La chimie, science des transformations, a permis la synthèse de nombreux produits qui ont profondément modifié notre vie quotidienne. Ces synthèses nécessitent une compréhension fine de la réaction chimique, acquise au cours des deux derniers siècles. Les chimistes du 19è siècle, qui ne pouvaient "voir" les atomes, ont pu cependant déterminer les structures par analyse chimique. Cet exploit équivaut à celui d'un aveugle qui, connaissant seulement les quantités de matériaux utilisées, reconstitue exactement les châteaux de la Loire ! Un grand thème du 20è siècle a été les mécanismes, qui précisent comment les structures se transforment au cours d'une réaction. Comme les intermédiaires ne peuvent être isolés et étudiés, élucider un mécanisme revient à regarder les premières et dernières scènes d'une pièce de théâtre et à deviner ce qui se passe entre les deux. Et on y arrive ! Le 21è siècle verra sans doute une chimie des systèmes complexes, ayant des caractéristiques proches du vivant.
Mot(s) clés libre(s) : Avogadro, chimie analytique, femtochimie, réaction chimique, spectroscopie, substitution, synthèse moléculaire, transition énergétique

Une conférence de l'UTLS au Lycée par Hervé THIS, chimiste INRA et Michel Sarran, grand chef en partenariat avec Agrobioscience
Mot(s) clés libre(s) : chimie, Cuisine, réaction chimique

Le Génie de la Réaction Chimique (GRC) est une branche du génie des procédés qui traite des méthodes de mise en œuvre rationnelle des transformations de la matière et des appareils dans lesquels sont conduites les réactions : les réacteurs. » Le plan de ce cours est le suivant : Un chapitre préliminaire fournit quelques rappels utiles de mathématiques et méthodes numériques. Le premier chapitre fera le point sur les notions de base du Génie de la Réaction Chimique, avec la classification des réactions et des réacteurs, quelques éléments de technologie, les définitions des grandeurs caractérisant une réaction chimique (coefficients stœchiométriques, taux de conversion et avancement) et le rappel des éléments de base de cinétique chimique (vitesse de réaction, lois usuelles, liens avec la thermodynamique). L'étude des réacteurs s'appuie sur la thermodynamique et la cinétique chimique. Le deuxième chapitre sera consacré aux réacteurs idéaux isothermes. Les bilans de matière seront explicités dans plusieurs cas classiques : réacteur agité discontinu, réacteurs continus parfaitement agité ou à écoulement piston ; avant de détailler le comportement de ces réacteurs idéaux lorsqu'ils sont le siège d'une seule ou de plusieurs réactions, et d'aborder le problème de l'optimisation de la conversion ou du rendement. Le troisième chapitre traitera de l'étude de l'écoulement dans les réacteurs réels grâce aux mesures de Distribution des Temps de Séjour (DTS) : après la description de la méthode et de la fonction de distribution associée, le diagnostic des écoulements et leur modélisation seront étudiés. Le quatrième et dernier chapitre s'intéressera aux effets thermiques dans les réacteurs : l'écriture des bilans d'énergie sera détaillée, puis la Progression Optimale de Température (POT) et le problème de l'emballement thermique seront abordés.
Mot(s) clés libre(s) : génie chimique, réaction chimique, cinétique chimique, réacteur homogène, bilan de matière, nombre de Reynolds, Distribution des Temps de Séjour, effet thermique, bilan d'énergie, Progression Optimale de Température, optimisation de la conversion

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

La réaction chimique ne se limite pas à la seule transformation de réactifs en produits et énergie. Certaines réactions chimiques peuvent aussi donner spontanément naissance à des modulations spatiales (mobiles ou immobiles) de la concentration des espèces impliquées. Ces auto-organisations macroscopiques sont le résultat de l'association entre réaction chimique et la simple diffusion moléculaire de ces espèces. Ainsi naissent soit des ondes propagatives d'activité chimique prenant parfois la forme de spirales, soit des motifs stationnaires s'organisant en bandes parallèles ou bien en réseaux hexagonaux. Ces motifs stationnaires sont couramment qualifiés de " structures de Turing ", d'après le nom du mathématicien britannique Alan Turing qui les avait formellement prédites et proposait leur mécanisme de formation pour rendre compte de certains aspects du développent des êtres vivants. Nous expliquerons les principes essentiels qui régissent ces phénomènes d'auto-organisation dans ces systèmes de réaction-diffusion. Ceux-ci seront abondamment illustrés par d'étonnantes observations expérimentales dans des systèmes chimiques mettant en oeuvre des réactifs très ordinaires. Certaines extrapolations aux systèmes biologiques seront commentées.
Mot(s) clés libre(s) : diffusion moléculaire, morphogénèse chimique, onde chimique, phénomène d'auto-organisation, réaction chimique oscillante, structure de Turing, synthèse chimique, système de réaction-diffusion, système non linéaire, transformation chimique

Le sujet de sa présentation est de faire connaître l'utilisation, la variété des produits, et la fabrication de l'éthylène et de ses dérivés, dans les usines énormes de « vapocraquage ». C'est un produit peu connu en tant que tel, alors qu'il est, et de loin, le produit pétrochimique fondamental le plus demandé, avec plus de 130 millions de tonnes produites par an, dans tous les pays du monde. L'éthylène est à la base de toute la pétrochimie mondiale, et à l'origine des plastiques, des emballages, de médicaments, d'applications en automobile, en mobilier et en bâtiment, en peintures, et d'autres utilisations très surprenantes (agent de mûrissement…). Sa fabrication, à partir du gaz naturel ou de dérivés du pétrole, requiert beaucoup de technologies, allant du très chaud (1500 degré Celsius) au très froid (- 120 degré Celsius), de très hautes pressions au vide, avec des machines et équipements très puissants, de grandes dimensions… et très coûteux !
Mot(s) clés libre(s) : éthylène, Kevlar, matériaux plastiques, Nylon, pétrochimie, Polyester, polymérisation, polystyrène, polyuréthane, PVC, réaction chimique, vapocraquage