Depuis une vingtaine d'années les responsables industriels comme les scientifiques ont découvert le « nanomonde ». Des applications de toutes sortes sont apparues qui changent les capacités techniques dans des domaines très variés Les produits de la vie quotidienne - alimentation, cosmétiques, produits d'entretien, etc...- n'échappent pas à ces évolutions : ils font un usage extensif de nanomatériaux comme additifs. Ces utilisations suscitent à juste titre des questions sur les risques sanitaires qu'elles pourraient induire, questions rendues difficiles en raison des incertitudes qui demeurent quant à l'activité biologique des nanomatériaux. Ce livre a l'objectif d'illustrer la richesse du nanomonde en présentant la découverte continue de nouveaux nano-objets naturels ou artificiels et de nouvelles propriétés. Il présente des perspectives de développement des nanotechnologies dans les domaines mais il illustrera aussi le soin qui est apporté par tous les acteurs à l'évaluation de la toxicité des nano-objets par le développement de méthodes de caractérisation spécifiques de l'échelle nanométrique.

Chimie, nanomatériaux, nanotechnologies

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

La santé et l'environnement sont des préoccupations majeures des citoyens. Les progrès du XXe siècle ont changé la nature des problèmes car les maladies les plus évidentes sont prises en compte de manière satisfaisante. Restent les maladies moins faciles à caractériser car liées à des causes faibles mais répétitives. On s'inquiète de la composition de notre alimentation au niveau chimique, de la qualité de l'air qu'on respire, de l'eau que l'on boit, susceptibles d'être corrompus par la dégradation de l'environnement, et qui constituent des dangers souvent insidieux. Rien n'est simple dans l'évaluation de ces dangers, et le recours à l'expertise se développe, comme le montrent le développement des agences d'expertise scientifique, l'établissement de normes et l'adoption, au niveau international, de réglementations nouvelles telles que REACH au niveau européen. Ces exigences sollicitent au premier plan la recherche scientifique, particulièrement dans le domaine de la chimie. Cet ouvrage montre l'explosion des techniques de détection et d'analyse de substances chimiques, des méthodes d'interprétation des résultats qui permet de déceler les risques dès leur origine, ainsi que des études des laboratoires de biologie sur les effets des substances sur la santé humaine et l'état de l'environnement. Ce livre est basé sur les contributions des meilleurs spécialistes de la recherche et de l'industrie, qui ont su mettre leurs compétences à la portée d'un public de non-spécialistes.

Chimie et expertise - Santé et environnement

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'Etudes 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

Il y a seulement quelques années, les énergies fossiles (charbon, pétrole) étaient reines et le nucléaire les complétait par des technologies d'avenir. Tout a changé aujourd'hui : le pétrole s'épuise et disparaîtra, des accidents rares mais terribles discréditent le nucléaire. Alors même que la vie, quotidienne comme économique, repose de plus en plus sur l'électricité ! Et voilà que l'obsession du changement climatique entre en jeu et vient disqualifier notre source privilégiée, le pétrole, puisque les émissions de gaz carbonique dues à la combustion sont principalement dénoncées ! Ce qui était une préoccupation pour les spécialistes au début du siècle mobilise maintenant tout le monde. Les auteurs de cet ouvrage montrent comment les scientifiques et les ingénieurs modifient les procédés connus pour limiter les émissions de CO2 et en inventent d'autres. Ils montrent aussi comment se passer de combustibles fossiles, en utilisant l'énergie du vent (les éoliennes) ou celle du solaire (les cellules photovoltaïques), ou encore comment développer des procédés à base de plantes (les biocarburants), mieux sécuriser le nucléaire, voire, pour le grand avenir, utiliser la fusion des atomes - le procédé du soleil ! Le chemin vers les nouvelles énergies comportera bien des étapes . Les meilleurs spécialistes des laboratoires et des industries nous transmettent dans ce volume ce qu'il faut savoir pour aborder cette ère techniquement révolutionnaire.

Chimie et énergies nouvelles

Acteurs ou bénéficiaires, nous sommes tous spectateurs sidérés de l'ampleur des progrès de la médecine. Ils sont la conséquence des découvertes du XXe siècle, en particulier sur la biologie moléculaire et le génome. La recherche du XXIe siècle a ensuite pu bouleverser nos connaissances sur le fonctionnement du vivant au niveau moléculaire et sur l'extraordinaire ingéniosité des mécanismes moléculaires en jeu.

Des spécialistes présentent et expliquent ces connaissances qui ont permis tant de réalisations thérapeutiques et ouvert tant de perspectives. On verra par exemple comment elles permettent d'identifier et de bloquer les effets nocifs des dysfonctionnements moléculaires, comme ceux qui conduisent à l'apparition de métastases dans les cancers. 

Tout ce qui est « molécule » est « chimie », et les collaborations entre biologie, médecine et chimie sont si essentielles que sans elles, rien ne serait arrivé. Cela est vrai pour les nouvelles thérapies, ainsi que pour la recherche pharmaceutique. Les méthodes d'analyse chimique ouvertes par le numérique (le criblage des molécules) lui donnent une efficacité presque inimaginable. 

La recherche fondamentale se traduit souvent par des innovations industrielles. L'apparition de l'inquiétant coronavirus (Covid-19) jette une lumière spectaculaire sur les besoins en nouvelles thérapies, avec l'objectif de vaccins et de traitements.

Chimie et nouvelles thérapies

À en juger par le succès que rencontrent à chacune de leurs éditions, le salon de l'automobile, le salon de l'aéronautique du Bourget ou les nombreuses expositions organisées sur les transports, cet ouvrage concernera des lecteurs de tous âges et d'occupations variées. La voiture surtout, mais aussi les transports en commun et le transport aérien, ont pris une telle place dans nos existences que les perspectives de crise ouvertes par la question de l'énergie sont causes de vives préoccupations chez tous les citoyens et toutes les collectivités.

Des efforts de recherche très importants et variés sont consacrés par de nombreux acteurs, publics et privés, pour découvrir et mettre au point des réponses techniques aux transformations imposées par la raréfaction et le renchérissement de l'énergie, et par la demande sociale en matière de développement durable. Les thèmes explicités dans cet ouvrage ont pour une bonne part trait aux moyens d'économiser l'énergie : nouveaux matériaux pour alléger les structures, mise au point de carburants plus ef?caces et moins polluants, développement de batteries pour la propulsion électrique. Chaque fois, le rôle central de la chimie apparaît et illustre la vigueur et la fécondité de la science et de la technologie chimiques. La place des transports, non pas comme un simple utilisateur d'énergie, mais comme un acteur participant - par exemple par ses capacités de stockage - à la gestion de la question énergétique ou - par exemple en « recréant » de façon nouvelle cette « route » qui est depuis toujours la base de nos campagnes - à l'aménagement de nos territoires.

Exposés par des professionnels de l'industrie ou de la recherche publique, concrets et actifs sur ces sujets, ce livre fera progresser les lecteurs qui disposent d'une formation scolaire de base en matière scienti?que et leur facilitera la compréhension du monde de demain.

Chimie et transports - vers des transports décarbonés

Débattre sur les rapports entre chimie et sport illustre l'extrême diversité de la chimie : on y sollicite autant la chimie moléculaire que la chimie des matériaux. Dans le sport, c'est tout l'individu qui mobilise ses possibilités : le cerveau qui concentre toutes les volontés vers le but recherché, déclenche les bonnes décisions et commande la succession des efforts, les muscles qui adaptent leurs réponses en optimisant leur coordination, clé des performances. Et tous ces processus s'analysent en termes de molécules et de mécanismes biochimiques qu'il faut comprendre pour définir ensuite les conditions optimum de l'entraînement des sportifs, les excès à éviter, traquer les mauvaises pratiques du dopage. Dans un domaine différent, la chimie des matériaux n'est pas moins importante pour l'activité sportive. C'est l'expérience de tous : les progrès des vêtements spécifiques, du matériel (skis, raquettes de tennis, revêtements de sols) ont transformé la pratique du sport - pour le plus grand bénéfice des records, mais aussi du praticien amateur. Les retombées de ces progrès techniques sur les objets de notre vie quotidienne, comme sur la mode ou sur l'amélioration de nos voitures grâce à la F1, sont bien connues. Loin de n'être qu'une activité ludique, facteur du bien-être physique et mental, le sport est un véritable révélateur de la quête du " toujours mieux " qui caractérise l'humanité. L'analyse de la progression des performances sur la longue durée montre de façon impressionnante la symbiose entre deux approches a priori si distinctes : progression régulière par une meilleure maitrise du corps, progrès discontinus par les innovations technologiques. Dans les deux domaines, c'est la chimie qu'il faut convoquer ; on ne s'étonnera donc pas que le sportif qui s'attache à déborder des limites " naturelles " rencontre la chimie dont c'est aussi l'objectif constant.

La chimie et le sport

Constantin Agouridas est directeur Programmes et Projets à la Fondation de la Maison de la Chimie, ex-directeur de Recherche Aventis et Galderma, ex-professeur et directeur de Relations Industrielles à l'ENS Chimie-ParisTech. Jean-Claude Bernier est professeur émérite de l'Université de Strasbourg, ancien directeur de l'Institut de Chimie du CNRS. Danièle Olivier est professeure des universités, vice-présidente de la Fondation de la Maison de la Chimie, ancien directeur de l'ENS Chimie-ParisTech. Paul Rigny est ancien rédacteur-en-chef de L'Actualité Chimique, ancien directeur de l'Institut de Chimie du CNRS.

La chimie dans la vie quotidienne - La formidable histoire de l'humanité

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 ouvre, 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.

Max et Léa découvrent les applications de la chimie dans le domaine du sport. Explications illustrées des réactions chimiques produites dans le corps par l'effort sportif et de l'utilisation des connaissances pour améliorer les performances et le matériel.

La chimie dans le sport

Nous sommes tous curieux de comprendre comment se développe et fonctionne notre cerveau dont toute notre activité dépend. Les avancées récentes des recherches dans le vaste domaine des neurosciences sont spectaculaires et mobilisent des milliers de chercheurs de par le monde. L'un des grands espoirs est de comprendre les causes de la survenue des pathologies et le potentiel de réapprentissage. Grâce aux apports de la médecine, de la biologie, de la chimie, de la physique et de l'informatique, le cerveau commence à être compris aussi bien dans la genèse de nos facultés intellectuelles, de nos émotions et de nos comportements qui en résultent, que dans ses dysfonctionnements manifestés par les maladies neurologiques ou psychiatriques. Quel est le rôle et l'apport présent et attendu des chimistes dans l'exploration du cerveau, dans la connaissance de ses pathologies dégénératives, de la neuropharmacologie ?

Chimie et cerveau

Le cerveau humain est l'objet le plus complexe de la création. Il commande nos comportements, nos actions, nos états, mentaux ou physiques. Les dissections faites par les médecins des siècles passés ont permis, à partir d'examens post-mortem, d'établir de timides corrélations entre pathologies et détérioration de tissus cérébraux. Mais comment espérer relier cet organe mou et insaisissable aux fonctions de la vie, de l'humeur, des maladies ?

La science des vingt dernières années a tracé la voie des réponses à ces questions. Et la chimie y occupe une place toute particulière. Citons-en trois champs d'applications, explicités dans cet ouvrage : 1) les techniques d'imagerie modernes permettent de voir le cerveau « en situation réelle », montrant l'importance de la dynamique des molécules pour éclairer son fonctionnement au niveau moléculaire ; 2) l'observation des transformations de ses structures internes, qui ouvre la voie de la compréhension des processus du vieillissement ; 3) l'étude des effets de molécules étrangères introduites volontairement éclaire l'action des drogues et permet de définir des médicaments pour lutter contre la dépression, les maladies neurodégénératives comme Parkinson ou Alzheimer. puis plus tard contre d'autres (toutes ?) les maladies. Si l'on considère la jeunesse de ces recherches et la rapidité de leurs progrès, on réalise les perspectives stupéfi antes qui se présentent pour la santé publique des prochaines générations. On voit aussi, de façon magistrale, qu'il faut faire jouer la chimie pour saisir le vivant.

Les progrès de la chimie conditionnent cette activité traditionnelle de l'humanité qu'est l'aménagement de son habitat. Elle offre à l'architecte une palette toujours plus riche qui conduit à la diversité d'aujourd'hui des villes, de l'immobilier de loisir et des édifices publics de la vie moderne. A côté des bois ou des bétons, toujours majoritairement utilisés, c'est l'irruption des vitrages modernes, des textiles nouveaux et les multiples emplois des matériaux polymères qui marquent les évolutions actuelles ; leurs propriétés sont abordées dans ce livre. Mais les demandes d'aujourd'hui se placent sous le signe du "développement durable", de l'économie des ressources et de la recherche du confort. On montre ici comment la chimie permet d'éviter le gaspillage et d'utiliser l'énergie solaire ou le biogaz provenant des déchets ménagers, et comment elle permet le recyclage des matériaux des bâtiments vétustes. On présente aussi la chimie du végétal, voie de recherche aujourd'hui déjà très performante pour fournir liants et pigments des peintures. Quant au confort, s'il est lié aux matériaux - par le contrôle de la lumière et de la température des habitations -, il exige aussi le contrôle de la qualité de l'air intérieur dont les dommages potentiels à la santé ont été réalisés récemment. Tous ces aspects sont traités et illustrés. Réfléchir à l'habitat moderne conduit à découvrir plusieurs pans des sciences chimiques - les matériaux, les polymères, l'analyse moléculaire, les bilans d'énergie. L'habitat ? Encore un domaine où la chimie, bien loin d'être cause de nuisances, se révèle source de satisfactions indispensables.

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