L' étude de la matière à toutes les échelles est un sujet très vaste qui nécessiterait plusieurs cours. Aussi, nous limiterons notre propos en tentant de répondre à la question : " Un même assemblage d'éléments organiques ou inorganiques peut-il exister à différentes échelles et qu'elles sont leurs propriétés spécifiques ? " Dans ce dessein, nous choisirons une même entité différant par le nombre d'atomes qui la constitue et nous chercherons à montrer que ses propriétés physiques ou catalytiques changent en fonction de leur dimension. Dans un second temps, nous associerons cette entité à elle-même afin de faire croître cet assemblage de quelques Angstrom au millimètre. Nous montrerons que, dans certains cas, l'organisation de ces entités induit l'apparition des propriétés spécifiques différant de l'élément isolé. Nous traiterons tout d'abord les matériaux inorganiques puis organiques.
Mot(s) clés libre(s) : adsorption, auto-organisation des particules, catalyse, enzyme, fluorescence, liaison chimique, matériau, matière organique, nanochimie, nanomatériaux, superparamagnétisme

L'image de la Chimie comme source de toutes les pollutions est partiellement vraie, et ceci depuis fort longtemps. Métallurgie du plomb dans l'Antiquité, usage de cosmétiques toxiques pendant la Renaissance, empoisonnement d'utilisateurs de pesticides puissants, rejets odorants ou toxiques... Les exemples abondent de cette chimie Noire, ou Brune, ou même Rouge. Après en avoir fait un catalogue incomplet, je montrerai que ces abus ont conduit à une chimie non-polluante, fondée dans l'idéal sur l'absence de rejets toxiques, mais surtout sur la maîtrise des rejets inévitables. Nous en sommes au développement de la Chimie Verte. Je montrerai ensuite que l'ensemble des activités humaines est polluant, et qu'il est souvent nécessaire d'avoir recours à la Chimie pour contrecarrer les effets de ces activités.
Mot(s) clés libre(s) : accident écologique, catalyse, chimie polluante, chimie verte, dépollution, dioxine, produit chimique, stérilisation

La plupart des réactions biologiques qui forment le corps humain sont des réactions catalytiques. La catalyse joue un rôle également déterminant dans des processus industriels majeurs comme la synthèse de l'ammoniac, le raffinage du pétrole ou la réduction des oxydes d'azote dans les pots catalytiques. Un catalyseur est un composé qui rend possible une réaction chimique mais qui sort indemne de la transformation. Un catalyseur peut agir sur un acte élémentaire ou sur le bilan d'une réaction complexe ; enfin il peut orienter vers une réaction plutôt qu'une autre. La catalyse concerne tous les domaines de la chimie. La catalyse acido-basique concerne le domaine de la chimie organique. Les catalyseurs dans le domaine de la biochimie sont les enzymes qui doivent épouser une forme complémentaire du substrat pour s'adapter à lui, puis présenter un site actif où la réactivité est modifiée. La catalyse homogène est le domaine de la chimie organométallique ; elle concerne un centre métallique dont l'environnement électronique et géométrique est bien défini, ce qui permet de bien contrôler la réaction. La catalyse hétérogène concerne la science des surfaces et des interfaces. Du point de vue industriel, ces catalyseurs sont les plus employés car ils présentent de nombreux sites actifs qui sont utilisés de nombreuses fois de façon consécutive. Comprendre un processus catalytique, c'est aller au delà d'un simple bilan, cela nécessite de décrire les étapes du voyage partant des réactifs et allant vers les produits. Comprendre la catalyse, c'est décrire la réaction dans son environnement. Cela devrait être de plus en plus le cas durant le prochain siècle et cela devrait permettre d'améliorer les performances des catalyseurs déjà connus.
Mot(s) clés libre(s) : adsorption, biochimie, catalyse, chimie industrielle, chimie organique, cinétique, enzyme, enzymologie, inhibiteur, réaction chimique, thermodynamique, turn-over

"Les progrès de l'optique ont conduit à des avancées significatives dans la connaissance du monde du vivant. Le développement des lasers impulsionnels n'a pas échappé à cette règle. Il a permis de passer de l'ère du biologiste-observateur à l'ère du biologiste-acteur en lui permettant à la fois de synchroniser des réactions biochimiques et de les observer en temps réel, y compris in situ. Ce progrès indéniable a néanmoins eu un coût. En effet, à cette occasion le biologiste est (presque) devenu aveugle, son spectre d'intervention et d'analyse étant brutalement réduit à celui autorisé par la technologie des lasers, c'est à dire à quelques longueurs d'onde bien spécifiques. Depuis peu, nous assistons à la fin de cette époque obscure. Le laser femtoseconde est devenu "" accordable "" des RX à l'infrarouge lointain. Il est aussi devenu exportable des laboratoires spécialisés en physique et technologie des lasers. Dans le même temps, la maîtrise des outils de biologie moléculaire et l'explosion des biotechnologies qui en a résulté, ont autorisé une modification à volonté des propriétés - y compris optiques - du milieu vivant. Une imagerie et une spectroscopie fonctionnelles cellulaire et moléculaire sont ainsi en train de se mettre en place. L'exposé présentera à travers quelques exemples, la nature des enjeux scientifiques et industriels associés à l'approche "" perturbative "" du fonctionnement des structures moléculaires et en particulier dans le domaine de la biologie. "
Mot(s) clés libre(s) : biologie moléculaire, catalyse, cinema moléculaire, échelle femtoseconde, état de transition, femto-biologie, interaction rayonnement-matière, laser, lumière, macromolécule biologique, matière vivante, spectroscopie

Le module de formation "Les réacteurs polyphasiques" vous permettra de : comprendre les processus couplés de transfert et de réactions, observés dans les réactions hétérogènes ; décrire et modéliser ces phénomènes, à partir de grandeurs mesurables ; choisir et dimensionner des réacteurs pour la mise en œuvre de ces réactions hétérogènes. La première partie vous permettra de revoir ou d'aborder les notions nécessaires pour appréhender les réactions et réacteurs polyphasiques : milieux poreux et granulaires ; catalyse ; phénomènes de transfert ; réacteurs idéaux ; bilans. Les trois parties suivantes concernent chacune un type de réactions et réacteurs hétérogènes, avec à chaque fois une partie détaillant les phénomènes à l’échelle de la réaction, puis la présentation des différents types de réacteurs et la modélisation de certains d’entre eux. Ce module comporte un jeu sérieux, un TP virtuel, des quiz et des exercices ; il est illustré par différents schémas, graphiques ou dessins et par de nombreuses vidéos. Vous disposez d'une nomenclature interactive, d'un glossaire et d'une liste des références bibliographiques majeures.
Mot(s) clés libre(s) : génie chimique, réacteur polyphasique, catalyse, phénomène de transfert, bilan de matière, solide consommable, catalyseur solide, Réactions gaz/liquide, réaction gaz/liquide

La compréhension des mécanismes associés à la vie, au niveau moléculaire et cellulaire aussi bien qu'au niveau des organismes, des populations et des écosystèmes, et la mise au point de composés ou de méthodes pour les réguler, sont des enjeux de recherche majeurs pour le début du 21ème siècle. Les retombées attendues concernent aussi bien la santé humaine et animale (médicaments, vaccins, matériaux biocompatibles pour prothèse, diagnostic) que l'agroalimentaire, les biotechnologies ou l'environnement. Le développement spectaculaire des sciences du vivant au cours de ces 20 dernières années, avec, en particulier, le décryptage des séquences de très nombreux génomes, a ouvert la voie. Les chimistes ont un rôle très important à jouer dans ce contexte du post-génome. Ils ont tout d'abord à faire progresser de façon considérable notre connaissance de la chimie du vivant, en découvrant les nouveaux schémas de biosynthèse et les nouveaux médiateurs qui dépendent des gènes "orphelins" (dont on ne connaît pas la fonction à l'heure actuelle). Ils se doivent aussi d'élaborer de nouvelles méthodes et de construire de nouveaux objets (molécules, matériaux …) pour permettre ou faciliter la compréhension du vivant et pour intervenir sur certains dysfonctionnements du vivant (chimie pour le vivant). Ces recherches devraient aussi conduire à des retombées en chimie au sens large, avec des applications en dehors du vivant, l'observation de la biodiversité devenant alors une source d'inspiration pour la création d'une chimiodiversité beaucoup plus large (nouvelles molécules, nouveaux catalyseurs, nouveaux matériaux …) (chimie d'après le vivant). Ces différents rôles des chimistes seront illustrés dans chaque cas à l'aide de résultats récents.
Mot(s) clés libre(s) : ARN, biosynthèse, catalyse, chimie du vivant, médicament, molécule, pharmacogénétique, Recherche, séquençage du génome

Structure, propriétés et transformation de la matière inanimée et animée sont les résultats d'interactions entre particules élémentaires formant les atomes, entre atomes édifiant les molécules, entre molécules enfin, conduisant à des architectures supramoléculaires. La chimie moléculaire a pour objet la découverte et la maîtrise des règles qui gouvernent les structures, les propriétés et les transformations des molécules. La chimie supramoléculaire peut être définie comme la chimie " par-delà la molécule ", portant sur les entités organisées, d'une complexité supérieure, qui résultent de l'association de deux ou plusieurs espèces chimiques maintenues ensembles par des forces intermoléculaires. Elles présentent en particulier des phénomènes de reconnaissance moléculaire et sont à la base du traitement de l'information au niveau supramoléculaire. En effet, la formation dirigée d'architectures organisées requiert la mise en oeuvre d'information, en une sorte de programmation moléculaire, établissant ainsi un lien entre la chimie et la science de l'information. Par sa capacité de sans cesse recréer le réel, de s'inventer et se réinventer au fur et à mesure qu'elle se développe, par son pouvoir sur la nature des espèces matérielles et sur les transformations qui permettent de les produire et de les mettre en réaction, la chimie exprime sa faculté créatrice. Le champ de la chimie est l'univers de toutes les espèces moléculaires et supramoléculaires possibles, et celles effectivement présentes dans la nature forment juste un monde parmi tous les mondes possibles en attente d'être créés.
Mot(s) clés libre(s) : big bang, catalyse, chimie de synthèse, chimie moléculaire, matière, molécule, nanochimie, semiochimie, transporteur chimique

Nous proposons de porter un regard de chimiste sur la catalyse enzymatique. Un bref panorama permet de réaliser que les enzymes sont omniprésentes dans les réactions du vivant, les accélérant avec spécificité et efficacité. À travers une perspective historique, nous passerons en revue les différentes explications avancées pour expliquer ces facultés, en tentant de dégager une compréhension moléculaire de la catalyse enzymatique.
Mot(s) clés libre(s) : enzyme, catalyse, Biochimie

Tautomérisation du formamide assistée par une molécule d'eau
Mot(s) clés libre(s) : tautomérisation, formamide, eau, catalyse, équilibre, tautomère, réaction, chimie organique, chemin, profil, énergétique, état, transition, mécanismes réactionnels

Tautomérisation de l'uracile assistée par deux molécules d'eau
Mot(s) clés libre(s) : tautomérisation, uracile, molécule, eau, catalyse, équilibre, tautomère, réaction, chimie organique, chemin, profil, énergétique, état, transition, mécanismes réactionnels