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Futura dans les Étoiles

Physique

Sons et couleurs : de la science à l'art

La luminescence dans tous ses états

La couleur dans tous ses éclats

<p>Bernard Valeur est Professeur &eacute;m&eacute;rite au Conservatoire National des Arts et M&eacute;tiers.</p><h2>- Dipl&ocirc;mes </h2><p>1968 Dipl&ocirc;me d'ing&eacute;nieur de l'&Eacute;cole Sup&eacute;rieure de [popupdefinition id=15839]Physique[/popupdefinition] et de [popupdefinition id=15837]Chimie[/popupdefinition] Industrielles de Paris (ESPCI) (Major de promotion). <br>1970 Doctorat de 3&egrave;me cycle - Universit&eacute; Pierre-et-Marie-Curie, Paris.<br>1975 Doctorat d'&eacute;tat &egrave;s-Sciences Physiques - Universit&eacute; Pierre-et-Marie-Curie, Paris.</p><h2>- Fonctions </h2><p>&bull; Fonctions principales</p><p>1969-70 Assistant du Professeur G. Champetier, &agrave; l'E.S.P.C.I. <br>1970-79 Ma&icirc;tre-Assistant au Laboratoire de Physicochimie structurale et macromol&eacute;culaire de l'ESPCI (Pr. L. Monnerie) <br>1979-2008 Professeur au Conservatoire National des Arts et M&eacute;tiers (CNAM), titulaire de la Chaire de chimie g&eacute;n&eacute;rale dans ses rapports avec l'industrie (promu &agrave; la classe exceptionnelle en 1997) <br>2008-2016 Professeur &eacute;m&eacute;rite du CNAM</p><p>&bull; Autres fonctions</p><p>1975-76 Chercheur associ&eacute;, School of Chemical Sciences, University of Illinois, Department of Chemistry and Biochemistry, Urbana-Champaign, Illinois, U.S.A. (Pr. G. Weber) <br>1987-88 Pr&eacute;sident du D&eacute;partement de Chimie-&Eacute;lectrochimie-Biologie du CNAM <br>1989-94 Directeur de l'unit&eacute; de recherche associ&eacute;e au CNRS Physico-chimie organique appliqu&eacute;e (URA 1103) <br>1990-93 Vice-Pr&eacute;sident de la Commission de la recherche scientifique du CNAM <br>1995-2000 Membre &eacute;lu du Comit&eacute; National de la Recherche Scientifique (section 17 : mol&eacute;cules: structures et interactions) <br>1994-2007 Administrateur de la Soci&eacute;t&eacute; Fran&ccedil;aise de Photobiologie <br>1996-2008 Administrateur de l'ARCOM (Association pour la Recherche sur les Collections de Mus&eacute;es) <br>1999-2008 Consultant aupr&egrave;s de la soci&eacute;t&eacute; Horiba-Jobin-Yvon <br>2011- Administrateur du Centre Fran&ccedil;ais de la [popupdefinition id=4126]Couleur[/popupdefinition]</p><h2>- Participations &agrave; des instances internationales </h2><p>&bull; Membre du Permanent steering committee de l'International Conference on Methods and [popupdefinition id=13200]Applications[/popupdefinition] of Fluorescence (MAF) qui a lieu tous les deux ans (1995-2008). Organisateur et chairman de la 6e conf&eacute;rence &agrave; Paris en 1999. <br>&bull; Participation aux travaux de la sous-commission Photochemistry de l'IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) : contribution &agrave; la r&eacute;daction du Glossary of terms used in Photochemistry (2007). <br>&bull; Participation au projet de l'IUPAC - Reference Methods, Standards and Applications of [popupdefinition id=15951]Photoluminescence[/popupdefinition] (2005-2011).</p><h2>- Participation &agrave; des comit&eacute;s &eacute;ditoriaux de revues scientifiques internationales </h2><p>&bull; Journal of Fluorescence (Plenum Publishing Co.) (1995-1998 et depuis 2002-2010). <br>&bull; Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry (Elsevier) (depuis 2004-2013). <br>&bull; ChemPhysChem. A European Journal of Chemical Physics and Physical Chemistry (Wiley-VCH) (2004-2014).</p><h2><strong>- Enseignement </strong></h2><p><strong>&bull; </strong>&Agrave; l'ESPCI (1970-75 et 1977-79)&nbsp;: [popupdefinition id=3894]thermodynamique[/popupdefinition] chimique<strong>, </strong>cin&eacute;tique chimique, spectroscopie mol&eacute;culaire (UV-visible, fluorescence), [popupdefinition id=803]polym&egrave;res[/popupdefinition].<br>&bull; Au CNAM(1979-2008)&nbsp;: atomistique, thermodynamique chimique, ph&eacute;nom&egrave;nes interfaciaux, physicochimie appliqu&eacute;e aux processus biologiques.</p><h2><strong>- Recherche </strong></h2><p><strong>&bull; Domaines de recherche&nbsp;: Photophysique et photochimie</strong></p><p>- &Eacute;tude des interactions entre la [popupdefinition id=326]lumi&egrave;re[/popupdefinition] et la [popupdefinition id=15841]mati&egrave;re[/popupdefinition] &agrave; l'&eacute;chelle mol&eacute;culaire et supramol&eacute;culaire&nbsp;: spectroscopie de fluorescence de compos&eacute;s organiques, transfert d'[popupdefinition id=15884]&eacute;nergie[/popupdefinition] au sein de syst&egrave;mes multichromophoriques, etc.</p><p>- Nanocapteurs fluorescents pour la d&eacute;tection s&eacute;lective d'[popupdefinition id=861]ions[/popupdefinition] d'int&eacute;r&ecirc;t biologique ou d'ions toxiques polluants.</p><p>- Nanosyst&egrave;mes pilot&eacute;s par la lumi&egrave;re : navettes mol&eacute;culaires photocontr&ocirc;l&eacute;es pour le stockage optique de donn&eacute;es &agrave; l'&eacute;chelle nanom&eacute;trique&nbsp;; dispositifs de photorelargage et de photocapture ([popupdefinition id=3900]r&eacute;versible[/popupdefinition]) d'ions [popupdefinition id=5069]calcium[/popupdefinition] pour la biologie.</p><h2><strong>- Publication</strong>&nbsp;</h2><p>- Plus de 170 articles ou chapitres de livre (nombre de citations &gt; 10 000)<br>- Livres pour les chercheurs et les &eacute;tudiants en fin de cursus : Molecular Fluorescence. Principles and Applications, Wiley-VCH, 2002 (2e &eacute;dition 2012)<br>Invitation &agrave; la fluorescence mol&eacute;culaire, De Boeck, 2004<br>New Trends in Fluorescence Spectroscopy. Applications to Chemical and Life Sciences, Springer Verlag, 2001 (&Eacute;diteur avec J.-C. Brochon)</p><h2>- Conf&eacute;rences, s&eacute;minaires et communications : &gt; 200</h2><h2>- Direction de th&egrave;ses ou de m&eacute;moires d&rsquo;ing&eacute;nieur : 18</h2><h2>- Diffusion de la culture scientifique et technique</h2><ul><li>Nombreuses conf&eacute;rences grand public.</li><li>Participation &agrave; des [popupdefinition id=389]&eacute;missions[/popupdefinition] de [popupdefinition id=8791]radio[/popupdefinition], des [popupdefinition id=344]bars[/popupdefinition] des sciences, des comit&eacute;s scientifiques d'exposition, publication d'articles de vulgarisation scientifique, collaborations diverses avec le Mus&eacute;e des Arts et M&eacute;tiers, etc.</li><li>Blog &laquo; <a href="http://www.scilogs.fr/questions-de-couleurs/">Questions de couleur</a> &raquo;&nbsp;</li></ul><p><strong>Ouvrages grand public&nbsp;</strong></p><h2>Auteur de :</h2><p>- <em>Lumi&egrave;re et luminescence.</em> <em>Ces ph&eacute;nom&egrave;nes lumineux qui nous entourent</em>, Belin, (2005, 2&egrave;me &eacute;dition 2017)<br>- <em>Sons et lumi&egrave;re</em>, Belin, 2008. (Finaliste du Prix Roberval 2010 ; Traduit en n&eacute;erlandais (2012)<br>-<em> La couleur dans tous ses &eacute;clats,</em> Belin, 2011 Prix &laquo; Le go&ucirc;t des sciences &raquo; 2011 (cat&eacute;gorie livre g&eacute;n&eacute;raliste), d&eacute;cern&eacute; par le Minist&egrave;re de l'enseignement sup&eacute;rieur et de la recherche ; Prix Prisme 2012, d&eacute;cern&eacute; par l'Acad&eacute;mie de la Couleur ; Prix Roberval 2013 (cat&eacute;gorie grand public), d&eacute;cern&eacute; par l'Universit&eacute; technologique de Compi&egrave;gne ; Prix Arnulf-Fran&ccedil;on 2016, d&eacute;cern&eacute; par la Soci&eacute;t&eacute; Fran&ccedil;aise d'Optique.<br>- <em>La lumi&egrave;re et la vie, Une subtile alchimie</em>, Belin (2015), avec &Eacute;. Bardez.<br>- <em>Une belle histoire de la lumi&egrave;re et des couleurs,</em> Flammarion (2016).</p><h2>Co-auteur d'ouvrages collectifs : </h2><p>-<em> Mati&egrave;re et mat&eacute;riaux. De quoi est fait le monde ?, </em>Belin, (2010)&nbsp;(Dir. &Eacute;. Guyon). Prix Roberval 2011 (cat&eacute;gorie grand public).<br><em>- La chimie et l'art. Le G&eacute;nie au service de l'homme,</em> EDP-sciences, (2010).&nbsp;<br>- <em>Lumi&egrave;re sur la couleur,</em> &Eacute;ditions de Monza, (2010).</p><h2>Appartenance &agrave; des soci&eacute;t&eacute;s scientifiques </h2><ul><li>Soci&eacute;t&eacute; chimique de France (membre distingu&eacute; senior)</li><li>Soci&eacute;t&eacute; fran&ccedil;aise de Physique</li><li>Soci&eacute;t&eacute; fran&ccedil;aise d'Optique</li><li>Soci&eacute;t&eacute; fran&ccedil;aise de Photobiologie (membre d'honneur)</li><li>International Union of Pure and Applied Chemistry (Fellow)</li></ul><h2>Distinctions</h2><ul><li>M&eacute;daille d'[popupdefinition id=14862]argent[/popupdefinition] de la Ville de Paris (1988)</li><li>M&eacute;daille de vermeil de la Soci&eacute;t&eacute; d'Encouragement au Progr&egrave;s (1990)</li><li>Chevalier dans l'ordre des palmes acad&eacute;miques (2006)</li><li><em>Fellow de l'International Union of Pure and Applied Chemistry </em>(2011)</li><li>Laur&eacute;at du Prix &laquo; Le go&ucirc;t des sciences &raquo; (2011)</li><li>Co-laur&eacute;at du prix Roberval (2011)</li><li>Laur&eacute;at du prix &laquo; Gregorio Weber Award for Excellence in Fluorescence Theory and Applications &raquo; (USA) (2012)</li><li>Laur&eacute;at du prix Prisme 2012 d&eacute;</li><li>Laur&eacute;at du prix Roberval 2013</li><li>Membre distingu&eacute; senior de la Soci&eacute;t&eacute; chimique de France (2015)</li><li>Membre d'honneur de la Soci&eacute;t&eacute; Fran&ccedil;aise de Photobiologie (2015)</li><li>Laur&eacute;at du Prix Arnulf-Fran&ccedil;on de la Soci&eacute;t&eacute; Fran&ccedil;aise d'Optique (2016)</li></ul>

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Bernard Valeur

La chimie

Molécule

La couleur est le plus beau trait d'union entre la science et l'art.

Unité de pression égale à 105 pascals. La pression atmosphérique normale est voisine de 1 bar : elle vaut 1,01325 bar.

Les physiciens emploient le terme d'énergie pour désigner une capacité à modifier un état ou à produire un travail entraînant un mouvement ou générant un rayonnement électromagnétique – de la lumière, par exemple – ou de la chaleur. Le mot vient d’ailleurs du grec et signifie « force en action ».
Dans le système international, l’énergie s’exprime en joules, mais dans le langage courant, elle s’exprime plus souvent en kilowatt-heure (kWh). Quant à la tonne d’équivalent pétrole (tep), elle permet généralement de comparer les différentes sources d’énergie entre elles.
Il est à noter que, selon le premier principe de la thermodynamique, l’énergie d’un système fermé se conserve.
Pas une mais des énergies
Il existe en fait de nombreuses formes d’énergie. Ainsi, l’énergie cinétique, par exemple, est une forme d’énergie liée au mouvement d’un corps. Elle est proportionnelle au carré de sa vitesse. La combustion, quant à elle, permet de récupérer l’énergie potentielle chimique contenue dans un combustible. Les panneaux solaires captent l’énergie lumineuse pour la transformer en énergie électrique.
Les sources d’énergie
Les énergies sont également parfois classées en fonction de leur source. On peut parler des énergies fossiles – tirées du charbon ou du pétrole, par exemple –, de l’énergie nucléaire – qui provient de réactions nucléaires –, ou encore des énergies renouvelables, qui sont naturellement régénérées comme l’énergie solaire ou l’énergie éolienne.
Énergie primaire, secondaire, finale ou utile
Une autre classification vient du fait que les énergies qui nous sont utiles dans la vie de tous les jours ne sont pas forcément disponibles, prêtes à l’emploi dans la nature. On parle ainsi :
d’énergie primaire quand elle est directement exploitable (le rayonnement solaire, par exemple) ;d’énergie secondaire pour celle obtenue après transformation (l’électricité, par exemple) ;d’énergie finale pour l’ensemble des énergies prêtes à l’emploi, délivrées au consommateur (l’essence disponible à la pompe, etc.) ;d’énergie utile pour celle qui rend réellement service à l’utilisateur (la lumière issue d’une lampe, etc.).

Énergie

La radiographie est une technique d’imagerie qui vise à visualiser un organe ou une partie du corps sur une pellicule photosensible. Réalisée par un radiologue en hôpital ou « en ville », elle utilise les rayons X. Par extension, le terme « radiographie » désigne également le cliché radiographique. 
Pratique de la radiographie
Cet examen permet de visualiser la plupart des organes. Radiologie osseuse, articulaire ou rachidienne, radiologie pulmonaire, urinaire ou encore digestive, ASP (pour Abdomen sans préparation)… ses champs d’application sont multiples. 
Déroulement de l’examen
La radiographie repose sur l’utilisation des rayons X. Le faisceau est émis à partir d’une source (un tube) fixe et non rotatif comme pour le scanner. Les rayons sont plus ou moins absorbés par les tissus - en fonction de la densité de ces derniers – avant d’être recueillis sur une pellicule photosensible placée derrière le patient. Sur le cliché, les rayons X laissent une trace plus ou moins opaque, selon la densité des tissus traversés. En cas d’exploration spécifique (du tube digestif ou d’un organe richement vascularisé par exemple), le médecin peut décider l’injection préalable d’un produit de contraste. Celui-ci permet d’améliorer la lisibilité des clichés.
Risques éventuels de la radiographie
L’examen radiographique n’est pas douloureux. Et s’il n’existe aucune contrindication, quelques précautions doivent toutefois être prises, notamment en cas de grossesse ou chez les femmes qui allaitent. Si vous êtes concernée, vous devez en informer le radiologue.
Source : Dictionnaire de l’imagerie médicale et des rayonnements, Académie nationale de Médecine, PUF

Radiographie

Fait d'émettre (des particules, des radiations, une substance, etc). En particulier, dans le cas de gaz nocifs, dégagement ou rejet de contaminants.

Émission

Le terme de diffusion s'emploie dans divers domaines, dont les sciences de la matière et les télécommunications.
Sciences de la matière
Action de se répandre de manière à atteindre un état uniforme ; résultat de cette action. Dans le cas de la lumière, renvoi, dans toutes les directions, de la lumière qui frappe la surface d'un corps. On l'appelle aussi réflexion diffuse, laquelle diffère de la diffusion ordinaire en ce que la direction des radiations diffusées n'est pas liée à celle des radiations incidentes.
Télécommunications
La diffusion (ou broadcast) est un mode de transmission dans lequel un émetteur transmet vers plusieurs destinataires généralement inconnus.

Diffusion

On désigne par le terme de matière tout ce qui compose les corps qui nous entourent, tout ce qui a une masse et un volume.
Matière organique, matière azotée, etc.
Il existe différentes familles comme :

la matière organique, qui constitue les êtres vivants (animaux ou végétaux) ou morts ;la matière azotée, qui est le résultat de transformations de l’azote, etc.

Les états de la matière
Dans la vie de tous les jours, nous avons affaire à trois états de la matière :

l’état solide ,l’état liquide ;l’état gazeux.
La chimie est la science qui étudie la composition et les transformations de la matière.

Matière baryonique et non baryonique : la matière sombre
Comme son nom le laisse entendre, la matière baryonique est composée de baryons, des particules élémentaires dont les plus connues sont le proton et le neutron.
La matière baryonique, c’est donc la matière ordinaire, que nous connaissons bien, celle qui est constituée d’atomes. La matière non baryonique, comme la fameuse matière sombre, est quant à elle supposée formée de particules exotiques.
Antimatière et antiparticules
On ne trouve de l’antimatière qu’en quantité infime. Elle est constituée d'antiparticules. Si ces dernières entrent en contact avec les particules qui composent la matière, les deux (particules et antiparticules) peuvent s'annihiler. Les antiparticules ont des charges opposées à celles de leurs particules sœurs.

Matière

On désigne par le terme de « lumière visible » le spectre du rayonnement électromagnétique perceptible par l’œil humain.
La lumière blanche
Les longueurs d’ondes de la lumière visible s’échelonnent d’environ 380 nm (violet) à 780 nm (rouge). Le spectre visible est obtenu par décomposition de la lumière blanche par un prisme. Les caractéristiques et les propriétés de la lumière sont étudiées dans le cadre de l'optique.
Vitesse de la lumière
La lumière se propage dans le vide ainsi que dans la matière ; sa vitesse de propagation dépendant du milieu dans lequel elle se déplace. Dans le vide, la lumière se propage à la vitesse c de 3.108 m.s-1., c'est-à-dire 300.000.000 mètres par seconde, ou encore 300.000 kilomètres par seconde. La vitesse de la lumière dans le vide est l’une des constantes fondamentales de la physique.
Lumière, longueur d'onde et couleur
Autre caractéristique importante : sa longueur d’onde. Dans un milieu dispersif, celle-ci peut d’ailleurs influer sur la vitesse de propagation de la lumière. La longueur d’onde influe aussi sur la perception sensorielle de l’œil et donne ainsi à la lumière sa couleur.
Ondes électromagnétiques et photons : la dualité onde-corpuscule
D’un point de vue théorique, la lumière peut être représentée soit par des ondes électromagnétiques, soit par des photons. C’est ce que les physiciens appellent la dualité onde-corpuscule. Ainsi, certains phénomènes optiques (rayonnement du corps noir et loi de Planck, etc.) s’expliquent bien à l’aide de la théorie ondulatoire qui suppose que la lumière est une onde électromagnétique. Pour d’autres (effet photoélectrique, effet Compton, etc.), il faut supposer que la lumière est composée de corpuscules d’énergie nommés « photons ».
Physique : optique quantique et photons intriqués
La théorie quantique a formalisé cette surprenante dualité. Les photons possèdent à la fois les propriétés de particules – on peut les compter, par exemple – et celles d’ondes : ils peuvent interférer.
Les physiciens sont capables de manipuler des photons uniques ou des paires de photons dits intriqués. Ils étudient les phénomènes qui en découlent dans le cadre de l’optique quantique. Les applications potentielles sont prometteuses : cryptographie inviolable, calculs basés sur le qubit, etc.

Lumière

Le calcium est principalement connu pour sa présence dans les dents, les os ou encore les coquilles d’œuf.Généralités
Symbole : Ca
Numéro atomique : 20
Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 8, 2
Masse atomique : 40,078 u
Isotopes les plus stables : 40Ca stable avec 20 neutrons (96,941 %), 42Ca stable avec 22 neutrons (0,647 %), 43Ca stable avec 23 neutrons (0,135 %), 44Ca stable avec 24 neutrons (2,086 %),
Série : métaux alcalino-terreux
Groupe, période, bloc : 2 (IIA), 4, s
Densité : 1,54
Point de fusion : 842 °C
Point d’ébullition : 1.484 °C
Historique du calciumDès le premier siècle de notre ère, la chaux (CaO) était confectionnée par les Romains. En 1808, Davy parvint à isoler le métal impur.Propriétés du calciumOn ne trouve pas le calcium métallique, gris et mou, dans la nature. Exposé à la flamme, le calcium brûle avec une flamme allant du jaune au rouge. Quand il est exposé à l'air, il se recouvre d'une épaisseur protectrice de nitrure et d'oxyde. En présence d'eau, la formation d'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 est violente.Utilisation du calciumOn emploie le calcium comme agent réducteur pour l'extraction de métaux (thorium, uranium, zirconium). Afin de retirer le bismuth présent dans le plomb, le calcium est utilisé parfois en conjonction avec le magnésium.La chaux est utilisée principalement dans le bâtiment, maçonnerie, notamment pour les enduits. Le gypse, ou sulfate de calcium hydraté (CaSO42H2O), est le principal constituant du plâtre une fois qu'il a durci.L'aluminate de calcium (Al2O3,3CaO) sert à la préparation de mortiers réfractaires. Le carbure de calcium CaCl2 est parfois employé pour le déneigement en replacement du chlorure de sodium. Quant à l'alliage calcium-silicium, on le retrouve en sidérurgie.Le calcium dans le corps humainPrésent chez toutes les plantes, où il favorise la croissance, le calcium est aussi un élément primordial pour les os et pour les dents. Il est aussi impliqué dans le fonctionnement des nerfs ou encore des muscles. La consommation excessive de calcium peut être à l’origine de calculs rénaux, de scléroses rénales et être nocif pour les vaisseaux sanguins.La carence en calcium est l'une des causes principales de l'ostéoporose, maladie qui frappe principalement les femmes après la ménopause et qui provoque une courbure de la colonne vertébrale et un tassement des vertèbres.

Calcium

Thermo. Se dit d'un processus idéal, limite de deux familles de transformations réelles, que l'on peut considérer comme une suite d'états d'équilibres infiniment voisins. Ant. irréversible. 
Chim. Se dit, par abus de langage, d'une réaction susceptible d'évoluer dans les deux sens. On doit en principe parler de réaction renversable (Duhem, 1912).

Réversible

Un ion est une espèce chimique chargée électriquement, un atome ou une molécule ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
Ions monoatomiques et polyatomiques, cations et anions
Les ions peuvent être monoatomiques, s’ils ne sont formés que d’un seul type d’atomes, ou polyatomiques s’ils contiennent des atomes différents.
Une perte d'électron(s) correspond à une charge globale positive : on parle alors de cation.
Un gain d'électron(s) correspond à une charge globale négative : on parle alors d’anion. Les ions polyatomiques sont le plus souvent des anions.
On retrouve la charge électrique d’un ion en exposant, à la fin de sa formule chimique. Ainsi, par exemple, l’ion sulfate se note SO42- et l’ion sodium Na+.
Le sel de table contient des ions sodium et des ions chlorure. © HandmadePictures, Shutterstock
Composés ioniques
Les composés ioniques sont des solides constitués de plusieurs ions – anions et cations – reliés entre eux par des liaisons chimiques appelées « liaisons ioniques ». Ainsi le sel de cuisine – ou chlorure de sodium – est un composé ionique de formule NaCl. Il est formé d’anions chlorure (Cl-) et de cations sodium (Na+).
Solutions ioniques
Les solutions ioniques sont des liquides, de charge électrique globalement neutre, constitués de plusieurs ions – anions et cations – comme la solution de chlorure de fer II, formée d’anions chlorure (Cl-) et de cations fer II (Fe2+).

Le terme polymère désigne une molécule de masse moléculaire élevée généralement organique ou semi-organique. Une macromolécule constituée d’un enchaînement d’un grand nombre d’unités de répétition, d’un ou de plusieurs monomères, unis les uns aux autres par des liaisons covalentes.Ainsi l’amidon ou les protéines sont-ils des polymères, au même titre que la soie ou le bois sont constitués de polymères. Les matériaux thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères comptent également parmi les polymères. Et les matrices polymères sont beaucoup utilisées dans les matériaux composites.Les fibres organiques (aramide) sont constituées de polymères linéaires, les fibres de carbone. Certaines fibres de carbure de silicium sont fabriquées à partir de précurseurs organiques.Le coton est composé de quelque 90 % de cellulose, un polymère naturel. © Engin_Akyurt, Pixabay, CC0 Creative CommonsLes propriétés des polymèresÀ température ambiante, les polymères peuvent être liquides ou solides. De manière générale, les polymères sont légers. Ils sont aussi souples et ne sont stables qu’à des températures modérées. Sauf exception, ce sont des isolants électriques et thermiques.De manière plus précise, les propriétés des polymères dépendent :
du type d'assemblage (liaisons et formes) et de la nature chimique des monomères qui les constituent ;
du degré de polymérisation ;
de la formulation, c’est-à-dire de la nature et du taux des ingrédients que l’on introduit.
On distingue par ailleurs :
les homopolymères (linéaires, branchés ou étoilés), comme le polystyrène, qui sont des polymères constitués par l'association de molécules provenant d'un seul motif monomère ;
les copolymères lorsque la polymérisation s'effectue sur deux ou plusieurs monomères différents ;
les polymères réticulés pour lesquels les macromolécules s'enchaînent dans les trois directions de l'espace (macromolécules réticulées).

Polymère

On qualifie de rayonnement ultraviolet (UV), un rayonnement électromagnétique de même nature que la lumière visible. Toutefois ses longueurs d’onde, comprises entre 20 nm et 400 nm, sont trop courtes pour être perceptibles par l’œil humain. L’énergie que ce rayonnement transporte, en revanche, est d’autant plus importante que la longueur d’onde est faible. Elle peut provoquer des dommages au corps humain.Des ultraviolets peuvent être produits par des sources artificielles comme des lasers ou des lampes à bronzage. Cependant ils nous arrivent essentiellement du Soleil. C’est 5 % du rayonnement que nous recevons au niveau de la mer — car la quantité de rayonnement UV reçu augmente avec l’altitude — qui est ainsi composé d’UV, majoritairement d’UVA (98 %), mais aussi de quelques UVB (2 %).À 1.500 mètres d’altitude, le rayonnement UV est environ de 20 % plus intense qu’au niveau de la mer. © danfador, Pixabay, CC0 Creative CommonsRayons ultraviolets et santéLe rayonnement ultraviolet se divise en trois grandes catégories :Les UVA se situent aux longueurs d’onde comprises entre 320 et 400 nm. Ce sont les moins énergétiques, mais aussi les plus pénétrants. On les qualifie d’« agents du bronzage », car ils sont à l’origine d’une pigmentation immédiate de la peau. Ils contribuent aussi au vieillissement de la peau et du cristallin et peuvent entraîner des modifications génétiques à l’origine de cancers cutanés ;Les UVB, dont la longueur d’onde oscille entre 290 et 320 nm, sont un peu plus énergétiques et partiellement arrêtés par la couche d’ozone et totalement par le verre et les nuages. En cas de surexposition, ils peuvent provoquer des réactions inflammatoires, des coups de soleil voire des brûlures. Ils altèrent également le patrimoine génétique des cellules ;Les UVC, qui se trouvent entre 100 et 290 nm, sont très énergétiques et extrêmement dangereux pour la santé. Heureusement, ils sont totalement arrêtés par la couche d’ozone.Mais le rayonnement UV a aussi des effets positifs sur notre santé. S’exposer quelques minutes par jour aux UVB du Soleil permet de synthétiser de la vitamine D qui facilite l’absorption du calcium et du phosphore par l’organisme. Et les UVB aident aussi à traiter des maladies telles que le psoriasis ou l’eczéma. Les UVC peuvent être utilisés par les hôpitaux par exemple comme agents stérilisants. Ils sont en effet germicides. Les UVA, quant à eux, aideraient à limiter le développement de la myopie.L’indice UV permet d’évaluer le risque encouru et s’accompagne de conseils pour le limiter. Sous un indice 1, par exemple, le risque est faible, mais le port de lunettes est recommandé si la journée est ensoleillée. Avec un indice 6, le risque est élevé. Il est conseillé de porter lunettes et chapeau, de rester à l’ombre et d’utiliser un écran solaire haute protection. Lorsque l’indice dépasse le 11, le risque est extrême. La peau peut brûler en quelques minutes seulement.

Ultraviolet

On appelle cinétique chimique l’étude de l’évolution dans le temps des systèmes chimiques. Car, lors d’une réaction chimique, le passage d’un état initial à un état final ne se fait pas instantanément. Il demande un temps plus ou moins long. Et les lois de la cinétique chimique permettent de déterminer la vitesse propre à une réaction chimique.
La cinétique chimique et la mesure des durées
À la base de la cinétique chimique, il y a la mesure de la durée de formation d’une quantité donnée de produit et de la disparition d’une quantité donnée de réactif. Parfois, la transformation est visible à l’œil nu (changement de couleur, etc.). Mais souvent, des méthodes plus complexes doivent être mises en œuvre (titrage, spectrophotométrie, conductimétrie, etc.).
Les réactions chimiques et leur vitesse
La cinétique chimique définit trois catégories de réactions chimiques :
les réactions quasi instantanées (réactions acido-basiques) dont la durée d’évolution est inférieure ou égale à la durée de la persistance rétinienne (environ un dixième de seconde) ;les réactions lentes qui durent de quelques secondes à quelques heures ;les réactions extrêmement lentes (formation de la rouille) dont la durée est supérieure à une journée.

Cinétique chimique

La thermodynamique correspond à une branche de la physique qui étudie le comportement thermique des corps, plus exactement les mouvements de chaleur.
De façon plus générale, la thermodynamique s’intéresse à l’étude de l’énergie (en particulier l’énergie interne) et de ses transformations.
Naissance et histoire de la thermodynamique
C’est au XIXe siècle que cette discipline a connu son essor. Elle permet en effet de comprendre le comportement des machines thermiques, comme les machines à vapeur centrales, qui sont au cœur de la révolution industrielle. Depuis, la thermodynamique est devenue une discipline essentielle pour l’ingénieur.
L’étude thermodynamique des corps comprend notamment la conception et la validation de modèles du comportement thermique des corps, les équations d’état, établies à partir de valeurs expérimentales. En pratique, les équilibres prédits par la thermodynamique peuvent être contrariés par l’influence du temps (l’obtention de l’équilibre thermodynamique pourrait parfois nécessiter un temps infini) et sont régis par des cinétiques (Arrhénius).
Bases de la thermodynamique
La thermodynamique étudie les transformations des systèmes (ensembles de corps séparés par une frontière matérielle ou non) :
ouverts ou fermés (selon qu’ils échangent ou non de la matière avec l’extérieur) ; isolés ou non (selon qu’ils échangent ou non de l’énergie avec l’extérieur).
Ces systèmes sont représentés par des variables d’état (intensives ou extensives).
La température thermodynamique est l’une des grandeurs essentielles à la discipline, car elle rend compte du degré d’agitation des molécules. Volume, masse, énergie ou entropie sont d’autres exemples de grandeurs thermodynamiques dites « extensives ». Leur valeur pour un système entier correspond à la somme des valeurs qu’elles prennent pour chaque partie du système. Pression ou encore masse volumique sont quant à elles des grandeurs intensives d’intérêt. Leur valeur dans le système entier est la même que dans chacune de ses parties.
 La deuxième loi de la thermodynamique est également appelée « principe de Carnot », du nom du physicien et ingénieur français qui en a proposé un premier énoncé. © Louis Léopold Boilly, Wikipédia, DP
Lois : premier principe et principe de Carnot
La thermodynamique repose sur deux principes fondamentaux :
Le premier principe de la thermodynamique garantit que l’énergie totale d’un système isolé est toujours conservée.Le deuxième principe de la thermodynamique — aussi connu sous le nom de « principe de Carnot » — établir quant à lui que toute transformation d’un système s’accompagne d’une augmentation de l’entropie globale (système plus milieu extérieur).
Le troisième principe de la thermodynamique, de son côté, aborde la notion du zéro absolu. Le principe zéro de la thermodynamique en appelle à la notion d’équilibre thermique.
La thermodynamique chimique
La chimie se pose également la question des mouvements de chaleur. En effet, le plus souvent, les réactions chimiques sont le siège d’échanges de chaleur — ou d’autres formes d’énergie. Ainsi, la thermodynamique chimique s’intéresse à l’évolution des réactions chimiques.
En chimie, l’équilibre thermodynamique se traduit par la loi d’action de masse (V. Guldberg).

Thermodynamique

La photoluminescence est, avec la thermoluminescence, la chimiluminescence, la radioluminescence ou encore l’électroluminescence, une forme particulière de luminescence.
Principe de la photoluminescence
La photoluminescence est un phénomène physique par lequel une substance absorbe des photons avant d’en réémettre. Phosphorescence – restitution lente de la lumière absorbée – et fluorescence – émission de lumière de manière rapide – (voir vidéo ci-dessous) sont deux manifestations différentes de la photoluminescence.
Applications de la photoluminescence : spectroscopie…
La photoluminescence de certaines molécules – souvent à base de lanthanides – est utilisée dans le domaine médical pour le marquage de protéines.
La spectroscopie de photoluminescence permet l’étude de la structure électronique d’un matériau. La lumière émise peut en effet être collectée et analysée, spectralement, spatialement et temporellement. Cette étude renseigne alors, par exemple, sur la présence d’éventuels défauts ou impuretés dans les semi-conducteurs.
La photoluminescence est également utilisée dans la vie de tous les jours, pour la réalisation d’objets lumineux comme ces étoiles que les enfants peuvent coller au plafond de leur chambre.

Photoluminescence

Correspondance mathématique entre un ensemble de départ (ou objet ou source) et un ensemble d'arrivée (ou image ou but) telle que chaque élément de l'objet est en relation à un unique élément de l'image. Si A est un ensemble objet et B un ensemble image, pour noter que l'élément a de A est relié à l'élément b de B par l'application f, on écrit b=f(a).

Application

La couleur, c'est ce qui permet de différencier deux objets de formes et de structures identiques, par exemple le drapeau italien du drapeau français. C'est aussi ce qui n'est ni blanc, ni gris, ni noir. Le blanc et le noir étant les bornes de la gamme des gris neutres.
Quelquefois, la couleur est utilisée pour désigner un objet, comme dans le cas d’un tube de rouge pour parler du rouge à lèvres, par exemple. La couleur est aussi parfois confondue avec la tonalité. Par exemple dans un ton vert, il y a plusieurs couleurs vertes, plus ou moins claires ou foncées. Une couleur est unique.
Il existe deux systèmes trichromatiques (trois couleurs primaires) :
par synthèse additive, dont les couleurs primaires sont rouge, vert et bleu (RVB) ;et par synthèse soustractive, dont les couleurs primaires sont cyan, magenta et jaune (CMJ).
La couleur du physicien
La couleur, c’est aussi la sensation produite par un rayonnement physiquement défini appelé stimulus. Celui-ci pénètre dans l'œil et est capté par des millions de cônes répartis dans la rétine mais surtout concentrés dans sa partie centrale, la fovéa, siège de la vision la plus distincte.
Pour le physicien, le terme de couleur renvoie donc à la couleur spectrale, c’est-à-dire à la perception sensorielle de l’œil humain en fonction de la longueur d’onde de la lumière qu’il reçoit. Ainsi, une lumière de longueur d’onde 550 nm est perçue comme étant de couleur verte. Le spectre visible est composé des sept couleurs de l’arc-en-ciel, soit rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Le vert étant la couleur à laquelle l’œil humain est le plus sensible.
 L’œil humain peut différencier près de huit millions de nuances de couleurs. Pourtant, cet organe si avancé ne donne que peu d’informations à notre cortex pour créer une image. Alors que se passe-t-il exactement lorsque nous voyons ? Unisciel et l’université de Lille 1 nous expliquent, avec le programme Kézako, le fonctionnement de ce surprenant organe. © Unisciel
La production des couleurs
C’est en interagissant (absorption, diffusion, réfraction, interférences ou diffraction) avec la matière que la lumière produit des couleurs. La couleur bleue du ciel est ainsi le résultat d'une combinaison de plusieurs de ces phénomènes.
L’absorption de lumière est l’un des principaux mécanismes qui entrent dans le jeu des couleurs dans la vie courante. En effet, la plupart des matériaux ont pour particularité d’absorber certaines longueurs d’ondes de la lumière. Si, par exemple, les carottes nous apparaissent orange, c’est qu’elles contiennent du bêtacarotène qui absorbe les longueurs d’ondes comprises entre le violet et le vert et réfléchit la partie du spectre allant du rouge au vert.
La couleur du physicien des particules
Le physicien des particules utilise le terme « couleur » pour désigner un nombre quantique attribué aux quarks et aux gluons. Ainsi, les quarks existent en trois couleurs : rouge, bleu et vert. Les hadrons, quant à eux, sont de couleur neutre, c’est-à-dire blancs. Cependant, aucun rapport ici avec une perception visuelle que nous pourrions en avoir.
La notion de charge de couleur a été introduite pour expliquer la coexistence des quarks au sein des hadrons, tout en satisfaisant le principe d’exclusion de Pauli. Aujourd’hui, la chromodynamique quantique joue un rôle important dans le modèle standard de la physique des particules.

Une molécule est un ensemble d’atomes (au moins deux) identiques ou non, unis les uns aux autres par le biais de liaisons chimiques. Ces dernières sont les résultats de la mise en commun d’un certain nombre d’électrons gravitant sur la couche externe des atomes.
La liaison dite covalente simple est la plus simple des liaisons que l’on puisse rencontrer entre deux atomes lorsque ceux-ci mettent en commun un unique électron de leur couche externe chacun. Les deux électrons en question forment ainsi un doublet liant.
La structure d'une molécule est déterminée par le nombre de doublets d'électrons, liants ou non. Une molécule qui compte quatre liaisons covalentes simples, comme le méthane (CH4), présente une forme tétraédrique. En revanche, une molécule qui présente quatre liaisons covalentes dont une triple, comme l'acétylène (C2H2), sera de forme linéaire. L'objectif étant de minimiser les forces de répulsions entre doublets.
Composition chimique et représentation des molécules
La formule chimique d’une molécule renseigne sur sa composition chimique. La molécule d’eau, de formule H2O, par exemple, est constituée de deux atomes d’hydrogène, H, et d’un atome d’oxygène, O.
D’autres représentations peuvent renseigner sur la structure de la molécule comme par exemple les représentations suivantes : 
La formule développée fait apparaître les doublets d'électrons liants. Pour la molécule d’eau, on obtient : H – O – H ;La formule de Lewis figure les liaisons entre les atomes ainsi que les électrons de valence qui ne participent pas aux liaisons. C'est en quelque sorte, une formule développée plus complète ;La représentation de Cram met en évidence la structure de la molécule dans l'espace mais elle ne distingue pas les liaisons chimiques simples des liaisons doubles.
Une formule unique mais des molécules différentes
Ces différentes représentations peuvent être très utiles pour distinguer des molécules que l'on nomme isomères. Celles-ci possèdent une même formule brute mais des formules développées ou des représentations différentes. Elles peuvent donc avoir des propriétés différentes.
C'est par exemple le cas du butane et du méthylpropane (ou isobutane) : ils sont tous deux représentés par la formule brute C4H10 mais se distinguent par la configuration de leurs chaînes carbonées.

La chimie est une science de la nature expérimentale qui étudie la composition de la matière et ses transformations.
La chimie s’intéresse ainsi aux éléments qui constituent la matière (atomes, ions, etc.), à leurs propriétés et aux liaisons chimiques qui peuvent se créer entre eux.
Réactions, formules et équations chimiques
La chimie étudie également les transformations de la matière qui font intervenir des modifications sur les couches électroniques externes : réactions chimiques (oxydo-réduction, acido-basique…), ionisation, etc. 
Les formules chimiques permettent de représenter simplement les molécules et sont utilisées dans les équations chimiques.
Chimie organique, chimie analytique, biochimie, astrochimie…
Il existe, au sein de cette science générique que l’on appelle « chimie », plusieurs disciplines qui ont des points communs tout en travaillant sur des sujets d'étude différents :
la chimie organique, par exemple, s’intéresse aux éléments contenant du carbone, contrairement à la chimie inorganique ;la chimie analytique concerne l'identification des substances chimiques ;la biochimie, quant à elle, étudie les réactions qui impliquent des milieux ou des objets biologiques (cellules, protéines, etc.) ;l’astrochimie se concentre sur les éléments chimiques que l’on trouve dans l’univers lointain.
Vers une chimie plus verte
Dans l’opinion publique, le terme de chimie porte souvent une connotation négative. Certains sous-produits des activités chimiques, en effet, peuvent se révéler toxiques pour l’Homme et/ou pour l’environnement. L’ambition de la chimie verte est justement de réduire – voire d’éliminer – l’usage ou la production de telles substances toxiques lors de la mises en œuvre de procédés chimiques.

Chimie

La physique est une science de la nature expérimentale qui étudie les phénomènes naturels et leurs évolutions. Elle établit des théories qui permettent de les modéliser et, de fait, de les prévoir.
Les théories établies par la physique s’appliquent dans des cadres bien définis.
La physique classique
La physique classique, par exemple, étudie le monde des solides, des liquides et des gaz. Elle nous apprend à concevoir des voitures ou à bâtir des immeubles. Elle repose sur des définitions anciennes de temps, d’espace, de matière et d’énergie. Elle peine toutefois à expliquer certains phénomènes observés dans la nature.
La physique quantique
La physique quantique prend alors le relais. Son domaine d’application, c’est le monde des particules et des champs de force. La physique quantique a permis des progrès dans la conception des lasers, entre autres. Elle introduit aussi de nouvelles définitions de la matière et de l’énergie.
La relativité générale
La relativité générale s’intéresse au monde macroscopique. C’est à la relativité générale que nous faisons appel, par exemple, pour traiter l’information utile au fonctionnement de nos GPS. Elle introduit de nouvelles définitions de l’espace et du temps.
Mécanique, optique, magnétisme, astrophysique…
Il existe d’autres façons de classer les disciplines de la physique en fonction des phénomènes qu’elle étudie. Ainsi, par exemple :
la mécanique s’intéresse au mouvement des corps ;l’optique s'intéresse à la lumière et à ses propriétés ;le magnétisme s'intéresse aux champs magnétiques et aux forces qu’ils engendrent ;l'astrophysique concerne l'étude des propriétés des objets de l'univers.
Les physiciens célèbres
Parmi les physiciens célèbres, citons notamment :
Archimède ;Galilée ;Evangelista Torricelli ;Blaise Pascal ;Isaac Newton ;Daniel Gabriel Fahrenheit ;André-Marie Ampère ;Léon Foucault ;Max Planck ;Pierre et Marie Curie ;Albert Einstein ;Erwin Schrödinger ;Werner Heisenberg ;Georges Charpak ;Hubert Reeves ;Stephen Hawking.

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De l’Antiquité à la Renaissance, l’argent a été l’un des sept métaux reconnus comme tels. Il a longtemps servi de monnaie d’échange.
Généralités
Symbole : AgNuméro atomique : 47Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 18, 1Masse atomique : 107,87Isotopes les plus stables : 107Ag stable avec 60 neutrons (51,839 %), 109Ag stable avec 62 neutrons (48,161 %)Série : métaux de transitionGroupe, période, bloc : 11, 5, dDensité : 10,50 (20 °C), 9,35 (liquide, 961,9 °C), 9,05 (liquide, 1.250 °C)Point de fusion : 2.162 °CPoint d’ébullition : 2.212 °C
Historique de l’argent
L’argent est connu depuis l’Antiquité. On estime que son extraction a commencé aux environs de 3000 avant J.-C. en Anatolie, dans la Turquie actuelle.
Propriétés de l’argent
Métal blanc brillant, l’argent est très ductile et malléable, un peu plus dur que l’or. Il possède la conductivité électrique la plus élevée parmi les métaux, meilleure encore que celle du cuivre. De plus, il reste conducteur même sous forme oxydée. C’est aussi le métal avec la plus importante conductivité thermique.
Utilisation de l’argent
Les applications de l’argent sont très diverses. En orfèvrerie et en joaillerie, il sert de métal de recouvrement. C’est aussi un métal employé dans certaines pièces de monnaie. Sa conductivité électrique le prédestine au secteur électronique. La photosensibilité des sels d’argent était employée en photographie argentique. Dans le domaine musical, l’argent permet de fabriquer des instruments et les membranes des haut-parleurs. Les nanotechnologies emploient aussi l’argent, notamment pour les textiles.
Effets de l’argent sur la santé
Des sels d’argent solubles comme AgNO3 peuvent devenir mortels à hauteur de quelques grammes dans l’organisme. Chez l’Homme, la surexposition chronique à l’argent provoque des anomalies cardiaques ou encore des problèmes cérébraux et nerveux.