Tyson Beckford : chocostar choisit les stars !

Les demoiselles sont priées de se laisser tenter par une douceur chocolatée, j’ai nommé une barre pur cacao signée Tyson Beckford. Le mannequin très prisé, égérie de Ralph Lauren a décidé d’apporter son soutien à l’ex-mannequin Elle Macpherson dans une tache des moins aisées… : recruter les tops models de demain. Aidé de la fashionista Whithney Port (anciennement à The Hills sur MTV) et du créateur Julien McDonald, il devra débusquer les tombeurs et tombeuses prometteurs.

Le mannequin Tyson Beckford, paré de ses plus beaux atours…

Peu après le scandale sur la divulgation d’une sex-tape, Tyson Beckford revient de manière tonitruante sur la scène médiatique dans une nouvelle promotion de Britain & Ireland’s Next Top Model. Diffusée sur la chaîne britannique Sky living, l’émission phare est diffusée depuis 2005 et le jury change chaque année.

Sélectionné pour sélectionner…

Avec une carrière débutée en 1992, rappelons que Tyson Beckford, âgé de 41 – qu’il ne fait pas – passe pour être l’un des plus beaux mannequins de couleur, du moins l’un des plus célèbres. En 1995, il était déjà classé par le renommé magazine People dans les 50 plus belles personnes au monde. La même année, il est classé 38 au palmarès des 40 Hottest Hotties of the ’90s. Et des distinctions, il en a eu bien d’autres… Ces derniers temps, les marques se l’arrachent : difficile de dégoter un contrat avec l’atout charme de Ralph Lauren ; tant et si bien qu’avec son recrutement dans le jury de l’émission, la chaîne met toutes les chances de son côté pour débusquer la perle rare. Sélectionné parmi de nombreux prétendants, on se demande si le casting ne concerne pas plutôt le jury de ce célèbre show télévisé outre-Manche !

En tout cas, le beau Tyson va avoir du boulot… Cette fois, il n’exposera plus ses tablettes de chocolat, mais sera chargé de noter les prétendants au trône, pour ne pas dire assurer la postérité.

Quoique Beckford n’est pas encore à la retraite ! Jamais, au grand jamais, il ne manque d’humour – au pays des people, ça vaut mieux :  “I’m going to give you a kiss now, if you don’t mind.”, répond-il aux journalistes (en talons !) qui l’interrogent : « Je vais vous donner un baiser maintenant si ça ne vous dérange pas. » ❐

Source : The Sun (http://www.thesun.co.uk/sol/homepage/showbiz/tv/4385455/Britain-And-Irelands-Next-Top-Model-judge-Tyson-Beckford-says-British-models-are-wild.html)

Call Me Maybe fait le buzz

De reprise en reprise, Call Me Maybe de Carly R. Jepsen (200 millions de vues en 3 mois sur Youtube rien que pour la version originale !) est bien parti pour être le tube de l’été 2012. La chanson rivalise avec les plus grands succès tel I gotta feeling des Black Eyed Peas qui, à titre d’exemple, parvient au même nombre de vues au bout de trois ans !

Après Justin Bieber et Selena Gomez, sans oublier le lipdub des Miss USA 2012, la reprise des mannequins d’Abercrombie est sans conteste la plus populaire :

Sur puretrend.com, une analyse piquante : « Un déballage de muscles saillants et de pec’ luisants que gâchent un peu (avouons-le) les têtes de simplets de ses Abercrombie boys [d'accord, mesdemoiselles ?], mais une vidéo plutôt drôle qui ne manque pas de plans séquences déjà cultes from all over the world : scène bucolique dans un champ de fleur, pompes maîtrisées beau gosse style ou touriste en goguette qui sourit à la vie. Mauvais doublages et mecs pas dans le tempo, on a heureusement le droit à des (gros) plans sur l’anatomie de nos stars d’un jour qui ne se prennent pas au sérieux. »

L’évènement intervient un an après la parade sur les Champs-Elysées à l’occasion de l’ouverture en grande pompe du magasin. En mai 2011, les beaux gosses se révélaient au grand jour dans un style on ne peut plus naturel… Voir leurs photos torse-nu, en couleur cette fois (si tant est que cela ait une importance) ! http://www.puretrend.com/media/les-garcons-torse-nus-d-abercrombie_m522832

Les hommes ne manqueront pas de visionner la version des pom pom girls miamiennes (à défaut de celle par les Miss USA) :

ou encore celle-là, si, comme moi, il vous faut des plus jeunes !

Fonctionnement du cyclotron et du spectromètre de masse

Malgré des idées fort contestables, les alchimistes avaient vu juste sur un point : le plomb, ou n’importe quel autre élément, est transmutable en or, moyennant une certaine technologie : le cyclotron.

Bien différent de la pierre philosophale, graal alchimique repris dans Harry Poter, le cyclotron est surtout utilisé pour la recherche en physique et la production de radioisotopes en médecine nucléaire, ainsi que dans la recherche biomédicale où ils servent de traceur. Etant donné le coût qu’engendrerait la production massive d’or artificiel (rendement nul : autant l’extraire dans des mines, cela coûte moins cher et pollue moins l’environnement !), le cyclotron n’a guère d’autres applications que celles citées.

A l’heure actuel, le plus grand cyclotron du monde est situé à la frontière franco-suisse : c’est le LHC, Large Hadron Collider, ou « Grand Colisionneur de Hadrons ». Sa circonférence est de 27 kilomètres !

Il s’agit ici d’aborder son fonctionnement, relativement simple puisqu’il est compréhensible dès la Terminale S, moyennant un surcroît mathématique : les notions (fort simples) de déterminant et produit vectoriel.

Ainsi donc, nous souhaitons accélérer une particule (beaucoup plus qu’une en fait…). Petit problème : étant donnée la taille, il ne suffit pas de lui taper dessus pour lui donner une impulsion ! En revanche, on peut l’accélérer par un champ magnétique, c’est-à-dire par le pouvoir des aimants.

En effet, une particule chargée plongée dans un champ magnétique est soumise à une force, dite de Lorentz. Son expression vectorielle est la suivante :  q\vec {v}  \wedge \vec {B}  = \vec {F}  , où \vec B est le champ (de pseudovecteurs) magnétique, q la charge de la particule, et l’on reconnaît le vecteur-vitesse lui étant associée…

Par conséquent (définition du produit vectoriel), le vecteur-force de Lorentz est orthogonal au champ magnétique (c’est-à-dire à tous les vecteurs poussant dans ce champ !) et au vecteur-vitesse.

Bien entendu, le champ magnétique appliqué ne doit pas être colinéaire au vecteur-vitesse associé à une particule, auquel cas, par définition du produit vectoriel, la force de Lorentz serait nulle. Or, pour  accélérer une particule, il faut une certaine force magnétique !

Les particules baignent dans un demi-cylindre appelé dee (on les y injecte dedans, au moyen d’un canon à électrons, par exemple), où le champ magnétique appliqué est perpendiculaire au plan de la trajectoire. Les coordonnées de ce champ sont :

\begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ B \end{pmatrix}

… à savoir qu’il n’a de composante que selon l’axe habituel \overrightarrow{Oz}.

Puisque le champ magnétique est perpendiculaire au plan de la trajectoire (nous verrons qu’il s’agit d’un cercle/spirale), \vec v_0\,, vecteur-vitesse initiale (associé à une particule), contenu dans ledit plan de la trajectoire, est également orthogonal à \vec B.

Dans un repère judicieusement choisi, la force de Lorentz a pour coordonnées :

q \vec v \wedge \vec B = \begin{pmatrix} qB\dot y  \\ -qB \dot x  \\ 0 \end{pmatrix}

Cela découle des coordonnées du produit vectoriel, s’exprimant à partir du déterminant des deux vecteurs autres que celui dont on cherche les coordonnées (attention à la deuxième coordonnée, laquelle correspond à l’opposé du déterminant) :

$\displaystyle \mathrm{Det}(\vec{u},\vec{v},\vec{w})=<br /><br /><br />
\vec{u}\cdot<br /><br /><br />
(\vec{v}\wedge\vec{w})\;.<br /><br /><br />
$ » /></p>
<p><img class=

Retour à la physique ! D’après le principe fondamental de la dynamique projeté sur deux axes (on rappelle que les deux points expriment la dérivée seconde de la position par rapport au temps, soit l’accélération) :

\left\{\begin{matrix} m \ddot x =qB \dot y  \\ m \ddot y = -qB \dot x \end{matrix}\right.

ce qui s’écrit encore :

\left\{\begin{matrix} \ddot x -\omega_0\dot y  =0 \\ \ddot y + \omega_0\dot x=0 \end{matrix}\right.

où \omega_0=\frac{qB}{m} est appelée pulsation-cyclotron.

On introduit alors, de même qu’en électronique (voir Histoire d’impédance), la notation complexe, pour éviter d’avoir affaire à une équation différentielle du second degré (voir ce lien http://www.chimix.com/an10/sup10/min01.html).

Posons \tilde V=\dot x + i\dot y.

On a alors \dot \tilde V + i\omega_0\tilde V=0.

En intégrant :

\tilde V(t) =v_0 e^{-i\omega_0t}=v_0cos(\omega_0t) - v_0isin(\omega_0t)

En revenant à la notation réelle, puis en intégrant eu égard aux conditions initiales, il vient :

\left\{\begin{matrix} \dot x(t) =v_0cos(\omega_0t) \\ \dot y(t) =-v_0sin(\omega_0t)\end{matrix}\right. \left\{\begin{matrix} x(t) =\frac{v_0}{\omega_0}sin(\omega_0t) \\ y(t) =\frac{v_0}{\omega_0}cos(\omega_0t) -\frac{mv_0}{qB}\end{matrix}\right.</p><br /><br />
<p> » /></p>
<p>Il s’agit de l’équation paramétrique d’un cercle de rayon :</p>
<p><img class=

A chaque passage entre les deux demi-disques (dees), la particule est accélérée par le champ électrique, ou plus précisément par une force électrique proportionnelle à sa charge :

\vec{F}_e = q \cdot \vec{E}

Rappelons qu’une particule baignant dans un champ électromagnétique (composé d’un champ électrique, \vec{E}, et magnétique, \vec{B}) est soumise d’une part à la force électrique (premier terme), de l’autre à la force magnétique (de Lorentz, deuxième terme) :

<br /><br /><br />
\boldsymbol{F} = q \boldsymbol{E} + q \boldsymbol{v} \wedge \boldsymbol{B}<br /><br /><br />
 » /></p>
<p>D’où la perturbation d’une boussole induite par le passage d’un courant électrique dans un fil (voir <a href=l’expérience de Hans Christian Ørsted). Il y a donc couplage entre la force électrique et la force magnétique au sein de la force électromagnétique (ici exprimée algébriquement).

La force magnétique dévie les particules ; la force électrique les dévie. La pulsation-cyclotron correspond d’ailleurs à leur vitesse angulaire…

Le nom de « dees » provient que les demi-disques ont la forme d’un D !

Deux dees forment un cyclotron.

Dans les dees, le vide est (bien entendu !) fait. Si les particules perdent de l’énergie, elles suivent une spirale intérieure. Si l’appareil est capable d’augmenter leur énergie elles suivront une spirale en expansion. Les particules effectuent des cycles, d’où le nom de cyclotron !

Une tension alternative de haute fréquence est appliquée aux électrodes en D, ce qui accélère les particules à chacun de leurs passages de l’une à l’autre.

L’énergie cinétique maximale d’une particule accélérée vaut, d’après la vitesse angulaire :

C’est-à-dire que plus le rayon de la trajectoire (R) est grand, plus la particule acquiert une énergie cinétique importante (cette formule n’étant valable qu’à des vitesses faibles en comparaison de celle la lumière, mais l’énergie cinétique en physique classique n’est autre qu’un développement limité, donc une approximation de l’énergie cinétique relativiste). En pratique, les cyclotrons disposent d’une fenêtre d’éjection permettant de bombarder une cible, par exemple un noyau atomique : cela permet de générer des éléments artificiels superlourds !

A des vitesses proches de celle de la lumière, le cyclotron perd de son efficacité en raison de variations massiques due à la Relativité. Un synchrocylotron prend alors le relais : il est muni d’un champ électrique changeant afin de compenser le gain de masse des particules relativistes. Enfin, le synchroton est un accélérateur géant :

Tronçon du LHC : il est toujours bon de prévoir un extincteur pour une machine théoriquement capable de créer des trous noirs…

Lawrence Ernest Orlando (Prix Nobel de physique 1939) construisit le premier cyclotron expérimental en 1929, mais ce n’est qu’en 1931 que l’appareil fut vraiment opérationnel. Il accéléra des protons d’énergie 13 keV.

Bien sûr, des mastodontes comme le LHC font intervenir d’autres technologies, tels les électroaimants supraconducteur : étant donné l’énergie faramineuse mise en jeu, il s’agit d’éviter l’échauffement des composants induit par l’effet Joule, qui provoquerait un incendie, pour ne pas dire un feu d’artifices. On n’utilise donc pas un simple aimant, mais un aimant supraconducteur : grâce au phénomène de supraconductivité, absence de résistance électrique se produisant à des températures proches du zéro absolu, on évite le pire… Le principe de base reste cependant le même !

Spectromètrie de masse

Le spectromètre de masse, appareil permettant de déterminer la composition d’un échantillon de manière bien plus fine que l’analyse chimique, est basé sur le même principe : dévier une particule. Le spectromètre de masse comporte toutefois un système d’ionisation : la force de Lorentz ne s’applique qu’aux particules chargées, donc il faut « charger » les atomes pour les séparer, donc les différencier !

L’ion créé (c’est le plus simple, il suffit de soumettre la matière à des rayonnements ionisants) est éjecté dans un milieu ou règne un champ magnétique uniforme. Le spectromètre mesure les distances d’impact lorsque la particule ionisée a effectué un demi-cercle. La distance au point d’origine correspond au diamètre, c’est-à-dire au double du rayon… donné par la fomule :

R_c=\frac{mv_0}{\left|qB\right|}

Connaissant le rayon, l’intensité du champ magnétique appliqué, la vitesse d’une particule en entrée, et la charge de la particule, sa masse s’en déduit ! Et connaissant la masse, le tableau périodique donne la nature de l’élément chimique….

Quand bien-même la chimie ne serait pas assez puissante, voilà comment la composition du Coca-Cola, de la Bénédictine, ou encore de la liqueur chartreuse ne peuvent plus rester secrètes ! D’autant que les applications du spectromètre son innombrables : de la géologie, à la paléontologie, en passant par la biologie, le spectromètre détecte d’infimes quantités de matière, là où les réactifs parviendraient difficilement à rentrer dans une micropipette… Mais surtout, il s’agit d’une méthode d’analyse non destructive : dans le cas d’un échantillon microscopique, un test chimique risquerait d’éliminer un composant intéressant par réaction !

Un logiciel réalisé par l’Académie de Nantes permet de simuler un cyclotron : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1170758584968/0/fiche___ressourcepedagogique/%26RH%3D1161013006328

Lui, Président de la République… s’y prendrait autrement !

moipresident

Par Frédéric Deligne.

Chimie à la rescousse : chocolat contre acide sulfurique !

Le célèbre McGyver est connu pour avoir plus d’un tour dans son sac :

Dans cet épisode, il parvient à colmater une fuite d’acide sulfurique mettant sa vie et celle d’une demoiselle en danger… grâce à du chocolat ! Décryptage…

Chocolat contre acide

L’acide sulfurique est un acide fort, donc fort redoutable pour l’organisme : il est régulièrement la cause de brûlures graves. De puissance seulement égalée par les superacides, il est bien peu prudent de s’approcher de celui qu’on appelle aussi vitriol sans protection. Et pourtant, McGyver vient à bout de l’acide sulfurique avec du chocolat !

S’il se dépatouille de cette situation, c’est grâce au pouvoir de la chimie. Comme il le rappelle, le chocolat contient divers sucres, tels le glucose, le lactose, ou le saccharose (et renferme également des polyols, ou sucres-alcools, tel le sorbitol). Or, la formule brute d’un sucre s’apparente à Cn(H2O): un sucre peut se voir comme un assemblage d’atomes de carbone et de molécules d’eau (d’où leur appellation anglo-saxonne : carbohydrates).

Au contact de l’acide, les sucres du chocolat (comme les diholosides) se déshydratent. S’agissant du lactose (possédant des dizaines d’isomères, même si tous ne sont pas présents dans le chocolat), voici la réaction :

C12H22O11(s) + H2SO4(l) →  12 C(s) + 12 H2O(l) + SO2(g)

D’après Wikipédia, en raison du caractère thermodynamiquement favorable de l’hydratation de l’acide sulfurique, celui-ci est utilisé industriellement comme agent de dessiccation, notamment dans l’agro-alimentaire pour élaborer des fruits secs. Cet effet est si marqué que l’acide sulfurique peut brûler les matières organiques en ne laissant que le carbone, par exemple avec l’amidon  :

(C6H10O5)n → 6n C + 5n H2O

L’eau libérée par cette réaction est absorbée par l’acide sulfurique, et il ne reste qu’un résidu carboné. La cellulose du papier, lorsqu’elle est attaquée par de l’acide sulfurique, prend un aspect carbonisé sous l’effet d’une réaction similaire.

Cette réaction est hautement exothermique : ne serait-ce que la solvatation de l’acide sulfurique libère de la chaleur, à hauteur de 95,28 kJ/mol. En plus de produire une mousse noire, composée de carbone, les bulles sont dues à la réaction chimique : l’eau produite se vaporise sous l’effet de la chaleur.

La réaction est des plus spectaculaires. Voyez donc la vidéo ci-dessous !

Mais aussi, cette vidéo-là (sucre+acide sulfurique) en met plein les yeux :

On peut penser que l’échappement de carbone colmate la fuite, donc McGyver ne raconte pas des bobards (ça n’est pas dans ses habitudes !).

Pour en savoir plus

Il se passe en fait plein de choses dans cette expérience… Je me suis bien gardé d’équilibrer la réaction ci-dessus, pour la bonne raison qu’elle ne correspond pas vraiment à la réalité. En effet, en toute rigueur l’acide sulfurique ne doit pas apparaître dans l’équation-bilan, étant donné qu’il catalyse la réaction de décomposition des sucres. Il est bon de la décomposer en actes élémentaires…

L’eau formée, en plus de celle présente dans le chocolat (comme tout produit issu du vivant le chocolat est composé d’eau) a tendance à agir comme une base dans la réaction avec l’acide sulfurique :

H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4

Se produit alors une autre réaction :

HSO4 + H2O → H3O+ + SO42−

Au bilan :

H2SO+ 2  H2O → 2 H3O+ SO42-

Une réaction d’oxydoréduction a également lieu. En effet, le carbone passe d’un degré d’oxydation supérieur à 0 dans le saccharose, au degré d’oxydation 0 dans le carbone pulvérulent.

Une demi-équation est :

SO42− + 4 H+ + 2 e- → SO+ 2 H2O

Il y a donc formation de dioxyde de soufre (par réduction d’un peu d’acide sulfurique par le carbone formé). Le dioxyde de soufre est un gaz toxique, nécessitant de réaliser la réaction sous une hotte d’aspiration. Il s’agit d’une molécule coudée et hypervalente dont l’atome de soufre, à un degré d’oxydation de + IV, possède un doublet électronique non liant, donnant lieu à une délocalisation électronique (mésomérie), ce qui lui confère une certaine stabilité :

Formes de résonance du dioxyde de soufre.

Mais si jamais du platine ou du vanadium sont présents dans le milieu pour assurer la catalyse (sait-on jamais !), le dioxyde soufre réagit à son tour avec le dioxygène de l’air :

2 SO2 (g) + O2 (g) \begin{smallmatrix}\rightleftharpoons\end{smallmatrix} 2 SO3 (g)

A cette réaction de combustion correspond une variation d’enthalpie de – 197 kJ/mol : elle est hautement exothermique.

Dans ce cas, le trioxyde de souffre formé réagit avec l’eau pour donner l’acide sulfurique. Bref, on tourne en rond !
SO3 + H2O → H2SO4

Formes de résonance de l’éphémère trioxyde de soufre.

Caramélisation

La réaction mise à profit par McGyver est proche de la caramélisation, ou formation du caramel : d’aucuns ne savent que le caramel est issu du chauffage du sucre ! L’hydrolyse du saccharose (sucre de table) est provoquée par la chaleur, et souvent catalysée par l’acide citrique. Elle conduit à des sucres complexes (polydextroses et oligosaccharides), et produit de l’eau. L’eau peut s’évaporer ; dans ce cas les sucres, déshydratés deviennent du carbone pur. La caramélisation à outrance n’est autre que la carbonisation des sucres.

Avec de l’acide sulfurique concentré, ou sous haute température avec de l’acide sulfurique dilué, le saccharose subit une déshydratation intense : le résidu est du carbone.

Un sucre est un composé organique : il est riche en carbone, hydrogène, oxygène… Avec la température, il carbonise donc !

On notera que si les acides catalysent l’hydrolyse des liaisons osidiques (présentes au sein des sucres), c’est parce qu’ils favorisent le cassage des liaisons : les protons qu’ils dégagent ont en effet tendance à arracher des électrons, donc à briser les liaisons covalentes.

D’autre part, la caramélisation ne se produit pas au moindre réchauffement d’une brioche au sucre, car la température de caramélisation du saccharose est de 160° C !

Les caramels (ici en brownie au beurre salé) sont le produit brunâtre de dégradation du saccharose.

La caramélisation n’est d’ailleurs qu’une réaction de polymérisation (assemblage) des sucres que j’évoque dans un article : lien. D’après ce que j’y raconte, plus un polymère est réticulé (enchaîné), plus il est solide. C’est la même chose pour le caramel : plus un caramel est réticulé, plus il est visqueux, voire solide : on peut les manger comme n’importe quelle friandise, et non plus seulement boire !

La caramélisation appartient au groupe des réactions non enzymatiques de brunissement des aliments, telle les réactions de Maillard, responsables notamment de la belle couleur dorée des baguettes de pain.

Bien entendu, les enzymes (biocatalyseurs) peuvent accélérer la transformation des sucres. Le sucre inverti est un mélange équimolaire de glucose et de fructose obtenu par hydrolyse du saccharose. L’hydrolyse, si elle n’est pas catalysée par un acide, l’est par l’enzyme invertase : C12H22O11 (saccharose) + H2O (eau) → C6H12O6 (glucose) + C6H12O6 (fructose).

En présence d’une solution acide, l’hydrolyse du saccharose conduit donc au sucre inverti (mélange de D-glucose et de D-fructose).

Dans les boissons, l’hydrolyse acide (acide citriqueacide phosphorique) se produit partiellement. Plus la boisson est acide (Coca), plus l’hydrolyse est rapide.

Le sirop de sucre inverti est d’ailleurs utilisé dans l’industrie culinaire pour son pouvoir sucrant (surtout du au fructose) et parce qu’il ne dessèche pas. On le retrouve dans les glaces et les sorbets…

Le nom de sucre inverti est du à l’inversion du plan de polarisation de la lumière polarisée : une solution de saccharose dévie ce plan vers la droite (le saccharose est dit dextrogyre), tandis que le mélange glucose – fructose résultant de l’hydrolyse du saccharose le dévie vers la gauche (mélange lévogyre). Il y a donc inversion du plan de rotation, d’où sucre inverti.

Conclusion

En résumé, la réaction de déshydratation-carbonisation des sucres, telle qu’expérimentée par McGyver, relève d’une catalyse acide générale, nécessitant tout-de-même un acide assez fort pour être si impressionnante (le pKa de l’acide sulfurique vaut -3 !).

L’hydratation de l’acide sulfurique, produisant des clusters (agrégats atomiques) a même été l’objet d’une étude de physique quantique : http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp2119026.

Pour le plaisir des yeux, on peut encore revoir la réaction dans cette vidéo-ci, plus détaillée, avec en fond sonore la chanson idéale : Sugar sugar des Archies (1968).

Bien entendu, étant donné la multitude d’espèces chimiques présente dans le chocolat, bien d’autres réactions ont lieu avec l’acide sulfurique (en plus des divers composés organiques, des cations, tel que le magnésium Mg2+ abondamment présent dans le chocolat, peuvent participer à des réactions d’oxydoréduction), mais seule la déshydratation des sucres importe dans la prouesse réalisée par McGyver.

Le chocolat

Ne nous arrêtons pas en si bon chemin ! Le chocolat noir se compose principalement de beurre de cacao, issue de la pression des fèves de cacao, qui, comme chacun sait, sont issues du cacaoyer. Il contient surtout de l’acide palmitique, stéarique, oléique, arachidique, et linoléique, ce qui ne signifie pas qu’il faille s’affoler de cette composition riche en matières grasses : non seulement, elles apparaissent par teneur décroissante, mais surtout la bicouche lipidique de nos cellules nécessite un apport suffisant en gras !

La fève de cacao, d’où est issue après torréfaction le beurre de cacao.

Le beurre de cacao, à la composition proche de celui de karité, est une des graisses les plus stables, car il contient des antioxydants naturels qui empêchent le rancissement et lui confèrent une durée de stockage de deux à cinq ans. Bien entendu, le goût n’est pas le même après un certain temps passé au placard…

Pour 100 g, le cacao, constituant principal du chocolat, contient 3 g d’eau pour 40 g de glucides (dont une majorité de sucres) !

Le chocolat blanc étant presque dépourvu de cacao, la réaction chimique avec l’acide sulfurique est théoriquement moins importante. En réalité, ce déficit en cacao est compensé par l’ajout de sucre !

Rêvez donc à la vue de ces carrés de chocolat ! S’il est universellement apprécie, c’est en raison de sa haute teneur en sucres.

Le chocolat est réputé pour ses propriétés d’antidépresseur, dues à la présence d’un acide aminé rare, le tryptophane, précurseur de la sérotonine. Le mode d’action du chocolat est donc le même que celui des médicaments antidépresseurs appelés inhibiteurs de la recapture de la sérotonine : il augmente la production de sérotonine, de même que les molécules synthétiques augmentent sa concentration au niveau des synapses.

Parmi les antioxydants présents dans le chocolat, on retrouve les polyphénols, la catéchine et l’épicatéchine.

Concernant les supposées vertus aphrodisiaques du chocolat, tout du moins le bien-être qu’il procure en grande quantité, elles sont dues à la présence de phényléthylamine, un alcaloïde endogène que j’évoque dans un article abordant notamment les liens entre sexe et chimie. Pour avoir un effet réel, le chocolat doit vraiment être beaucoup consommé, sinon la phényléthylamine est neutralisée par l’enzyme monoamine oxydase B, retrouvée notamment dans les thrombocytes (plaquettes). Néanmoins, dans le cadre de la maladie de Parkinson, à cause du traitement aux inhibiteurs des monoamine oxydases, l’effet relaxant du chocolat est plus net.

L’anandamide, substance endogène également, c’est-à-dire que notre cerveau la fabrique (elle fait partie des endocannabinoïdes), est présente en quantité très faible : elle agit sur les mêmes récepteurs que le cannabis, mais en raison des quantités infimes du chocolat, son effet sur le psychisme fait débat.

L’or noir – si l’on peut dire – contient bien sûr, en plus de quantités importantes de magnésium, du phosphore, du zinc, du potassium et du fer. Des arômes sont ajoutés pour l’adoucir, telle la vanilline.

On retrouve bien sûr de nombreuses vitamines, en particulier A, D et E, ainsi que les vitamines du groupe B.

Mais aussi, le chocolat contient de l’acide oxalique : à consommer avec modération donc, car l’acide oxalique participe à la formation des calculs rénaux.

Le chocolat est un poison pour les animaux

Le chocolat est riche en méthylxanthines : théophylline et théobromine (proche de la caféine). De même que le paracétamol est mortel pour les chats, mais aussi pour les chiens (et les serpents !) dans une moindre mesure, de nombreux chiens finissent régulièrement aux urgences pour intoxication au chocolat ! Nos amis les chiens n’ont pas les enzymes pour métaboliser la théobromine : interdit donc le chocolat ! Dans l’intoxication au paracétamol, les vétérinaires peuvent bien sûr procéder rapidement à l’injection de  glucuronyl transferase humaine, mais concernant le chocolat et les animaux, la prévention reste le meilleur remède, car il est souvent trop tard…

50 grammes de chocolat suffisent à tuer un chien de taille moyenne. Pire… La théobromine a une demi-vie assez longue et sa clairance animale (capacité à l’éliminer) est mauvaise : carré après carré, la molécule s’accumule et l’animal peut succomber longtemps plus tard, sans cause apparente.

Aussi, en raison de l’absence de récepteurs perfectionnés du goût, les chats sont moins susceptibles d’avaler une tablette de chocolat (cela n’a pas si bon goût pour eux) ; en revanche un chien peut faire une overdose de chocolat…

Theobroma cacao est d’ailleurs le nom scientifique du cacaoyer…

Démonstration de la loi d’action de masse

Un article, un sujet ! Je ne sais pas vous, mais j’apprécie les histoires avec suite ; mettons donc un peu de piment à mon précédent article consacré à la démonstration de l’équation de Nernst ! J’invoque en effet une loi de la thermodynamique pour mener à bien ce raisonnement :

ΔrG = Δr + RT ln K

Cela se poursuit en cascades : il nous faut maintenant démontrer cette loi-même !

Faisons un saut historique en 1867. Les chimistes norvégiens Cato Guldberg et Peter Waage mettent la main sur une théorie fondamentale de la chimie : la loi d’action de masse, qui porte parfois leur nom. Bien qu’il faille attendre le chimiste Van’t Hoff, qui formule sa célèbre relation (voir relation de Van’t Hoff), pour que la loi d’action de masse soit dotée de toute son envergure, elle n’en demeure pas moins l’année même de sa découverte un monument dans le monde de la chimie.

S’inscrivant dans la continuité des travaux de Claude Louis BertholletHenry Le Châtelier, et Willard Gibbs, elle stipule qu’une réaction chimique ayant atteint un équilibre est caractérisée par le fait que les concentrations des réactifs de départ et des produits formés sont reliées par une expression dont la valeur est constante à une température donnée. Cette expression n’est autre que la fameuse constante constante d’équilibre – K pour les intimes.

Gulgberg et Waage abordent également le fait que l’équilibre chimique soit dynamique, c’est-à-dire que des réactions se compensent (les vitesses de la réaction directe et de la réaction inverse étant égales), mais cela ne nous intéresse guère ici.

Nous savons qu’une réaction chimique évolue spontanément tant que son enthalpie libre pour un avancement donné est négative. Lorsque la variation d’enthalpie libre (ΔrG) est nulle, l’équilibre est atteint.

Il nous reste également à le démontrer ! Via la thermodynamique, bien sûr…

Thermochimie

D’après le deuxième principe, énoncé par Sadi Carnot en 1824, pour une transformation réversible à pression et température constantes, la chaleur (Q) est reliée à la température (en kelvins) et à l’entropie selon : DQ = TDS.

Or la variation d’enthalpie correspond à cette énergie libérée sous forme de chaleur au cours de la réaction. En effet, la variation d’enthalpie n’est autre que l’intégrale de l’enthalpie de réaction DrH par rapport à l’avancement ζ (voir opérateur de Lewis) :

\Delta H = \int_{0}^{\xi} \Delta_{r}H_{(T,p)}.d\xi = Q_p

d’où, au cours de la réaction : DH < TDS ou DH – TDS < 0.

Cela s’écrit encore dH – TdS < 0

Cette expression est la différentielle (totale, ça tombe bien) d’une fonction d’état (des variables température, pression, quantité de matière, volume) appelée enthalpie libre (l’intégration conduisant à G = H – TS).

Or selon l’inéquation précédente, la variation d’enthalpie libre est négative !

On en déduit qu’à pression et température constantes, une réaction chimique a lieu spontanément (elle est exergonique), si et seulement si sa variation d’enthalpie libre est strictement négative.

Il s’ensuit, mathématiquement (le cas positif correspondant à une réaction nécessitant de l’énergie, i. e. endergonique), que l’annulation de la dérivée de la fonction d’état enthalpie libre par rapport à l’avancement traduit l’équilibre chimique. Dit autrement, l’évolution spontanée à pression constante d’un système thermostaté se fait vers les états qui ont une enthalpie libre minimale.

Un morceau est fait, mais nous sommes loin d’être au bout de nos peines ! On ne peut progresser dans le raisonnement qu’en introduisant le potentiel chimique :

l’enthalpie libre molaire partielle, autrement dit la dérivée de l’enthalpie libre par rapport à la quantité de matière d’un réactif est appelé potentiel chimique.

Fort logiquement, la variation d’enthalpie libre est reliée au potentiel chimique par la relation :

\Delta_{r} G= \sum_{i} \nu_{i} \cdot {\mu_{i}}_{(T,p)}~

où ν désigne le coefficient stœchiométrique affecté à un réactif dans l’équation-bilan.

Par définition du potentiel chimique μ :

{\mu_{i}}_{(T,p)} = {\mu^{o}_i}_{(T)} + RT \ln(a_{i})~

où, en plus de la constante des gaz parfaits (R) intervient l’activité chimique (a) et le potentiel chimique standard (μ°).

Nous venons de voir qu’à l’équilibre ΔrG=0, si bien que :

\sum_{i} \nu_{i} \cdot ({\mu^{o}_i}_{(T)} + RT \ln(a_{i,eq}))=0~

Or, à une certaine température, dans les conditions standard :

\Delta_{r} G^{o}(T) = \sum_{i} \nu_{i} \cdot {\mu^{o}_i}_{(T)}~

(comme nous l’avons déjà dit). Ainsi (voir les règles des symboles somme/produit) :

\Rightarrow \Delta_{r} G^{o}(T) = - RT \ln(\prod_{i} a_{i,eq}^{\nu_{i}})~

On a notamment passé le facteur ν à l’intérieur du log-népérien (en exposant, donc !)

On pose alors :

ΔrG° = – RT ln K°

où K est la constante d’équilibre (ici à l’état standard). On peut fort bien assimiler l’activité chimique aux concentrations (sauf dans le cas des gaz où la pression partielle doit être prise en compte). Dans ce cas, la loi d’action de masse s’exprime ainsi : à une température donnée, considérant une réaction chimique unique (c’est-à-dire un seul sens du double fléchage), le produit des concentrations en réactifs affectées d’un exposant correspondant au coefficient stœchiométrique de ce réactif est égal à une constante.

K^{o}(T) = \prod_{i} a_{i,eq}^{\nu_{i}}~

Or cela vaut pour les deux réactions en compétition dans le cas de réactions réversibles. Du coup, il existe une première constante d’équilibre associée au sens direct, et une seconde associée au sens indirect. Leur rapport, lui-même constant, égale le quotient des deux produits ci-dessus. Une constante d’équilibre globale régit donc une réaction chimique réversible, et voici que nous savons pourquoi elle dépend uniquement de la température : nos calculs ne sont vrais qu’à une température donnée, mais la relation de Van’t Hoff, déjà évoquée, permet de calculer la constante d’équilibre à une autre température en se basant sur l’approximation d’Ellingham (stipulant que les variations standard d’enthalpie et d’entropie, et par conséquent d’enthalpie libre, sont constantes dans un large domaine de température, à condition de se situer en dehors de tout changement de phase).

Toujours est-il que :

ΔrG° = – RT ln K°

Mais qu’en est-il dans des conditions non standard ? En fin de compte cette équation ne tient pas compte des conditions particulières d’un milieu biologique, par exemple…

Et pour cause, à l’équilibre, comme c’est le cas dans nos calculs sur la loi d’action de masse, ΔrG = 0. Il s’agit d’un cas particulier d’une équation plus vaste…

ΔrG = Δr + RT ln K

CQFD !

Aussi du temps où j’étais en Terminale je ne comprenais pas d’où « sortait » l’expression de la constante d’équilibre. Cette démonstration est la preuve que les lumières de la thermodynamique illuminent la lanterne de la chimie. J’espère donc, qu’en plus d’éclairer sur les origines de l’équation de Nernst, ce travail en aidera certains dans la tâche fabuleuse de compréhension de la chimie ! Chimie qui ne peut donc se passer de la physique…

Tant que nous y sommes, démontrons la relation de Van’t Hoff. C’est très simple :

Première méthode : il suffit d’effectuer le quotient de deux variations d’enthalpie libres de la même réaction, c’est-à-dire à deux températures différentes, la constante d’équilibre ne dépendant que ce dernier paramètre. Soit…

ΔrG(1)/ΔrG(2)=(Δr + RT ln K(1))/Δr + RT ln K(2))

Or ΔrG(1) = ΔrH – T(1)ΔrS, et ΔrG(2) = ΔrH – T(2)ΔrS

Seconde méthode : d’après l’équation ΔrG° = – RT ln K, K = erG°/RT. On effectue alors le rapport de deux constantes d’équilibre, à deux températures différentes, forcément, puis on prend le logarithme népérien de ce rapport.

ln [K(1)/K(2)] = ln K(1) – ln K(2) = [ΔrG/RT(1)]/[ΔrG/RT(2)].

Or ΔrG(1) = ΔrH – T(1)ΔrS, et ΔrG(2) = ΔrH – T(2)ΔrS

Au final :

 ou encore : \frac{d(\ln K^\circ_p)}{dT} = \frac{\triangle_r H^\circ}{RT^2} ~

Si T2 > T1, le terme entre parenthèses est positif : il en découle que la constante d’équilibre d’une réaction endothermique (ΔrH>0) augmente avec la température. De même, la constante d’équilibre d’une réaction exothermique diminue lorsque la température augmente.

Cela confirme le principe empirique de Le Châtelier, relatif à la modération d’une perturbation. Dans le cas d’un gaz, l’augmentation de la pression partielle d’un constituant déplace l’équilibre dans le sens d’une diminution de pression, donc dans le sens de la consommation de cet excédent. Dans le cas d’une solution, l’augmentation de la concentration d’un produit freine la réaction dans le sens qui le produit, et l’augmente dans le sens qui le consomme – en tant que réactif, donc !

On a démontré seulement la relation faisant intervenir l’enthalpie, dans le cas d’une transformation isobare, mais une relation similaire existe pour les transformations isochores : il n’y a qu’à remplacer l’enthalpie par l’énergie interne.

Mi-plastique, mi-verre : le vitrimère

Fin 2011, l’équipe de  Ludwik Leibler (CNRS, laboratoire Matière molle et chimie / ESPCI) a mis au point un matériau aux propriétés surprenantes. Baptisé vitrimère, cette matière est similaire au caoutchouc mais présente les propriétés du verre.

Le magazine Pour la science précise : « Jusqu’ici, il n’existait pas de matériaux organiques résistants qui, une fois durcis, peuvent être refaçonnés pour prendre n’importe quelle forme voulue, à l’instar du verre. »

La vidéo du CNRS est à visionner ici : http://www.dailymotion.com/embed/video/xmd2be_un-materiau-innovant_tech

Fabrication

Elle nécessite trois ingrédients :

  • des acides gras issus des sous-produits de l’industrie papetière
  • de la résine époxy
  • un catalyseur

Après chauffage, le mélange est versé sur une plaque et cuit dans une presse chauffante. Le procédé de synthèse est relativement simple, puisqu’il fait appel à la transestérification, réaction toute simple où un ester et un alcool sont transformés en un autre ester et un autre alcool (c’est la réaction qui, au sein de nos cellules, permet l’épissage des introns lors de la maturation des ARN messagers).

Applications potentielles

En plus d’être léger, le vitrimère est malléable à chaud, insoluble, et plus résistant que le verre. Les secteurs du bâtiment, de l’électronique, l’aéronautique, l’automobile ou encore l’imprimerie se disent déjà être intéressés par ce nouveau matériau.

Il est, selon sa composition soit élastique et mou, soit solide et dur. A l’instar d’une pâte à modeler, il est façonnable de manière réversible et à volonté, réparable et recyclable sous l’action de la chaleur. « Ces propriétés permettent notamment d’obtenir des formes d’objets qui sont difficiles ou impossibles à obtenir par moulage ou pour lesquels la réalisation d’un moule s’avère trop coûteuse pour la fabrication envisagée », précisent les chercheurs.

Le vitrimère permettrait de modifier le profil aérodynamique d’une planche de surf, d’effacer les rayures sur le capot d’une voiture en chauffant, ou encore de réparer ou souder des objets en plastique. « Utilisé comme base de composites, ce nouveau matériau pourrait ainsi favorablement concurrencer les métaux et trouver de larges applications dans des secteurs aussi divers que l’électronique, l’automobile, la construction, l’aéronautique ou l’imprimerie. » soulignent ainsi les chercheurs.

Vitrimère  © CNRS/ESPCI/Cyril Frésillon

Polymérisation

En chimie, on distingue les monomères et les polymères, assemblages de monomères. Un polymère est une molécule très grosse ; parfois elle n’en finit pas (millions de monomères)…

On connaît tous le polystyrène, pour l’emballage des objets fragiles. Eh bien il s’agit d’un polymère de styrène, comme c’est le cas de tous les composés avec le préfixe « poly ».

Les molécules de polystyrène sont grosses, comparées au nomère : le styrène.

Autre exemple, le polyéthylène : on part d’une brique élémentaire, l’éthylène C2H4, assemblées par dizaine pour créer une longue chaîne : le polyéthylène :

La réaction de formation d’un polymère est est la polymérisation. Selon que les monomères sont ou non les mêmes, on parle d’homopolymère ou de copolymère. Les polymères sont à la base de la société de consommation, puisqu’ils constituent les plastiques. En plus de ceux sus-cités, on trouve :

  • le polyhexaméthylène adipamidepolyamide, polyamide plus connue sous l’appellation nylon
  • le PVC (polychlorure de vinyle)
  • le PET (polyéthylène téréphtalate), un polyester
  • le polyméthacrylate de méthyle, ou plexiglas
  • le  polytétrafluoroéthylènetéflon
  • le polycarbonate, issu de la polycondensation (polymérisation par étapes) du bisphénol A, tristement célèbre…

Deux catégories de polymères

Ce qui est à l’origine des propriétés des plastiques (plus ou moins grande résistance, malléabilité, température de fusion, etc), c’est la façon dont, à un degré structural supérieur, les polymères sont liés entre eux pour former un édifice macroscopique. A l’instar de spaghettis, ces chaînes peuvent être plus ou moins enroulées, et les plastiques ont des propriétés très différentes selon le degré de réticulation des chaînes (polymères).

Avec le chauffage, les plastiques qui ne sont plus ou moins qu’empilement de polymères peuvent se désagréger. Le plastique fond alors : on parle de thermoplastiques.

A contrario, les polymères s’enroulant en des structures complexes ont plus de chance de former des liaisons fortes. C’est le phénomène de réticulation, ou formation de réseaux tridimensionnels, qui se ressent au niveau macroscopique : on parle alors de plastiques thermordurcis. Lorsqu’on les chauffe, les chaînes moléculaires ne pouvant coulisser, ils ne fondent pas mais se calcinent, c’est-à-dire qu’ils brûlent, jusqu’à carboniser (donner des cendres). La bakélite, le formica, la mélamine et l’époxy sont autant d’exemples.

chaton-pelotes-de-laine

On peut comparer la réticulation à l’enroulement des pelotes de laine avec lesquelles aime tant jouer les chatons : plus les polymères font des nœuds, plus l’édifice moléculaire est stable, donc moins le plastique a tendance à fondre.

L’étude des nœuds, même si dans le cas des plastiques c’en ne sont pas vraiment, est l’objet de la chimie supramoléculaire, qui étudie les interactions faibles au sein des matériaux, et plus particulièrement de la topochimie (voir www-chimie.u-strasbg.fr/~lcom/Recherche/topochimie3.html)

Modification chimique

Il est possible – et on ne s’en prive pas – de modifier les propriétés d’un plastique. Prenons l’exemple du caoutchouc. A l’état naturel, il s’agit d’un polymère thermoplastique, dont les chaînes ne sont pas fortement liées entre elles, donc. Par conséquent, il peut être fondu et coule si la température est suffisamment élevée.

La vulcanisation du caoutchouc consiste à ajouter du soufre et à chauffer, afin de créer des ponts entre les chaînes pour le réticuler : on obtient ainsi un matériau thermodurci. Le principe est illustré ci-dessous :

Image:Vulcanization.png

Vulcanisation du caoutchouc (polymère d’isoprène)

La vulcanisation, qui s’applique aussi au latex, est donc un procédé fort ingénieux ! Elle fut découverte par hasard par l’Américain Charles Goodyear en 1839, lors de la chute d’un morceau de caoutchouc traité au souffre sur un poêle. « Découverte » et non inventée, car elle est mise à jour et non pensée, d’autant qu’un phénomène semblable assure la cohésion de certaines protéines : les ponts disulfure.

Goodyear eut néanmoins des précurseurs : les articles caoutchoutés acquirent une grande popularité au XIXème siècle, mais ils devenaient cassants par temps froid, et collants et nauséabonds par temps chaud. En 1834, les chimistes allemand Friedrich Ludersdorf et américain Nathaniel Hayward découvrirent que l’addition de soufre à la gomme de caoutchouc diminuait ou même éliminait la nature collante des produits finis. D’autre part, l’Anglais Thomas Hancock aurait découvert de son côté la vulcanisation, procédé sans lequel notre civilisation ne serait pas ce qu’elle est…

L’idéal : un matériau thermoplastique et thermoducissable

Grâce à la présence des liaisons fortes qui réticulent les chaînes, les polymères thermodurcis ont des performances beaucoup plus intéressantes que les thermoplastiques, notamment concernant leur comportement mécanique et leur stabilité thermique ou chimique. Ils sont donc utilisés dans les applications les plus exigeantes, comme l’industrie des biomatériaux, aérospatiale ou automobile.

Bien qu’ils soient moins performants que les thermodurcis, les thermoplastiques possèdent un avantage : ils ramollissent quand la température augmente. Ceci permet de les mouler ou de modifier leur forme à volonté, mais aussi de les recycler : ils sont fondus, puis reformés.

C’est justement le défaut de leurs cousins thermodurcis : une fois qu’on les a réticulés, impossible de changer leur forme. Impossibles à recycler, on ne peut les produire qu’une seule fois : ils acquièrent dans le moule leur forme définitive.

Or les chercheurs ont réussi un exploit avec le vitrimère : créer un plastique aussi performant que les thermodurcis, mais malléable à souhait, comme les thermoplastiques : le vitrimère est réticulé, mais ramollit pourtant quand on augmente sa température.

Une propriété intéressante de ces nouveau plastique concerne l’évolution de sa viscosité avec la température. S’agissant d’un matériau proche du verre, on définit la température de transition vitreuse comme le seuil (conventionnel) à partir duquel la viscosité devient suffisamment faible pour qu’on puisse le déformer.

Dans le cas du verre, la viscosité varie de manière relativement régulière quand on approche la température de transition vitreuse ; il n’y a guère besoin de contrôler finement la température pour travailler le verre : c’est ce qui permet au souffleurs d’exercer leur métier.

En revanche, pour les thermoplastiques classiques, la variation de viscosité est assez abrupte. Or le vitrimère, grâce à des liaisons reconfigurables, a un comportement bien plus proche de celui du verre que du plastique. Pas besoin de contrôler finement la température ; c’est pourquoi les chercheurs utilisent un sèche-cheveux dans leur vidéo !

Explication du phénomène

La prouesse des chercheurs tient au fait que ce nouveau matériau a des propriétés en commun avec le silicium. le titre de leur publication dans Science Magazine est d’ailleurs « Silica-Like Malleable Materials from Permanent Organic Networks« . Le résumé est consultable ici : http://www.sciencemag.org/content/334/6058/965.short.

L’idée maîtresse qui a guidé les chercheurs fut de concevoir  une structure telle qu’à haute température il existe des échanges de liaisons permettant un relâchement des tensions et donc la malléabilité tandis qu’au refroidissement ces échanges deviennent si lents que le système se comporte comme un solide. Cette structure en réseau peut maintenir son intégrité à haute température car, en dehors des échanges de liaisons, il n’y a pas rupture de liaisons, donc pas de dépolymérisation.

C’est en faisant polymériser des résines époxy avec un catalyseur à base de zinc qu’on obtient des solides thermoplastiques qui présentent, une fois refroidis, des propriétés mécaniques et d’insolubilité analogues à celles de la silice, constituant principal du verre.

En partant d’une  résine époxy standard, un élastomère, polymère élastique est obtenu, et un dispositif  permettant de le façonner en torsade par chauffage.

Le vitrimère chauffé est torsadé au moyen de ce drôle d’appareil.  © CNRS/ESPCI/Cyril Frésillon

Des échantillons cassés ou réduits en poudres peuvent être reconstitués par moulage à chaud à la presse à injection : le matériau est recyclable. Grâce à des liaisons particulières, il est également insoluble dans un solvant aussi puissant que le trichlorobenzène. Mais surtout, de même que les métaux avec un fer à souder, on peut le souder sans apport de substance :

Soudure obtenue par pressage à chaud de deux bandes de vitrimère de couleur différente. Les deux pièces sont unies par des liaisons chimiques, simplement ! © CNRS/ESPCI/Cyril Frésillon

En partant d’ une  résine époxy légèrement différente, les chercheurs ont aussi obtenu un matériau, aussi insoluble que le précédent, qui ne se dépolymérise pas non plus à haute température mais qui se comporte à température ambiante comme une résine époxy classique dure thermodurcissable.  En revanche, à la différence des thermodurcissables classiques, le matériau est déformable à 200° C et, si on le réduit en poudre, il est reconstituable par moulage à 240°C. Il est donc aussi recyclable.

Le vitrimère récompensés

Le vitrimère a été nommé Best Chemistry 2011 par l’hebdomadaire Chemical & Engineering News de l’American Chemical Society, tant l’innovation est grande. D’autant que la conception de matériaux réutilisables est un enjeu à la fois économique et écologique, comme le précise l’ESPCI (Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles, Paris) dans son communiqué. La malléabilité à chaud est une propriété dont on pensait qu’elle était l’apanage du verre (silicium), et non des composés issus de la chimie organique, c’est-à-dire comportant une large proportion de carbone, hydrogène, oxygène et azote, et potentiellement synthétisables par les êtres vivants. Certes, on n’en est plus à se poser des questions sur le vitalisme, comme ce fut le cas lors de la synthèse de l’urée par Wöhler en 1828, mais cette prouesse montre que la chimie organique n’a pas dit son dernier mot…

Agent Provocateur : à la hauteur de son ambition

Connaissez-vous Agent provocateur ? Moi, de nom seulement… Jusqu’il y a peu : en suivant la page Facebook éponyme, je n’allais pas être déçu : l’onglet photos regorge de jolies filles, dans des tenues tout-à-fait décentes (contrairement au n°1 mondial masculin Maxim, magazine qu’il convient également de suivre, pour les curieux).

Alors, de quoi s’agit-il ? Agent Provocateur est une entreprise britannique de lingerie fondée en 1994. Désormais célèbre et installée aux quatre coins du monde, la marque a su tirer parti d’un nom résolument frenchie pour vendre ses articles haut-de-gamme comme des petits pains. On le sait, les Anglais – et le monde entier – raffolent de culture française (voir mon article consacré au Français en Anglais). En témoigne le succès incomparable de Marion Cotillard à l’étranger : dès que quelque chose, à l’instar du film La Môme s’empare du charme à la française, cela promet de cartonner au box-office… ou dans les gardes-robes.

Un nom de marque aussi provocateur… on ne fait pas ! En effet, la french touch s’exporte mieux que n’importe quoi, Paris ayant le don presque inné de faire rêver les amoureux (jusqu’à attirer les producteurs de Gossip Girl, série n°1 auprès des jeunes, pour un tournage dans le quartier latin en 2010). Agent Provocateur est bien évidemment une référence au concept de lingerie suggestive suivi par la marque.

Flotte un air délicat de Zadig et Voltaire, où le personnage de Zadig marqua l’esprit du créateur par son charisme, son courage, et surtout sa modernité ; à l’exception près qu‘Agent Provocateur n’est guère une marque française ! Mais, faut-il croire, ce brin d’exotisme fonctionne encore mieux auprès du consommateur anglo-saxon…

Surfant sur la vague du Fétichic, néologisme forgé en 2011 pour désigner la tendance vestimentaire mêlant les codes du fétichismes avec ceux du prêt-à-porter, Agent Provocateur compte parmi ses égéries les fameuses Kylies Minogue, Kate Moss, ou encore la pulpeuse Rosie Huntigton-Whiteley (Ange chez Victoria’s Secret !), ainsi que bon nombre d’autres mannequins plus ou moins connues (Dita Von Teese, Maggie Gyllenhaal, Helena Christensen, etc.) Les actrices françaises Vahina Giocante, Joséphine de La Baume, et Mylène Jampanoï ont aussi participé aux photo shoots.

Ci-dessous, Rosie Huntington-Whiteley pour la collection « Chic et jolie ». En gage de l’attachement de la maison à la langue de Molière, les subtils Serge Gainsbourg et Jane Birkin… accompagnés de Lenny Kravitz sonorisent ces images ardentes comme la braise :

Assez parlé, voici le genre de coquetteries colorées qu’on peut savourer sur la page Facebook dédiée (cliquer pour agrandir) :

D’autres poses, encore plus suggestives, voire un brin (seulement ?) provocatrices – puisque c’est le mot d’ordre de la marque – sont à découvrir sur Facebook, ou sur leur site à la page d’accueil sobrement intitulée « lingerie de luxe » : http://www.agentprovocateur.com. On peut y lire « shop the look » : tant qu’à faire, on n’achète pas un article, mais le look allant avec, comme s’il était  immanent à un seul produit !

Tenue carcérale, ou ça y ressemble ! Traduction : Agent Provocateur, démon sacrilège, incite à défaire ses liens au plus vite, et – tant qu’à aller jusqu’au bout – à l’extirper tout en douceur du carcan que représente cette tenue à la fois mirifique et monstrueuse…

Si on ne verse dans la provocation…

Une pluie torrentielle de couleurs torrides s’abat sur le marchand de glaces… Et elle ne passe pas inaperçue ! Qui a dit que cela avait un air d’Uma Thurman pour Schweppes ? http://cdn-elle.ladmedia.fr/var/plain_site/storage/images/people/la-vie-des-people/news/uma-thurman-sensuelle-egerie-schweppes/17352994-1-fre-FR/Uma-Thurman-sensuelle-egerie-Schweppes_mode_une.jpg

La farandole aguicheuse continue ici : https://www.facebook.com/agentprovocateur/photos_stream.

Fourmis arc-en-ciel

En Inde, à l’Université de Mysore, le scientifique un brin artiste Mohamed Babu ne manque pas d’inspiration… En guise de marqueur chimique, c’est un liquide sucré empli de colorants qu’il a fait ingérer à ses protégées, mettant en évidence l’abdomen des fourmis :

Ultra sexy… pour une pub anti-cancer.

Outre-Manche, on ne plaisante pas avec le dépistage du cancer ; celui des testicules en particulier. Tant et si bien que l’agence JWT Londres, a mis à contribution le célèbre photographe Rankin. Sous l’objectif : la mannequin Rhian Sugden, pour le compte de malecancer.org. Jugez plutôt :

Alors, le message est passé ? Que de bonnes raisons de ne pas badiner avec sa santé !

 

 

Men In Black, ou comment faire du neuf avec du vieux !

Classé n°1 au hit parade, Back in time, bande originale du troisième opus de la Men In Black, n’est pas à proprement parler un titre original, mais une reprise d’un air de 1957 ! Or, rappelons-le, il est question dans le film d’aller en arrière dans le temps pour sauver le futur, raison pour laquelle cette mélodie à la rythmique résolument oldie convient à merveille.

D’ailleurs, Love is strange sonne plutôt golden oldie (vieux succès) : écrite par le bluesman Bo Diddley, cette chanson atteignit la onzième place des 100 premiers hits du palmarès Billboard Hot 100 et connut de nombreuses reprises…

Défraîchie, certainement pas ! Cette version remise au goût du jour, interprétée  par le rappeur Pitbull, a fait l’objet d’une remasterisation remarquable. Autre élément, et non des moindres : le clip, bénéficiant d’un casting au poil, avec Will Smith et sa femme Jada Pinkett, ainsi que Tommy Lee Jones, tous trois à l’affiche du film en compagnie de Josh Brolin.

La version par Pitbull (2012)

La version par Mickey & Sylvia (1957)

La mort, rions-en !

La mort, les philosophes y ont beaucoup réfléchi… Elie Semoun aussi : le voici dans la peau d’un employé de crématorium. Hilarant !

Dieu fait son show, ou La pensée de Dieu

Après Le visage de Dieu, sorti en 2011, sa pensée ! Loin d’en rajouter une couche, les célèbres frères Bogdanov, l’ADN humain mais pour patrie l’espace, réitèrent l’expérience du questionnement divin. Dans La pensée de Dieu, tout juste paru aux éditions Grasset, il est question de ce que Dieu sait… ou non.

Mais surtout, ne cherchez pas (outre-mesure) à savoir s’Il existe : là n’est pas la question ; d’autant que chacun se forge sa propre opinion. Si la science montre indubitablement que l’Univers peut se créer à partir de rien (voir mon article sur le principe d’incertitude), moult questions sur l’origine de la matière subsistent, habilement exposées dans ce livre.

Il est en particulier question d’auto-organisation (ce qu’on appelle l’émergence en théorie de la complexité).

Lu dans Carrefour Savoirs, juillet 2012, par Alexis Brocas (auteur de La mort, j’adore)

Bien entendu, ce nouvel ouvrage ne manque pas de susciter la critique : http://www.lepoint.fr/societe/faut-il-bruler-les-bogdanov-12-07-2012-1484451_23.php

Comme avec les Bogdanov l’esprit critique est de mise, on ne peut que savourer cette réflexion philosophique avec des pincettes. Dieu est plus philosophique que scientifique, n’est-ce pas ?

Bref. Je suis tombé sur une chanson tonguienne…

Par hasard, j’ai mis la main sur une chanson venant de sortir. Elle nous vient surtout du Tonga, pays perdu au beau milieu du Pacifique. Assez exotique, et bien loin de la K-pop !

Et en voici une autre du même groupe :

Les tonguiennes sont en rythme, en tout cas !

Ainsi qu’un clip moins bon enfant, sans rapport aucun :

Des sportifs sexy à la une

Se dénuder pour le magazine ESPN, à l’occasion de la Body Issue 2012, ils l’ont fait ! Six sportifs, parmi les plus célèbres, posent en tenue d’Adam et Eve, pour un résultat garanti :

Et voici le making-off :

Mariez-vous au McDo’ !

BEST-OF. Envie d’un mariage original, et inoubliable, par la même occasion ? En Chine, McDonal’ds vient d’inaugurer une prestation on ne peut plus savoureuse : le mariage aux côtés de Ronald… ou pas !

Un cérémonial en bonne et due forme

Si, dans nos contrées, ils ne font qu’organiser des anniversaires, l’enseigne propose au pays de Confucius des formules plus qu’atypiques : robes de mariée en ballons et gâteaux en sandwichs.

Comme le veut la tradition, un bisou à l’instar de La belle et le clochard, à ceci près qu’une frite – faite maison – remplace avantageusement la spaghetti (ou la cerise) !

Au service Recherche & Développement de McDonalds, on ne manque décidément pas d’idées !

Ce n’est plus le moment de lancer du riz, mais de commander un menu double cheeseburger familial, avec un McFlurry spécial en guise de dessert. Tant qu’à faire, ne surtout pas oublier le photographe, pour des clichés mémorables dans la piscine à balles…

Venez comme vous êtes

Pour un cérémonial si romantique, quoi de plus naturel que de délaisser les artifices (maquillage, voile…) en suivant la sacro-sainte maxime de la chaîne : venir (presque) comme on est ; des cernes sous les yeux, et l’estomac dans les talons, s’il n’y a que ça pour faire plaisir à son/sa dulciné(e)…

Une initiative également testée à Hong Kong…

On attend ça en France… ou pas !

Le boson de Higgs expliqué aux enfants

Après près de 50 ans de recherche et une traque acharnée, le boson de Higgs, graal de la physique aurait été découvert. Une particule malaisée à comprendre de prime abord ; et pourtant, sans elle nous ne serions pas là…

Le boson de Higgs expliqué aux enfants… et à tous ceux s’étant arrêtés avant le doctorat en physique !

La grande nouvelle du 4 juillet 2012, c’est la découverte quasi-certaine du boson de Higgs. Une découverte parmi tant d’autres en physique ? Non ! Certes, cela n’influencera pas (tout de suite) les technologies ; mais c’est un coup de tonnerre dans la physique fondamentale. Il ne s’agit pas d’un turboréacteur dernier cri, encore moins du prochain écran tactile flexible, mais bel et bien d’une découverte capitale nous en apprenant davantage sur l’Univers…

En physique, traverser une zone de turbulences, ça arrive : au début du vingtième siècle, il y avait le « petit nuage dans le ciel de la physique » évoqué par Lord Kelvin (rayonnement du corps noir qui mena à la physique quantique) ; plus récemment – depuis la fin de la seconde guerre mondiale – on se demandait, avec les progrès de la physique subatomique, pourquoi les particules ont une masse.

Toute la question (existentielle) est de savoir pourquoi certaines particules ont une masse et d’autres n’en ont pas ! Eh oui, ce n’est pas évident : le photon (grain de lumière) n’en a pas (c’est pourquoi il se déplace si vite, à la vitesse de la lumière ; au passage c’est ce qui permet de téléphoner loin !). A l’inverse, nous on en a… une masse, pour la bonne raison que nos constituants (protons et électrons) en ont !

Le boson de Higgs est surnommé particule-Dieu : si les particules sont massives, ce serait (uniquement ?) grâce à lui ! D’où l’intérêt de le cerner : le CERN – Centre Européen de Recherche Nucléaire – vient justement de mettre la main dessus. C’est une bonne chose : s’il n’existait pas, il  y aurait une faille – de taille – dans le modèle standard sur lequel repose toute la physique…

Cette particule a été prédite par la théorie en 1964 pour pallier à une lacune du modèle standard : la brisure de l’interaction unifiée électrofaible en deux interactions par le mécanisme (encore plus imbuvable que son nom) de Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble… Quésako ?

Le champ de (bosons de) Higgs peut être vu comme une « mélasse » dans laquelle baignent les particules qui nous entourent : selon leur interaction avec cette mélasse (frottements), ces particules s’y meuvent plus ou moins facilement, donnant ainsi l’illusion qu’elles ont un poids spécifique. En fait selon le mécanisme de Higgs, les particules que l’on connait n’auraient donc pas de masse intrinsèque, celle-ci ne serait qu’une mesure de leur interaction plus ou moins grande avec le champ de Higgs qu’il introduit.

De l’absence d’interaction du photon avec ce champ découlerait ainsi à la fois sa masse nulle (le photon se mouvant sans difficulté dans le champ de Higgs), et la portée infinie du champ électromagnétique (le photon n’étant pas « ralenti » par les bosons de Higgs).

Ça passe toujours pas ? 

Matt Strassler, professeur à l’université Rutgers, compare le champ de Higgs à l’air environnant :

« Qu’est-ce que le champ de Higgs et comment le concevoir? Pour nous, il est tout aussi invisible et indétectable que l’air pour un enfant, ou que l’eau pour un poisson ; en réalité, il l’est même encore davantage, car en grandissant, nous apprenons à prendre conscience du flux d’air dans lequel baigne notre corps et à le détecter par nos sens, mais aucun de nos sens ne peut nous permettre d’accéder au champ de Higgs. »

Flotte un air de colombe de Kant fendant l’air où elle se meut…

Margarat Thatcher dans une pièce bondée

Le physicien Peter Higgs (l’unique, le vrai) explique que sa métaphore préférée a été imaginée par le physicien David Miller, qui voit dans le mécanisme du boson de Higgs une métaphore de la politique britannique contemporaine. Dans Physics World, Matin Durrani écrit :

« Miller est célèbre pour avoir comparé le boson de Higgs à l’ancien Premier ministre britannique, Margaret Thatcher, avançant dans une salle bondée et gagnant de la masse à mesure que d’autres personnes s’agrégeaient autour d’elle. »

Autre version que la dame de fer s’attirant les foudres, celle-ci est due à Burton DeWilde :

« Imagine une pièce remplie de physiciens. Tout d’un coup, Einstein arrive et essaye de la traverser, mais des physiciens éblouis par sa personne s’agglutinent autour de lui et entravent ses mouvements, ce qui augmente sa masse. Maintenant, imagine que je rentre dans la pièce. Un étudiant de seconde zone, personne ne veut me parler, ce qui fait que j’arrive à traverser relativement facilement la foule de physiciens – pas de masse effective pour moi ! Enfin, imagine que quelqu’un lance une rumeur, et que les physiciens se mettent à s’exciter et à se rassembler spontanément. »

Dit autrement, on ne se fraye un chemin (dans l’espace-temps) que si on est ignoré, c’est-à-dire si personne n’interagit avec nous. L’agglutination permet de se représenter commodément les choses ! Une perle (lisse, sans aspérités) tombe plus vite dans un liquide qu’un objet cabossé. Sans penser à la loi de Stockes, le liquide est comparable au champ de bosons de Higgs : selon leur nature, les particules y baignant sont plus ou moins freinées, donc plus ou moins massives !

Plus il y a de monde autour, moins on s’évertue facilement ; plus la pression est étouffante, moins on avance… Du Higgs tout craché ! A condition bien sûr d’être sensible au liquide (c’est-à-dire d’interagir avec les bosons de Higgs) : des perles s’enfonçant dans un liquide subissent ses frottements, mais des grains de sables (assez fins) ne sont pas freinés ! Ils filent au fond de l’eau en ligne droite, à l’instar des photons voguant au gré de l’espace-temps…

Ce n’est qu’une image, mais c’est l’art d’éviter les mathématiques en vulgarisant… Est-ce légitime d’ailleurs ? Un physicien intransigeant n’y verra pas que du feu !

Pour moi, la physique repose avant tout sur le bon sens, au sens où elle doit être en adéquation avec la réalité. Bien entendu, les maths sont le socle de cette discipline, mais elle ne s’y réduit pas. Exemple : la loi de Fick et la loi de Fourier régissent respectivement la diffusion de soluté en solution et la diffusion de la chaleur. Chacun sait que la diffusion se fait du milieu le plus concentré (en sel, sucre…) vers le moins concentré ; de même la chaleur va spontanément du milieu le plus chaud au plus froid.

L’expérience (fort simple !) consistant à laisser ouverte la porte en hiver est une expérience scientifique (un brin archaïque)… Elle fournit la confirmation d’une loi mathématique faisant intervenir un gradient (opérateur vectoriel) de température. Si, thermodynamiquement, la chaleur ne peut aller (naturellement) que du plus chaud au plus froid, le bon sens reste de mise : c’est aussi – et avant tout – une affaire pratique.

Deux catégories de phénomènes s’affrontent en physique : ceux qu’on explique après leur découverte, et les autres… expliqués avant d’être découverts ! C’est le cas du plus célèbre boson, dont l’existence ne demandait qu’à être confirmée par l’expérience. Le cas échéant, les physiciens se seraient fourvoyés durant des décennies ; cela dit la physique recèle encore bien des mystères… Il suffit de regarder un film de science-fiction pour appréhender notre ignorance !

Voyage intergalactique, invisibilité, et antigravitation ne sont pas pour demains ; pour autant Peter Higgs, théoricien de génie né en 1929, n’a pu retenir ses larmes : ce n’est pas tous les jours qu’on découvre un nouveau boson – qui plus est, d’une importance cruciale – , et c’est encore moins souvent qu’il porte notre nom…

Et le web-magazine Slate de finir en beauté : « Enfin, n’hésitez pas à vous rendre sur le site du Cern. Oh, pas pour y lire les dernières données enregistrées par l’accélérateur de particules, qui ressemblent à ça :


Non, plutôt pour consulter le mini-site dédié aux enfants, CernLand, avec des explications à la portée de tous… et des petits jeux sympa. »

Un petit détail, pour terminer : le New York Times rapporte que les scientifiques avaient mis le champagne au frais depuis le mois de décembre. C’est dire… s’ils sont cachottiers ! Pour l’heure, après moult vérifications, la nouvelle est fiable à 99,99997 %. Sait-on jamais !

« Faites péter le champagne ; un boson de Higgs, on en découvre un tous les 10 milliards d’années… au moins ! » Si sérieux d’ordinaire, vont-ils finir soûls pour l’occasion ? 

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