Face aux impacts de l'activité humaine sur la nature (qualité, santé, ressources), comment la chimie agit-elle pour la protéger ?
Il s'agit de comprendre les milieux naturels : atmosphère, sols, eaux. Puis d'enrayer leurs dégradations : c'est la naissance de l'écologie ou de la chimie des écosystèmes (restauration des sols par les plantes, etc.), ou encore le traitement des émissions de CO2. L'homme s'inspire aussi des mécanismes ingénieux de la nature pour inventer matériaux et médicaments. Il recycle les métaux et exploite la matière végétale comme alternative au pétrole. Il analyse la façon dont la nature capte et utilise l'énergie du Soleil d'où elle tire la vie, et se prépare à s'en inspirer, nous faisant rêver d'un monde nouveau. Les meilleurs acteurs présentent ici toutes ces démarches.

La chimie et la nature

On rencontre les nanotechnologies partout : dans nos smartphones, les nouveaux médicaments, l'alimentation ou les cosmétiques, dans les nouveaux matériaux pour le bâtiment, l'automobile ou l'énergie. Ils intriguent, ils inquiètent, ils enthousiasment, mais que sont- ils ?

Cet ouvrage reprend les exposés d'experts de l'industrie et des laboratoires qui font comprendre les propriétés étonnantes et prometteuses des nanomatériaux. Le thème coordinateur de ces exposés est l'utilisation de la chimie dans tous ses aspects - organique ou supramoléculaire pour la nanomédecine, inorganique ou polymères pour la nanoélectronique -, sa puissance d'innovation et son rôle clé pour mettre à notre disposition cette spectaculaire richesse de propriétés.

Les questions sur la sécurité des nanomatériaux ne sont pas absentes : on voit le soin qui est déployé dans les laboratoires pour qu'ils soient caractérisés et pour mesurer les risques potentiels évalués. L'ambigüité première (les nanomatériaux sont-ils utiles ? Ou dangereux ?) nous confronte à nous-mêmes : sommes-nous pour le progrès ? Ou sommes-nous en face d'innovations au simple but de développer la consommation ?

De quoi apprendre le nouveau monde technologique et réfléchir !

Chimie, nanomatériaux, nanotechnologies

Il se passe en biologie de synthèse ce qui s'est passé en chimie aux siècles précédents. La connaissance des éléments chimiques, de la nature des réactions et des liaisons chimiques a conduit à l'explosion d'une industrie chimique qui a bouleversé nos vies quotidiennes. Aujourd'hui la connaissance du génome d'un organisme et la capacité de le modifier profondément ou même d'insérer des gènes qui n'existent pas dans la nature (ingénierie du génome) permettent le contrôle de fonctions biologiques complexes de cet organisme vivant. La biologie de synthèse sait ainsi amener les organismes simples (bactéries, levures) à "faire le travail" qu'on souhaite, comme produire un médicament ou réaliser des réactions chimiques autrement inatteignables. Elle donne ainsi progressivement naissance à une toute nouvelle branche industrielle capable de bouleverser tant la gestion de la santé (médicaments, diagnostics) que celle de l'environnement (gestion des ressources ou gestion des déchets organiques). Des chercheurs et des industriels viennent ici expliquer d'une manière compréhensible, appuyée sur des exemples, leurs recherches et leurs réalisations. Les perspectives de la biologie de synthèse - si impressionnantes qu'on la qualifie souvent de créatrice de nouveaux organismes vivants parce qu'elle crée de nouveaux génomes donc de nouvelles machineries enzymatiques - apparaissent dans un contexte concret.

Chimie et biologie de synthèse - Les applications

Pour le grand public, les famines et les restrictions alimentaires appartiendraient au passé. Mais les menaces sont toujours là - les mauvaises herbes (adventices), les insectes ravageurs, les troubles du climat, les dégradations des sols - et plus que tout, le phénoménal accroissement de la population mondiale. tout exige l'attention constante du monde agricole. 

Aujourd'hui, les ressources de la technologie assurent une vie « en bonne santé » partout sur la planète. L'approche scientifique première - observation et diagnostic - enrichie par l'approche scientifique moderne accélère les progrès ; elle fait passer de l'identification des phénomènes qui limitent les croissances agricoles à la compréhension de leurs mécanismes par la chimie et la biologie modernes et à la gestion par des choix raisonnés des plantations en interaction. L'agriculture « tranquille mais active » que l'on souhaiterait est explicitée dans les chapitres de cet ouvrage. 

La nécessité des évolutions est marquée aujourd'hui par le changement climatique. Les moyens les plus modernes sont mobilisés pour éviter la possible apocalypse : observation des cultures à partir de systèmes de satellites, gestion précise automatisée par l'informatique, traitements (biocontrôle) faits avec le souci de ménager la nature que l'on exploite pour la vie de l'humanité... sans oublier la magnifique construction humaine que constitue la large mobilisation du monde agricole envers les objectifs communs.

Ces travaux sur l'évolution des pratiques agricoles sont exposés dans ce livre. S'y ajoutent les regards, réflexions et promesses de la science la plus nouvelle déjà à l'oeuvre dans les installations expérimentales : large utilisation des génomes des plantes ou construction en laboratoire d'une « nature nouvelle » grâce à cette nouvelle discipline qu'est « la biologie de synthèse ». 

De la mobilisation attentive du monde agricole au recrutement des techniques des laboratoires jusqu'aux impressionnantes perspectives « futuristes », cet ouvrage couvre l'irruption dans l'actualité d'un domaine qui regorge de défis vitaux.

Chimie et agriculture durable

Cette étude scientifique présente la contribution de la chimie dans notre environnement naturel : écologie des sols, la chimie des écosystèmes, les agro-ressources, etc.

Les sens - goût, odorat, toucher, vision, ouïe - sont un bien particulièrement précieux pour chacun d'entre nous. Ils déterminent la qualité de notre vie et toutes les relations avec notre entourage. En tant que tels, ils jouent un rôle clé pour les activités humaines et la cohésion de la société. La recherche scientifi que s'est attachée, en particulier dans les années récentes, à comprendre les mécanismes biologiques et chimiques qui sont à la base de ces capacités. Les progrès spectaculaires qui ont été réalisés grâce aux efforts conjugués de la chimie et de la neurobiologie sont présentés dans cet ouvrage avec un accent particulier sur les sens du goût et de l'odorat où les molécules - donc la chimie - sont au premier plan.

Ces progrès dans la compréhension des sens ont été perçus par les industriels, comme l'ont été les demandes toujours plus exigeantes des citoyens. D'innombrables activités appliquées s'attachent à multiplier les offres en matière de parfums, d'aliments ou, dans un autre ordre, en matière de prothèses ou d'aides diverses. Ces activités aussi reposent 

sur une meilleure connaissance scientifique de nos sensations - de notre sensoriel.

La chimie et les sens

Les réalisations et les progrès de la chimie analytique sont l'occasion de raconter des récits, des enquêtes policières au sens propre du terme, qui ne masquent pas une réalité scientifique impressionnante qui les rend possibles. La partie "La chimie au coeur des enquêtes" en donne des exemples détaillés auxquels on peut même trouver un parfum presque romanesque, qu'il s'agisse de l'élucidation de crimes ou des grandes fraudes en peinture dévoilées par les laboratoires comme celui des Musées de France. La partie "Les nouvelles techniques d'investigation" illustre les progrès techniques spectaculaires mis au profit de ces missions. Les laboratoires de la Police ou de la Gendarmerie, ainsi que l'INERIS, sont là pour développer les méthodes nouvelles. Ils garantissent des résultats des mesures irréprochables, une condition nécessaire car ils sont à la base de décisions entraînant le sort d'individus en permettant aux tribunaux de résoudre les questions humainement complexes qui leur sont soumises. La société d'aujourd'hui connaît une étonnante spirale d'exigence sécuritaire qui pousse les citoyens à réclamer plus de sécurité mais les rend parfaitement intolérants. D'autant plus, dirait-on, que la sécurité est meilleure. Ce phénomène social est analysé en conclusion. Ce volume sera prolongé par la parution, courant 2015, de Chimie et expertise, au service de la qualité, de la santé et de l'environnement, qui concerne lui aussi des aspects sécuritaires devenus préoccupations majeures pour tous.

Chimie et expertise - Sécurité des biens et des personnes

Il se passe en biologie de synthèse ce qui s'est passé en chimie aux siècles précédents. La connaissance des éléments chimiques, de la nature des réactions et des liaisons chimiques a conduit à l'explosion d'une industrie

chimique qui a bouleversé nos vies quotidiennes.

Aujourd'hui la connaissance du génome d'un organisme et la capacité de le modifier profondément ou même d'insérer des gènes qui n'existent pas dans la nature (ingénierie du génome) permettent le contrôle de fonctions biologiques complexes de cet organisme vivant. 

La biologie de synthèse sait ainsi amener les organismes simples (bactéries, levures) à « faire le travail » qu'on souhaite, comme produire un médicament ou réaliser des réactions chimiques autrement inatteignables. Elle donne ainsi progressivement naissance à une toute nouvelle branche industrielle capable de bouleverser tant la gestion de la santé (médicaments, diagnostics) que celle de l'environnement (gestion des ressources ou gestion des déchets organiques).

Des chercheurs et des industriels viennent ici expliquer d'une manière compréhensible, appuyée sur des exemples, leurs recherches et leurs réalisations. Les perspectives de la biologie de synthèse - si impressionnantes qu'on la qualifie souvent de créatrice de nouveaux organismes vivants parce qu'elle crée de nouveaux génomes donc de nouvelles machineries enzymatiques - apparaissent dans un contexte concret.

Les progrès dans la connaissance du génome humain, l'essor des biotechnologies et la découverte de nouveaux médicaments issus de la meilleure compréhension du vivant ont été des vecteurs d'innovation médicale qui ont ouvert la voie à des progrès thérapeutiques majeurs. Les solutions thérapeutiques à venir seront de plus en plus ciblées et permettront une approche intégrée, allant du diagnostic à un suivi personnalisé, en passant par l'adaptation fine du traitement au patient. La médecine de précision est en passe de devenir la composante majeure des thérapies qui bénéficient de nombreuses avancées technologiques. Ces nouvelles façons de traiter les maladies impliquent la coopération entre les disciplines. Des experts chimistes, biologistes et médecins présentent dans ce livre les résultats de la recherche publique et industrielle dans ces nouveaux domaines d'innovation médicale, pour lesquels la chimie joue un rôle majeur dans la mise au point de médicaments innovants.

Chimie et nouvelles thérapies

Alexandrie était la deuxième ville de l'Empire romain et un centre culturel et technique unique jusqu'aux premiers siècles de notre ère.

Les ruines de la ville, en partie sous-marines, sont très difficiles d'exploitation et sont loin d'avoir livré leurs informations. Les techniques modernes de l'archéologie (instrumentation, méthodes numériques, pluridisciplinarité) apportent depuis quelques décennies des informations qui ne cessent d'étonner.

L'utilisation des papyrus, l'amélioration des encres, le développement des pigments, l'art de la céramique, l'amélioration et la diversification du verre comme matériau... On est stupéfait de voir la parfaite maîtrise des artisans d'Alexandrie.

La chimie et la physico-chimie permettent de dévoiler la composition fine des matériaux mis en oeuvre, de comprendre les procédés de fabrication, les origines des composants et leur évolution avec les époques. C'est alors toute l'activité de cet impressionnant fleuron de l'Antiquité qui apparaît : l'exploration des pays voisins, les voyages, le commerce, l'importation des techniques et la puissance de leurs inventions.

Les meilleurs spécialistes, en particulier provenant du Centre d'Études Alexandrines, présentent de façon scientifique et très claire les points forts d'Alexandrie et les enseignements tirés par l'archéologie de ces travaux effectués dans des conditions si particulières ; ils ont ainsi conduit à l'introduction de nouvelles techniques de conservation, par exemple pour l'archéologie sous-marine.

Chimie et Alexandrie dans l´Antiquité

Les smartphones et les tablettes sont un condensé de chimie. La Chimie est au coeur de la course à la performance des objets connectés d'aujourd'hui et de demain. Est-il possible de commander un jeu vidéo par la force de la pensée ? Comment fonctionnent les écrans flexibles ou vibreurs ? Comment réaliser des batteries de plus en plus petites et qui durent de plus en plus longtemps ? Tout cela n'est plus un rêve, et découvre avec nos héros, Max et Léa : comment ça marche : tu sauras mieux utiliser ton matériel ; comment on les fabrique : tu sauras mieux choisir tes équipements ; comment protéger ta planète et tes données en recyclant ces objets et assurant la durée de vie de tout ce que tu stockes. Découvre aussi tous les métiers associés à ce domaine en plein développement grâce aux fiches professionnelles.

La chimie dans les technologies de l'information et de la communication

Chaque enfant, chaque adulte est un vrai Jules Verne quand il s'agit de la conquête de l'espace. Les avions toujours plus performants, les hélicoptères, les drones nous font rêver. Et les satellites, donc, avec leurs promesses d'exploration des astres voisins !

Malgré les difficultés concrètes dues au manque de combustible fossile qui s'esquisse, le transport aérien reste une priorité. La mondialisation galopante impose des contacts humains réels entre pays différents, aux extrémités du monde. L'utilisation des satellites pour les télécommunications est devenue indispensable, par exemple pour le développement d'Internet ou pour les GPS. Les demandes de surveillances tous azimuts par les drones ou par les petits satellites se multiplient. Tout indique que l'utilisation de l'espace, l'un des grands thèmes de la technologie actuelle, le restera pour les années qui viennent.

On trouvera dans ce livre l'exposé des multiples objectifs des recherches qui nous préparent le futur en matière de transport aérien et d'exploration de l'espace. Pour réussir les projets souvent aussi ambitieux que hardis, la recherche est sollicitée de façon majeure. Cette recherche, c'est dans une large mesure celle de nouveaux matériaux, métaux rares, composites ou matières plastiques de haute performance. Autant dire que cet ouvrage regorge d'exemples d'applications de cette vaste et féconde discipline qu'est la chimie, exposés par des professionnels spécialistes des laboratoires de recherche et des industries.

L'aéronautique et l'espace jouent un rôle déterminant au niveau sociétal ; pour le premier en termes d'énergie, de sécurité ou de confort, pour le second dans le cadre de la quête perpétuelle de l'humanité des éléments fondamentaux pour la connaissance de l'Univers, de son évolution et des connaissances de l'origine de la vie.

Chimie, aéronautique et espace

Nous sommes tous pointilleux sur la qualité de ce que nous avons dans nos assiettes. Nous sommes tous méfiants des " interventions humaines " qui ont pu venir altérer les " bons produits " d'origine. Cependant, observant les pratiques nouvelles, qualifiées d'industrielles, dans l'agriculture, le conditionnement, la distribution, nous savons bien qu'elles sont le résultat de nos genres de vie urbanisés, de l'accroissement des populations, de nos goûts de consommation. Ces fameuses " pratiques industrielles ", quand tout est dit, sont surtout à base de chimie : phytosanitaires pour l'agriculture, additifs alimentaires en tout genre pour la conservation, pour le goût, pour la qualité sanitaire... Nous voilà au coeur de l'ambiguïté : méfiants de la chimie mais vivant de la chimie, mais demandeurs " objectifs ", souvent même inconsciemment, de chimie. Ce livre met de l'ordre dans ces idées contradictoires. On y voit les contraintes que s'impose l'industrie agroalimentaire (ou qui lui sont imposées) : priorité absolue à l'innocuité des produits, mais aussi satisfaction du consommateur. On voit le soin de la démarche industrielle qui veut gagner sur tous les plans : séduction de l'aspect, perfection sanitaire, qualité du goût, qualité sensorielle par les textures, sophistication des préparations, conservation... et les progrès que la recherche scientifique lui permet de faire dans la poursuite de ces objectifs. De grands spécialistes du domaine, responsables de l'INRA, de l'Afssa (Agence française pour la sécurité sanitaires des aliments), chercheurs et responsables de l'industrie viennent nous dire pour les uns comment cerner les demandes profondes de nos concitoyens en matière d'alimentation (par la description des processus biologiques mais aussi, en éthologue, en ayant recours à l'étude du comportement de nos lointains parents, les grands singes), pour d'autres comment faire rentrer dans la pratique toutes les exigences de la démarche réglementaire, pour d'autres encore traitant de cas concrets : vous saurez tout sur les bienfaits du chocolat, sur la nature des additifs alimentaires des sauces et préparations, le contrôle et la préservation des couleurs. Avant tout, vous aurez compris que la recherche scientifique la plus avancée (chimie analytique, chimie-physique) est amplement sollicitée dans ce domaine et avec succès : nos assiettes n'en attendaient pas moins !

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