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17 novembre 2014 1 17 /11 /novembre /2014 09:48

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Maquette du dirigeable Trouvé-Tissandier ( La Nature , 13 août 1881, p. 169)

 

Nous avons plusieurs fois rencontré Gustave Trouvé dans nos articles sur l'histoire de l'électricité. En particulier dans celui consacré à l'exposition internationale de Paris en 1881.

 

A l'occasion du 110ème anniversaire de sa mort, l'Académie de Touraine publie, sous la plume de Jacques Cattelin, un article qui pose la question : Gustave Trouvé ne serait-il pas l'Edison Français ?

 

Voir le texte de la communication

 

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12 novembre 2014 3 12 /11 /novembre /2014 13:02
Rosetta, Philae et le carbone, du Big-bang à l'homo-sapiens.

Fred Hoyles (1915-2001), cosmologiste Britannique, n'imaginait pas le succès de son "big-bang" quand il utilisait cette expression ironique en 1950 pour désigner la théorie qui supposait une expansion de l'univers dont l'origine se situerait à 13,7 milliards d'années de notre ère.

 

Tout aurait donc commencé par un "Big-bang". C'est-à-dire une évolution de l'univers qui débute par un état dans lequel l'espace, le temps, l'énergie seraient une seule et même chose. Même si notre imagination est incapable de nous en donner une représentation, c'est du moins ce que décrivent les équations issues des théories actuelles.

 

 

A partir de cet indicible, l'univers se dilate à une vitesse prodigieuse. Arrive l'instant où se forment les premières particules : des quarks, des électrons, des neutrinos. Elles se combinent bientôt en protons et neutrons cohabitant avec leurs jumeaux d'antimatière qui peu à peu disparaîtront dans un scénario que les chercheurs modernes n'ont pas encore fini d'écrire.

 

Nous sommes alors à quelques milliers d'années de l'origine, la température est "descendue" jusqu'à 10.000 degrés. Apparaît l'atome le plus simple dont le noyau ne comporte qu'un seul proton : l'hydrogène. Vient ensuite l'hélium dont le noyau contient deux protons et deux neutrons. Chaque noyau étant associé à son cortège d'électrons. Les nuages d’hydrogène et d’hélium se refroidissent et se contractent sous l'effet de la gravité en une multitude de grumeaux : les galaxies.

 

Deux milliards d'années se sont passées. Les galaxies elles-mêmes se sont fractionnées en nuages d'hydrogène et d'hélium qui se concentrent à leur tour sous l'action de la gravitation. Leur densité augmente, leur température atteint des millions de degrés. Bientôt les chocs disloquent les atomes d'hydrogène dont les protons se regroupent quatre par quatre pour donner des noyaux d'hélium, libérant au passage d'énormes quantités d'énergie sous la forme d'un flux de particules de lumière : les photons. Ainsi naissent et brillent les premières étoiles.

 

La réserve d'hydrogène s'épuise. Faute de réactifs, le rayonnement de l'étoile fléchit et la gravitation reprend le dessus. Le cœur d'hélium atteint la centaine de millions de degrés. Dans ce formidable "Athanor" commence le rêve des alchimistes. Les noyaux d'hélium se combinent trois par trois pour former du carbone et quatre par quatre pour donner de l'oxygène. Puis se forme l'azote et ainsi naissent les quatre éléments primordiaux, ceux qui seront à l'origine de la vie : H, C, O, N.

 

Nous ne décrirons pas ici la vie mouvementée des étoiles. L'extinction des plus petites sous forme de "naine noire", l'explosion des plus grosses dans l'éclair d'une "supernova" visible même en plein jour. De ces vies naissent tous les éléments qui s'affichent dans les cases du tableau périodique et qui, expulsés lors des feux d'artifice des explosions finales, constituent la poussière interstellaire qui engendrera les planètes.

 

Naissance de la Planète bleue.

 

 

Un nuage d'hydrogène et d'hélium a pris la forme d'une élégante galaxie spirale, notre voie lactée. Parmi les étoiles qui y naissent l'une, de taille raisonnable, est située aux 2/3 de son centre, notre Soleil. Un anneau de poussières stellaires l'entoure. Celles-ci s'agrègent autour des plus gros grains. Ainsi se forment les planètes solaires elles-mêmes entourées d'anneaux et de satellites.

 

Une ségrégation s'établit. Plus proches du soleil sont les planètes telluriques : Mercure, Vénus, Terre, mars. Peu massives, elles ont un sol solide dont les roches sont composées des éléments les plus lourds. Plus loin se trouvent Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, les géantes gazeuses, essentiellement formées d'hydrogène et d'hélium.

 

La Terre, nous dit Stephen Hawking, est une suite de hasards heureux.

 

- Sa distance au soleil lui donne une température compatible avec la présence d'eau liquide.

 

- Son orbite est un cercle presque parfait, ce qui lui procure une température sensiblement constante et uniquement modulée par les saisons résultant de l'inclinaison de son axe de rotation par rapport à son plan orbital. Une orbite plus aplatie provoquerait l'ébullition des océans au moment où la Terre serait la plus proche du soleil et les ferait geler quand la Terre en serait la plus éloignée. Difficile de s'adapter !

 

- Sa masse est juste suffisante pour que la force de gravité lui conserve une atmosphère. Trop faible, elle perdrait ses gaz et aurait un ciel aussi noir que celui de la lune.

 

On sait aujourd'hui que ce hasard n'est pas unique. La traque des planètes orbitant autour de soleils étrangers a été lancée et la liste de celles tout aussi miraculeusement situées devrait s'allonger rapidement. L'hypothèse d'une vie qui pourrait s'y développer, peut-être même suivant le mode terrestre, prend corps. Et pourquoi ne pas rêver : des êtres intelligents, peut-être un jour, capteront les signaux que nous avons commencé à leur adresser.

 

Quand s'assemblent les molécules du vivant.

 

Revenons à la Terre. Vers les années 1950 on estimait son atmosphère initiale, constituée quatre milliards d'années plus tôt, comme étant composée de vapeur d'eau, d'hydrogène, de méthane et d'ammoniac. L'eau apporte l'oxygène. Le méthane apporte le carbone, l'ammoniac l'azote. L'hydrogène se présente aussi bien à l'état de simple molécule qu'associé à chacun des trois autres. Les quatre éléments constitutifs des acides aminés sont donc présents dans cette atmosphère. Est-ce suffisant pour produire ces molécules support du vivant?

 

En 1953, Le jeune chimiste Stanley Miller, encore étudiant en thèse, imaginait une expérience rappelant l'œuf de Berthelot. Dans un simple ballon de verre, un dispositif simulant le système "eau-atmosphère primitive" était soumis à l'action d'étincelles électriques reproduisant les éclairs qu'une atmosphère si chargée ne pouvait manquer de provoquer.

 

Après plusieurs jours d'exposition, les parois du ballon présentaient des traces huileuses et l'eau qu'il contenait était devenue brune. Dans cette "soupe primitive" l'étudiant trouvait trois acides aminés. La découverte faisait l'effet d'un coup de tonnerre et l'idée s'imposait : l'origine de la vie est terrestre !

 

Mais bientôt la terre quitte son statut privilégié.

 

Les astronomes ont détecté dans le gaz interstellaire une multitude de molécules composées des quatre éléments du vivant, C, H, O, N. On y trouve essentiellement des molécules de dihydrogène H2, d'eau H2O. On y trouve aussi des molécules construites sur un squelette de carbone : du monoxyde de carbone CO, du méthane CH4, de l'ammoniac NH3, toutes molécules que l'on retrouve dans l'atmosphère initiale de la terre. On y détecte surtout une bonne centaine de molécules particulièrement complexes dont des acides aminés qui se concentrent sur les météorites. Une nouvelle proposition rencontre la faveur des scientifiques : la vie est née de l'espace, la Terre n'ayant été qu'un support fertile !

 

Mais faut-il exclure totalement une origine terrestre ? La Terre, avec ses volcans ou ses sources hydrothermales enfouies dans les fonds océaniques est riche en milieux où pressions et températures peuvent provoquer des synthèses proches de celles naissant dans l'univers stellaire. Il est admis que les acides aminés, produits aussi bien sur terre que dans l'espace, ont trouvé sur notre planète, et en particulier dans ses océans, les conditions des réactions chimiques propices à la naissance de la vie. L'eau est en effet essentielle. Elle concentre les molécules qu'elle reçoit et favorise les occasions de rencontres. Elle protège les nouvelles combinaisons des rayons ultraviolets issus d'un soleil encore particulièrement actif.

 

En quelques centaines de millions d'années les molécules se complexifient, les acides aminés s'assemblent en protéines de plus en plus longues jusqu'à atteindre les millions d'atomes de l'ADN. La vie s'installe dans une atmosphère sans oxygène jusqu'à ce qu'apparaissent les premiers organismes utilisant le rayonnement solaire pour puiser leur carbone dans le gaz carbonique de l'atmosphère en y rejetant un déchet, l'oxygène, qui rend l'atmosphère toxique pour la plupart des organismes vivant alors sur terre.

 

Une autre forme de vie va naître et une longue évolution mènera à l'être humain. Un être humain qui s'interroge encore sur la nature de cette vie qui anime la matière carbonée et sur la suite de hasards qui a fait s'allumer, chez lui, cette conscience qui lui a permis d'imaginer toute cette histoire. Ailleurs, peut-être, sur d'autres planètes tournant autour d'autres soleils, d'autres êtres vivent.

 

Des êtres qui pourraient nous être proches ? Comme Jacques Monod il est difficile de l'imaginer. "L'homme sait enfin qu'il est seul dans l'immensité indifférente de l'Univers d'où il a émergé par hasard", écrivait-il en conclusion de son essai sur le "hasard et la nécessité".

 

Chacune des espèces vivant sur terre est elle-même seule dans "l'immensité indifférente de l'Univers" mais on sait, à présent, que toutes sont interdépendantes. Le hasard les a fait naître mais le hasard n'est plus nécessairement la première cause de leur disparition. Un espèce, l'espèce humaine, est devenue, en moins de deux siècles, le premier des animaux terrestres capable de modifier, profondément, les conditions de la vie sur la planète. Au point d'y menacer l'existence des autres espèces, y compris de la sienne.

 

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Le livre d'où est extrait cet article :

 

 

 

 

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L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole. Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.

 

Seront-ils entendus ?

 

 

 

Un livre chez Vuibert.

 

feuilleter

 

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12 Novembre 2014.

 

 

14h20. Au moment où cet article, issu du livre "Histoire du Carbone et du CO2", est retranscrit sur ce site, la sonde Philaë s'approche de la comète Churyumov-Gerasimenko. Bientôt nous devrions en savoir un peu plus sur l'origine de la vie.

 

 

 

En direct du CNES.

Rosetta, Philae et le carbone, du Big-bang à l'homo-sapiens.
Philae devrait s'être posée. Attente anxieuse de son premier signal.

Philae devrait s'être posée. Attente anxieuse de son premier signal.

La tension monte.

La tension monte.

17h05. C'est gané !

17h05. C'est gané !

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3 novembre 2014 1 03 /11 /novembre /2014 09:12

 

COPENHAGUE, le 2 novembre

 

L’influence de l’homme sur le système climatique est claire et en augmentation, avec des incidences observées sur tous les continents. Si on ne les maîtrise pas, les changements climatiques vont accroître le risque de conséquences graves, généralisées et irréversibles pour l’être humain et les écosystèmes. Nous disposons toutefois d’options pour nous adapter à ces changements et des activités rigoureuses d’atténuation peuvent limiter les conséquences de l’évolution du climat à une gamme gérable, d’où un avenir meilleur et plus viable.

 

Il s’agit là des principales conclusions du Rapport de synthèse publié dimanche par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Ce rapport condense et intègre les conclusions du cinquième Rapport d’évaluation du GIEC, produit par plus de 800 scientifiques et publié au cours des 13 derniers mois, qui constitue l’évaluation la plus complète des changements climatiques jamais entreprise.

 

Selon M. R. K. Pachauri, président du GIEC, « Nous avons les moyens de limiter les changements climatiques. Il existe de nombreuses solutions qui permettent un développement économique et humain continu. Nous n’avons besoin que de la volonté d’évoluer, qui, nous l’espérons, sera motivée par la connaissance et par la compréhension de la science des changements climatiques. »

 

Le Rapport de synthèse confirme que de tels changements sont observés dans le monde entier et que le réchauffement du système climatique est sans équivoque. Nombre des changements constatés depuis les années 50 sont sans précédent depuis des dizaines d’années, voire des millénaires. D’après M.Thomas Stocker, coprésident du Groupe de travail I du GIEC, « Selon notre évaluation, l’atmosphère et les océans se sont réchauffés, la quantité de neige et de glace a diminué, le niveau de la mer s’est élevé et la concentration de dioxyde de carbone a augmenté jusqu’à un niveau sans précédent depuis 800 000 ans. »

 

Le Rapport affirme avec une certitude plus grande que les évaluations précédentes que les émissions de gaz à effet de serre et d’autres facteurs anthropiques ont été la cause prédominante du réchauffement observé depuis le milieu du XXe siècle. Les incidences des changements climatiques se sont faites sentir sur l’ensemble des continents et des océans au cours des dernières décennies. Plus les activités humaines perturbent le climat, plus les risques sont élevés.

 

Selon le Rapport, des émissions constantes de gaz à effet de serre vont provoquer un réchauffement supplémentaire et des altérations de longue durée de tous les éléments du système climatique, augmentant ainsi le risque de conséquences vastes et profondes qui toucheront toutes les strates de la société et le milieu naturel.

 

Le Rapport de synthèse indique clairement que de nombreux risques représentent des problèmes particuliers pour les pays les moins développés et les collectivités vulnérables, vu leur capacité limitée d’y faire face.

 

Les personnes marginalisées sur le plan social, économique, culturel, politique, institutionnel ou autre sont particulièrement vulnérables aux changements climatiques. La limitation des effets des changements climatiques pose des problèmes d’équité et de justice, mais elle est nécessaire pour aboutir à un développement durable et à l’élimination de la pauvreté.

 

Selon M.Pachauri, « Nombre des personnes les plus vulnérables aux changements climatiques ont contribué et contribuent le moins aux émissions de gaz à effet de serre. Il ne sera pas possible de faire face à ces changements si des organismes particuliers mettent en avant leurs propres intérêts de façon indépendante. On ne pourra lutter contre les changements climatiques que grâce à des réponses coopératives et notamment à une coopération internationale. »

 

D’après M.Vicente Barros, coprésident du Groupe de travail II du GIEC, « L’adaptation est très importante du fait qu’elle peut être intégrée à la poursuite du développement et qu’elle peut contribuer à nous préparer aux risques, ce à quoi nous nous sommes déjà engagés du point de vue des émissions passées et de l’infrastructure actuelle. »

 

Toutefois, l’adaptation ne suffit pas en elle-même. Des réductions importantes et soutenues des émissions des gaz à effet de serre sont primordiales pour limiter les risques dus aux changements climatiques. Et comme l’atténuation réduit le rythme et l’ampleur du réchauffement, elle accroît, possiblement de plusieurs dizaines d’années, le temps dont nous disposons pour nous adapter à un niveau donné d’évolution du climat. Il existe de nombeux ’atténuation permettant d’aboutir, au cours des décennies à venir, aux réductions importantes des émissions nécessaires pour limiter, avec une probabilité de plus de 66%, le réchauffement à 2°C, objectif fixé par les gouvernements. Cependant, selon le Rapport, si l’on retarde une nouvelle atténuation à 2030, cela accroîtra sensiblement les problèmes techniques, économiques, sociaux et institutionnels que pose la limitation du réchauffement à moins de 2°C au-dessus des niveaux préindustriels d’ici la fin du XXIe siècle.

 

D’après M.Youba Sokona, coprésident du Groupe de travail III du GIEC, « Il est possible, sur le plan technique, de passer à une économie à faible teneur en carbone. Mais ce qui manque, ce sont des politiques et des institutions appropriées. Plus nous attendrons pour prendre des dispositions, plus l’adaptation aux changements climatiques et l’atténuation de ceux-ci coûteront cher. »

 

Selon le Rapport de synthèse, les évaluations quant au prix de l’atténuation varient, mais la croissance économique mondiale n’en serait pas affectée outre mesure. Dans les scénarios prévoyant une situation inchangée, la consommation – indicateur indirect de la croissance économique – continuera d’augmenter de 1,6 à 3 % par an au cours du XXIe siècle. Une atténuation ambitieuse permettrait de réduire ce taux de 0,06 point de pourcentage.

 

D’après M.Sokona, « Par comparaison avec le risque imminent d’une évolution irréversible due aux changements climatiques, les risques de l’atténuation sont gérables. »

 

Ces évaluations économiques du prix de l’atténuation ne tiennent compte ni des avantages d’une réduction des changements climatiques, ni des nombreux bénéfices secondaires en matière de santé, de conditions de vie et de développement.

 

Selon M.Pachauri, « La justification scientifique de la priorité à accorder aux mesures de lutte contre l’évolution du climat est plus claire que jamais. Nous disposons de peu de temps avant que la conjoncture permettant de limiter le réchauffement à 2°C ne prenne fin. Pour que nous ayons une bonne chance de rester au-dessous de 2°C à un prix gérable, nos émissions, sur le plan mondial, devraient diminuer de 40 à 70% entre 2010 et 2050, et tomber à zéro ou moins d’ici 2100. Nous avons cette possibilité, et le choix nous incombe. »

 

Une évaluation globale.

 

Le Rapport de synthèse, rédigé sous la direction de M.R.K.Pachauri, président du GIEC, forme la pierre angulaire du cinquième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts. Les trois premiers volumes, fondés sur les grandes lignes approuvées en octobre 2009 par les 195 gouvernements membres du GIEC, ont été publiés au cours des 14 derniers mois : The Physical Science Basis (Les bases scientifiques physiques) en septembre 2013, Impacts, Adaptation and Vulnerability (Conséquences, adaptation et vulnérabilité) en mars 2014, et Mitigation of Climate Change (L’atténuation des changements climatiques) en avril 2014.

 

Les rapports du GIEC sont le fruit des nombreuses années de labeur de toute la communauté scientifique qui fait des recherches sur les changements climatiques. Plus de 830auteurs coordonnateurs principaux, auteurs principaux et réviseurs représentant plus de 80 pays et ayant diverses opinions et compétences scientifiques, techniques et socio-économiques ont produit l’apport des trois groupes de travail, soutenus par plus de 1000 contributeurs et par plus de 2000 réviseurs experts, lors d’un processus répétitif d’examen et de révision. Les auteurs ont évalué plus de 30 000 documents scientifiques pour produire le cinquième Rapport d’évaluation. Une soixantaine d’auteurs et d’éditeurs appartenant au Bureau du GIEC et aux équipes d’auteurs des groupes de travail ont participé à la rédaction du Rapport de synthèse. Ils ont pu accomplir leur œuvre grâce à l’apport et au dévouement du Service d’appui technique au Rapport de synthèse.

 

M.Pachauri a déclaré : « Je tiens à remercier les centaines d’experts de la communauté scientifique mondiale qui ont fait don de leur temps et de leur compétence pour produire l’évaluation la plus exhaustive de l’évolution du climat produite à ce jour. J’espère que ce rapport va répondre aux besoins des gouvernements du monde entier et servir de base scientifique aux négociateurs qui s’efforceront de conclure un nouvel accord mondial sur le climat. »

 

 

 

 

On parle du changement climatique dans :

 

 

 

 

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L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole. Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.

 

Seront-ils entendus ?

 

 

 

Un livre chez Vuibert.

 

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29 octobre 2014 3 29 /10 /octobre /2014 15:59

Les produits contenant des nanoparticules envahissent de plus en plus vite notre quotidien. Rappelons qu’1 nanomètre est 1000 millions de fois plus petit qu’un mètre. Ces nouvelles nano molécules hightech sont développées dans de nombreux domaines. En métallurgie, en chimie comme en biologie et ainsi, aussi, dans leurs utilisations médicales. C’est à ces dernières que nous nous intéressons. Souvent, les ingénieurs en recherche et développement qui inventent de nouvelles applications des Nanos sont commercialisés sans le moindre contrôle, au mépris de la réglementation qui les oblige à tester la toxicité des substances avant de les vendre. Or, il s’avère que ces nanoparticules sont souvent redoutables – elles sont si petites que certaines peuvent traverser tous les organes, jouer avec notre ADN et provoquer de nombreux dégâts. Or on peut dire, sans exagération, que cette opération « nano », menée à l’échelle planétaire, souvent avec le pire cynisme, continue de se déployer pour capter des profits mirobolants au détriment de notre santé.

 

Continent sciences par Stéphane Deligeorges

 

Invité : Roger Lenglet, Philosophe, journaliste

 

Ecouter l’émission

 

 

http://www.franceculture.fr/emission-continent-sciences-quand-le-nocif-se-fait-nanometrique-2014-10-27


Le livre :

 

Les produits contenant des nanoparticules envahissent notre quotidien. Invisibles à l’oeil nu, ces nouvelles molécules hightech laissent parfois deviner leur présence par les accroches publicitaires : aliments aux “saveurs inédites”, “cosmétiques agissant plus en profondeur”, “sous-vêtements antibactériens”, fours et réfrigérateurs “autonettoyants”, articles de sports “plus performants”, et armes plus destructrices…

 

Sans cesse, les ingénieurs en recherche et développement inventent de nouvelles applications des nanos qui sont commercialisées sans le moindre contrôle, au mépris de la réglementation les obligeant à tester la toxicité des substances avant de les vendre. Or, il s’avère que ces nanoparticules sont souvent redoutables – elles sont si petites que certaines peuvent traverser tous les organes, jouer avec notre ADN et provoquer de nombreux dégâts.

 

Grâce à son enquête aussi rigoureuse qu’explosive, Roger Lenglet a retrouvé les principaux acteurs des nanotechnologies. Il livre ici leurs secrets et les dessous de cette opération menée à l’échelle planétaire qui, avec le pire cynisme, continue de se déployer pour capter des profits mirobolants au détriment de notre santé.

 

Avec ce premier livre en français sur la toxicité des nanoparticules, Roger Lenglet tente de prévenir un nouveau scandale sanitaire d’une ampleur inimaginable.

 

Pour voir des extraits.


La vidéo :

http://www.youtube.com/watch?v=TM8wumsICxI

 

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Ecouter sur France Culture :

 

Terre à terre par Ruth Stégassy. Les Nanotoxiques

 

Avec Roger Lenglet, philosophe et journaliste d’investigation auteur de "Nanotoxiques.

 

 

 

 


On parle aussi des nanoparticules dans :

 

Histoire du carbone et du CO2. De l’origine de la vie jusqu’au dérèglement climatique.

 

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Dérèglement climatique, fonte des glaces, cyclones, sécheresses...

 

Coupable : le dioxyde de carbone.

 

Pourtant sans ce gaz il n’y aurait aucune trace de vie sur Terre.

 

Histoire du carbone et du CO2.

 

Un livre chez Vuibert.

 

feuilleter

 

L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole. Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux

scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.

Seront-ils entendus ?

 

Voir l’introduction et la table des matières

 

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6 octobre 2014 1 06 /10 /octobre /2014 08:35

Salon de l'automobile, octobre 2014. Ségolène Royal, ministre de l'écologie, est venue y faire la publicité de la voiture électrique. "J'avais un temps d'avance" affirme-t-elle, parlant de son expérimentation en Poitou-Charentes.

 

Un temps d'avance ? Vraiment ? Retour en 1881.

 


Les expositions internationales constituent ces grands rendez-vous du 19ème siècle entre les états du monde "développé". Chacun y expose sa puissance technique et économique dans une rivalité qui s’affirme vouloir n’être que "pacifique". L’électricité y prend naturellement toute sa place. C’est le cas à Londres en 1862, à Paris en 1867 et 1878, à Vienne en 1875 et à Philadelphie en 1876. Mais l’exposition de 1881, à Paris, est une innovation.

 

Initiée par Adolphe Cochery (1819-1900), ministre des Postes et Télégraphes, c’est la première fois qu’une exposition internationale est entièrement consacrée à l’électricité et à ses applications. Cette rencontre prendra une importance particulière avec l’organisation, pendant l’exposition, du premier congrès international des électriciens.


Les moteurs électriques y sont spectaculairement illustrés par leur application à la locomotion. Le premier Tramway électrique fait ainsi son apparition à Paris. Il circule entre la place de la Concorde et le Palais de l’Industrie. Avec le téléphone et les lampes à incandescence c’est la plus belle attraction de l’exposition.

 


 

Premier tramway électrique à Paris

 

Visionnaire, Edouard Hospitalier imagine dans la revue La Nature (1882, premier semestre)  l’usage à venir des accumulateurs dans des véhicules électriques individuels :

 

"Les études sont dirigées aujourd’hui du côté des accumulateurs, et l’on peut espérer que, on sera arrivé à les construire assez légers pour pouvoir faire fonctionner des véhicules pendant quelques heures à l’aide de l’électricité emmagasinée. Il sera facile alors d’établir en certains points de la capitale de véritables relais où l’on viendra recharger les accumulateurs en les branchant sur la canalisation générale de la distribution. On aura ainsi réalisé le cheval de fiacre électrique et la nourriture électrique.

 

Nous n’en sommes pas encore là au point de vue de la pratique, mais combien d’années encore cette utopie mettra-t-elle à devenir une réalité."

 

Combien d’années ? E. Hospitalier, comme ses contemporains, était certain que l’électricité était l’énergie de leur avenir et avec elle la locomotion électrique. (voir l'histoire des voitures électriques)

 

C’était compter sans le pétrole dont on commençait seulement à imaginer l’usage possible dans ces moteurs à explosion dont le premier brevet avait été déposé par les frères Niépce en 1807 à un moment où ils qui ne disposaient pas encore du combustible idéal (leur prototype fonctionnait à la poudre de lycopode, spores d’un champignon). Un siècle plus tard, effet de serre et épuisement des ressources combinés, l’idée de la voiture électrique intéresse à nouveau pouvoirs publics et industriels.

 

Encore faut-il que la production d'électricité ne soit pas elle même source de pollution. Or dans le même temps où la ministre de l'écologie faisait la promotion de la voiture électrique, elle déclarait son attachement aux centrales nucléaires qu'elle considérait comme "un acquis et un atout" considérant par ailleurs que "le nucléaire est le socle de la politique énergétique de notre pays".

 

La voiture électrique ne serait-elle alors qu'un alibi pour la poursuite de la politique nucléaire de la France ?

 

 

 

Au siècle de l'avant pétrole, la "transition énergétique" vers l'électricité signifiait la sortie du tout-charbon et le recours aux énergies issues de la "Nature", celles qu'aujourd'hui, dans notre époque marchande, nous désignons comme "renouvelables".

 

Louis Figuier, rendant compte de l’exposition de 1881 dans L’année Scientifique de 1882, expose ses propositions : utiliser les énergies des chutes d’eau, des marées, des fleuves.

 

"Créer de l’électricité par la force primitive, transporter cette électricité à distance au moyen d’un fil, et à cette distance changer de nouveau cette électricité en mouvement… des forces naturelles aujourd’hui perdues pourraient être utilisées en les transportant à une distance plus ou moins grande.

 

Il y a par exemple, dans les Alpes, dans les Pyrénées, dans les Apennins, dans les Andes, d’immenses chutes d’eau qui pourraient produire de grands effets mécaniques, et qui sont perdues parce que l’on n’a pas le moyen de les utiliser sur place. Transportez cette force du pied des Alpes, par exemple, jusque dans une usine située à 20 ou 30 kilomètres, et vous disposerez ainsi d’une puissance qui était perdue, qui ne sera pas assurément gratuite, mais qui sera un accroissement de votre énergie mécanique.

 

Les marées sont une force naturelle immense, mais dont on ne peut tirer parti sur les rivages de l’océan. Transformez en électricité, au moyen d’une machine dynamo-électrique, la force mécanique de l’influx marin recueilli sur les côtes, et transportez au loin cette électricité… et vous aurez tiré parti d’une force naturelle qui jusqu’ici n’a jamais pu être utilisée sérieusement…

 

La roue d’un modeste moulin peut même être employée à produire de l’électricité, et cette électricité transporter au loin l’énergie mécanique de la chute d’eau"

 

Nous trouvons dans cette énumération une grande partie des énergies renouvelables que nous exploitons aujourd’hui ou que nous souhaitons exploiter dans l’avenir. En y ajoutant l’énergie du vent et surtout l’énergie solaire on aura complété la panoplie des alternatives aux énergies fossiles qui constitueront une part essentielle de notre futur.


 

Mais pour en revenir à la locomotion, plutôt que de développer un nouveau moyen de déplacement individuel à coup de subventions publiques (1), sans doute faudrait-il consacrer celles-ci en priorité à l'amélioration et au développement des transports collectifs moins coûteux en énergie et à l'isolation de l'habitat.

 

(1) Voir de Hervé Kempf : Loi sur l’énergie : un cadeau de 40 milliards d’euros au lobby de l’auto électrique.

 

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On parle des premières voitures électriques, du règne du tout pétrole et de transition énergétique dans :

 

 

 

Un livre chez Vuibert.

 

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Dérèglement climatique, fonte des glaces, cyclones, sécheresses…
 

Coupable : le dioxyde de carbone.

 

Pourtant sans ce gaz il n’y aurait aucune trace de vie sur Terre.

 

 

L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole.

 

Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.
 

Seront-ils entendus ?

 

 

 

 

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1 octobre 2014 3 01 /10 /octobre /2014 13:23

Deuxième fils du Duc de Devonshire, Henry Cavendish, reçoit, de son oncle, un riche héritage qui lui permet de constituer un laboratoire bien équipé qu’il utilise avec une rigueur peu commune parmi ses contemporains. ___________________________________________________________

matériel de laboratoire de Cavendish.


En 1766, il présente devant l’Association Royale de Londres une communication sur les airs factices.

 

Son exposé traite de l’air fixe tel que le définit Black, à savoir : "cette espèce particulière d’air factice qui est extrait des substances alcalines par dissolution dans les acides ou par calcination" (Philosophical Transactions, 1766, p141).

 

Si la description de l’air inflammable (notre hydrogène) constitue, par sa nouveauté, la partie la plus remarquable du travail de Cavendish, nous retiendrons qu’il multiplie également les expériences sur l’air fixe. Il l’obtient par l’action de l’esprit de sel (l’acide chlorhydrique) sur le marbre.

 

Il en étudie d’abord la solubilité dans l’eau. Elle est importante. Cette observation sera retenue quand il faudra, ensuite, expliquer la richesse de la vie aquatique. Il constate aussi, entre autres observations, que l’air fixe se dissout plus facilement dans l’eau froide. Une observation qui nous concerne dans cette époque présente où l’augmentation de la température des océans limite leur rôle de "pièges à carbone".

 

En utilisant une vessie animale, Cavendish mesure la densité de l’air fixe. Ayant constaté que l’air ordinaire est 800 fois moins dense que l’eau, il trouve que l’air fixe ne l’est que 511 fois moins. Il en déduit que l’air fixe a une densité de 1,56 par rapport à l’air ordinaire (à comparer à la valeur de 1,52 actuellement admise).

 

Le résultat mérite d’être noté, l’air fixe, plus dense que l’air se concentre donc dans les parties basses des enceintes où il est produit. Ceci explique l’asphyxie des ouvriers dans les fosses d’aisance ou des vignerons dans les cuves mal aérées, ou encore celle des animaux dans les grottes désignées comme "grotte du chien" : c’est au raz du sol que le gaz "méphitique" menace. Cette donnée intéresse également les expérimentateurs qui savent qu’ils peuvent conserver l’air fixe dans un flacon ouvert dont l’ouverture est dirigée vers le haut, disposition commode pour leurs expériences.

 

Toujours attaché à mesurer, Cavendish cherche à déterminer la quantité d’air fixe contenue dans le marbre. Le fort pourcentage de CO2 trouvé (40,7% de la masse) est proche de la valeur admise aujourd’hui.

 

Le marbre et la craie, décomposés par un acide, deviendront ainsi l’une des sources essentielles de la production d’air fixe.

 

C’est ce procédé qui sera utilisé par Priestley pour son étude de l’air fixe.

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pour aller plus loin voir :

 

 

 

 

Un livre chez Vuibert.

 

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Dérèglement climatique, fonte des glaces, cyclones, sécheresses…
 

Coupable : le dioxyde de carbone.

 

Pourtant sans ce gaz il n’y aurait aucune trace de vie sur Terre.

 

 

L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole.

 

Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.
 

Seront-ils entendus ?

 

 

 


Voir aussi :

 

Une brève histoire du CO2. De Van Helmont à Lavoisier.

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16 septembre 2014 2 16 /09 /septembre /2014 07:20

La COP 21, conférence internationale sur le climat, qui se tiendra à Paris en 2015 mettra à nouveau en évidence la responsabilité de l'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère dans l'élévation de la température terrestre et le dérèglement climatique.

 

Mais qu'est-ce que ce CO2 ? Sait-on que la connaissance de son existence et de son rôle est récente ?

 

Un livre nous le révèle.

 

 

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Dérèglement climatique, fonte des glaces, cyclones, sécheresses…coupable : le dioxyde de carbone.

 

Pourtant sans ce gaz il n’y aurait aucune trace de vie sur Terre.

 

Histoire du carbone et du CO2.

 

Un livre chez Vuibert.

 

feuilleter

 

L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole.

 

Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.
 

Seront-ils entendus ?


contact : gerard.borvon@wanadoo.fr


L’introduction :

 

CO2, fatal ou vital ?

 

« CO2 - Élixir de vie et tueur du climat » est le titre d’une exposition présentée au musée Naturama de Aarau en Suisse à la charnière des années 2012 et 2013.

 

Élixir… le mot est fort. Il a été emprunté à l’arabe médiéval « al iksīr » désignant la liqueur d’immortalité des alchimistes ou la pierre philosophale supposée transformer le plomb en or.

 

Dans une première partie nous choisirons ce côté lumineux de l’histoire.
 

Nous découvrirons la suite de tâtonnements, de réussites et aussi parfois d’échecs, qui a fait prendre conscience de l’existence et du rôle de cet « élixir », le dioxyde de carbone et de ce joyau minéral, le carbone.

 

Tueur de climat. Qui peut encore le nier ? Et qui peut refuser de voir que la dangereuse augmentation du CO2 dans l’atmosphère, loin d’être une malédiction portée par ce gaz, est le résultat de l’emballement d’un monde industriel développé qui gaspille les ressources fossiles accumulées sur la planète au cours de millions d’années et les disperse sous forme d’objets inutiles et de polluants multiples.

 

Élixir ou poison, amour ou désamour… Le carbone et le dioxyde de carbone sont symboliques de cette chimie aux deux visages qui sont aussi ceux de la science en général.

 

D’une part, une science « pour comprendre », qui enthousiasme les scientifiques comme les esprits curieux par ses extraordinaires avancées dans la connaissance des phénomènes naturels. Une science qui donne la liberté de penser le monde en dehors des dogmes et qui, en même temps, peut apporter du confort à la vie quotidienne de chacune et chacun.

 

De l’autre côté, une science au service d’une « croissance infinie », décrétée par un système économique qui impose ses choix techniques et politiques. Une science et une technique dont les bénéfices pour la société sont de plus en plus occultés par les nuisances sociales et environnementales qu’elles provoquent.

 

Qui s’intéresse à l’histoire des sciences et des techniques ne peut échapper à ce double sentiment :

 

- L’émerveillement devant l’ingéniosité de l’esprit humain et les constructions intellectuelles et matérielles qu’il met en oeuvre pour comprendre son environnement et améliorer son cadre de vie.

 

- La lucidité devant le redoutable pouvoir des sciences et des techniques entre les mains de ceux pour qui elles représentent d’abord un outil pour posséder ou dominer.

 

À travers cette histoire du carbone et du CO2, nous n’échapperons pas à ces allers et retours.

 

Depuis l’Antiquité grecque jusqu’à Lavoisier nous suivrons une science dans laquelle nous serons tentés de ne reconnaître que la curiosité de l’enfance et l’enthousiasme de l’adolescence. Cette première partie nous apprendra ce que sont le carbone et le CO2 et comment ils contribuent à la vie sur cette planète.

 

Nous verrons ensuite une accélération extraordinaire des connaissances scientifiques et une multiplication de leurs applications techniques, au cours d’un xixe siècle qui s’achève avec les ondes électromagnétiques, les rayons X, la radioactivité, les premières automobiles, etc. Viendra ensuite le xxe siècle qui exploitera ces découvertes, pour le confort des sociétés développées, en même temps que se développeront leurs usages les plus redoutables.

 

Un développement qui amène à s’interroger sur la fonction des sciences dans nos sociétés. Car les scientifiques en font eux-mêmes le constat : alors qu’elle est depuis longtemps un indiscutable synonyme de progrès, à la fois pour les connaissances et pour la vie quotidienne, un désamour s’installe entre la science et la société.

 

C’est dans ces moments de doute qu’un retour aux sources peut faire revivre, à travers les écrits des auteurs des époques antérieures, les élans et les joies des premiers succès. Peut-être trouverons-nous également, dans ces expériences passées, des aides pour imaginer un nouvel avenir des sciences dans une société qui fonctionnerait sur d’autres bases que celles d’une croissance matérielle effrénée.

 

Note : nous avons choisi de scinder ce texte en cinq parties qui s’enchaînent mais qui pourraient également se lire de façon séparée.


 


Table des matières

 

CO2, fatal ou vital ?.

 
Première partie. D’Empédocle à Lavoisier, des quatre éléments à la naissance du carbone.

 

Au début étaient les quatre éléments.

Un modèle d’une grande puissance évocatrice.

Des quatre éléments aux quatre humeurs.

L’intermédiaire alchimique.

 

Jean-Baptiste Van Helmont, l’eau, la croissance des végétaux
et le « gas silvestre ».

L’alchimiste blasphémateur.

Les Anciens se sont trompés : il n’existe qu’un seul élément !.

Lavoisier et la contestation de la transmutation de l’eau en terre.

Au sujet du « gas silvestre » et de la naissance du mot « gaz ».

Hommage rendu à Van Helmont : l’adoption du mot « gaz ».

 

Georg Ernst Stahl, de l’élément feu jusqu’au phlogistique.

De l’alchimie à la chimie.

Du « principe sulfureux » au « principe inflammable » : le phlogistique.

Le charbon et les métallurgistes.

Un modèle diffusé par les chimistes français.

Quand Lavoisier était encore phlogisticien.

 

La course aux airs.

Stephen Hales (1677-1761). Quand l’air se transforme en pierre !.

Joseph Black (1728-1799) et l’air fixe.

Henry Cavendish (1731-1810), de l’air fixe à l’air inflammable
et autres airs factices.

Joseph Priestley (1733-1804), air fixe, air nitreux, air déphlogistiqué
et autres airs.

Les plantes ne fonctionnent pas comme prévu !.

Priestley mesure l’importance de l’observation..

Priestley et l’air fixe : poison ou remède ?.

Vraiment bizarre ?.

 

Priestley, Scheele, Lavoisier. De l’air déphlogistiqué à l’air du feu
et à l’oxygène. . .

Priestley (1733-1804), le phlogistique et l’air déphlogistiqué.

Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) et l’air du feu.

Lavoisier (1743-1794), de l’air vital au principe oxygine et à l’oxygène.

1774-1777 : l’air est un mélange de deux fluides.

1777 : le phlogistique n’existe pas.

Quand l’air vital devient « air acidifiant » : le principe oxygine.

Quand naît l’oxygène.

 

Lavoisier. De l’air fixe à l’acide crayeux aériforme
et au gaz carbonique. . .

Quand l’air fixe devient acide crayeux aériforme..

De l’acide crayeux aériforme à l’acide charbonneux.

Quand l’acide charbonneux devient gaz acide carbonique
et quand naît le carbone.

 

De l’offensive anticarbone à la victoire de CO2.

Une réception « nuancée » de la part des académiciens français.

Des mots durs, barbares, qui choquent l’oreille. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

La guerre est déclarée.

Oubliez ces carbonates, ces carbures….

Et pourtant carbone, carbonique et carbonates se sont imposés.

Symboles et équations chimiques.

 

O2 et CO2 : le jour et la nuit des plantes. . .

Charles Bonnet et l’alimentation des plantes par leurs feuilles. . . . . . . .

Jan Ingenhousz : le soleil rythme la vie des végétaux.

La vie nocturne des plantes.

Comme les animaux, jour et nuit, les plantes respirent.

Senebier, ou comment les plantes s’alimentent.

Lavoisier et l’apport de la chimie.

Aujourd’hui.

Et avant-hier ?.

 

O2, CO2 et la respiration des animaux. . .

Lavoisier et la respiration animale.

Savoir mesurer la chaleur.

Après l’unité, l’appareil de mesure. .

Les cochons d’Inde et la respiration.

Lavoisier, Seguin et la respiration humaine.

 
Deuxième partie. Quand la chimie était verte. . .

 

Quand la chimie naissait des plantes. . .

Distiller les bois, les feuilles, les graines, les racines.

Les produits précieux des résines.

Une résine élastique : le caoutchouc.

Retour aux sources.

 

Au sujet des charbonniers et du charbon de bois. . .

L’antiquité du charbon de bois.

L’industrie métallurgique et la grande époque des charbonniers.

Les chimistes et le charbon.

Lavoisier, le charbon et la poudre noire.

Coup d’oeil sur le charbon de bois aujourd’hui.

Mais alors, où est le problème ?.

 

Du bois pour les gazogènes. . .

Philippe Lebon invente le gazogène.

Gazogène à bois, le retour.

Retour aux sources ?.

 

Des plastiques sans houille et sans pétrole. . .

Du coton-poudre au collodion.

Du collodion au Celluloïd.

Le succès de la soie artificielle.

Et aujourd’hui ?.

 
Troisième partie. Quand le charbon sort de terre. . .


Le charbon et la vapeur au siècle de l’industrie. . .

Avec Denis Papin, le siècle de la vapeur commence en Angleterre.

Newcomen, Watt : de la « pompe à feu » à la machine à vapeur.

En France, de la révolution sociale à la révolution industrielle.

Le versant noir du progrès.

De la mine aux tranchées.

La colonisation, l’autre guerre.

 

Quand le gaz de houille éclairait la ville. . .

Les pionniers britanniques.

L’éclairage au gaz en France.

Quand les « becs de gaz » investissent le paysage urbain.

Le gaz menacé par l’électricité.

La lumière électrique à Châteaulin quand Paris l’attend encore :
beau symbole !.

 

Le goudron de houille et le grand oeuvre des chimistes du xixe siècle.

Le merveilleux goudron.

L’affaire de la garance.

La conquête de l’indigo.

La suprématie allemande.

Une industrie « précieuse pendant la guerre ».

 
Quatrième partie. Asphalte, bitume et pétrole.

 

Asphalte, bitume et pétrole avant l’automobile.

Asphalte et bitume sous Louis XV.

L’asphalte dans les villes de la Belle Époque.

Le pétrole, huile de la pierre.

Quand le pétrole était un médicament.

Quel usage pour ce pétrole ?.

Le pétrole du Caucase.

Le pétrole d’Amérique.

Et en Europe ?.

Le pétrole dans le monde en 1889.

La querelle des plutoniens et des neptuniens.

 

Premiers pipe-lines, premiers pétroliers, premières raffineries,
premiers accidents.

Le pétrole, un produit d’avenir ?.

 

Et l’automobile fut.

L’automobile et la vapeur.

Quand la fée électricité animait les tramways, les fiacres et les
automobiles.

L’autre moteur.

La victoire du pétrole.

1900 : le big-bang automobile.

 

Le pétrole d’après.

 
Pour conclure.

 

Le carbone et la vie.

La chimie devient « organique ».

De la synthèse organique à la génétique.

Le carbone, du big-bang à l’Homo sapiens.

Naissance de la Planète bleue.

Quand s’assemblent les molécules du vivant.

 

La science face au désamour.

Un débat à la Sorbonne.

Débattre de la science et de la vie il y a cent ans ?.

Débattre il y a cinquante ans ?.

Lanceurs d’alerte.

Retour à la Sorbonne.

Un problème de démocratie.

Cultiver les sciences.

Rapide plaidoyer pour l’histoire des sciences.

Les sciences, remède à la technocratie ?.


Bibliographie.

 

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14 août 2014 4 14 /08 /août /2014 12:14

Nous avons rencontré Hauksbee en 1705 quand, en frottant dans l’obscurité un globe de verre dans lequel il avait fait le vide, il y faisait apparaître une étrange lueur qui semblait suivre le doigt qui s’en approchait.

 

Plus tard, l’abbé Nollet reprenait ces expériences dans une mise en scène qui leur assurait une durable publicité.



Expérience des vases lumineux réalisée par l’abbé Nollet


Sa méthode était plus efficace. Au lieu de frotter le récipient de verre, il l’électrisait en faisant pénétrer, à son autre extrémité, le classique canon de fer, suspendu par des cordons de soie, qui recevait l’électricité du globe de la machine électrique.

 

L’expérience était réalisée dans l’obscurité. Laissons parler Nollet :

 

"Si vous portez la main au robinet de métal qui tient à l’un des goulots du matras purgé d’air ou que vous approchiez vos doigts de la surface du verre tandis qu’on électrise le conducteur : vous verrez dans l’intérieur du vaisseau plusieurs jets d’une matière très lumineuse ; et si vous le touchez, vous apercevrez une pareille matière qui se répand dans son épaisseur, à peu près comme une huile imprégnée de phosphore." (Nollet, leçons de physique expérimentale). Notons que le terme de phosphore ne fait ici nullement référence à l’élément chimique dont la découverte en Europe date de la fin du 17ème siècle mais de façon générale, en accord avec l’étymologie grecque, à tout "porteur de lumière".

 

Pour Nollet, l’expérience indique qu’il est "très probable que la matière électrique est la même que celle du feu et de la lumière".

 

Bien plus tard, Faraday s’intéresse à son tour au phénomène. Il utilise un tube muni de deux électrodes à ses extrémités et dans lequel il peut faire le vide. Quand le vide n’est pas poussé à son maximum, une lueur l’emplit dès que les électrodes sont reliées à une source de haute tension.

 

Poussant plus loin le vide, il observe une frange sombre dans la colonne lumineuse du côté de la cathode. Cette zone sans lumière s’élargit quand le vide augmente. Cette observation sera mise à profit par son compatriote William Crookes.

 
William Crookes et la matière radiante.

 

L’étude des décharges dans les gaz raréfiés prend une nouvelle vigueur avec William Crookes (1832-1919). Le savant britannique est déjà célèbre pour avoir découvert un nouvel élément, le Thallium, et aussi pour son radiomètre.

 

L’appareil est encore commercialisé, souvent sous forme de curiosité. C’est un rotor léger, constitué par un ensemble de quatre plaques carrées dont l’une des faces est blanche et l’autre noire. Placé dans une ampoule vide de son air, le rotor tourne sous l’action de la lumière. Crookes en avait fait un usage scientifique, en particulier pour la mesure des radiations invisibles comme les radiations infrarouges.

 

Crookes accepte la théorie cinétique des gaz proposée par Bernoulli. Celui-ci considère les gaz comme formés de molécules se déplaçant en ligne droite mais changeant rapidement de direction à l’occasion des chocs avec les autres molécules ou les parois des vases les contenant. Dans les tubes de Faraday ou de Geissler, Crookes fait l’hypothèse que les molécules se chargent d’électricité au contact de la cathode et en sont violemment repoussées.

 

Si le vide est insuffisant elles rencontrent rapidement d’autres molécules, la violence du choc se traduisant par une émission lumineuse.

 

Si on pousse le vide, la trajectoire rectiligne des molécules, perpendiculairement à la surface de l’électrode, s’allonge et un espace sans lumière apparaît. Celui qui avait déjà été observé par Faraday. Un vide très poussé, comme celui auquel parvient Crookes, fait même disparaître tout effet lumineux à l’intérieur du tube. Seul est visible l’impact du faisceau sur le verre qui s’éclaire à l’endroit où il le rencontre.

 

Pour mettre en évidence l’existence de ce jet invisible, supposé être constitué de molécules, Crookes a l’idée de leur opposer des obstacles. Un montage célèbre est celui d"une roue à palettes montée sur des rails de verre. Soumise au rayonnement, elle tourne et avance. On peut choisir le sens du mouvement en choisissant l’électrode alimentée

 

On peut aussi placer dans le tube un écran fluorescent, par exemple recouvert de sulfure de carbone. Placé légèrement incliné le long du trajet du faisceau, il le rend visible. Le montage est encore présent dans nos lycées pour l’étude des rayonnements cathodiques.

 

Autre méthode : présenter sur le trajet du faisceau un obstacle dont l’ombre se verra sur l’extrémité élargie du tube. Le tube muni d’une croix inclinable à volonté deviendra un équipement classique des laboratoires.

 

Il résulte de cette étude une observation qui mériterait explication : les particules suivent un trajet rectiligne toujours perpendiculaire à la surface de la cathode. La place de l’anode n’a aucune influence. Il ne s’agit donc pas d’un "courant électrique" passant d’une électrode à l’autre mais d’un phénomène de type nouveau qui sera désigné par le terme de "rayonnement cathodique".

 

Le 16 janvier 1880 Crookes exécute ses expériences devant la Société française de physique. Elles laissent les spectateurs perplexes.

 

Le rayonnement est dévié par l’approche d’un corps chargé d’électricité et se comporte comme constitué de particules chargées d’électricité négative. Mais il est également dévié par un aimant comme le serait un courant électrique. Alors, flux de charges électriques ou courant d’électricité ?

 

N’oublions pas qu’en France les deux notions sont très différentes : un courant électrique est constitué par le déplacement simultané et en sens inverse des deux fluides. L’un positif, l’autre négatif.

 

Plus étrange. Deux pinceaux parallèles sont créés à partir de deux cathodes voisines. Vont-ils se repousser car constitués de particules de même charge ou s’attirer comme le font deux courants électriques de même sens ? Ils se repoussent, ce sont donc des particules chargées d’électricité et non des courants électriques tels que pouvait les décrire Ampère.

 

Mais quel type de particules ? Ces expériences se font dans des tubes où le vide est extrême. Crookes a mis au point des machines "pneumatiques" qui permettent de faire un vide particulièrement poussé. En les faisant fonctionner longtemps (jusqu’à quinze jours) il arrive à un vide qu’il estime à un millionième d’atmosphère. Les particules chargées ne peuvent donc pas être des molécules d’air résiduel. Crookes imagine un quatrième état de la matière, la "matière radiante", dont une des caractéristiques sera cette propagation rectiligne à partir de la cathode

 

Il faudra attendre la fin du siècle avec J.J. Thomson et la découverte de l’électron pour trouver une explication du phénomène acceptable par l’ensemble du monde scientifique. Les applications seront alors nombreuses : ampoules à vide équipant les premiers appareils électroniques, tubes cathodiques des oscilloscopes, des écrans de télévisions et des premiers ordinateurs, etc…

 

Le tube cathodique sera aussi à l’origine de découvertes aussi importantes que le rayonnement X et la radioactivité.

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13 août 2014 3 13 /08 /août /2014 15:30

 

Physicienne reconnue et personnalité politique de premier plan en Tunisie, Faouzia Farida Charfi offre avec ce livre un vibrant plaidoyer pour la science et l’autonomie de la pensée.

Puisant dans l’actualité récente mais aussi dans l’histoire, elle retrace ici les relations entretenues par l’islam et la science. Des relations qui, après un véritable âge d’or des sciences arabes et la période réformiste du XIXe siècle, sont désormais marquées du sceau de l’ambiguïté : oscillant entre le rejet et la fascination, les islamistes se livrent aujourd’hui à des tentatives pour concilier les théories scientifiques et le Coran, dénaturant ainsi et la science et l’islam sous prétexte de modernité.

Faouzia Farida Charfi analyse aussi le créationnisme pour dénoncer l’alliance objective des fondamentalismes – anglo-saxons ou musulmans – et le sort qu’ils réservent aux femmes. Elle rappelle enfin qu’on peut les combattre et ouvre quelques pistes en ce sens.

Un appel pour que la Tunisie se donne les moyens de son avenir.

Faouzia Farida Charfi est physicienne et professeur à l’Université de Tunis. Militante de la première heure, dès la présidence de Habib Bourguiba, elle a été nommée secrétaire d’État à l’Enseignement supérieur dans le gouvernement provisoire issu de la révolution du 14 janvier 2011. Elle en a démissionné peu après pour reprendre sa liberté de parole et d’action.

 

Un extrait de la conclusion de son ouvrage :

 

" ... la science est basée sur l'analyse de l'observation des faits de la nature ou des résultats d'expérience et sur leur traduction en termes de théories dont la validité peut constamment être remise en cause. Elle réunit autour d'elle un monde parlant le même langage et offre un cadre de discussions à une échelle autre que nationale et dans une certaine mesure, à l'abri des clivages idéologiques et politiques.

 

Le statut que la science a acquis lui vient de la persévérance des savants, de leur travail souvent solitaire, de leur résistance aux attaques dont ils ont été l'objet, de leur enthousiasme aussi par rapport au bonheur que procure la découverte. Ils laissent un legs scientifique dont la richesse est le fruit d'un questionnement libre et sans limite, excluant les dogmes. "

 

Et un autre message qui s'adresse à la jeunesse tunisienne mais qui pourrait s'adresser à la jeunesse d'Europe et en particulier de la France qui voit son enseignement scientifique déserté par les étudiants.

 

La jeunesse tunisienne "pourrait être en mesure de créer de nouveaux concepts scientifiques générant de nouvelles avancées dans différents domaines, tels que l'informatique, la biologie, les énergies renouvelables, et contribuer à la construction du savoir scientifique.

 

Cela implique que le savoir ne soit pas conçu comme un produit "utile", mais comme l'aventure d'un esprit libre et critique. Cela implique que la science entre par la grande porte, afin d'être appropriée, valorisée et enrichie. Et non pas des bouts de science repris, déformés, mis en avant pour donner un vernis de modernisme, l'illusion d'être dans le monde actuel de la technologie. Ces bouts de sciences ne peuvent être générateurs de connaissances.

 

Un long chemin reste encore à faire dans l'ensemble du monde arabe. Ma conviction est qu'il vaut la peine d'être parcouru malgré les obstacles et je nourris l'espoir que bientôt les pays arabes se hisseront au rang de ceux qui ont accès au monde de la connaissance et contribueront au savoir universel."

 

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Suivre l'interview de Faouzia Farida Charfi

 

Ecouter également sur RFI :

Peut-on espérer une révolution du savoir en Tunisie ?

 

 

 

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12 août 2014 2 12 /08 /août /2014 18:27

Volta a réservé la primeur de sa découverte de la pile électrique à la Royal Society.

 

Sa lettre du 20 mars 1800 adressée à Joseph Banks parvient à Londres dans les premiers jours d’avril et, avant même sa publication officielle en juin, est communiquée aux membres de la compagnie. Dès lors chacun s’emploie à reproduire les expériences décrites et à en imaginer de nouvelles.


Parmi les premiers auditeurs, un chirurgien, Anthony Carlisle est très attentif à l’invitation expresse de Volta : rechercher tout ce que la pile, "organe électrique artificiel" comparable à celui des poissons torpilles, peut apporter à la médecine et à la physiologie.

 

Des monnaies d’argent, des rondelles de zinc et des rondelles de carton imprégnées d’eau salée lui permettent de monter une colonne de 17 couples. Avec son ami Nicholson, physicien averti, il se propose d’abord de vérifier la polarité de son montage à l’aide d’un électroscope et du condensateur à plateau de Volta. Voulant améliorer le contact entre le fil relié à l’un des pôles de la pile et le plateau du condensateur de l’électroscope, il dépose sur celui-ci une goutte d’eau dans laquelle il plonge le fil.

 

Bons observateurs, les deux amis ne manquent pas de remarquer, autour du fil, un dégagement de fines bulles d’un gaz dont l’odeur leur fait soupçonner qu’il s’agit d’hydrogène. L’eau serait-elle décomposée par le fluide électrique ? Le 2 mai de l’année 1800, ils le vérifient en reliant les deux pôles de la pile à un tube de verre de 30 centimètres de longueur et de quinze millimètres de diamètre, rempli d’eau de source et fermé par deux bouchons de liège traversés par un fil de cuivre.

 

Le tube est vertical, son électrode inférieure est reliée à la plaque d’argent, l’autre à la plaque de zinc. Dans un premier temps rien ne se passe. On rapproche les fils de cuivre et quand ils ne sont plus distants que de cinq centimètres :

 

"une longue traînée de bulles excessivement fines, s’éleva de la pointe du fil inférieur de cuivre qui communiquait avec le disque d’argent, tandis que la pointe du fil de cuivre opposé devenait terne, puis jaune orangé, puis noire".

 

Après deux heures et demie de ce fonctionnement, le sommet du tube contenait environ un demi-centimètre cube d’un gaz qui, en détonnant avec un mélange d’air, se révélait être de l’hydrogène. La base du tube recevait pour sa part un dépôt filamenteux tombant du fil supérieur et qui se révélait être de l’oxyde de cuivre. On pouvait soupçonner que ce composé était le résultat d’une combinaison du métal avec l’oxygène issu de la décomposition de l’eau. Pour le vérifier il suffisait de remplacer le cuivre par deux fils d’un métal inoxydable comme le platine. Ce qui fut fait.

 

Comme espéré, un dégagement de gaz se développa, alors, sur chaque électrode. En modifiant le montage il était possible de les recueillir séparément et de constater que le premier était de l’hydrogène et le second de l’oxygène. Possible aussi de mesurer leur volume et de retrouver les proportions établies par Lavoisier pour la composition de l’eau.

 

Par le moyen de l’étincelle électrique, Lavoisier avait provoqué la synthèse de l’eau. Par l’usage de la pile électrique Nicholson et Carlisle en avaient donc réalisé la décomposition.

 

Etait-ce si simple ? L’expérience reprise dans toute l’Europe scientifique donnait lieu à débat. L’eau était-elle réellement le corps décomposé ? Les problèmes soulevés sont nombreux :

 

- A l’évidence une eau additionnée de certains acides ou de certains composés alcalins donne de bien meilleurs résultats que l’eau pure. Le corps dissout ne pourrait-il pas être l’agent essentiel de l’apparente décomposition ?

 

- De l’eau soigneusement distillée continue à être décomposée mais le phénomène n’est-il pas lié à la dissolution, dans cette eau, de l’air ou même de la matière du récipient qui sert à l’expérience ?

 

Rapidement, l’interprétation de l’électrolyse d’une solution aqueuse apparaît comme étant extrêmement complexe. Mais cette complexité est plutôt stimulante pour la nouvelle génération de chimistes européens formée à l’école des Priestley, Cavendish ou Lavoisier. Parmi ceux-ci Humphry Davy.

 

Humphry Davy (1778-1829).

 

Davy a vingt deux ans quand il prend connaissance des travaux de Volta. Il est alors le collaborateur du docteur Beddoès qui dans "l’institution pneumatique" qu’il a fondée à Boston, étudie les propriétés anesthésiantes du protoxyde d’azote identifié par Priestley vers 1774.

 

Chimiste dans un établissement qui se livre à des recherches médicales, c’est donc en chimiste qu’il aborde le problème de l’électricité "galvanique". Dès sa première publication du 26 octobre 1800, avec la hardiesse propre à la jeunesse, il met à mal la théorie de Volta. Le phénomène, dit-il, n’est pas le résultat d’une différence dans la "tension électrique" propre à chaque métal. Ayant constaté l’oxydation du zinc pendant le fonctionnement de la pile, il en déduit que "le galvanisme est un procédé purement chimique" qui "dépend entièrement de l’oxydation de surfaces métalliques".

 

Il constate ensuite que "si les plaques de zinc sont humectées avec de l’eau pure, la pile n’agit pas" mais que l’action de la pile est infiniment plus puissante quand on emploie de l’acide nitrique :

 

" Cinq couples avec de l’acide nitrique donnent des étincelles égales à celles de la pile ordinaire ; avec vingt couples la secousse est insupportable."

 

Volta n’avait attribué, au liquide imbibant ses rondelles de carton, que le rôle modeste d’un conducteur. Il lui faudra à présent admettre que le moteur de sa découverte se trouvait dans ce "détail" expérimental. C’est, en réalité, l’action chimique du liquide employé qui est essentielle. Après une suite d’observations heureuses mais d’interprétations erronées était venu le temps de "l’électrochimie".

 

De cette nouvelle conception allaient sortir d’autres modes de construction des appareils "électromoteurs". Cruikshank, collaborateur de Carlisle et Nicholson choisit de rendre horizontale la pile verticale. Dans une boîte de bois recouverte d’un vernis isolant, il place des plaques rectangulaires de cuivre et de zinc glissées dans des rainures aménagées dans la boîte et scellées au mastic. Les couples délimitent ainsi des cases régulières dans lesquelles est versée la solution conductrice choisie. On peut ainsi associer un nombre important de plaques de grande surface.

 

Certainement aurait-il été plus judicieux de conserver pour ce nouveau montage le terme "d’électromoteur" proposé par Volta, mais on continuera, comme aujourd’hui encore, à nommer "pile" cette construction qui n’en est plus une.

 

Ces piles d’un nouveau style ont des effets prodigieux. Celle de Pepys construite en 1802 comporte soixante paires de plaques carrées, zinc-cuivre, de six pouces de côté, plongeant dans une solution d’acide nitrique. Le courant obtenu fait fondre des fils de fer ayant jusqu’à trois millimètres de diamètre. La même année Davy en fait construire une qui exigeait d’être manipulée avec de nombreuses précautions. Elle se compose de quatre cents paires métalliques de cinq pouces carrés associées à quarante paires de un pied carré. Ce sont plusieurs centaines de volts qui sont ainsi disponibles entre ses pôles !

 

Son appareil construit, Davy se met au travail et livre ses premiers résultats le 29 décembre 1806 lors d’une lecture faite devant la "Royal Society". Après avoir étudié dans le détail l’expérience dite de "décomposition de l’eau", il s’attaque à l’action de la pile sur les solutions acides, alcalines ou salines.

 

Cherchant à décomposer la potasse et voulant éliminer l’influence de l’eau, il parvient à électrolyser le corps en fusion. Il voit alors apparaître, au pôle négatif, de petits globules, semblables à du mercure, et qui, très oxydables se recouvrent rapidement d’une couche terne.

 

Une course aux nouveaux éléments.

 

Davy vient de découvrir un métal nouveau auquel sera donné le nom de potassium. Il donne ainsi le départ d’une course à la recherche de nouveaux éléments. Lui-même découvre rapidement le sodium, le baryum, le strontium et le calcium.

 


Le laboratoire de Davy (Louis Figuer, Les Merveilles de la Science)


 

La renommée de Davy gagne le continent et, en 1808, l’Institut français des Sciences trouve enfin le successeur de Franklin et Volta et lui attribue le prix fondé par le Premier Consul et qui n’avait, jusqu’à présent, pu être attribué faute de candidat sérieux.

 

Cette réussite anglaise incite aussi Napoléon à faire construire au sein de l’école polytechnique une pile gigantesque de 600 couples cuivre/zinc de neuf décimètres carrés pour chaque plaque. L’ensemble avait 54 mètres carrés de surface et fut mis à la disposition des chimistes Gay-Lussac et Thénard.

 


La grande pile de l’Ecole Polytechnique (1813) (Louis Figuier, Les Merveilles de la Science)


 

Les Anglais ne voulant pas être en reste, une souscription permettait de construire, pour Davy, une nouvelle pile encore plus puissante. D’un type imaginé par Wollaston, elle associait deux cents éléments de dix plaques chacun associés en batterie soit un total de deux mille plaques. Trois fois plus que la pile de l’école polytechnique.

 


La pile de Wollaston construite en 1807 et utilisée par Davy (Louis Figuier, Les Merveilles de la Science)


 

Avec ce dispositif Davy découvrait l’arc électrique. En reliant les pôles de la pile par des charbons taillés en pointe, il observe la naissance d’une étincelle à l’éclat incomparable quand on approche ces deux pointes de quelques millimètres. En écartant ensuite les charbons on obtient un "arc" de plusieurs centimètres. La lumière obtenue peut, la nuit, éclairer, d’une lumière de plein jour, une pièce obscure. La chaleur de l’étincelle est suffisante pour volatiliser toute matière, aussi réfractaire soit-elle. Et ne parlons pas de la certitude d’être foudroyé si par inconscience on touchait, à la fois, les deux pôles de cette batterie.

 

La pile de Volta et ses premières applications ont totalement bouleversé la science électrique. La voie ouverte n’a rien à voir avec les approches passées. Finis les tubes et les sphères que l’on frotte pour observer des phénomènes que seuls les meilleurs manipulateurs sont capables d’obtenir. Il suffit d’une solution de sel ou d’acide et de plaques de métal réunies dans un montage à la portée de chacun pour obtenir des effets prodigieux.

 

Il est difficile d’imaginer que l’électricité n’a, pourtant, encore révélé qu’une modeste partie de son pouvoir. Et pourtant…


On peut trouver un développement de cet article dans ouvrage paru en septembre 2009 chez Vuibert : "Une histoire de l’électricité, de l’ambre à l’électron"

 

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Voici un ouvrage à mettre entre toutes les mains, celles de nos élèves dès les classes de premières S et STI de nos lycées, et entre les mains de tous les futurs enseignants de sciences physiques et de physique appliquée (tant qu’il en reste encore !).

 

L’auteur est un collègue professeur de sciences physiques, formé à l’histoire des sciences, et formateur des enseignants en sciences dans l’académie de rennes. Bref quelqu’un qui a réfléchi tant à l’histoire de sa discipline qu’à son enseignement et sa didactique, et cela se sent.  Le style est fluide et imagé, bref plaisant au possible...

 

...voici donc un bon ouvrage permettant de se construire une culture scientifique sans l’âpreté des équations de la physique.

 

extrait du commentaire paru dans le Bulletin de l’Union des Physiciens.

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