BCPST1 physique et chimie

Des astrophysiciens de l’université de Princeton ont pu observer le début de l’explosion d’une étoile massive en fin de vie (une supernova). Des précisions sur le site de l’université de Princeton.

Evidemment , c’est en Anglais.

Le prix Nobel de chimie récompense cette année des travaux remarquables sur la chimie de surface, et plus précisément sur la façon dont se déroule une réaction sur un catalyseur solide en contact avec des réactifs en phase gazeuse. C’est un Allemand, Gerhardt Ertl, qui a été récompensé. Si la chimie de surface est déjà une science ancienne, puisque les premiers travaux sur le sujet datent du début du 20è siècle (recherches de Irving Langmuir ou Paul Sabatier), Ertl a apporté une contribution majeure à la compréhension fine des phénomènes de surface.

Les champs d’application de la chimie à l’interface entre un solide et un gaz sont très vastes, puisqu’ils recouvrent la totalité de la catalyse hétérogène, très utilisée dans l’industrie (synthèse d’engrais par exemple), mais aussi dans les pots catalytiques. On connait et on utilise depuis longtemps de tels systèmes catalytiques, mais la plupart du temps de façon empirique. Les travaux comme ceux de Ertl ont permis de mieux comprendre ce qui se passe, et donc de mieux choisir les catalyseurs adaptés à telle ou telle réaction.

Pour plus d’information, le site de la fondation Nobel met en ligne une page de niveau scientifique relevé (en Anglais), et aussi une page à destination du grand public en Anglais ou en Allemand.

Et dire que la science française est censée aller très mal ! C’est un Français qui a été couronné du prix Nobel de physique, conjointement avec un Allemand, Peter Grünberg. Si c’est une bonne nouvelle, ce n’est pas entièrement une surprise, tant les travaux d’Albert Fert sont prestigieux. L’un de ses articles, publié dans un journal scientifique de tout premier plan appelé Physical Review Letters, est le 6è article le plus cité de cette revue.

Les travaux d’Albert Fert relèvent de la physique fondamentale, puisqu’ils étudient un effet lié au spin de la matière, appelé la magnétorésistance géante (GMR en Anglais). Cependant, la découverte de Fert et Grünberg a aujourd’hui d’énormes applications, puisque c’est sur elle que repose la mémoire de la plupart des systèmes d’enregistrement de données.

Pour des informations de niveau grand public, vous pouvez consulter la page du quotidien Le Monde sur le sujet (accessible aujourd’hui seulement). La fondation Nobel a mis sur son site une page grand public (en Français) sur les travaux que récompense le prix, ainsi qu’une page d’un niveau scientifique plus relevé (en Anglais).

Dans le cours sur la statique des fluides, nous allons être amenés à parler de l’évolution de la pression dans les océans. On y verra pourquoi l’exploration des fonds sous-marins pose des problèmes aussi difficiles que l’exploration spatiale.

A titre illustratif, je vous invite à visiter le site de l’IFREMER (institut français de recherche pour l’exploration de la mer), un des organismes les plus en pointe sur le sujet. Dans la rubrique grands équipements, on peut voir des photos des engins présents et passés ayant participé aux explorations des fonds sous-marins, et dans la rubrique océanographie sont présentés les principaux programmes d’exploration.

Ce site est accessible (et en français) dans la liste à droite de cette page.

Dans une autre veine, nous parlerons d’un certain Blaise Pascal, philosophe et savant, qui avait quelques cordes à son arc cérébral : traité philosophique, études sur la pression, invention d’une machine à calculer, théorie du calcul des probabilités …
Pour en savoir plus sur ce génie (n’ayons pas peur des mots), il suffit de cliquer ici.

L’origine des noms des éléments chimiques est parfois assez inattendue, voire même franchement cocasse. Je vous renvoie à l’article Origin of the Names of Chemical Elements (comme les plus perspicaces l’auront compris, c’est en Anglais, mais vous pourrez demander à Mme P. de vous aider) dans le Journal of Chemical Education, volume 66 n°9 (septembre 1989) page 731. Heureusement, il a presqu’intégralement été traduit sous le titre Les éléments chimiques, Découvertes et origines des noms et des symboles, dans le Bulletin de l’Union des Physiciens (BUP pour les intimes), volume 96 (janvier 2002) page 113, accessible au CDI à peu près au même endroit que la référence de ma causerie précédente. L’article suivant (page 127 de la même revue) est sur le même thème.

Histoire des noms du gallium Ga et du germanium Ge.
Le gallium fut découvert par Lecoq de Boisbaudran en 1875. On se rappellera que la France venait de se prendre une sacrée dérouillée par les Prussiens (1871) et avait bien besoin de se redorer le blason. Une explication simple est donc que Lecoq a nommé son élément en référence à la Gaule. Certes. Mais tout latiniste non amnésique se rappellera que gallus en Latin signifie justement le coq. Alors, patriote ou mégalomane, notre Lecoq ?
En tout cas, la petite histoire dit que Winkler, découvreur du germanium en 1885, a choisi ce nom en référence à son pays, l’Allemagne, juste pour bien montrer que les Gaulois n’avaient qu’à bien se tenir. S’il avait su plus de latin, il aurait été plus perspicace, et le germanium s’appelerait le winklerium. Moralité : pour passer à la postérité, il ne faut pas négliger les langues anciennes.
On notera les places respectives des deux ennemis héréditaires dans la classification.

Histoire des noms des derniers lanthanides.
Les lanthanides sont extraits principalement de deux gisements, l’un en Suède, l’autre aux Etats-Unis. C’est du gisement suédois que les derniers lanthanides ont été extraits pour la première fois. A court d’imagination, on a fait au plus vite :
- Holmium Ho vient du nom de la capitale Stockholm,
- Thulium Tm vient de Thulé, ancien nom de la Scandinavie,
- Erbium Er, Terbium Tb et Ytterbium Yb sont tous nommés à partir de Ytterby, village à proximité du gisement… tout comme l’Yttrium Y (qui n’est pas un lanthanide).

Histoire botanique.
Le nom du praséodyme Pr vient du grec : d’une couleur vert poireau.

Histoire scatologique.
Le symbole du tungstène est W, de l’Allemand Wolfrahm, qui signifie “crotte de loup” (si si, ça ne s’invente pas).

Je vous laisse découvrir vous-même les autres histoires. C’est plein de dieux grecs, de lutins germaniques, de savants oubliés et tout et tout.

Je vous signale un vieil article, trouvable au CDI au fond d’un carton au fond d’une armoire au fond d’une salle au fond du CDI (demander aux documentalistes) : La génèse du tableau de Mendeleev par Bernadette Bensaude-Vincent dans La Recherche n°154 (octobre 1984) page 1206.

Un livre intéressant pour ceux que l’histoire de la chimie passionne : Histoire de la chimie par Bernadette Bensaude-Vincent et Isabelle Stengers (Editions la découverte). Les auteures décrivent l’évolution des idées en chimie et la construction de cette discipline en tant que science, jusqu’à son heure de gloire au 19è siècle. C’est à la portée de presque tous, à condition d’avoir tout de même des notions de bases. C’est donc tout à fait à la portée d’un élève de sup, à condition qu’il soit prêt à réfléchir un tantinet (ça ne se lit pas comme un roman de cape et d’épée).

Dans un autre style, mais sur un thème proche, Le mixte et la combinaison chimique de Pierre Duhem (chez Fayard). Duhem analyse de façon très intéressante, très documentée et très claire, l’histoire et les enjeux du débat entre atomistes et non atomistes. Evidemment, sa conclusion comme quoi la théorie atomiste ne peut tenir la route face à la thermodynamique est assez truculante. Ce livre est peut-être un peu difficile pour un élève de sup, qui ignore tout de la thermodynamique…

J’ai aussi trouvé une réédition du Mémoire sur la respiration et la transpiration des animaux, de Lavoisier (édité chez Gauthier-Villars). C’est à la portée de tous, et c’est bien écrit.

Comme je ne lis pas que de la chimie, je conseille aussi l’hilarante (mais très sérieuse) analyse (physique) de Roland Lehoucq : D’où viennent les pouvoirs de Superman ? (chez EDP sciences). Quelle est la taille de la planète Krypton ? Peut-il vraiment se rendre invisible en vibrant très vite ? Quelle doit-être l’épaisseur de ses semelles lorsqu’il freine un train ? A-t-il vraiment des yeux et des oreilles de la taille des nôtres ? En revanche, la question de Gotlib reste sans réponse : comment arrive-t-il à planquer sa cape sous son costume trois pièces ? Lisible par tout élève de prépa, à la fin de la première année.

Allez, un dernier pour la route : L’anti-Jurassic Park de Ludovic Orlando (Belin). Je vous laisse découvrir comment on décrypte l’ADN récupéré dans les fossiles, si l’homme de Néanderthal est notre frère ou notre cousin, si le Spielbergosaurus Rex sera un jour visible à la Ménagerie du Jardin des Plantes. Pas mal, mais un peu longuet (on aurait pu s’épargner quelques exemples redondants). Lisible par toute personne sachant ce qu’est une molécule d’ADN.