les qualités d’un chimiste et d’un expérimentateur.

L’Empereur Guillaume II inaugure le 23 octobre 1912 l’Institut de chimie Kaiser Wilhelm à Dahlem près de Berlin. Otto Hahn prend la direction d’un laboratoire de radioactivité et Lise Meitner, travaillant jusqu’à présent sans être payée, obtient grâce à Max Planck un poste d’assistante, son premier poste rémunéré jusque là elle vivait avec ce que ses parents lui envoyaient. Les travaux de Lise Meitner et d’Otto Hahn sont connus dans l’Europe et cités dès 1910 dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences de Paris. 

Au début de la Première Guerre mondiale, Lise Meitner reste à Berlin, poursuit son travail d’assistante de Planck et donne des cours de rayons X aux médecins militaires. Ensuite, elle se porte volontaire comme infirmière radiologue dans l’armée autrichienne de juin 1915 à l’automne 1917, elle travaille dans les hôpitaux et sur le front. Puis elle revient à Berlin et se voit confier la mise en place du département de radioactivité à l’institut Kaiser Wilhelm de physique. Elle poursuit son travail avec Otto Hahn, et ils découvrent le protactinium en 1918 qui n’a été isolé qu’en 1934.

En 1925, L’Autriche récompense le travail de Lise Meitner en lui attribuant le prix Lieben tandis qu’à Berlin, en 1926, elle devient la première femme professeur à l’université. À Rome, du 11 au 18 octobre 1931, se tient le premier Congrès international de physique nucléaire, Enrico Fermi (1901-1954) en est le secrétaire général. Lise Meitner et Marie Curie assistent aux exposés et participent aux débats. Suite à ce congrès, Fermi envoie Franco Rasetti (1901-2001) au laboratoire d’Otto Hahn et Lise Meitner en 1931-1932. 

Bien que baptisée en 1908 dans l’église luthérienne, Lise Meitner est née juive. Elle reste à Berlin car elle possède la nationalité autrichienne mais le 12 mars 1938, il y a l’Anschluss et Lise Meitner doit fuir Berlin car elle va être expulsée de l’université malgré les appuis de Planck et de Hahn. Elle ne peut pas quitter l’Allemagne. Un chimiste hollandais Dirk Coster (1889-1950) vient à Berlin faire une conférence et repart avec Lise Meitner qui passe clandestinement la frontière le 13 juillet 1938.

Puis elle va en Suède où elle a trouvé un travail dans le laboratoire de Manne Siegbahn (1886-1978). La voilà sauvée mais elle est très isolée scientifiquement et a très peu de moyens. Heureusement, elle correspond avec Otto Hahn et suit ainsi les travaux effectués au laboratoire à Berlin. Elle travaille aussi en relation avec Niels Bohr (1885-1962) à Copenhague. C’est là qu’elle rencontre Otto Hahn le 13 novembre 1938 et qu’ils envisagent les expériences à réaliser.

Lise Meitner est invitée pour les fêtes de Noël chez son amie Eva von Bahr-Bergius (1874-1962), une physicienne suédoise près de Göteborg, son neveu Otto Frisch (1904-1979) est aussi invité. C’est un physicien qui travaillait à Hambourg auprès d’Otto Stern (1888-1969), en 1933 il choisit de partir à Londres avant d’aller à Copenhague au laboratoire de Niels Bohr. Lise Meitner reçoit une lettre d’Otto Hahn qui l’informe des résultats d’une expérience réalisée avec Fritz Strassmann (1902-1980). Ils ont envoyé un neutron sur un noyau d’uranium, il y a eu collision et un des produits obtenu est le baryum. Ils ne savent pas comment interpréter ce résultat, Otto Hahn pense même avoir mal manipulé. Lise Meitner connait le travail expérimental d’Otto Hahn et sait qu’il ne s’est pas trompé.

Avec son neveu, elle réfléchit et ils émettent l’hypothèse que le noyau d’uranium s’est cassé en deux. Ils emploient le terme de « fission » de l’uranium, ils envisagent la possibilité de réactions en chaîne car la réaction de fission de l’uranium donne à la fois du baryum, du krypton, des neutrons et beaucoup d’énergie. Ils sont obligés de publier séparément, Otto Hahn et Fritz Strassmann décrivent leur expérience tandis que Lise Meitner et Otto Frisch traitent de la théorie de cette réaction. C’est Otto Hahn qui recevra le prix Nobel de chimie en 1944 pour sa découverte de la fission des noyaux lourds, Lise Meitner a été nobélisable trois fois mais sans succès.

Après cette découverte capitale en physique nucléaire, les savants ont mis au point les réactions en chaine. La bombe atomique est mise au point. Lise Meitner est contactée pour travailler à Los Alamos, elle refuse car elle ne veut pas participer à l’obtention de la bombe. Après Hiroshima, elle se dira désolée de l’invention de la bombe.

En Suède, elle travaille à la mise au point du premier réacteur nucléaire et en 1947, elle obtient un poste créé spécialement pour elle à l’université de Stockholm avec le salaire de professeur. Elle devient citoyenne suédoise en 1949. Elle part s’installer en Angleterre en 1960, à Cambridge où son neveu est professeur.

L’Académie autrichienne des sciences l’accueille comme membre correspondant en 1948 et l’Association autrichienne du commerce lui décerne sa médaille Wilhelm Exner (1840-1931) enfin en 1966, elle reçoit avec Otto Hahn et Fritz Strassmann le prix Enrico Fermi décerné par le gouvernement américain et qui récompense des scientifiques dont les travaux traitent de l’énergie.

 Elle souffre d’artériosclérose et meurt à Cambridge en 1968, elle est enterrée auprès de son frère dans le village de Bramley dans le Hampshire.

Pour en savoir plus

• Rupture explosive des noyaux d’uranium L. Meitner et O. Frisch, Revue scientifique (1939) disponible sur Gallica BNF
• Le prix des sciences de la ville de Vienne remis à Lise Meitner, Revue scientifique (1948) disponible sur Gallica BNF
• Sur les rayons β du radium à son minimum d’activité, note de Léon Kolwrat, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences (1910) disponible sur Gallica BNF

Consultées le 22/01/2025

Crédits illustration :
fission nucléaire de l'Uranium, Stefan-Xp travail personnel / Wikimedia Commons, licence CC BY-SA 3.0
Lise Meitner (1878-1968) Catholic University, Washington, D.C. (1946) , Smithsonian Institution - Flickr, domaine public

Après avoir découvert la mauvéine, William Henry Perkin (1838-1907) synthétise la coumarine (2H-1-benzopyrane-2-one) à partir de l’aldéhyde salicylique et d’un anhydride d’acide en présence d’une base faible à haute température. Cette réaction est appelée réaction de Perkin.

Dans la réaction de Perkin, une condensation se produit entre des aldéhydes aromatiques et un anhydre d’acide en présence de sel de sodium ou de potassium de l'acide correspondant.

Par exemple, l’obtention de l’acide cinnamique résulte d’une réaction de Perkin :

La coumarine est une molécule de la famille des benzopyrones, présente dans la nature, elle a été découverte dans la fève de Tonka. Cette molécule de formule brute C₉H₆O₂ possède une masse moléculaire de 146,1 g/mol. Sa température de fusion est de 70°C et sa température d’ébullition de 302°C. Elle est peu soluble dans l’eau et soluble dans les alcools et les solvants organiques. Elle a une odeur de foin coupé qui se marie bien avec d’autres odeurs, c’est pourquoi elle entre dans la fabrication de nombreux parfums.

La première utilisation de la coumarine dans un parfum semble être dans la composition par Paul Parquet (1856-1916), en 1882, de Fougère Royale de Houbigant, qui en contenait environ 10%. Ce parfum est le premier d'une famille dite "Fougère" qui a été définie après son succès. Guy de Maupassant (1850-1893) écrivait, en 1891, que ce parfum est une "prodigieuse évocation des forêts, des landes, non de leur flore mais de leur verdure".
En 1889, c’est Aimé Guerlain (1834-1910) qui emploie ce parfum de synthèse dans le célèbre Jicky. On le retrouve actuellement dans Shalimar de Guerlain et dans Contradiction de Calvin Klein.

De nos jours, 90% des compositions contiennent de la coumarine à moins de 1% et plus de 60% en contiennent plus de 1%.

Pour en savoir plus

• Annonce à l’Académie – décès de Perkin, Mémoires et communication, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences (16 juillet 1907) disponible sur Gallica BNF
• La coumarine, L'Union pharmaceutique : journal de la Pharmacie centrale de France (octobre 1891) p 477 disponible sur Gallica BNF
• Production artificielle de la coumarine par M. Perkin, Bulletin de la Société chimique de Paris (janvier 1868) p . 68 disponible sur Gallica BNF
• Condensation des anhydrides d’acides - Réaction de Perkin, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences (janvier 1910) disponible sur Gallica BNF

Ressources consultées le 22/01/2025

Crédit : illustration Wikimedia Commons / Domaine public

L’alimentation a forgé l’espèce humaine et est fondamentale pour sa survie dans un contexte de croissance de la population mondiale et de changement climatique. Tout au long de la vie, la qualité de l’alimentation est un facteur important du bien-être et de la santé. Avec l’évolution du mode de vie, l’industrie alimentaire ne cesse de progresser. Les problèmes et les défis à relever sont mondiaux, ils concernent toutes les couches de la société et sont d’ordre politiques et scientifiques.

Dans cette sélection de ressources faite à l'occasion du Colloque Chimie et alimentation du 12 février 2025, vous allez découvrir et comprendre pourquoi l'alimentation est un enjeu majeur et quel rôle y occupe la chimie.

Des vidéos :

• La chimie du chocolat
• La canette de l’espace
• Demain, la cuisine note à note ?
   

Des fiches pour les classes de lycées, rédigées en partenariat avec l’éditeur Nathan :

• La chimie du vinaigre
• La chimie dans le sport : chimie et bien-être
• Mesurer la quantité de matière d'une espèce en solution dans un échantillon
• Synthèse organique : la chimie au service de l'Homme

Des quiz :

• Les additifs alimentaires
• Chimie du vivant - 1 - Les glucides
• Chimie du vivant - 2 - Les lipides
• Chimie du vivant - 3 - Les protides
• Chimie du vivant - 4- Les acides nucléiques

Des questions du mois :

• Pourquoi la vitamine C est-elle indispensable ?
• Comment colorer des bonbons en bleu ? Une application de la spiruline
• Y-a-t-il des interactions entre les médicaments et l’alimentation au quotidien ?
• Pourquoi réduire la consommation de sel dans l'alimentation ?
• Quelles différences entre farines et fécules ? Et comment choisir ?
  
• Qu'est-ce que le caramel ?
• Pourquoi la levure chimique fait-elle lever les gâteaux ?
• Quelle est la chimie du vinaigre ?
• Pourquoi les bananes brunissent-elles ?
• Comment l'huile d'olive améliore-t-elle la fonction de nos viscères ?
• Peut-on faire de bonnes confitures sans bassine en cuivre ?
• Pourquoi l’oignon nous fait–il pleurer ?
• Le pain complet au levain : meilleur ou pas pour la santé ?

Des zooms sur :

• Zoom sur le saccharose : de la betterave au sucre
• Zoom sur l'amidon : de l’amidon aux polymères biosourcés
• Zoom sur l'adultération du miel
• Zoom sur la vinification complété par la fiche Une réaction en un clin d'oeil : De la vigne au verre : tout un art ?

Des ressources en lien avec l’histoire de la chimie :

• Hippolyte Mège-Mouriès invente la margarine
• La gélatine comme substitut de la viande en période de disette
• Le bœuf en folie
• Hippolyte Mège et la margarine (vidéo)
• Le quinquina. I. La découverte (vidéo)
• Le quinquina. II. Les polémiques (vidéo)
• Le quinquina. III. La synthèse de la quinine (vidéo)
• Goethe et la découverte de la caféine (vidéo)
• Édouard Grimaux, ça fermente ! (vidéo)
• La légende la vodka idéale de Dmitry Mendeleiev (vidéo)
• La gélatine ou la viande ? De Papin à Proust (vidéo)
• Liebig ou le boeuf en folie (vidéo)

Un cycle de vidéos :

• Série Chimie et agriculture durable pour tous

Une séquence LAMAP pour le cycle 3 :

• Pasteur et les fermentations

Des ressources pour le cycle 4 et le collège :

• Du produit à la bouche : la chimie des aliments
• La chimie enrichit nos assiettes
• Chimique ou naturel ?
• La chimie dans la vie quotidienne : les apports de l'alimentation
• Un exemple de transformations chimiques : la fabrication des confitures

Des articles et conférences issues des précédents colloques Chimie et :

• La construction des aliments : une question de chimie
• Le chocolat est-il bon pour la santé ?
• La chimie au service du goût
• Des additifs pour texturer des aliments
• La science et la technologie de l'alimentation vues par la chimie du bouillon
• La chimie des sens ? Il y a tant de découvertes à faire !
• Chimie du végétal, fer de lance de la chimie durable
• Le goût : de la molécule à la saveur
• Chimie et alimentation : produits de synthèse / produits naturels

Le sixième objectif de développement durable des Nations-Unies est d’assurer la disponibilité et la gestion durable de l’eau et de l’assainissement pour tous. Mais en 2022, c’était loin d’être le cas : 2,2 milliards de personnes n’avaient toujours pas accès à l’eau potable et 3,5 milliards ne bénéficiaient pas d’un assainissement des eaux usées.

Parmi les multiples causes de ces problèmes, nous trouvons dans l’eau des micropolluants, substances d’origine anthropique (issues des activités humaines). Ils proviennent de différents produits (carburants, peintures, plastiques, détergents, cosmétiques, médicaments, pesticides, etc.) utilisés dans divers secteurs d’activités (industriel, agricole, médical, sans oublier le domestique qui est loin d’être négligeable).

Parties des programmes de physique-chimie associées

• Programme spécifique de physique-chimie pour la classe de première professionnelle propre au groupement de spécialités 5, rassemblant les spécialités de baccalauréats professionnels mobilisant des compétences professionnelles qui nécessitent de solides connaissances dans le domaine de la chimie – Partie Chimie : « Comment analyser, transformer ou exploiter les matériaux dans le respect de l’environnement ? »
• Programme de la spécialité physique-chimie de terminale générale – Partie « Constitution et transformation de la matière » : 2. A) Suivre et modéliser l’évolution temporelle d’un système siège d’une transformation chimique
• Programme de physique-chimie et mathématiques de première STL : Partie « Chimie et développement durable »
   

Depuis de nombreuses années, le modèle économique passe progressivement d’une économie linéaire (on produit, on consomme et on jette) à une économie circulaire prenant en compte l’éco-conception, l’économie des ressources et de l’énergie et la valorisation des déchets. Les principes de l’économie circulaire s’appliquent aux batteries électriques des véhicules électriques.

Parties des programmes de physique-chimie associées

• Programme spécifique de physique-chimie pour la classe de première professionnelle propres au groupement de spécialités 5, rassemblant les spécialités de baccalauréats professionnels mobilisant des compétences professionnelles qui nécessitent de solides connaissances dans le domaine de la chimie – Partie Chimie : « Comment analyser, transformer ou exploiter les matériaux dans lerespect de l’environnement ? »
• Programme de la spécialité physique-chimie de terminale générale – Partie « Constitution et transformations de la matière » : 3. Prévoir l’état final d’un système, siège d’une transformation chimique, A) Prévoir le sens d’évolution spontanée d’un système chimique, C) Forcer le sens d’évolution d’un système
• Programmes de physique-chimie et mathématiques de première et terminale STI2D – Partie « Matière et matériaux » / Oxydo-réduction
• Programme de physique-chimie et mathématiques de terminale STL – Partie « Constitution de la matière » / Réactions d’oxydo-réduction

2050 : objectif « neutralité carbone » en France. Une transition énergétique et numérique s’impose pour limiter drastiquement les émissions de gaz à effet de serre et le changement climatique. Cette transition, adossée au déploiement des énergies renouvelables et de l’électromobilité, conduit à utiliser davantage de métaux (acier, aluminium, cuivre, mais aussi indium, lithium, cobalt, terres rares…) dont le rôle devient stratégique. Comment, face à une demande croissante, limiter notre dépendance à certains métaux ? Quels sont les enjeux pour l’industrie métallurgique et plus particulièrement celle du recyclage ?

Parties des programmes de physique-chimie associées

• Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique – Constitution de la matière de l’échelle macroscopique à l’échelle microscopique, A) Description et caractérisation de la matière à l’échelle macroscopique
• Programme de sciences physiques et chimiques en laboratoire de première STL – Chimie et développement durable, Sécurité et environnement
• Programme de physique-chimie et mathématiques de première STI2D – Matière et matériaux, Propriétés des matériaux et organisation de la matière
• Programme d’innovation technologique et d’ingénierie et développement durable de première et d’ingénierie, innovation et développement durable de terminale STI2D – 1. Principes de conception des produits et développement durable, 1.5. Approche environnementale
• Programme d’enseignement scientifique de terminale générale – Thème 2 : Le futur des énergies

Depuis l’aube de l’humanité l’eau et la vie sont indissociables. Aujourd’hui, les besoins en eau évoluent avec les modes de vie et, de façon différente, sur notre planète. Avec le changement climatique, le cycle de l’eau a lui aussi évolué. L’accès à l’eau, et encore plus à l’eau potable, est devenu un enjeu sanitaire et industriel et souvent même une source de tensions géopolitiques.

Dans cette sélection de ressources faite à l'occasion du Colloque Chimie et eau du 6 novembre 2024, vous allez découvrir et comprendre pourquoi l'eau est un enjeu majeur et quel rôle y occupe la chimie.

Des vidéos :

• L’eau : quelle histoire ?
• La verdunisation
• L'eau au labo
• Prose, de l'énergie dans l'eau sale

Des fiches pour les classes de lycées, rédigées en partenariat avec l’éditeur Nathan :

• L'eau, une ressource essentielle à la vie
• La chimie du savon
• Dissolution des espèces chimiques et développement durable
• Extraire des espèces chimiques d'un solvant
• Extraire une espèce chimique solide dissoute dans l'eau

Des ressources pour les collèges :

• L'eau et l'énergie sont-elles dépendantes ?
• L'eau, une ressource indispensable pour la ville
• Protéger le cycle de l'eau des micropolluants
• Une chimie de la mer pour l'avenir de la Terre
• Pollution et marées noires, la lutte continue !
• L’eau : ses propriétés, ses ressources, sa purification
• La bataille de l’eau propre
• Les faibles doses de polluants sont-elles dangereuses ?

Pour le cycle 3:

• Une vidéo de La main à la pâte : L’eau, une ressource rare à protéger
• Des énigmes à résoudre : Énigme du professeur Blouseblanche : Un sous-marin bien étrange !

Des Question du mois et des éditoriaux

• Pourquoi économiser l’eau potable est-il aussi source d’économie d’énergie ? (question du mois)
• Eau et innovation (éditorial)

Des ressources métiers :

• Fiche orientation : secteur du traitement de l'eau
• Fiche orientation : secteur des énergies renouvelables
• Fiche Les chimistes dans : l’univers de la mer
• Fiche : Les chimistes dans les métiers de l’eau

Des articles et conférences issues des précédents colloques Chimie et :

• L’eau et la ville
• Les grandes questions en sciences chimiques de l'environnement marin
• Faut-il fertiliser l'océan pour contrôler le climat ?
• Des clés pour comprendre l'océan : les traceurs chimiques et isotopiques
• L'homme, la chimie et la mer : connaître la contamination pour la combattre
• Les ressources minérales du futur sont-elles au fond des mers ?
• Les médicaments de la mer : espoir ou illusion ?

Des ressources en lien avec l’histoire de la chimie :

• La découverte de l’eau oxygénée
• La verdunisation (vidéo)
• Traiter l’eau dans les tranchées durant la guerre de 14-18
• L’eau : quelle histoire ? (vidéo)

Des ressources relatives à la pile à hydrogène et à l’eau comme source d’hydrogène par électrolyse pour les énergies alternatives

• Qu’est-ce que l’hydrogène « vert » ? (question du mois)
• Zoom sur les derniers résultats de la production d’hydrogène « décarboné »
• H₂O ou comment la synthèse de l’eau conduit à la pile à hydrogène ? (réaction en un clin d’œil)
• Le transport ou le stockage de l’énergie électrique (Chimie et… Junior)
• L’hydrogène qui valorise les énergies renouvelables (vidéo)

Amusez-vous en jouant aux quiz :

• Une chimie de la mer pour l’avenir de la Terre
• Chimie et eau (quiz avant colloque)

La filière de l’eau regroupe l’intégralité des activités permettant l’alimentation en eau des populations (tous usages confondus : hygiène, alimentation, loisirs), de l’agriculture et des besoins industriels. Ces activités vont du captage d’eau brute jusqu’au client final puis en aval au retraitement des eaux usées. La filière française de l’eau représente un secteur économique de première importance, avec environ 124 000 emplois dans une centaine de métiers et 5 000 entreprises parmi lesquelles des groupes français leaders mondiaux. Les opérateurs, privés et publics, génèrent des emplois sur l’ensemble du territoire national ; 36 % du chiffre d’affaires se fait à l’export. Ainsi, 132 millions de personnes sont desservies en eau potable hors de l’hexagone par des acteurs français.

Un dossier pour découvrir les métiers de la chimie et les entreprises de la chimie de la ville du Havre et de ses environs.

Voir également les dossiers produits spécifiquement sur le thème Chimie et Lumière pour accompagner l'événement « Sur les épaules des géants » organisée par la ville du Havre les 26-28 septembre 2024 :

• Chimie et lumière
• Chimie et laser
• Dictionnaire mediachimique sur la lumière

Dans un précédent dossier « Chimie et lumière » nous avons vu quelques interactions entre la lumière et la matière permettant la conversion d’énergie chimique en énergie de rayonnement et réciproquement. La lumière mise en jeu dans ce premier dossier, qu’elle soit d’origine solaire ou non, présente un spectre polychromatique.

Dans ce nouveau dossier, nous allons nous intéresser à une source de lumière très particulière, celle des lasers. Une conférence du colloque « Chimie et lumière » du 26/02/2020, intitulée « La chimie à la lumière : un intérêt réciproque », présentée par Sébastien Forget, est le fil conducteur de ce dossier où chimie et laser sont intimement liés.

Partie A : La chimie pour le laser.  Partie B : Les lasers pour la chimie

Parties des programmes de physique-chimie associées

• Programme de physique-chimie de la première générale. Partie « Ondes et signaux »
• Programme de la spécialité physique-chimie de la terminale générale. Partie « Constitution et transformations de la matière »
• Programme de physique-chimie et mathématiques de la première STI2D. Partie « Énergie » et « Ondes et information »