avril 2023
Le Strontium : un feu d’artifice de propriétés
Le strontium est un élément présentant de nombreuses propriétés et un large panel d’applications : des feux d’artifices à l’électronique en passant par les céramiques. Le strontium se distingue également par ses nombreux isotopes : certains sont des produits radioactifs issus de la fission de l’uranium et permettent donc de tracer les catastrophes ou essais nucléaires, d’autres sont stables et permettent la datation de roches, os, ... vieux de millions d’années. Ainsi, la richesse des domaines explorables avec le strontium justifie les nombreux travaux à propos de cet élément et ses composés.
Le césium, pas qu’une question de seconde
Lorsque l’on parle de césium on a tendance à s’imaginer l’horloge atomique définissant la seconde avec une extrême précision. Or, le césium a de nombreuses autres utilisations méconnues et pourtant intéressantes. Ses propriétés physico-chimiques particulières en tant qu’alcalin lui confèrent une importance pour certaines applications dans la médecine, la biologie ou l’industrie entre autres. Le césium est également un élément radioactif aux nombreux isotopes. Certains nous entourent particulièrement depuis plusieurs décennies, arrivé de part les nombreux essais ou incidents nucléaires de notre histoire récente. Cette circonstance est à double tranchant : cela fait du césium un élément qu’on utilisera dans d’autres domaines particuliers et parfois étonnants comme l’œnologie, mais la toxicité de certains isotopes posent également des problèmes environnementaux importants.
Étude dynamique de fluides complexes : Écoulement d’un fluide visco-élastique
Depuis le 19e siècle, une partie de la recherche en mécanique des fluides s’est tournée à la fois vers la description du comportement des fluides mais aussi vers l’étude de l’origine du comportement des fluides, et plus particulièrement sur la classification de ceux-ci. Les chercheurs ont alors distingué deux classes de fluides : les fluides newtoniens et les fluides complexes. Même si les fluides newtoniens restent encore bien mystérieux, certains chercheurs s’interrogent sur la nature des fluides complexes. Les fluides complexes sont omniprésents dans de nombreux domaines : alimentaire (crèmes, mousses,...), cosmétique (shampoings, gels,...), produits industriels (peintures, aérosols,...), fluides biologiques (sang, mucus,...). Au sein de la large gamme de fluides complexes, nous nous intéresserons aux fluides visco-élastiques, et plus particulièrement à l’écoulement de fluides viscoélastiques au travers d’études tirées de la littérature.
Le carbone
L’élément carbone occupe une place particulière en chimie, il est présent dans de nombreux phénomènes naturels et a de multiples usages pour l’homme. Il est au cœur des problématiques environnementales actuelles. L’homme rejette massivement du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre. La compréhension du cycle du carbone est nécessaire pour comprendre quel est le devenir de ces apports de CO2. Le cycle du carbone explique également la formation du pétrole, dont sont extraits les hydrocarbures, source majeure d’énergie pour l’homme. Les hydrocarbures peuvent aussi être synthétisés par Fischer Tropsch. Ce procédé revient à la mode et les recherches pour son optimisation se multiplient. Le carbone est également connu indirectement par la métallurgie. Le diagramme d’Ellingham peut à lui seul expliquer toute l’histoire de la métallurgie. Une application essentielle du carbone pour les historiens est la datation au carbone 14. Outre les isotopes, le carbone a différentes formes : ses variétés allotropiques. Elles ont des propriétés différentes qui leur confèrent de multiples applications pour l’homme. De nouvelles applications apparaissent également avec les nouveaux allotropes du carbone récemment synthétisés : nanotubes, fullerène, points de carbone...
Le Chlore
Connu depuis l’Antiquité, mais découvert il y a à peine deux siècles, le chlore est un élément essentiel de notre vie quotidienne. Sous forme de sel NaCl en grande quantité dans l’océan, il est facilement électrolysable ce qui permet d’en obtenir une forme très pure : le dichlore gazeux. De nombreux composés chlorés aux multiples applications sont alors synthétisables : désinfectants, gaz de combat, anesthésiants, agents pour la chimiothérapie etc. Ces utilisations plus ou moins récentes, exploitent les propriétés physico-chimiques du chlore, qu’il partage avec les autres halogènes. Sa place particulière dans le tableau périodique et sa grande disponibilité font toutefois du chlore un élément qui se démarque et est indispensable au chimiste.
janvier 2022
Etude théorique des cofacteurs rédox des cytochromes bd
Les cytochromes bd sont des protéines impliquées dans le mécanisme de respiration cellulaire de nombreuses bactéries en environnement pauvre en dioxygène. Leur fonctionnement repose sur des transferts électroniques impliquant trois hèmes. L'étude des cofacteurs rédox des hèmes permet de mieux appréhender leurs propriétés et ainsi la fonction des cytochromes bd. Une approche à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) a été utilisée au cours de ce stage de L3 au sein de l'équipe ThéoSim du laboratoire de l'ICP de l'Université Paris-Saclay. Dans une première partie, nous nous sommes attachés à déterminer les paramètres de calcul nécessaire à la méthode de la DFT (fonctionnelles, base, base auxiliaire...). Puis l'analyse de la stabilité des états de spin de chaque hème nous a conduit à l'optimisation de leur géométrie dans leur état fondamental. Enfin les propriétés rédox des hèmes en phase gazeuse ont été calculées puis examinées au regard des données expérimentales existantes.
L'iode : 210 ans de recherche au service de la société
Découvert par hasard au début du XIXe siècle, l'iode a rapidement fait l'objet de nombreuses recherches et applications qui n'ont cessé de croître au fil des années. Différent des autres halogènes, il se démarque par ses propriétés rédox, sa faible électronégativité, sa grande polarisabilité et son hypervalence. L'iode est présent au quotidien dans le sel de table, dans des colorants alimentaires et dans les lampes à halogènes. Il joue un rôle clé en tant que catalyseur dans la production industrielle d'acide acétique. Il est aussi largement utilisé en chimie des solutions grâce à ses propriétés rédox qui font de lui une espèce oxydoréductrice de choix. En synthèse organique, l'iodation des composés organiques présente un fort intérêt et les composés à base d'iode hypervalent sont utilisés pour leur propriété oxydante. En plus de ses propriétés antiseptiques et de son utilisation en radioprotection et en imagerie médicale, l'iode est un oligo-élément régulant les systèmes hormonaux. Les carences en iode restent un problème majeur de santé publique aujourd'hui.
Nanomatériaux pour les batteries
Les batteries sont une technologie bien connue pour stocker de l’énergie. Mais si les premières batteries ont été mises au point à la fin du 19e siècle, des problèmes techniques majeurs ont ralenti leur développement pendant des décennies. Aujourd’hui, les batteries sont de plus en plus considérées comme une solution pour le stockage de l’énergie produite de façon renouvelable, mais leurs performances doivent encore être améliorées. Dans cet article, l’utilisation de nanomatériaux dans les batteries est exploré et les avantages ainsi que les limites actuelles de ces matériaux sont exposés.
Introduction à la physicochimie des plasmas
Le plasma est un milieu méconnu qui possède pourtant de nombreuses applications. Couramment considéré comme la quatrième état de la matière, un plasma est généré en ionisant un gaz. Ce milieu est loin d'être artificiel puisqu'on estime que 99% de la matière de l'univers se trouve dans cet état. Plus proche de nous, des phénomènes comme les éclairs, les aurores boréales, les néons ou les écrans de télévision mettent en jeu des plasmas. Cet article a pour objectif de familiariser le lecteur avec les notions de base de physicochimie des plasmas. Dans un premier temps, nous introduirons le vocabulaire nécessaire et nous examinerons les différents types de plasma ainsi que quelques systèmes expérimentaux permettant de les générer. Ensuite, nous nous intéresserons à la formation d'un plasma à partir d'un gaz et nous examinerons en particulier les caractéristiques de la géométrie à double barrière diélectrique (DBD). Enfin, nous détaillerons les différentes réactions chimiques qui se produisent dans un plasma en prenant pour exemple le cas d'une décharge plasma dans l'air.
Des vitraux phosphorescents - Synthèse d'aluminates de strontium phosphorescents
Il est impossible d'admirer une église sans en admirer ses vitraux qui en sont, la plupart du temps, une pièce maîtresse. Il est cependant dommage de ne pouvoir les admirer même la nuit. Cette problématique a été abordée lors d'un projet commun à diverses écoles de chimie, le "Tournoi Français de Chimie". Nous exposons dans cet article notre réponse apportée à ce sujet de création de vitraux pouvant rester illuminés de manière autonome la nuit dans le cadre de l'édition 2021 de ce tournoi.