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Vidéo viral en ce moment... le pire commence à 30 secondes environ. Terrifiant et triste.

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Post by LePharmachien.

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Zapiens est une boîte de communication scientifique. Services offerts: vulgarisation, rédaction, conception d'activités éducatives et ludiques, formation

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E.R. physician Dr. Travis Stork explains that while most medications are taken by swallowing a pill or a capsule, some are taken sublingually, or under...

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L'idée que l'évolution d'un système possède une direction privilégiée est familière. Le transfert de chaleur d'un corps chaud vers un corps froid, la diffusion d'une goutte de colorant dans un verre d'eau, la transformation du bois en gaz et en cendres lors de sa combustion, la corrosion de métaux au contact de l'atmosphère ou de l'eau, la décomposition d'un organisme mort : autant de phénomènes physiques, chimiques, biologiques qui appartiennent à l'expérience de tous.

Tout aussi familière nous apparaît la constance des êtres vivants qui ne changent que lentement du fait de leur croissance ou de leur vieillissement. Ces derniers semblent ainsi échapper aux contraintes gouvernant l'évolution des systèmes décrits au paragraphe précédent. Compte tenu d'autres singularités observées en biologie (organisation, composition, reproduction,...), on a longtemps considéré que les lois gouvernant le fonctionnement du monde inerte ne s'appliquaient pas au monde vivant. Il n'en va plus de même aujourd'hui. Le monde vivant constitue sans conteste un mode d'organisation de la matière d'une complexité inouïe ; comme on le verra dans cet article, il n'est cependant en rien singulier quant aux principes qui déterminent son fonctionnement.

Une expérience simple, aisément réalisable à son domicile, sert à illustrer le propos. Dans une première phase de l'expérience, on ajoute grain par grain du gros sel de cuisine dans un grand verre contenant V=10 cl d'eau. On en observe le contenu après agitation destinée à faciliter la dissolution. Au début, le sel se dissout aisément. Après addition d'une masse d'environ 4 g[ 1], il demeure un peu de sel non dissous au fond du verre (figure 1). On note alors le nombre total n1 de grains de sel ajoutés depuis le début de l'expérience. On ajoute dans le verre un volume V=10 cl d'eau, ce qui provoque la dissolution du solide résiduel, et on reprend l'addition des grains de gros sel de sorte à mesurer le nombre total de grains n2 qu'il faut introduire pour provoquer la réapparition de solide résiduel au fond du verre. On achève cette première phase de l'expérience en notant avec un feutre le niveau de l'eau dans le verre.

Dans une seconde phase de l'expérience, on ajoute suffisamment d'eau dans le verre de façon à dissoudre le sel solide résiduel (5 à 10 cl). On abandonne ensuite ce verre dans un coin de la cuisine durant une dizaine de jours. Au bout d'un certain temps, on observe que des petits cristaux incolores se sont formés[ 2]. On note alors au feutre le niveau de l'eau.

Au début de la première phase de l'expérience, le sel ajouté se dissout intégralement dans le volume d'eau V choisi (il ne disparaît pas ; voir ci-dessous). Au-delà d'une certaine quantité de sel ajoutée, n1, l'eau ne peut dissoudre le trop plein de sel : la solution est saturée. On conclut ainsi que la capacité de l'eau à dissoudre le sel est limitée. Si on a manipulé proprement et si les grains de sels sont tous de calibres voisins, on doit par ailleurs observer que n1= n2. Ceci suggère que la concentration en sel, c'est-à-dire la quantité de sel apportée divisée par le volume d'eau, est la grandeur permettant de caractériser la capacité de l'eau à dissoudre le sel. Comme :

n1/V = (n1+ n2)/2V

on remarque en effet que la saturation de la solution se manifeste quand la concentration est égale à n1/V. La coexistence du sel solide et de la solution aqueuse semble ainsi associée à une concentration caractéristique qui ne dépend ni du volume d'eau V, ni de la quantité de sel apportée mais d'un rapport de ces deux paramètres.

Dans la seconde phase de l'expérience, rien de notable se produit initialement lorsqu'on laisse s'évaporer la solution contenant le sel intégralement dissous. Cependant, lorsque la quantité d'eau résiduelle devient égale à la quantité d'eau 2V utilisée dans la première phase de l'expérience (comme on le vérifie en notant que les traits de feutres tracés lors des deux phases de l'expérience sont sensiblement situés au même niveau), il se forme des cristaux de sel. Dans cet état, on remarque que la concentration (n1+ n2)/2V est égale au rapport caractéristique mis précédemment en évidence. Il se confirme ainsi que la coexistence du sel solide et de la solution saline est associée à une concentration singulière de sel dans l'eau, appelée solubilité en chimie.

L'évolution d'un mélange initialement constitué de sel solide et d'eau dépend ainsi des quantités relatives de sel et d'eau mis en présence. Le sel placé dans l'eau se dissout intégralement tant que sa concentration finale demeure inférieure à sa solubilité. Au-delà, la solution est saturée : solide et solution coexistent. L'augmentation de la concentration de sel en solution qui accompagne l'évolution de tout mélange de sel solide et d'eau tend donc à le rapprocher d'un état " d'équilibre " caractérisé par une concentration : la solubilité du sel dans l'eau.

À l'issue de l'expérience précédente, le solide en excès au fond du verre semble passif ; apparemment plus rien ne se passe. Une approche plus fine, à l'échelle des atomes ou molécules, dépassant les limites de notre perception montre qu'il n'en est rien.

Le sel de cuisine est principalement constitué de chlorure de sodium solide qui contient deux ions, sodium Na+, et chlorure Cl-, empilés de manière périodique (voir Figure 2). L'eau est quant à elle un liquide constitué de petites molécules contenant deux atomes d'hydrogène liés chacun à un atome d'oxygène (Figure 3)[ 3].

Le monde atomique n'est pas immobile, loin s'en faut. À température ambiante, atomes, ions et molécules sont animés de mouvements désordonnés incessants : les ions sodium et chlorure oscillent faiblement autour de leur position moyenne dans le cristal, les atomes d'hydrogène et d'oxygène de la molécule d'eau explorent des géométries légèrement différentes du coude parfait représenté à la Figure 3, les molécules d'eau se déplacent continûment les unes par rapport aux autres,... Lorsqu'on place un cristal de chlorure de sodium dans de l'eau, ions et molécules d'eau se comportent comme les auto-tamponneuses à la fête foraine : l'interface entre le cristal et l'eau est l'objet de chocs violents. Lorsque les chocs sont appropriés, des molécules d'eau parviennent à arracher des ions de la surface du cristal (Figure 3). Le nombre de paires d'ions extraites ainsi du cristal par unité de surface et par unité de temps, v-, dépend en fait essentiellement de la température. Ce nombre gouverne la vitesse de dissolution du cristal. Certains ions sodium et chlorure contenus dans la solution chutent quant à eux tels des météorites sur la surface du cristal ; le plus souvent, ils rebondissent mais parfois, ils restent piégés par la surface et viennent s'insérer dans le cristal (Figure 3). Le nombre de paires d'ion sodium et chlorure incorporés par unité de surface et par unité de temps dans le cristal, v+, dépend lui aussi de la température, mais il est en outre proportionnel aux concentrations en ions sodium et chlorure contenus dans la solution. C'est ce nombre qui contrôle la vitesse de précipitation du cristal.

Lors de la première phase de l'expérience, on ajoute un cristal de sodium dans un volume donné d'eau pure ; on a dissolution du cristal à la vitesse v-. À ce même instant, la vitesse de précipitation v+ est par ailleurs nulle puisqu'il n'y a initialement pas d'ions sodium et chlorure présents dans la solution. Au bilan qui fait intervenir la différence des vitesses de dissolution et de précipitation, v- - v+, le cristal disparaît puisque la vitesse de dissolution est supérieure à la vitesse de précipitation. Au fur et à mesure des additions successives de sel, le solide apporté continue à disparaître et la solution s'enrichit progressivement en ions sodium et chlorure. L'augmentation correspondante des concentrations des deux ions accroît ainsi v+ sans modifier v-. Pour des valeurs suffisamment grandes des concentrations en ions sodium et chlorure, les vitesses de dissolution et de précipitation deviennent égales : v+ = v-. Dans cet état, tout nouveau cristal apporté est stable, c'est-à-dire qu'il ne se dissout pas puisque sa vitesse de dissolution est égale à sa vitesse de précipitation : l'état d'équilibre est atteint vis-à-vis du processus de dissolution. Comme l'illustre la Figure 3, cet état d'équilibre ne doit cependant pas s'interpréter comme un état de mort ; la surface du cristal est l'objet d'échanges de matière incessants. Les vitesses de dissolution et de précipitation demeurent toutes deux non nulles dans l'état d'équilibre que l'on qualifie de dynamique.

On s'intéresse maintenant à la seconde phase de l'expérience. Le volume considéré de solution salée sous-saturée, c'est-à-dire qui ne contient pas de solide, contient désormais des quantités d'ions sodium et chlorure telles que, si un petit cristal venait à se former, on aurait une vitesse de dissolution supérieure à la vitesse de précipitation: v- > v+. Dans de telles conditions, tout cristal est instable de sorte que l'on n'observe initialement pas l'apparition de solide. Au cours de l'évaporation de la solution, la concentration en ions sodium et chlorure augmente puisque la quantité d'ions contenue dans le verre est fixe alors que le volume de la solution diminue ; v+ s'accroît au cours de l'évaporation. Lorsque les concentrations en ions deviennent suffisamment élevées, les vitesses de dissolution et de précipitation deviennent égales : v+ = v-. Lorsque cet état est atteint, la formation d'un petit cristal ne s'accompagne plus de sa dissolution. Toute évaporation supplémentaire se traduit par la croissance du cristal ou par la formation d'un nombre plus grand de cristaux de sorte que l'égalité v+ = v- est maintenue quelle que soit la quantité de solide formé.

L'analyse à l'échelle des atomes, des ions et des molécules permet ainsi de préciser l'interprétation de l'état d'équilibre vis-à-vis du processus de dissolution introduit précédemment : l'état d'équilibre se caractérise par l'égalité des vitesses des processus inverses de dissolution et de précipitation.

Les paragraphes précédents dégagent les caractéristiques de l'évolution de nombreux systèmes en chimie :

un système évolue sous l'action des réactions chimiques dont il est l'objet (dans l'exemple choisi, la réaction de dissolution et la réaction de précipitation). Ces réactions chimiques vont toujours par paire : une réaction directe qui mène des réactifs aux produits (par exemple, la réaction de dissolution qui convertit le chlorure de sodium solide en ions), et une réaction inverse qui mène des produits aux réactifs (dans ce cas, la réaction de précipitation qui convertit les ions en chlorure de sodium solide);

l'issue de cette évolution est un état d'équilibre. Cet état est caractérisé par un jeu de valeurs des concentrations des différents réactifs et produits présents (ici, la solubilité du chlorure de sodium dans l'eau). Dans l'état d'équilibre, les vitesses des réactions directe et inverse au sein d'une paire, non nulles, sont égales.

Les paragraphes précédents ne contiennent pour autant aucune clef permettant de dégager le principe responsable de l'évolution. Deux considérations sont impliquées lorsqu'il s'agit d'aborder cet aspect.

On remarque tout d'abord sur la Figure 3 que la dissolution des ions sodium et chlorure s'accompagne de changements d'environnement pour ces ions eux-mêmes, mais aussi pour des molécules d'eau. Dans un mélange de sel solide non dissous et d'eau, les ions sodium et chlorure sont environnés par d'autres ions sodium et chlorure, et les molécules d'eau sont quant à elles environnées de molécules d'eau[ 4]. Dans une solution de chlorure de sodium, les ions sont entourés par des molécules d'eau et les molécules d'eau sont parfois au contact d'ions. Ces changements d'environnement modifient la répartition de l'énergie du système qui dépend précisément des positions relatives des atomes les uns par rapport aux autres.

La seule information relative aux redistributions d'énergie lors du processus de dissolution/précipitation ne permet pas de déterminer la direction dans laquelle s'effectue l'évolution du système qui y est soumis. Cette évolution implique en effet aussi la diversité des situations que recouvre les adjectifs, "solide" et "dissous", utilisés seuls de façon dichotomique à notre échelle pour décrire l'intégralité des multiples configurations du mélange de chlorure de sodium et d'eau. Les Figures 2 et 3 montrent que les ions sodium et chlorure sont distribués de façon unique dans l'état "solide". En revanche, il existe un nombre beaucoup plus important de configurations de ces ions associées à l'état invariablement qualifié de "dissous" ; ces configurations se distinguent, par exemple, par la position des ions en solution.

L'évolution spontanée d'un système s'effectue toujours dans une direction qui rend son état de désordre maximum : un état est ainsi toujours plus ordonné que celui qui le suit au cours de son évolution, et l'état d'équilibre est le plus désordonné des états accessibles au système. Dans un système qui peut facilement échanger de l'énergie avec son environnement, les états atteints avant l'équilibre peuvent faire intervenir une proportion trop grande de configurations de haute énergie, ou bien un nombre insuffisant de configurations, ou bien encore une combinaison de ces deux causes. Dans une solution sous-saturée, la formation d'un cristal de chlorure de sodium s'accompagnerait ainsi d'une plus grande singularité de l'organisation des atomes contenus dans le verre, tout comme la dissolution d'un cristal de chlorure de sodium dans une solution sur-saturée.

Une analogie exploitant le sens commun est peut-être ici utile. Considérons une étagère dans une bibliothèque. Sur cette étagère, toutes les configurations associées aux différents arrangements de livres sont d'énergie identique. L'état " rangé " correspond à une configuration unique, issue d'un classement par ordre alphabétique par exemple. Toute autre configuration (et il en existe un nombre important !) appartient à l'état que nous qualifions de " désordonné ", sans spécification supplémentaire. Un(e) bibliothécaire range initialement l'étagère. On s'intéresse par la suite à son évolution spontanée, c'est-à-dire sans intervention régulatrice, une fois soumise aux emprunts/retours de visiteurs peu consciencieux (du genre molécule agitée !). Elle atteint souvent assez vite son état d'équilibre vis-à-vis de ce processus de redistribution et il s'agit de l'état désordonné ! Il est de même énergie que l'état rangé initial, mais il est associé à un plus grand nombre de configurations et il se révèle donc plus probable. L'état " livres de l'étagère répandus sur le sol de la bibliothèque " constituerait un état encore plus probable du système car d'énergie plus faible que l'état étagère désordonnée précédent. Il devrait donc constituer l'état d'équilibre du système. Il faudrait cependant pour cela l'intervention d'un nouveau processus de redistribution dans lequel les livres ne sont plus seulement échangés au sein de l'étagère, mais entre le sol et l'étagère. On suppose ici que les utilisateurs de la bibliothèque sont peu consciencieux mais néanmoins civilisés et on a donc exclu l'existence de ce nouveau processus. Cette digression fournit l'occasion de préciser que l'état d'équilibre d'un système n'est interprétable qu'à la lumière des processus gouvernant son évolution ; il faut parler d'état d'équilibre vis-à-vis d'un processus d'évolution.

Plusieurs acteurs de l'évolution des systèmes chimiques sont désormais identifiés : l'état initial qui fixe les quantités de matière des constituants du système (les réactifs et les produits), les réactions chimiques qui constituent les processus d'évolution, et le principe d'évolution qui détermine l'état d'équilibre qui représente l'état final du système lorsqu'il est atteint. Pour ce qui est de l'histoire du système, on connaît ainsi le début et la fin ; il nous manque cependant encore une clef de lecture nous permettant de disposer de l'intégralité du récit.

La section précédente a montré que tout système placé dans un état de hors équilibre est susceptible d'évoluer ; il possède en fait un "potentiel d'évolution" qui fait intervenir à la fois l'énergie et sa répartition au sein du système. Ce potentiel peut être illustré grâce à une fructueuse analogie hydrostatique (Figure 4). Considérons à nouveau l'opération de dissolution d'un cristal de chlorure de sodium telle qu'elle est réalisée dans la première phase de l'expérience ci-dessus. L'état initial du système est constitué d'un cristal de chlorure de sodium et d'un certain volume d'eau pure. Cet état hors équilibre est assimilé à l'état d'un barrage séparant deux compartiments contenant de l'eau à des niveaux différents (Figure 4a). Les compartiments de gauche et de droite représentent respectivement les réactifs (ici le chlorure de sodium solide) et les produits (ici le chlorure de sodium dissous) de la réaction chimique étudiée (ici la réaction de dissolution). Au cours de son évolution, du chlorure de sodium solide donne du chlorure de sodium dissous sous l'action de la réaction de dissolution ; le système évolue vers son état d'équilibre. De même, l'eau s'écoule du compartiment de niveau le plus haut vers le compartiment de niveau le plus bas lorsqu'on ouvre une vanne séparant les deux compartiments du barrage ; cet écoulement cesse lorsque les niveaux de part et d'autre du mur sont identiques : l'équilibre est atteint vis-à-vis de l'écoulement de l'eau au travers de la vanne.

On imagine facilement que si l'on réduit le diamètre de la vanne, l'eau s'écoule toujours de gauche à droite mais plus lentement ; un même état d'équilibre sera cependant atteint (Figure 4b). De même, la vitesse d'une réaction chimique modifie la durée de l'évolution du système mais elle n'affecte pas la nature de l'état d'équilibre.

On considère maintenant la situation plus compliquée de la Figure 4c. Il existe désormais trois compartiments et deux barrages. Le compartiment central, analogue à des réactifs chimiques, peut se transvaser dans deux compartiments situés respectivement à sa gauche et à sa droite. Du point de vue de l'analogie, ces deux compartiments représentent les produits distincts de deux réactions chimiques dont les réactifs sont l'objet. L'état initial est défini par les quantités d'eau placées dans chacun des compartiments avant ouverture des vannes. L'état d'équilibre est celui dans lequel les niveaux des trois compartiments sont identiques. De façon intuitive, on se doute que ce sont les vitesses d'écoulement dans les deux vannes de séparation qui vont gouverner les états parcourus par les trois compartiments au cours de l'évolution. Dans le cas représenté à la Figure 4c, la vitesse d'écoulement est plus grande du compartiment central vers le compartiment latéral droit, que du compartiment central vers le compartiment latéral gauche. On égalise ainsi dans un premier temps les niveaux des compartiments central et latéral droit, puis dans un second temps les niveaux des trois compartiments. On imagine facilement que l'évolution aurait été bien différente si les diamètres des vannes avaient été changés, sans pour autant altérer ni l'état initial, ni l'état d'équilibre du système.

Nous disposons maintenant du chaînon manquant : les états parcourus par un système au cours de son évolution dépendent de la vitesse des réactions chimiques dont il est le siège. Les processus sont donc au cÅ?ur de l'évolution des systèmes chimiques ; ce sont eux qui écrivent l'histoire et c'est à cause de cela que l'auteur de cet article n'est ni une algue, ni une grenouille. Initialement, trois Å?ufs similaires ; trois destins cependant bien différents du fait de la cinétique chimique.

Tout changement de processus ou bien seulement une modification de leurs vitesse doivent donc pouvoir provoquer une modification des états parcourus par le système. Reprenons l'analogie du barrage pour illustrer cet aspect. Dans un barrage, la conduite dans laquelle s'effectue la chute d'eau n'est pas une simple vanne comme représenté sur la Figure 4a. Elle contient une turbine dont la mise en rotation assure la production d'énergie électrique (Figure 5a). Ainsi alors que l'écoulement ne produisait rien d'utile dans la situation de la Figure 4a[ 5], l'énergie "potentielle" disponible dans l'état initial est partiellement convertie en énergie électrique mobilisable au cours de l'évolution représentée à la Figure 5a.

En chimie, l'homme est capable d'effectuer des conversions d'énergie similaires grâce à la mise en Å?uvre de dispositifs technologiques. C'est par exemple ce qui se passe dans une pile dans laquelle chaque borne est reliée à un compartiment contenant des réactifs chimiques. Dans ce dispositif ingénieux, la conversion des réactifs en produits s'effectue avec production de travail électrique, alors qu'elle ne s'accompagnerait que de la seule production d'énergie thermique par simple mélange du contenu des deux compartiments de la pile : deux processus distincts, réaction s'effectuant par l'intermédiaire du circuit électrique grâce à la pile, et réaction directe lors du mélange, déterminent deux histoires différentes unies par un même début et par une même fin.

Le contrôle de l'évolution vers l'équilibre joue un rôle fondamental en biologie. Les êtres vivants sont en fait des usines chimiques assez singulières. Ils sont constitués de millions de réactifs/produits et sont le siège d'autant de réactions chimiques. Ils contiennent des dispositifs technologiques moléculaires, les enzymes, dont certains agissent comme des transducteurs d'énergie. Tout comme la turbine du barrage, ils convertissent l'énergie libérée lors de la réalisation spontanée d'une réaction chimique, en une autre forme d'énergie chimique associée à la synthèse de produits (par exemple le glucose à partir de dioxyde de carbone et d'eau). C'est ainsi que les êtres vivants utilisent leurs aliments à la fois comme source de briques de constitution, mais aussi comme source d'énergie.

Nous savons désormais presque tout de l'évolution des systèmes en chimie et il pourrait ainsi apparaître que l'état d'équilibre constitue le destin inexorable du monde moléculaire. Il n'en est en fait rien : le destin des molécules n'est pas inéluctable pour peu que l'on puisse, d'une manière ou d'une autre, contrôler la vitesse des réactions chimiques se produisant dans le système.

Revenons une dernière fois au barrage. Si l'on fournit de l'énergie aboutissant au contrôle du sens de rotation de la turbine, il devient possible de provoquer un flux d'eau du compartiment de niveau le plus bas vers celui de niveau le plus élevé qui excède le flux inverse " naturel " (Figure 5b). L'apport d'énergie externe permet ici de contrôler la direction d'écoulement de l'eau.

De même, le chimiste est souvent confronté à des situations dans lesquelles il cherche à imposer une direction qui s'oppose à la tendance d'évolution " naturelle " dégagée précédemment. Il y parvient parfois en fournissant une forme appropriée d'énergie. C'est par exemple la situation rencontrée lors de l'électrolyse grâce à l'apport d'énergie électrique. L'évolution spontanée d'un mélange de dihydrogène et de dioxygène s'effectue généralement ainsi dans la direction de la formation d'eau avec forte production d'énergie thermique[ 6]. L'électrolyse fournit quant à elle du dihydrogène et du dioxygène (figure 7) lors du passage de courant électrique dans l'eau. Cette production s'effectue en fait plus vite que la réaction spontanée de conversion du dihydrogène et du dioxygène en eau de sorte qu'au bilan, l'opération d'électrolyse permet de synthétiser du dihydrogène et du dioxygène à partir d'eau. Opposée à la tendance d'évolution naturelle, la conversion se manifestant lors de l'électrolyse apparaît comme forcée et les contraintes de l'équilibre sont dépassées.

La biologie fait ici des merveilles qui peuplent les songes de nombreux chimistes. La photosynthèse qui met en jeu des milliers de molécules permet par exemple de forcer les réactions chimiques se déroulant au sein des végétaux. Elle ne mobilise pour cela que les sources de matière et d'énergie que sont les nutriments et le soleil. La respiration qui mobilise la seule énergie des nutriments agit de même. C'est la mise en place et l'intégration de tels processus d'orientation du destin de la matière organique qui ont permis au cours de l'évolution de notre planète l'émergence de modes d'organisation, les êtres vivants, dont la singularité résulte de l'état de hors équilibre vis-à-vis des réactions chimiques qu'ils abritent. Leur extraordinaire capacité à échapper aux contraintes de l'équilibre chimique est constitutive de la vie ; la perdre, c'est mourir.

Cet article doit beaucoup à de nombreux interlocuteurs ; je désire tout particulièrement remercier les professeurs Hervé Lemarchand, Bernard Roulet et Jacques Treiner de l'Université Paris VI.

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L'équilibre chimique : une limite inexorable vaincue par la vie

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L'idée que l'évolution d'un système possède une direction privilégiée est familière. Le transfert de chaleur d'un corps chaud vers un corps froid, la diffusion d'une goutte de colorant dans un verre d'eau, la transformation du bois en gaz et en cendres lors de sa combustion, la corrosion de métaux au contact de l'atmosphère ou de l'eau, la décomposition d'un organisme mort : autant de phénomènes physiques, chimiques, biologiques qui appartiennent à l'expérience de tous.

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Utilisation du dihydrogène comme carburant

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Utilisation du dihydrogène comme carburant

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Vu de l'extérieur, le Coradia iLint d' Alstom est un train tout à fait banal, comme le sont tous les trains régionaux. Mais un petit détail fait la différence : ses flans bleus sont siglés H ₂O, symbole de la molécule d'eau. Une façon de rappeler que cette locomotive, encore à l'état de prototype, ne rejette que de l'eau et pas un gramme de CO ₂. Le Coradia iLint est en fait le premier train à hydrogène au monde, propulsé par une pile à combustible. Il est basé sur le Coradia Lint 54, un modèle de locomotive diesel produit par Alstom. Ce type de machines thermiques, dédié aux voies non électrifiées, est très largement répandu sur les lignes régionales en Allemagne mais aussi en France. Elle carbure au diesel et rejette donc du CO ₂. En France, ces trains représentent encore la moitié du parc. A la différence des motrices diesel, le Coradia iLint est silencieux et surtout " zéro émission ". Fabriqué sur le site Alstom de Salzgitter en plein centre de l'Allemagne, il attend son homologation prévue pour les prochaines semaines. Il pourra alors commencer à transporter ses premiers passagers dès cet été sur le réseau ferré germanique.

Le principe du train à hydrogène est simple : " L'hydrogène contenu dans des réservoirs, se combine à l'oxygène de l'air dans la pile à combustible. La réaction produit d'une part, l'électricité qui alimente le train et d'autre part, de l'eau rejetée dans l'atmosphère", explique Stefan Schrank, qui dirige ce projet chez Alstom Allemagne. Dans le détail c'est un peu plus compliqué : l'électricité produite par la pile à combustible est soit utilisée par les moteurs soit stockée dans les batteries. Un système de convertisseur/inverseur assure que l'électricité provenant de la pile et des batteries alimente correctement le moteur en fonction des besoins. Il assure aussi la récupération de l'énergie de freinage stockée dans les batteries. Ces dernières peuvent aussi apporter un complément d'énergie pour " booster " l'accélération en cas de besoin. Tout ce système assez complexe est géré par des algorithmes qui optimisent en permanence l'utilisation de ces différents flux d'énergie.
Les piles à combustibles et les réservoirs à hydrogène du Coradia iLint sont installés sur le toit. ©Olivier Hertel
DIESEL. Petite précision concernant les émissions : si lorsqu'il circule, le train n'émet pas de CO ₂, la production de l'hydrogène dont il a besoin pour sa pile, elle, en émet. Elle se fait effectivement par vaporeformage du gaz naturel, donc à partir d'hydrocarbure. Selon Alstom, le iLint permet tout de même de réduire de 45% les émissions de CO ₂ si l'hydrogène provient d'hydrocarbure. Mais l'hydrogène peut aussi être produit à partir d'énergie renouvelable, notamment par électrolyse alimentée par du solaire ou de l'éolien. Dans ce cas, la réduction de CO ₂ par rapport à une locomotive diesel est de 100%.

A l'usage, le Coradia iLint est moins bruyant que son jumeau diesel. Mais il affiche les mêmes performances. "Il atteint la vitesse de 140km/h et peut parcourir 1000 km avec un plein, comme une locomotive diesel", assure Jorg Nikutta, directeur général d'Alstom pour l'Allemagne et l'Autriche. Déjà 64 trains à hydrogène ont été commandés dans différentes régions d'Allemagne. Ils devraient entrer en service entre fin 2021 et fin 2022. En France, le député de la Gironde Benoit Simian (LREM) défend l'introduction de cette technologie sur le réseau ferré du Médoc. Mais pour le moment, rien n'est signé. L'expérience allemande lancera peut-être le mouvement.

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Le premier train à hydrogène au monde circulera sur les voies ferrées allemandes

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Vu de l'extérieur, le Coradia iLint d' Alstom est un train tout à fait banal, comme le sont tous les trains régionaux. Mais un petit détail fait la différence : ses flans bleus sont siglés H 2O, symbole de la molécule d'eau.

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Les fake news sont des informations fausses ou truquées relayées sur les réseaux sociaux et par certains médias.

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Lotfi Belkhir et Ahmed Elmeligi, de la faculté d'Ingénierie et Technologie de McMaster, ont étudié l'empreinte carbone globale des TIC et ont publié leurs résultats dans le Journal of Cleaner Production en janvier 2018.
Pour chaque message texte, pour chaque appel téléphonique, chaque courriel, chaque vidéo qui est téléchargé ou envoyé, il y a un centre de données qui rend cela possible. C'est cette consommation d'énergie que nous ne voyons pas.
Les réseaux de télécommunications et les centres de données consomment beaucoup d'énergie pour nous servir et la plupart des centres de données continuent d'être alimentés par l'électricité produite à partir de combustibles fossiles. Pour avoir une idée, un centre représente la consommation électrique d'une ville de 50 000 habitants. Et des centres, il y en a des milliers. Des petits pas vers l'avant sont faits... Un des plus grands opérateurs de centres de données au monde, Google, a annoncé qu'il atteindrait l'utilisation de 100% d'énergie renouvelable en 2017 pour ses infrastructures.

Dans leurs recherches, Lotfi Belkhir et Ahmed Elmeligi ont pris en considération l'impact de l'empreinte carbone de la production ainsi que de la consommation énergétique des appareils électroniques, incluant les smartphones, les ordinateurs, les tablettes, les centres de données et les réseaux de communication.
Parmi tous les appareils, les tendances suggèrent que d'ici 2020, les appareils les plus dommageables pour l'environnement sont les smartphones.
Bien que ceux-ci ne consomment pas beaucoup d'énergie pour fonctionner, 85 % de leurs impacts sur les émissions proviennent de la production.

La puce et la carte mère d'un smartphone nécessitent la plus grande quantité d'énergie car elles sont constituées de métaux précieux extraits à un coût élevé.

Les smartphones ont également une courte durée de vie, en moyenne 2 ans, ce qui pousse à la production de nouveaux modèles et à une quantité extraordinaire de déchets.

En 2016, près de trois adultes québécois sur cinq possèdaient un téléphone intelligent selon l'enquête NETendances 2016 produit par l'organisme de recherche et d'innovation, le CEFRIO. C'était un adulte québécois sur quatre en 2011.

L' obsolescence programmée ne serait pas là où le vrai débat réside, mais plutôt dans les politiques gouvernementales, comme le suggère d'ailleurs l'étude.

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La vie numérique a un lourd bilan carbone

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Quand on pense aux émissions de gaz à effet de serre, on pense en premier au secteur du transport. Réduisons le nombre de voitures sur les routes, augmentons le transport en commun.

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Que faire avec la température en degré celcius?

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Propagation des incertitudes - Wikipédia

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Une mesure est toujours entachée d' erreur dont on estime l'intensité par l'intermédiaire des incertitudes. Lorsqu'une mesure est utilisée pour obtenir la valeur d'une autre grandeur par l'intermédiaire d'une formule, outre le calcul de la valeur estimée de cette grandeur, il faut savoir déterminer l'incertitude induite sur le résultat de la formule.

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Pour représenter la polarité de la molécule d'eau

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When is a molecule polar? Change the electronegativity of atoms in a molecule to see how it affects polarity. See how the molecule behaves in an electric field. Change the bond angle to see how shape affects polarity.

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Démonstration de la réaction réversible

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Découvrez ce qui fait qu'une réaction arrive par la collision des atomes et des molécules. Concevoir des expériences avec des réactions, des concentrations et températures différentes. Quand des réactions réversibles sont-elles réversibles? Qu'est ce qui affecte le taux d'une réaction?

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PHOTO OLIVIER JEAN, LA PRESSE

L'Organisation pour la science et la société de l'Université McGill a réuni tous les ingrédients pour propager une vraie fausse nouvelle. En deux semaines, la courte vidéo lancée sur les réseaux sociaux a déjà été vue près de 10 millions de fois.

Fanny Lévesque
LA PRESSE

Théorie du complot, remède miracle contre le cancer et traitement uniquement vendu en ligne... L'Organisation pour la science et la société (OSS) de l'Université McGill a réuni tous les ingrédients pour propager une vraie fausse nouvelle. Et surprise... En deux semaines, la courte vidéo lancée sur les réseaux sociaux a déjà été vue des millions de fois.

" C'est stupéfiant ", a lancé l'auteur de la fameuse vidéo, le communicateur scientifique de l'OSS, Jonathan Jarry. " On voulait faire différent [...]. C'est la première fois qu'on fait quelque chose comme ça ", ajoute-t-il. Force est de constater que l'idée de reproduire le format type de ces vidéos mensongères a permis de sensibiliser un maximum de personnes.

La vidéo produite par l'OSS calque en tout point celles qui deviennent souvent virales sur la Toile. Dès les premières secondes, on y apprend qu'un certain D r Johan R. Tarjany a découvert en 1816 un type de mousse végétale pouvant " tuer les cellules cancéreuses ". Photos d'archives à l'appui, musique rythmée et grosses lettres, tout est limpide.

Le traitement du D r Tarjany serait à ce point miraculeux que l'industrie pharmaceutique l'aurait caché pour en empêcher la distribution... Résultat, il ne serait offert que sur internet. Pourquoi pas, diront certains. Mais après 40 secondes, le ton change. " Tu l'aimes bien, le D r Tarjany, n'est-ce pas ? [...] Le D r Tarjany n'existe pas ", écrit-on.

Voilà, vous vous êtes fait mener en bateau.

" On voulait démontrer à quel point c'est facile de mentir et de manipuler les gens avec ce genre d'images. " - Jonathan Jarry, communicateur scientifique de l'Organisation pour la science et la société de l'Université McGill

Le reste de la vidéo démonte chacun des arguments présentés au début de l'extrait. On apprend aussi que le D r Tarjany a été subtilement illustré par la photo de deux hommes différents.

La leçon dure environ deux minutes. " Sois sceptique, pose des questions ", recommande l'organisation, dont le nom n'apparaît qu'à la toute fin. Une autre gentille ruse de l'OSS pour piéger les internautes. Plutôt que de diffuser le clip sur ses plateformes, l'organisme a demandé à des " sceptiques bien connus " de le partager.

Pour la version française, lancée il y a quelques jours, l'OSS a fait appel à Olivier Bernard, mieux connu sous le nom du Pharmachien. " J'ai trouvé ça brillant ", a-t-il confié à La Presse. Celui qui dit aimer " anéantir la pseudoscience " a partagé la vidéo sur son compte Facebook en acceptant de faire comme si elle avait été trouvée par hasard sur le web.

" Vidéo virale en ce moment... le pire commence à 30 secondes environ. Terrifiant et triste ", a-t-il écrit sur le réseau social. Hier, sa publication en était à près de 20 000 partages. " J'étais content de jouer le jeu ", a exprimé M. Bernard. " Il en faut plus de vidéos comme ça, parce que les vraies fausses sont vues des millions de fois. "

BATAILLE DIFFICILE

" C'est toujours frustrant parce que c'est une bataille difficile à gagner ", admet M. Jarry, qui constate que ces fausses nouvelles se répandent comme une traînée de poudre. " Ça passe toujours mieux parce qu'on donne des solutions simples à des problèmes complexes. C'est plus difficile d'attirer l'attention des gens avec une vidéo nuancée, critique ", ajoute-t-il.

Le Pharmachien n'hésite pas à comparer la prolifération de ce genre de fake news à une forme de " pollution " ambiante.

" Il y a moyen de trouver de l'information de qualité, mais il y a tellement de bruit à travers ça, de fausses vidéos, d'articles douteux et de pièges à clics que les gens deviennent saturés. Ça nuit à nos efforts pour communiquer la bonne info. " - Olivier Bernard

La fausse vidéo de l'OSS approchait des 10 millions de visionnements hier. La version anglaise a notamment été partagée par l'animateur américain Scott Rogowsky. Des professeurs ont aussi joint l'organisme pour obtenir l'autorisation de diffuser l'extrait en classe et ainsi favoriser le développement de l'esprit critique des étudiants.

Devant le succès de sa vidéo, l'OSS n'exclut pas de retenter l'expérience avec le même genre d'approche. " C'est certain qu'on n'a jamais eu des chiffres comme ça ", a indiqué M. Jarry. " Ce n'est pas quelque chose qu'on peut faire sur une base régulière, il faut aussi surprendre les gens, mais peut-être que d'ici quelques mois, on récidivera. "

Pour éviter de tomber dans le piège des fausses nouvelles scientifiques, Jonathan Jarry recommande notamment de se fier à des sources gouvernementales, de multiplier les sources, de retracer l'information originale et de ne pas hésiter à parler ou écrire à des médecins et des scientifiques pour résoudre certains questionnements.

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Une vraie fausse nouvelle partagée au nom de la science

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Fanny Lévesque LA PRESSE Théorie du complot, remède miracle contre le cancer et traitement uniquement vendu en ligne... L'Organisation pour la science et la société (OSS) de l'Université McGill a réuni tous les ingrédients pour propager une vraie fausse nouvelle. Et surprise...

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Éduscol

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CultureSciences-Chimie | Site de ressources scientifiques pour les enseignants de chimie

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Site de ressources en chimie pour les enseignants

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| JOSEPH EID/AFP/Getty Images

En 2015, la production mondiale de plastiques s'élevait à 322 millions de tonnes. Aujourd'hui, plus de 45% du plastique fabriqué est utilisé à des fins éphémères, tandis que les déchets plastiques représentent une part importante de la pollution environnementale. De nombreux processus sont actuellement à l'étude pour optimiser le recyclage et la transformation écologique du polymère. Récemment, la mise au point accidentelle d'une enzyme dégradant le plastique pourrait ouvrir une voie prometteuse aux efforts déployés en ce sens.
Très peu biodégradables, les déchets plastiques, toujours plus nombreux, conduisent à une importante pollution planétaire impactant autant les écosystèmes marins que terrestres. En 2016, en analysant des échantillons de sol d'une usine de recyclage de plastique, une équipe de biologistes japonais de l'université de Kyoto a découvert l'existence d'une bactérie nommée " Ideonella sakaiensis ". La particularité de cette dernière réside dans le fait qu'elle ait évolué afin de pouvoir dégrader et utiliser le plastique PET ( t éréphtalate d'éthylène) comme source de carbone et d'énergie.

En étudiant Ideonella sakaiensis et ses mécanismes cellulaires, les scientifiques ont accidentellement synthétisé une nouvelle enzyme bien plus performante que celle utilisée par la bactérie et qui pourrait offrir une véritable solution à la déferlante plastique actuelle. " La sérendipité joue souvent un rôle important dans la recherche scientifique fondamentale et notre découverte n'y fait pas exception " explique John McGreehan, biologiste structural à l'université de Portsmouth (Royaume-Uni). " Cette découverte non anticipée suggère qu'il est possible d'améliorer davantage ces enzymes, nous rapprochant d'une solution de recyclage pour chaque montagne de déchets plastiques ".

L'équipe de McGreehan, incluant des chercheurs de l'US Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory (NREL), ont synthétisé la nouvelle enzyme en étudiant la structure cristalline de la PETase - l'enzyme permettant à Ideonella sakaiensis de dissoudre le plastique PET. Les résultats ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PMNAS).

La structure complexe du PET, obtenue par polycondensation de l'acide téréphtalique avec l'éthylène glycol, le rend extrêmement peu biodégradable et nécessite plusieurs siècles pour une dissolution partielle. Là où la PETase de Ideonella sakaiensis permet une dégradation en quelques semaines maximum, la nouvelle PETase améliorée ramène ce délai à quelques jours. " Après seulement 96h, nous pouvons clairement voir au microscope électronique que la PETase dégrade le PET ; et nous la testons avec de véritables déchets plastiques, tels que ceux trouvés dans les océans ou les décharges " indique le biologiste Bryon Donohoe (NREL).

Afin d'étudier l'efficacité de la PETase au niveau moléculaire, les auteurs ont utilisé la diffraction par rayons X pour générer un modèle 3D de l'enzyme en ultra-haute résolution. Cette analyse a permis aux chercheurs d'identifier les sites enzymatiques actifs impliqués dans la fixation et la dégradation du PET. En obtenant une image claire du mécanisme d'action de la PETase, les scientifiques ont ainsi pu déterminer des façons de l'améliorer. " Être capable d'observer le fonctionnement interne de cette catalyse biologique nous a donné les plans pour fabriquer une enzyme plus rapide et plus efficace " explique McGreehan.

Les auteurs ont tenté de modifier la PETase pour la rapprocher du mécanisme enzymatique de la cutinase - une enzyme dégradant la cutine, un biopolymère lipidique présent chez les plantes et dont la structure ressemble à celle du PET. En raccourcissant les liaisons entre les sites actifs de la PETase, ils se sont aperçus que la catalyse du plastique obtenu était bien plus performante que prévu.

" De façon surprenante, nous avons découvert que la PETase mutante surpassait la PETase naturelle pour dégrader le PET " explique Nic Rorrer, chimiste des polymères (NREL). " Comprendre comment le PET se fixe aux sites catalytiques de la PETase grâce à des outils informatiques, nous a aidé à identifier les raisons de cette performance améliorée. Considérant ces résultats, il est certain que son potentiel pourra encore être augmenté ".

Bien que la PETase mutante soit plus efficace de 20% que la PETase initiale, les chercheurs expliquent que la découverte est importante, dans le sens où nous savons maintenant concrètement comment en améliorer les performances. Cela signifie que, dans le futur, ces enzymes pourront être optimisées de manière à dégrader le PET et d'autres matériaux bien plus rapidement. En effet, la PETase mutante s'est également révélée apte à dégrader un dérivé du PET : le PEF ( polyethylene-2,5-furandicarboxylate).

Un important travail attend encore les scientifiques avant que cette nouvelle enzyme puisse être produite en masse et permette véritablement d'offrir une méthode de recyclage à grande échelle. Cependant, maintenant que l'on connait son fonctionnement, son utilisation n'est plus qu'une question de temps. " Nous savons que cette PETase n'est pas encore totalement optimisée pour dégrader le PET. Et donc maintenant, il est temps d'utiliser les outils de l'ingénierie protéique pour poursuivre son amélioration " conclut Gregg Beckman (NREL).

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Une nouvelle enzyme synthétisée par hasard dégrade efficacement le plastique

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En 2015, la production mondiale de plastiques s'élevait à 322 millions de tonnes. Aujourd'hui, plus de 45% du plastique fabriqué est utilisé à des fins éphémères, tandis que les déchets plastiques représentent une part importante de la pollution environnementale. De nombreux processus sont actuellement à l'étude pour optimiser le recyclage et la transformation écologique du ...

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À partir de 15:58

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L'hydrogène, le carburant vert du futur - futuris

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Flinn Scientific is the #1 source for science supplies and equipment both in and outside the classroom. For more than 40 years, Flinn has been the "Safer Source for Science."

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Des scientifiques créent par hasard une enzyme dévoreuse de plastique

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S'il n'est pas recyclé, le plastique peut perdurer pendant des centaines d'années dans...

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Explication des forces pour briser les liaisons dans un réseau cristallin vs liaison covalente (tableau à double entrée toujours pour les molécules gazeuses)

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What is chemical equilibrium? - George Zaidan and Charles Morton

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Saut de la haute altitude

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Stéphane E. Roy et Patrick Marsolais testent leurs connaissances scientifiques au jeu-questionnaire Génial! Les thèmes abordés : Combien d'odeurs l'humain est-il capable de reconnaitre? Que doit-on insérer dans le tube afin d'empêcher la perforation? Quelle combinaison permettra de fabriquer du savon à la glycérine? Quelle forme de médicament se dissoudra le plus rapidement?

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Article scientifique sur l’eau

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On croit l'eau banale. .. Erreur ! Elle cache une physique totalement paradoxale qui ne cesse de défier la science. Or, trois expériences ont peut-être trouvé la clé de l'énigme.

Tout commence par une expérience menée à l'Université de Lyon par Frédéric Caupin et publiée en octobre 2017. Puis une deuxième, en décembre, signée par le physicien suédois Anders Nilsson dans la prestigieuse revue Science. Et une autre, par l'une des grandes figures de la physique de l'eau, Austen Angell, parue seulement quelques semaines plus tard.

Toutes trois se sont penchées sur un même objet on ne peut plus familier : l'eau liquide. Toutes ont redoublé de prouesses expérimentales afin de pousser cette eau dans ses derniers retranchements, à des températures et des pressions parfois dignes des abysses ou des nuages des géantes gazeuses. Toutes vont dans le même sens : l'eau n'est pas ce que l'on croit ! Aucune ne donne la preuve définitive, mais toutes suggèrent que son modèle fondamental, sa nature élémentaire doivent être révisés. Une révolution conceptuelle dans le monde feutré de la physique de l'eau.

Bouleversement en cours

Les conséquences de ce bouleversement en cours sont pour l'instant difficiles à imaginer. Au-delà du prix Nobel de physique qui pourrait en découler, il est trop tôt pour prédire les retombées en géologie, en climatologie, voire en astrophysique. Mais on peut d'ores et déjà se forger une nouvelle image mentale de la molécule la plus importante de l'Univers, une molécule qui est à la fois la plus simple et la plus complexe qui soit...

(...)
La suite de cet article est à lire dans Science & Vie n°1208, p. 80. * Lire l'article en intégralité (abonnés) * Acheter ce numéro (papier ou numérique) * Vous abonner (à partir de 2,25 € par mois)

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On croit l'eau banale. .. Erreur ! Elle cache une physique totalement paradoxale qui ne cesse de défier la science. Or, trois expériences ont peut-être trouvé la clé de l'énigme. Tout commence par une expérience menée à l'Université de Lyon par Frédéric Caupin et publiée en octobre 2017.

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L'équilibre et le Chatelier en lien avec la profession d'anasthésiste

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L'équilibre et le Chatelier en lien avec la profession d'anasthésiste

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Portail collaboratif de ressources didactiques pour l’enseignement de sciences au primaire

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CVE - Une chenille mangeuse de plastique (Segment)

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La science inusitée Qui aurait cru qu'une toute petite chenille pourrait peut-être un jour nous aider à éliminer nos déchets de plastique? Date de diffusion : 3 novembre 2017

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2012

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2014 - Compagnie québecoise

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Des déchets transformés en carburant vert (reportage)

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Trou dans la couche d'ozone 1979 vs 2016

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Trou dans la couche d'ozone 1979 vs 2016

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2016 Antarctic Ozone Hole Reaches Moderate Size

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The hole in Earth's ozone layer that forms over Antarctica each September grew to about 8.9 million square miles in 2016 before starting to recover.

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Ce n'est pas sorcier - vulgarisation

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Évolution du trou dans la couche d'ozone par mois

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Évolution du trou dans la couche d'ozone par mois

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Jusqu'à présent l'interdiction des produits chimiques attaquant l'ozone de la Terre ne semble pas avoir d'impact sur le trou observé dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique, estiment les chercheurs. Ces derniers ont déterminé que son amélioration serait plutôt naturelle.
L'épaississement de la couche d'ozone serait-il le résultat d'un processus naturel ? Réunis pour la réunion annuelle de l' American Geophysical Union, les scientifiques ont établi que la diminution de l'utilisation des produits chimiques à effet de serre n'aurait pas permis de diminuer le trou dans la couche d'ozone. L'amélioration serait plutôt dû à un phénomène naturel : des variations dans les circuits des vents.

" L'ozone est produit au niveau des tropiques, mais il est transporté par les vents des tropiques aux régions polaires", explique Anne Douglass, scientifique pour le projet Aura pour la NASA Goddard. Et, selon cette spécialiste, les parcours de transport " varient très légèrement chaque année", rapporte LiveScience.
Une large ouverture
Les résultats des études menées suggèrent que la taille totale du trou dans la couche d'ozone en dit peu sur la diminution de l'ozone dans l'air. En effet, selon les chercheurs, utiliser l'étendue de l'ouverture pour mesurer les progrès environnementaux peut fausser les estimations. Ainsi, personne ne pourra vérifier le véritable impact de la réduction des produits chimiques érodant l'ozone sur l'atmosphère avant 2025. Et, le trou dans la couche d'ozone ne se refermera pas avant 2070, affirment Anne Douglass et ses collègues.

L'ozone est une molécule composée de trois atomes d'oxygène. La couche d'ozone, qui s'étend à environ 20 à 30 km d'altitude protège la Terre contre les rayons ultra-violets, telle une carapace. Jusque dans les années 90, l'utilisation massive de chlorofluorocarbures (CFC) pour la réfrigération et les aérosols a créé un trou dans l'ozone de la stratosphère, au-dessus de l' Antarctique. Les CFC attaquent l'ozone en s'attachant aux molécules d'oxygène et en le réduisant ainsi à des simples molécules.

Sans couche d'ozone, les rayons ultra-violets peuvent atteindre la surface de la Terre en grande concentration, menaçant les humains mais également toutes les autres formes de vie de la planète. En 1987, le protocole de Montréal, a graduellement interdit l'utilisation de CFC. Depuis, la quantité de ces produits chimiques dans l'atmosphère a largement diminué.
Un trou vertical
Généralement, pour estimer la taille du trou de la couche d'ozone, les chercheurs mesurent l'ensemble des zones contenant moins de 220 unités Dobson d'ozone. Néanmoins, étant donné que la couche d'ozone s'étend plutôt à la verticale à travers la stratosphère, utiliser une seule unité de mesure équivaut à " regarder une table plate", précise Anne Douglass. En effet, la mesure traditionnelle de l'ouverture pourrait bien passer à côté de changements dans la stratosphère.

Ainsi, en 2012, le record du trou dans la couche d'ozone minimal a été atteint alors que les niveaux de CFC dans l'atmosphère étaient plus ou moins équivalents. En revanche, en 2011 (vidéo ci-dessus), l'ouverture était aussi large qu'en 2006, alors qu'au cours de cette période la présence de CFC s'est largement réduite, explique Natalya Kramarova, coauteur de l'étude et scientifique pour la NASA Goddard.

En étudiant les données du satellite Suomi National Polar-orbiting Partnership, les deux scientifiques ont pu observer les niveaux d'ozone en fonction de l'altitude. En 2012, la petite taille de l'ouverture dans la couche d'ozone était un résultat dû à la météo. L'ozone était rassemblée aux plus hautes altitudes de la stratosphère au-dessus de l'Antarctique, bien plus que d'habitude. La perte d'ozone aux niveaux les plus bas s'est alors retrouvée masquée.
Encore 56 ans d'attente
Une seconde étude a été menée. Grâce à l'Aura satellite, les chercheurs ont pu jeter un coup d'oeil à l'intérieur du trou dans la couche d'ozone pour notamment étudier les matières chimiques. Le protoxyde d'azote, par exemple, varie à l'inverse des niveaux de chlore, un des composants des CFC, dans l'atmosphère de la Terre.

Selon les spécialistes, en 2011, les niveaux de chlore étaient bas malgré la grande taille de l'ouverture. À l'aide d'un modèle informatique, ils ont montré que ce sont les conditions climatiques qui auraient réduit la quantité d'ozone au-dessus de l'Antarctique. Le grand trou serait alors le résultat des vents tropicaux, apportant moins d'ozone à cette région que les années précédentes. " C'est un effet météorologique qui n'a rien à voir avec la chimie", précise Susan Strahan, chimiste atmosphérique à la NASA et coauteur de l'étude.

Les CFC sont composés de molécules extrêmement stables qui se déplacent dans les plus hautes altitudes de la stratosphère avant de se décomposer. Les effets du Protocole de Montréal ne seraient donc pas visibles avec 2025, ajoute Natalya Kramarova. D'ici là, les mesures annuelles de la taille du trou dans la couche d'ozone devront être prises avec des pincettes, préviennent les chercheurs. Selon eux, l'ouverture ne sera pas complètement refermée avant 2070.

Bien évidemment, pour les populations des latitudes les plus au Sud, l'exposition aux rayons UV dépend directement de la taille du trou de la couche d'ozone. Et cela, peu importe si ce dernier est causé par les CFC ou non.

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Antarctique : le trou dans la couche d'ozone ne disparaîtra pas avant 2070

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Jusqu'à présent l'interdiction des produits chimiques attaquant l'ozone de la Terre ne semble pas avoir d'impact sur le trou observé dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique, estiment les chercheurs. Ces derniers ont déterminé que son amélioration serait plutôt naturelle. L'épaississement de la couche d'ozone serait-il le résultat d'un processus naturel ?

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Bon contenu, mais ennuyant!

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Dans dans cette vidéo, vous allez apprendre : - Qu'est-ce que la combustion - La différence entre combustion complète et incomplète - Les produits de la combustion et leurs effets Elle fait partie de la série The Virtual School et vous est proposée par FuseSchool et Unisciel.

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la chimie pour les nuls film vidéo 2 minutes expérience produits ménagers courants simple vulgarisation enfants famille marc montangero

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1x04 - La dissolution du gaz carbonique dans l'eau

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La chimie pour les nuls : chaque samedi, un film de 2 minutes montrant une expérience de chimie simple et sans danger à réaliser chez soi, avec des produits ménagers courants. (c) 2011 Marc Montangero

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Vous retrouverez ici les expériences portant sur la mécanique des gaz.

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Le bioéthanol ou plus simplement l'éthanol est un carburant destiné aux moteurs à essence. C'est ce qu'on appelle plus couramment l'alcool de grain, c'est le même alcool que celui qu'on retrouve dans le gin, la vodka, le rhum etc. C'est l'alcool éthylique qu'il y a dans toutes les boissons alcoolisées.

Cet alcool est obtenu par la fermentation des sucres et de l'amidon qui se trouve dans les plantes, comme les céréales, le blé bien sur, la canne à sucre, mais également du maïs, du riz, de la pomme de terre et même de la banane.

Le bioéthanol c'est cet alcool éthylique qui a été obtenu en utilisant des matériaux biologiques, organiques, la biomasse. C'est donc un carburant écologique, une énergie totalement renouvelable puisque uniquement basée sur la croissance des plantes.

C'est un produit propre, lors de sa combustion il va créer de la chaleur, de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone, ce dioxyde de carbone dont les plantes ont besoin pour leur croissance (la photosynthèse). Ces mêmes plantes que l'on va utiliser pour fabriquer du bioéthanol, ainsi la boucle est bouclée.

Il peut être utilisé comme carburant on va donc dans ce cas faire une solution 10% bioéthanol, 90% essence classique, un mélange tout ce qu'il y'a de plus sûr et simple et qui ne demande aucune transformation ou adaptation du véhicule.

Différentes normes existent pour formaliser le dosage de l'éthanol et de l'essence.

- l'essence classique comporte aujourd'hui 5% de bioéthanol car aucune modification des moteurs, des pompes et des cuves de stockage n'est nécessaire

- l'E85, qui comme son nom l'indique peut contenir jusqu'à 85% d'éthanol et le reste en essence, ne peut être utilisé que par les véhicules prévus à cet effet avec des moteurs dits Flex fuel.

- l'E10 composé de 10% d'éthanol permet de réduire sensiblement le volume d'essence tout en étant accepté par la plupart des véhicules. (voir liste des véhicules compatibles en 2010 ou le sélecteur)

Les avantages du bioéthanol :

c'est avant tout une énergie renouvelable, c'est un carburant vert, et non un carburant fossile, pas de soucis de réserves qui s'épuisent.

les émissions de CO2 sont 70 % moins élevées que le carburant conventionnel pour du bioéthanol pur (E100), 60% moins élevées pour du R85 et 3,5% moindre pour du SP95 actuel (E5).

utilisé à faible pourcentage, il ne nécessite pas de transformation des véhicules.

il peut contribuer à aider les agriculteurs à trouver de nouvelles sources de revenus et peut devenir créateur d'emplois

Les inconvénients du bioéthanol :

le bioéthanol peut être corrosif pour certains métaux, l'aluminium par exemple

sa production pourrait avoir des coûts environnementaux élevés (agriculture intensive, engrais...)

son coût de production est plus élevé que celui du carburant classique.

la consommation plus importante des véhicules est de l'ordre de 20 à 30 %.

En conclusion le bioéthanol est il vraiment un carburant vert, totalement écologique ? son futur dépendra beaucoup des couts et de l'évolution des procédés de sa production, car pour l'instant elle nécessite une agriculture intensive, de l'espace libre à cultiver.

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Le bioéthanol ou plus simplement l'éthanol est un carburant destiné aux moteurs à essence. C'est ce qu'on appelle plus couramment l'alcool de grain, c'est le même alcool que celui qu'on retrouve dans le gin, la vodka, le rhum etc. C'est l'alcool éthylique qu'il y a dans toutes les boissons alcoolisées.

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J'ai sciemment commencé ma manchette avec cet extrait trouvé sur un forum contre la fluoration de l'eau, afin d'illustrer le niveau d'émotion, certains diront d'hystérie, que la pratique soulève. Mais au-delà de ces exagérations, que dit la science au sujet de l'ajout du fluor à l'eau potable pour prévenir les caries dentaires? Cette semaine, voyons le mécanisme d'action du fluor sur les dents.

Il ne fait pas de doute que le fluor réduit l'incidence de la carie chez l'enfant. Un fait que même les opposants à la fluoration de l'eau reconnaissent. La controverse porte essentiellement sur le meilleur moyen d'exposer les enfants au fluor. Je dis les enfants, car c'est surtout à un jeune âge - soit au moment de la formation de la dentition - que l'apport en fluor est le plus efficace. Pour comprendre comment cela fonctionne, il faut tout d'abord examiner le mécanisme de formation de la carie dentaire. Ce processus est en fait une application du principe de Le Chatelier, selon lequel un système en équilibre réagira à toute perturbation en la contrecarrant.

L'émail dentaire est composé d'hydroxyapatite Ca5 (PO4)3 OH en équilibre avec sa forme dissoute comme le montre l'équation :

Ca5 (PO4)3 OH ↔ 5 Ca+2 + 3 PO4-3 + OH-

Les bactéries, comme le Streptococcus mutans, qui vivent dans notre bouche convertissent les glucides, dont le sucre, en acide lactique, source d'ions H+. Ces derniers réagissent avec les ions d'hydroxyde, OH-, dissous d'après la réaction connue : H+ + OH- → H2O. Ceci a pour conséquence de diminuer la concentration d'ions hydroxyde dans l'équilibre ci-dessus. Le Chatelier nous dit que pour contrecarrer cette diminution, l'équilibre se déplacera de gauche à droite afin d'accroître la formation d'ions hydroxyde en solution. Le résultat de tout cela est la dissolution de l'hydroxyapatite dont l'émail est fait et, si l'on s'y prend trop tard, la formation de caries.

Le mode d'action du fluor dans la prévention des caries peut être aussi expliqué sur la base du principe de Le Chatelier. Les ions de fluor F- ont la même charge et approximativement la même taille que les ions d'hydroxyde OH-. Ils sont donc en mesure, dans l'équilibre décrit ci-dessus, de les remplacer; ce qui entraîne la formation à la surface des dents de fluoroapatite, Ca5 (PO4)3 F et d'un nouvel équilibre :

Ca5 (PO4)3F ↔ 5 Ca+2 + 3 PO4-3 + F-

F- étant une base faible par rapport à OH-, la fluoroapatite a moins tendance à réagir avec l'acide lactique. En conséquence, l'équilibre ci-dessus est surtout orienté vers la gauche, ce qui réduit les risques de carie.

L'apport en fluor peut prendre diverses formes. La méthode privilégiée est par voie locale, directement sur les dents, notamment par l'utilisation de dentifrice, de gel ou de rince-bouche au fluor. Bien que les enfants soient ceux pour qui la fluoration est la plus avantageuse, l'application topique de fluor chez les adultes peut réduire la formation de caries sur les surfaces dentaires. En effet, la gingivite - un processus qui se développe avec l'âge - fait en sorte que les surfaces dentaires, chez l'adulte, sont davantage exposées.

La fluoration peut également est faite de manière systémique par l'absorption de gouttes, de comprimés et, bien sur, par la consommation d'eau potable fluorée. Contrairement à l'application topique, la méthode systémique n'est vraiment efficace que pendant la formation des dents, soit de 6 à 12 mois environ. C'est d'ailleurs cette méthode qui suscite la controverse. Nous en parlerons la semaine prochaine. _______________________________________________________________________________________________________ LES MANCHETTES SCIENTIFIQUES d'Ariel Fenster L'Organisation pour la science et la société de l'Université McGill présente des capsules sur des sujets défrayant l'actualité scientifique. Plus de renseignements sur ces sujets, ou d'autres d'intérêt général, sont disponibles en communiquant avec Ariel Fenster.

Professeur Ariel Fenster Organisation pour la science et la société de l'Université McGill 514 398-2618

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" Des doses répétées de quantités infinitésimales de fluor provoquent chez les individus une réduction de son pouvoir à résister à la domination, narcosisant (sic) une certaine région du cerveau. Le fluor produit une lobotomie légère favorisant la soumission à ceux qui désirent les contrôler.

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Science in America - Neil deGrasse Tyson

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Compte tenu de la vitesse à laquelle progressent les connaissances scientifiques et les innovations technologiques, nos jeunes évolueront demain dans une société qui risque d'être fort différente. Dans la mesure où ils auront acquis une riche culture scientifique, ils pourront suivre le rythme et s'approprier leur destin en jouant un rôle actif dans ce monde où la science devient omniprésente.

Le développement de la science et de la technologie, notamment du numérique et de l'intelligence artificielle, fait en sorte que beaucoup des emplois de l'avenir nécessiteront une main-d'œuvre hautement qualifiée et une formation scientifique. Qui plus est, c'est parmi les jeunes que se trouve la prochaine génération de chercheurs qui contribueront à apporter des solutions aux grands défis de société, comme les changements climatiques, le vieillissement de la population, les pandémies et la cybersécurité.

Que ce soit à titre professionnel ou en tant que citoyens, ils devront prendre des décisions éclairées sur ces questions à la lumière des données probantes issues de la recherche.

Il est donc important - et urgent ! - de stimuler l'intérêt des jeunes pour toutes les disciplines scientifiques, afin qu'ils puissent acquérir les habiletés requises pour s'adapter et contribuer à la société de demain. Et pour y arriver, nous devons miser sur l'éducation, qui est le socle de toute société du savoir.

À l'intérieur comme à l'extérieur du milieu éducatif, de nombreuses initiatives favorisent l'ouverture et la curiosité à l'égard des sciences et de la technologie, contribuant du même coup à la réussite scolaire. Certaines, comme les Expo-sciences, le Festival de robotique, l'École en réseau et le Défi OSEntreprendre, incitent les élèves de la province à réaliser en équipe des projets créatifs en suivant une démarche d'investigation ou de résolution de problème.

D'autres, comme le festival Eurêka  ! à Montréal et le 24 heures de science qui se tient dans toutes les régions du Québec, invitent toute la famille à participer à leurs activités d'animation qui permettent de rencontrer des chercheurs et de se livrer à des expériences scientifiques.

Plusieurs projets de science participative sont aussi ouverts aux jeunes qui peuvent, en recueillant des données ou en analysant des images, donner un réel coup de main aux chercheurs et faire progresser les travaux de ces derniers en astrophysique, en biologie ou autre. Et pour les jeunes du secondaire qui veulent vivre l'expérience de la recherche en laboratoire, il y a aussi les programmes Apprentis en biosciences du Centre INRS - Institut Armand-Frappier et Chercheur-e d'un jour du Centre hospitalier de l'Université Laval.

En rapprochant davantage les jeunes de ceux qui font de la recherche au quotidien, on pourra encore mieux favoriser l'éveil à la science et promouvoir les carrières à caractère scientifique. À la lumière de ces modèles, les jeunes constateront que ces emplois se trouvent dans tous les secteurs d'activité (histoire, sociologie, design, économie, santé, énergie...) et ils réaliseront qu'il n'est pas obligatoire d'avoir la bosse des mathématiques pour devenir un scientifique.

Inviter des chercheurs ou des étudiants au doctorat dans les écoles pour échanger sur les métiers de la recherche est certainement un moyen efficace de démystifier la science et de donner des modèles inspirants à nos jeunes. Les médias sociaux sont aussi un bon outil à utiliser pour présenter cette diversité de modèles dynamiques et rejoindre les jeunes.

En cette période de surinformation, de fausses nouvelles et de faits alternatifs, il est indispensable de reconnaître l'information scientifique qui est crédible. Il est donc important de développer l'esprit critique des jeunes (et de toute la population  !) pour qu'ils sachent remettre l'information en question, qu'ils apprennent à distinguer un fait d'une opinion et qu'ils puissent reconnaître les études fiables et les sources dignes de confiance.

Dans cette optique, deux initiatives constituent des contributions uniques : le Détecteur de rumeurs, la première rubrique de vérification des faits sur la science en français,  et #30sec avant d'y croire, une formation offerte aux élèves du deuxième cycle des écoles secondaires pour contrer le phénomène des fausses nouvelles. Les revues Les Débrouillards et Curium, parmi d'autres, font aussi un travail remarquable pour stimuler la curiosité scientifique et l'esprit critique des jeunes.

Les idées originales pour stimuler l'intérêt des jeunes à l'égard de la science sont nombreuses et plusieurs des initiatives susmentionnées reçoivent l'appui des Fonds de recherche du Québec (FRQ), qui ont à cœur la promotion de la culture scientifique.

Mais les efforts ne doivent pas s'arrêter là ! Il faut accroître l'exposition des jeunes à la science et multiplier les passerelles entre leur univers et celui de la recherche. Il faut aussi mieux reconnaître l'engagement de nos chercheurs et de nos futurs chercheurs à communiquer leur passion, car cela constitue un apport précieux à l'éveil scientifique d'un plus grand nombre de jeunes. Pour les FRQ et pour mon bureau, ces jeunes représentent l'avenir scientifique du Québec et sont porteurs de son développement sur les plans économique et social.

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Stimuler la curiosité scientifique - La Presse+

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Compte tenu de la vitesse à laquelle progressent les connaissances scientifiques et les innovations technologiques, nos jeunes évolueront demain dans une société qui risque d'être fort différente. Dans la mesure où ils auront acquis une riche culture scientifique, ils pourront suivre le rythme et s'approprier leur destin en jouant un rôle actif dans ce monde où la science devient omniprésente.

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La sorbetière manuelle, c'est quoi ?

La sorbetière manuelle, aussi appelée sorbetière à manivelle, sorbetière traditionnelle, sorbetière antillaise ou simplement sorbetière à l'ancienne, est la plus ancienne forme de sorbetière qui existe.

C'est un produit principalement antillais, Guadeloupe, Martinique : vous y êtes !

Comment fonctionne une sorbetière traditionnelle ?

Il s'agit d'un grand bac contenant un plus petit bac en inox. Le petit bac reçoit la préparation qui deviendra la glace. Le grand bac reçoit de la glace et du gros sel.

Ensuite, il suffit de tourner la manivelle régulièrement jusqu'à sentir une solidification. On peut alors déguster immédiatement !

Le principe est exactement le même qu'une sorbetière électrique. Les pales ont remplacé un bras actionné par manivelle, c'est tout 🙂

Pourquoi utiliser une sorbetière manuelle alors qu'elles sont toutes électriques ?

Parce que c'est une tradition antillaise qui permet se se réunir et de partager une glace à plusieurs. Avec un peu de travail, certes, mais un moment convivial et un goût bien supérieur, selon les connaisseurs, à ce que l'on peut obtenir avec une sorbetière électrique !

On peut aussi comprendre que certains restos sont fiers de faire leur glace eux-mêmes sans assistance électrique.

Enfin, les sorbetières antillaises se distinguent aussi par leur grande capacité (3,5 litres, voire 5 litres, là où les sorbetières plus classiques dépassent rarement les 2 litres). Une sorbetière antillaise est généreuse, c'est comme ça 🙂

Quelles recettes pour une sorbetière à l'ancienne ?

Toutes les recettes sont adaptées à la sorbetière manuelle.

Néanmoins, pour une expérience antillaise authentique, il faut absolument faire un sorbet coco, un incontournable de la cuisine créole.

Certains appellent même cette sorbetière un coco freezer 🙂

Prenez le temps pour regardez la préparation de ce sowbé coco en Guadeloupe, je suis certain que vous allez en avoir une envie folle !

Où acheter une sorbetière manuelle ?

C'est là que cela se complique.

Ce n'est vraiment pas le modèle le plus fréquent...

Une sorbetière en bois, hybride électrique/manuelle

La marque Givreto propose ces deux produits, qui se caractérisent par leur esthétique en bois (du pin) qui reprend le look des sorbetières traditionnelles antillaises. La cuve intérieure, double paroi, est bien sûr en alu.

Le point remarquable, c'est qu'un moteur électrique permet de rotation de la cuve intérieure, mais c'est une manivelle permet de compléter par un turbinage à l'ancienne. C'est facultatif, mais si on veut l'impression de faire sa glace soi-même, c'est indispensable 🙂

Pour ceux qui connaissent, c'est l'équivalent vendu en France de la sorbetière White Mountain, marque américaine qui se distingue par sa machine à glace en forme de tonneau.

Une sorbetière manuelle pour enfant

Je peux aussi vous proposer ce modèle, très bien adapté aux enfants, qui prendront plaisir à faire leur glace eux-même, de A à Z, mais ce n'est pas forcément ce que vous avez en tête si vous êtes sur cette page je pense...

Car c'est clairement un gadget.

D'autres idées ?

Si vous savez où trouver une vraie sorbetière antillaise, cela m'intéresse : dites-moi en commentaire ! Merci !

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La sorbetière antillaise manuelle : pour un sowbé coco gwada

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La sorbetière manuelle, aussi appelée sorbetière à manivelle, sorbetière traditionnelle, sorbetière antillaise ou simplement sorbetière à l'ancienne, est la plus ancienne forme de sorbetière qui existe. C'est un produit principalement antillais, Guadeloupe, Martinique : vous y êtes ! Il s'agit d'un grand bac contenant un plus petit bac en inox.

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UQAM | Coeur des sciences | Conférences à venir

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Mis sur pied par l'UQAM, le Cœur des sciences est un centre culturel scientifique qui a pour mission de contribuer au développement de la culture scientifique du grand public et à la promotion de cette culture scientifique comme partie intégrante de la culture.