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"La matière dans sa composition et ses interactions" discours à l'Académie

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Discours en remerciement à l'Académie des Sciences, Belles Lettres et Arts de Rouen de Yvon Gervaise dans la séance du 7 avril 2018.

Publicado en: Ciencias
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"La matière dans sa composition et ses interactions" discours à l'Académie

  1. 1. 1 « LA MATIÈRE DANS SA COMPOSITION ET SES INTERACTIONS » DISCOURS EN REMERCIEMENT Monsieur Yvon GERVAISE (Séance du 7 avril 2018)
  2. 2. 2 Monsieur le président, Mesdames et Messieurs les membres de l’Académie des sciences, Belles-Lettres et Arts de Rouen, Monsieur le Maire de Rouen, Madame la vice-présidente du conseil régional de Normandie, Monsieur le député de Seine-Maritime, Monsieur le président de la société des Experts Chimistes de France Chers collègues et amis, C’est avec une réelle émotion et honneur que je prends la parole devant vous aujourd’hui au moment où vous m’invitez à siéger parmi vous. Permettez-moi en vous exprimant ma très vive gratitude de vous faire part de mon étonnement. Rien ne semblait me prédestiner à être admis à participer à vos travaux dont j’ai pu apprécier la diversité, la richesse et la qualité : à moins que ce ne soit la volonté de m’assagir peut-être dans tous les sens du terme ! En effet de votre traditionnelle remise des prix de l’Académie en décembre dernier à l’espace des Sciences H2O le professeur Jean Constantin nous indiquait par une brillante démonstration scientifique que la voie de la sagesse est de varier les plaisirs ! J’y ai rencontré de futurs confrères extrêmement compétents dans des disciplines multiples. J’ai observé la qualité, la richesse de leurs échanges. L’économiste et avocat Nicolas Plantrou y parlait avec le neurobiologiste Hubert Vaudry. Michel Lerond écologue s’entretenait avec le géographe Gerard Granier. J’évoquerai aussi cette visite de notre laboratoire par une délégation de l’Académie, François Gay, le Professeur Bertrand Macé et leurs confrères de tous les arts me pressant de questions des plus pertinentes. Vous comprenez à cet énoncé le plaisir que j’ai à être aujourd’hui ici parmi vous pour prononcer mon discours de réception. J’ai choisi de vous entretenir du thème : « la matière dans sa composition et ses interactions »
  3. 3. 3 La matière dans sa composition et ses interactions La matière ne doit-elle pas être envisagée suivant la perception du chimiste, la perception du physicien et même la perception du philosophe ? Qui peut faire parler la matière ? N’est-ce pas le rôle du chimiste analyste, de l’Ingénieur et de l’expert chimiste ? N’est-il pas de savoir faire parler la matière ? En effet, leur mission consiste à comprendre et connaître la matière tout au long de son cycle de vie en déterminant ses caractéristiques, sa structure, ses interactions ---> pour évaluer sa qualité, sa valeur ajoutée pour l’économie, l’environnement et le consommateur. Y aurait-il une unité de construction derrière la multiplicité des phénomènes, la diversité des matériaux et la variété des corps ? Les chimistes et les physiciens ont découvert que oui : Tous les objets matériels qui nous entourent ont en commun d’être constitués de la même entité élémentaire avec laquelle nous allons faire connaissance : l’atome. Que la matière apparaisse dans ces trois états : liquide, solide, gaz. C’est d’abord cette substance que l’on peut percevoir par nos sens qu’elle prenne ou non une forme déterminée : - matière première - produits ou substances non encore transformés par l’homme ou la machine, - et aussi produits finis. Déjà le philosophe grec Aristote professait selon la théorie de l’hylémorphisme : que tout corps résulte de principes distincts et complémentaires : la matière et la forme.
  4. 4. 4 Pour comprendre la matière il est obligatoire d’approfondir : Au-delà de son contact et de sa perception je vous invite à dépasser le monde sensible pour le monde intelligible. Autrement dit à dépasser son apparence par sa mise en concept. C’est- à-dire à vous proposer de la matière une représentation opératoire plus abstraite qui permet de mieux agir sur elle. En effet il ne suffit pas de contempler passivement le monde si l’on veut en découvrir des lois. Il faut analyser, activer les composants afin de repérer des relations éclairantes force de l’abstraction détour par le formalisme d’équation chimiques et mathématiques. Je vous invite donc à éviter la rencontre directe avec la matière pour mieux pénétrer ses mystères... L’atome et la molécule unité de construction de la matière (fig 1) Empruntons cette voie qui consiste à doubler la matière par autre chose que son apparence première, c’est ce qui a fondé la démarche scientifique du chimiste et du physicien. Pour découvrir que la matière substance de tout corps est composée de molécules elles- mêmes composées d’atomes à leur tour composés d’électrons en mouvement autour d’un noyau formé lui-même de protons et de neutrons. C’est dire le chemin parcouru pour percer le mystère de la matière et les difficultés surmontées. En effet dès que l’on tentait une définition de celle-ci on se heurtait à une difficulté majeure: - la matière c’est à priori ce que l’on peut toucher, c’est ce qui est tangible. Pour l’appréhender : il a été nécessaire aux physiciens et chimistes d’avoir des instruments d’observation. Ils ne pouvaient se contenter de leurs propres instruments que sont les yeux. Les scientifiques ont ainsi disposé d’instruments d’observations permettant de voir entre 10- 4 m et 10+4. Cela leur a permis, pour les chimistes, de plonger dans les profondeurs de la matière en explorant l’infiniment petit ; et pour les astronomes de scruter l’immensité cosmique à la recherche de l’infiniment grand. Toute la matière est donc composée de ces petits grains qu’on appelle les atomes.
  5. 5. 5 Roches, arbres, plantes, ciel, terre, matières vivantes sont donc composés d’atomes. Ces atomes sont à la base de l’unité de construction de la matière. Ils forment en se liant les molécules qui elles-mêmes en se liant forment des macros molécules puis des cellules et des organismes. Ainsi s’architecturent la matière pour donner le monde inerte et le monde vivant. La compréhension de la matière s’organise donc autour de la connaissance de l’atome. L’atome est le plus petit morceau de matière insécable. Cette idée bien avant de s’imposer aux scientifiques nous vient des philosophes de l’Antiquité : (fig 2) Démocrite, 400 av. J.-C. considérait que l’univers est fait d’atome et de vide. Ils partaient de l’idée que la matière ne pouvait se diviser à l’infini, qu’il devait y avoir une limite en-deçà de laquelle plus aucune coupure n’est possible. Au 20ème siècle on découvrira néanmoins que l’atome étant constitué de noyaux et d’électrons, il n’est ni élémentaire ni indivisible contrairement à ce que pensaient les philosophes grecs. Les atomes ne méritent donc pas leur nom car on peut, nous le verrons, les tailler en pièce. En effet si on les éclaire on peut leur arracher un ou plusieurs électrons, ils constituent un grain de matière plein de vide. Comment donc caractériser les atomes ? - Par leur façon d’absorber ou d’émettre de la lumière ou des rayonnements. Comprendre l’atome c’est vouloir appréhender le monde de l’infiniment petit… il a donc fallu adopter des modes de pensée inédits propres à l’atome. Est ainsi née la physique et la chimie quantique. La lumière comme la matière sont constituées de graines de particules, ce sont les photons et ces notions que certaines interactions ne peuvent s’opérer qu’à une quantité donnée par paquet, les Quanta ainsi est défini le principe central de la physique et de la chimie quantique. L’effet photo électrique découvert par Hertz en 1881 en est le révélateur, théorisé plus tard par Einstein.
  6. 6. 6 Peut-on voir un Atome ? Aucune image n’est capable de représenter un objet quantique. Dès lors nous ne pouvons « voir » des Atomes qu’en détectant la lumière qu’ils diffusent. Que font nos yeux lorsqu’ils regardent un objet ? Ils se contentent de récolter les photons émis par une source de lumière par exemple soleil ou une lampe. Ces photons (grains de lumière au sens quantique) se réfléchissent sur les différentes faces de l’objet ou de la personne observée. L’information est transportée par les photons qui reconstituent l’image de cet objet ou de la personne que vous observez. Pour voir les atomes, vous le conclurez, on utilise la diffusion des photons due à l’excitation par une source d’énergies de ces mêmes atomes émis lors de la transition des électrons de ces atomes d’un état excité à un état de repos. Nous avons là le principe de la spectrométrie d’émission atomique. Le monde atomique, de l’infiniment petit de la matière partage au moins une caractéristique avec le monde macroscopique, celle de permettre une vision des objets, des particules par le biais d’interaction mais ces deux mondes n’obéissent pas pour autant aux mêmes lois. En réalité à l’échelle microscopique la matière rappelons-le constituée de particules et d’énergie est très agitée, soumise à des transformations brutales que nous ne devinons pas lorsque nous la regardons de l’extérieur. Dans les objets, que ce soit ce pupitre, ou un caillou ou une pomme, leurs constituants les plus minuscules sont sujets à des forces qui nous sont cachées. Intéressons-nous aux électrons qui circulent à la périphérie des noyaux des atomes. Ceux-ci déterminent les réactions chimiques, ils peuvent par exemple interagir avec les électrons d’autres atomes et ainsi associer plusieurs atomes en une molécule par le biais de liaisons chimiques. Le nombre d’électrons périphériques d’un atome caractérise celui-ci et détermine sa place dans la classification périodique de Mendeleïev (fig 3) et définit l’élément chimique, ainsi l’élément et atome carbone possède-t-il 6 électrons, l’azote 7 électrons et l’oxygène 8 électrons.
  7. 7. 7 Interaction de la matière à l’échelle de l’atome et du noyau de celui-ci (fig 4) Quelle est la nature des forces en présence dans cette matière agitée, quelle est la nature de cette interaction ? L’interaction électromagnétique au niveau fondamental assure la cohésion des atomes et des molécules qui gouvernent toutes les réactions chimiques et aussi des phénomènes optiques. La lumière étant structurée en photon (grain d’énergie), d’autres interactions existent à une échelle encore plus petite, il s’agit de l’interaction nucléaire, cette fois seulement au niveau du noyau de l’atome. En 1920 l’avènement de la chimie quantique pose les principes pour rendre compte du comportement bizarre de la matière à cette échelle de l’infiniment petit des atomes et des particules. Des concepts radicaux furent inventés qui conduisent physiciens et chimistes à penser autrement la matière, ses interactions et ses lois à partir du formalisme mathématique. Il apparaît depuis Galilée un credo en vertu duquel la nature vraie est écrite en langue mathématique. Force est de constater que les physiciens écrivent des équations, les chimistes des formules. Einstein n’a-t-il pas déclaré : « Comment est-il possible que la mathématique, qui est un produit de la pensée humaine et indépendante de toute expérience, puisse s'adapter d'une si admirable manière aux objets de la réalité ? » Einstein n’a-t-il pas montré par des expériences de pensée que la raison humaine est capable sans avoir recours à l’expérience de découvrir par la pensée seule des lois scientifiques telles : E=mc2 Nous y reviendrons. Le monde serait en quelque sorte un écho physique dégradé de la pureté mathématiques qui le tiendrait sous sa coupe.
  8. 8. 8 Penser la matière, matière à penser. Que nous en ont dit les philosophes ? Platon au IV siècle av. J.-C. dans un de ses derniers dialogues avec le philosophe pythagoricien Timée, avait énoncé deux hypothèses sur la nature du monde physique donnant lieu à 2 fictions : - celle d’un démiurge qui met en ordre l’univers - celle de la Khora, le matériau sur lequel intervient le démiurge en s’inspirant des formes intelligibles. Plus tard Baruch Spinoza au 17ème siècle professait qu’il n’y avait qu’un seul univers mais qui se donne sous deux modalités différentes : - D’un côté un univers matériel et spatial - De l’autre un univers contenant les lois, les principes, les règles mathématiques, physique-chimie qui sont accessibles par la pensée. Par ce deuxième mode (monde intelligible et non le monde sensible) nous avons accès aux lois de la matière cette médiation nous permet la compréhension vraie de l’univers. En effet depuis 4 siècles nous ne devons pas oublier que la science repose sur deux piliers : la théorisation et l’expérimentation. Continuons notre exploration de physicien et de chimiste des particules à une échelle en dessous de l’atome, intéressons-nous à son noyau. La matière dans son unité de base n’est pas immuable Il se passe quelque chose au cœur du noyau de certains atomes composé de neutrons et de protons, des forces inconnues jusqu’alors y sont à l’œuvre, c’est la découverte de la radioactivité. (fig 5) Comment le monde des particules s’est révélé aux chercheurs qui découvrent au début du 20ème siècle que la matière pouvait émettre spontanément des rayons donc de l’énergie. - De quoi sont fait ces rayonnements émis par l’uranium ou le radium ?
  9. 9. 9 - À quoi ces radios-éléments empreintent-ils l’énergie qu’ils émettent suivant une loi aujourd’hui établie ? La radioactivité n’est devenue compréhensible que lorsque les physiciens dans les années 30 ont compris que les particules constitutives du noyau de l’atome, protons et neutrons, entretenaient des relations mutuelles assez compliquées… dans un espace très exigu. En effet les protons ont une charge électrique positive qui les fait se repousser mutuellement par le biais de la force électrique alors même qu’ils sont très proches les uns des autres. Ce qui est le cas au sein d’un noyau alors une force très puissante - la force nucléaire - tend au contraire à les maintenir ensemble. - Ainsi si dans un noyau les protons et les neutrons sont en nombre tel que la force nucléaire et la répulsion électrique se compensent alors ce noyau est stable. - Dans le cas contraire c’est-à-dire si le nombre de protons et de neutrons ne permettent pas l’équilibre entre les forces d’attraction et de répulsion alors le noyau est radioactif (exemple le noyau du radioélément Uranium 235 instable). (fig 6) Ce qui signifie qu’un radioélément finit toujours par se désintégrer au bout d’une durée de temps d’autant plus courte que le déséquilibre entre les forces est important. Suivant la nature du radioélément le rayonnement émis pourra être de trois natures différentes : alpha, bêta ou gamma et la désintégration sera fonction de la période du radioélément. Ainsi la matière ne nous apparaît plus inerte, il nous est ainsi confirmé que la matière est faite de particules et d’énergie. Revenons à la loi E=mc2 Quelle signification ? En septembre 1905 le jeune Einstein en prolongement de sa théorie de la relativité émet cette formule. (fig 7) Celle-ci signifie qu’un corps émettant des ondes électromagnétiques perd aussi nécessairement de la masse. (fig 8) C’est la loi de la perte de masse qui n’est perceptible qu’à certaine échelle de grandeur car fonction d’une constante universelle C (vitesse de la lumière).
  10. 10. 10 Einstein a ainsi expliqué que la masse d’un corps représente aussi une mesure de son contenu en énergie. En conséquence si un corps perd de l’énergie sous n’importe quelle forme il perd aussi de la masse. Nous avons là un principe d’équivalence entre masse et énergie. Pourquoi nous ne percevons pas ce principe pas dans la vie quotidienne? Tout simplement car cela est disproportionné au regard des ordres de grandeur dont nous sommes familiers - alors où trouver un exemple ? (fig 9) Le processus de fission du noyau extrêmement petit du noyau de l’uranium dans une centrale nucléaire : Il existe la réaction de fusion du noyau d’hydrogène en Hélium au niveau du soleil. Quittons cette échelle atomique, nucléaire, pour l’échelle macroscopique par une transition surprenante : le choix d’un bon millésime. (fig 10) La décroissance radioactive dans le temps des éléments de fissions Césium 137 résultant de l’opération « Gerboise » essais nucléaires subsaharien des années cinquante est à l’origine d’une technique officielle en Spectrométrie Gamma d’authentification des millésimes des vins de Bordeaux et constitue une méthode imparable de la détection de fraude Connaissance de la matière et de sa composition à l’échelle moléculaire, domaine des sciences analytiques La matière à l’échelle supérieure de l’atome est constituée d’assemblage d’atomes que sont les molécules, les atomes seuls constituent les éléments chimiques dont certains peuvent se retrouver sous forme métallique ou à l’état de sels et sous forme minérale. La caractérisation de la matière est le domaine des sciences analytiques, la chimie analytique a aujourd’hui recours à une palette instrumentale de plus en plus sophistiquée. (fig 11) Le philosophe des sciences, épistémologue Gaston Bachelard n’a-t-il pas affirmé : « la science a l’âge de ses instruments » Nous assistons là à l’évolution de l’expertise analytique qui se perfectionne aussi bien dans le traitement de l’échantillon que le chimiste fait subir à la matière (extraction, purification,
  11. 11. 11 minéralisation) avant l’étape de détection de ces molécules ou des éléments chimiques par différents appareils dont les grands principes ont pu être entrevus précédemment. Les instruments de la connaissance de la matière : Nous utilisons ainsi : - des chromatographes capable de séparer les constituants d’un mélange au niveau moléculaire, - des spectromètres de masse pour reconnaître la structure moléculaire des composés, - nous avons aussi recours à la spectrométrie moléculaire infrarouge et UV, - à des spectromètres d’émission atomique pour quantifier les éléments et atomes de la classification périodique et établir des profils minéraux, - pour doser la radioactivité nous utilisons des spectromètres spécifiques alpha, bêta ou gamma. Pour connaître la matière que recherchons-nous qu’analysons-nous ? On n’évoquera que quelques exemples : Si on s’intéresse à un aliment on pourra doser : - ses nutriments, sa composition en acides gras, ses vitamines. (fig 12) Par ailleurs on pourra rechercher et quantifier un composé perturbateur endocrinien tel le Bisphénol A dans les matériaux constitutifs d’un biberon pour bébé ou dans le revêtement d’une boîte de Coca-Cola. Le chimiste est devenu biochimiste, il sait caractériser tous les composants d’un aliment : sa fraction lipidique, protéique, glucidique et ses minéraux. Mais aussi des molécules plus particulières telles les alcaloïdes ou l’oléo stéarine du poivre ou des antioxydants naturels tels les anthocyanes de la famille des polyphénols composés naturels contenus dans la matière végétale et responsable de la couleur de la confiture !
  12. 12. 12 C’est par ailleurs à cette même famille de composés que l’on doit la symphonie de couleur qu’offre le feuillage à l’automne après la disparition de la chlorophylle. À quoi servent ces analyses ? Connaître les composants d’un aliment c’est aussi ce qui permet d’évaluer sa qualité, sa sécurité et aussi son authenticité. Chaque produit naturel possède son profil chimique ou biochimique de composition. Par ailleurs d’autres composés (les composés néoformés) révèlent le processus de transformation (procédé) lorsqu’il s’agit d’aliments transformés. Il en est de même pour la détermination de la naturalité d’un produit fut-il un cosmétique ou un plastique bio-sourcé c’est-à-dire venant de la biomasse et non d’origine pétrolière (fossile). On a alors recours à l’analyse isotopique du carbone 14 issu de l’azote de l’air transformé en carbone 14 radioactif émetteur bêta sous l’effet des bombardements photons (des rayons cosmiques en haute atmosphère). Ce Carbone 14 lui-même est transformé en dioxyde de carbone qui par le mécanisme de la photosynthèse se transforme en hydrate de carbone principal constituant de la matière végétale, d’où la différenciation biomasse / fossile Panorama de quelques méthodes d’analyse et des possibilités qu’elles offrent dans leurs applications : - La nature de la matière sera tantôt caractérisée par son spectre ainsi l’application de la spectrométrie infrarouge pour identifier les fonctions chimiques présentes dans une matière inconnue. - L’origine d’un produit sera déterminée par le dosage isotopique. - La caractérisation d’une pollution par son profil chromatographique - l’authentification sera utilisée par la même technique chromatographie couplée à un spectromètre de masse (fig 12) ainsi on authentifiera et dosera une huile essentielle, une substance active. - La nature d’un dépôt minéral sera déterminée par son profil élémentaire établi en spectrométrie d’émission atomique.
  13. 13. 13 - La nature et la pureté d’un matériau métallique ou d’un bijou est obtenue par une méthode non destructive la Fluorescence X. Vous saurez ainsi si le bijou offert était constitué d’or 18 carats ou 12 carats étant rappelé que 1 carat correspond à 1/24, 18 carats signifie donc une composition à 75% d’or, 12 carats comme parfois en Espagne signifie 50 % d’or. Dans d’autres cas cette technique permet d’établir la richesse d’un minerai, la composition d’un ciment, la constitution d’un minéral ou d’une pierre précieuse. Le comportement de la matière à l’échelle macroscopique est défini par son état (solide, liquide, gaz) et ses interactions à l’échelle moléculaire et ions et ses interactions. L’expert doit connaître ces interactions au niveau moléculaire, ou ionique par exemple les liaisons hydrogènes, les constantes de dissociations car elles déterminent les propriétés physico-chimiques de la matière. Ainsi en va-t-il de la connaissance de la volatilité d’un produit, sa constante de dissociation, sa solubilité. Dans un autre registre on considérera l’interaction d’une molécule sur certains récepteurs biologiques qui détermine sa toxicité ou au contraire son pouvoir thérapeutique. Dans le domaine de l’environnement on envisagera l’interaction d’une substance ou d’une molécule qui détermine son impact sur des organismes représentatifs de l’écosystème révélé par les évaluations et mesures en écotoxicologie. Composition, interaction et confrontation avec la matière : l’intervention de l’expert chimiste Vient le moment de la confrontation ... avec la matière. C’est l’essence de la mission de l’expert chimiste. Par des investigations techniques sur la matière et un raisonnement scientifique, - l’expert éclaire le juge sur la matérialité d’un désordre et établit des liens de causalité. - L’expert utilise pour cela ses connaissances et suit la molécule à la trace, - prenant alors en compte les interrelations industrie - environnement -consommation - santé.
  14. 14. 14 Ainsi l’expertise d’une pollution prendra en compte trois facteurs : la source, le vecteur, la cible. Quelle est la clé du processus d’investigation de l’expert chimiste ? C’est le fait que tout phénomène, tout produit, tout procédé industriel possède une signature chimique ou biochimique qu’il doit reconnaître et corréler. Quel en est le résultat ? L’expert est ainsi en capacité : 1- d’apporter une réponse sur la qualité et la sécurité d’un produit et de sa conformité 2- d’évaluer le risque éventuel présenté par un produit, une substance, une molécule 3- d’apprécier la qualité d’exploitation d’une installation industrielle au regard des exigences environnementales et sanitaires. Quels moyens utilise l’expert chimiste ? - le laboratoire avec ses techniques d’analyses sophistiquées associées à des banques de données pour l’interprétation des résultats - son approche globale permettant de contextualiser et de corréler les faits et les constats en reliant connaissance des produits, de la matière première, des molécules aux phénomènes chimiques et physico-chimiques qui les animent. Quel est aujourd’hui le champ d’investigation de l’expert chimiste et son évolution ? Les évolutions technologiques, les attentes et les nouvelles préoccupations de plus en plus prégnantes en matière de qualité, de performance, de sécurité, de santé et de développement durable des différents acteurs créent un besoin de recourir et faire appel à l’expert. Aussi voit-on l’expert intervenir tout au long du cycle de vie de la matière où d’un produit de sa conception, de sa mise en œuvre puis de son utilisation, sa consommation jusque son élimination.
  15. 15. 15 Quelle en est la nécessité ? 1- le besoin de vérité et de réassurance. « Si les techniques expertales se développent et se perfectionnent c’est qu’elles répondent à cette nécessité et ce besoin de vérité des opérateurs privés ou publics dont les tribunaux » 2- accompagnement d’un contexte technologique en pleine effervescence 3- la réponse aux exigences sociétales, clients et consommateurs qui se traduisent par de nouveaux règlements Européens apparus la dernière décennie : a) Le règlement REACH concernant l’évaluation et l’autorisation des produits chimiques b) Le Règlement nutrition - santé pour l’étiquetage des aliments c) La directive européenne Eau C’est ainsi que tout récemment avec mes collègues de la SECF (Société des Experts Chimistes de France) association déclarée d’utilité publique, nous avons lors d’une séance au Sénat à l’OPECST (Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et techniques) remis un avis sur le mode et les pratiques d’évaluation des nouvelles molécules et fait lumière sur la différence de classement entre les États Unis et l’Europe sur cette molécule Herbicide le glyphosate. (fig 13) Cette expertise résulte aussi de la recherche de notre laboratoire qui a mis au point une technique de dosage même à l’état d’ultra trace de cette molécule dans les aliments. L’expertise est une veille et une recherche permanente Avec le développement en laboratoire de nouveaux protocoles analytiques, le public s’interroge aujourd’hui sur les nanomatériaux et leur présence dans des produits de consommation. Les Nanomatériaux sont des matériaux fractionnés en particules de la taille du nanomètre 1/Millionième de millimètre ! (le nanomètre)
  16. 16. 16 - À cette dimension la matière des propriétés particulières ainsi l’or sous forme de Nano matériaux apparaît rouge, sa réactivité chimique augmente - ou l’oxyde de titane pigments blanc est devenu transparent dans les protections solaires. Nous développons actuellement une méthode, curieusement nous allons parvenir à caractériser et déterminer la présence de ces nanomatériaux par une mesure de taille de particule indirecte associant un spectromètre d’émission atomique couplé à un plasma et en utilisant un algorithme. - Nous traitons d’un sujet tout aussi particulier que sont les terres rares qui sont à la base de la transition numérique et énergétique. En effet ce sont ces éléments chimiques qui entrent dans la composition de nouveaux aimants beaucoup plus petits et performants de tous nos appareils électroniques, des éoliennes, ... Dans un autre domaine notre laboratoire a apporté sa collaboration : Dans l’affaire des œufs contaminés par Fipronil, un pesticide introduit frauduleusement dans les élevages en Belgique et aux Pays Bas. Des échantillons d’œufs, de gâteaux, d’ovoproduits, nous furent soumis pour détecter d’éventuelles traces au niveau de la partie par Billion, c’est à dire d’1 millième de mg / Kg d’aliment. (fig 14) Pour cela le laboratoire dispose d’un protocole analytique rigoureusement validé qui consiste à passer de l’omelette à l’éprouvette ! Une omelette, c’est comme cela que ça démarre dans un bécher, le chimiste vient de casser un œuf, les additifs vont permettre de dissocier de la matière grasse dans laquelle se sont fixées les molécules de Fipronil et son métabolite. On transfère ce contenu dans des éprouvettes, puis on procède à une centrifugation, l’extrait est soumis à une machine (chromatographe couplé à la spectrométrie de masse qui en affine la composition ; chaque molécule a sa signature (son spectre de masse) qui est interprété par croisement avec des banques de données. Le Fipronil peut ainsi être détecté et quantifié.
  17. 17. 17 Nous effectuons aujourd’hui cette série d’opération avec l’aide d’un robot que nous avons appelé Taylor-Viking. LE LABORATOIRE DU FUTUR Nous venons ainsi d’évoquer à travers ce robot l’avènement de notre Laboratoire du futur. En effet dans un travail collaboratif ; mathématiciens et codeurs ont pris place aux côtés des chimistes pour créer des robots logiciels qui permettent de résoudre des problèmes complexes tant dans le process d’analyse que dans l’interprétation des résultats. (fig 15) Les robots logiciels mettent en œuvre des algorithmes (suite d’opérations effectuées dans un ordre précis) que nous avons conçus et développés. L’intelligence artificielle, un nouvel outil, vient de franchir les portes du laboratoire Sur cette note futuriste je voudrais aborder la conclusion de ce discours de réception à l’Académie pour vous convaincre que dans notre art, tradition et modernité se conjuguent harmonieusement. Conclusion Pour conclure permettez-moi cette référence à ce célèbre chimiste né à Saint-Étienne en Noblat au nord de Limoges le 6 décembre 1778, disciple de Berthollet, successeur de Lavoisier, Louis Joseph Gay-Lussac (fig 16) qui le 16 septembre 1804 s’éleva seul à bord d’un ballon pour un nouveau record d’altitude à 7016 mètres se débarrassant de tous les objets, souffrant du froid à -40 °C, parti de Paris il atterrit à Rouen ! Louis Joseph Gay-Lussac a été à la base de l’organisation moderne de l’activité scientifique en chimie avec la naissance de laboratoire bien équipé, pour l’époque ! Un grand physico-chimiste : l’analyse chimique aura été sa principale contribution grâce à ses travaux sur l’analyse volumétrique des réactions entre gaz à la détermination des formules chimiques de certains composés. Les lois et les régularités découvertes par Gay- Lussac vont fonder la chimie moderne et donner naissance au concept d’atomes de molécules bien conformé au siècle suivant.
  18. 18. 18 Gay Lussac va ainsi montrer qu’un volume d’oxygène se combine exactement avec deux volumes d’hydrogène établissant la composition de la matière Eau et sa formule chimique H2O. Gay Lussac va aussi découvrir cette loi qui affirme l’égalité de la dilatation thermique de tous les gaz à une pression donnée. Lorsqu’on les soumet à une augmentation de température. Il expliquera corrélativement que la détente d’un gaz produit une chute de température énonçant un principe thermochimique de génération du froid à la base du fonctionnement de nos climatiseurs et réfrigérateurs. Comme hier, aujourd’hui, toute procédure scientifique se révèle une procédure d’interrogation de la matière, « l’ambition du chimiste n’est-elle pas de lever un voile sur la beauté des concepts et entrevoir une nature pleine de lois cachées au-delà de l’indicible et l’indéchiffrable. » Nos sociétés modernes ont un besoin impérieux de nombreux et talentueux chimistes pour relever les défis considérables qui se posent à elles. Chers académiciens, chers collègues, chers amis, En vous entretenant des lois de la composition et d’interaction de la matière j’ai voulu vous la faire parler ! Je ne sais si j’y suis parvenu ! Aussi je ne terminerai pas ce discours sans évoquer Rouen : ici se conjugue au passé, au présent et au futur sous toutes ses formes : formation, recherche, innovation et industrie, une tradition d’excellence de cette discipline et activité qu’est la chimie. Permettez-moi d’ajouter en témoignage : 1) que je dois à Rouen ma formation d’ingénieur à l’INSCIR (Institut National Supérieur de Chimie Industrielle) dont nous avons fêté les 100 ans et 2) mon métier de directeur d’un laboratoire appelé SGS France - Laboratoire Rouen (fig 17) du groupe SGS né à Rouen en 1878 et aujourd’hui leader mondial du contrôle et de la certification. Au moment où vous m’invitez cher président et futurs confrères académiciens à rejoindre l’académie des sciences Belles-lettres et Arts de Rouen fondée en 1744 comprenez mon
  19. 19. 19 émotion. J’y ajoute mon intimidation à la lecture sur l’effigie de votre vénérable institution les noms d’illustres rouennais, Pierre Corneille, Fontenelle qui fut président de l’académie des sciences et Nicolas Poussin. (fig 18) Je ne doute pas que ma passion de la quête de connaissance et du partage du savoir sera comblée parmi vous en ce lieu d’érudition et de culture. Je suis fier et très honoré que vous m’acceptiez parmi vous. Je vous adresse mes profonds remerciements ainsi qu’à toutes les personnalités présentes, collègues et amis et ma famille qui m’honorent de leur présence. MERCI
  20. 20. 20 ANNEXE Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4
  21. 21. 21 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8
  22. 22. 22 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12
  23. 23. 23 Figure 12 Figure 13 Figure 14 Figure 15
  24. 24. 24 Figure 16 Figure 17 Figure 18 Eléments bibliographiques : https://fr.slideshare.net/expertscience/presentations http://www.expertscience.fr

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