Chimie et lumière

Lionel Simonot, Jacques Livage, Jean-François Letard, Louis Le Sergeant d’Hendecourt, Norbert Hoffmann, Thierry Herning, Jean-François Guillemoles, Sébastien Forget, Marc Fontecave, Marie-Paule Felder-Schmittbuhl, Thierry Engel, Jean-Claude Bernier, Stéphane Auvray

Description

La lumière est partout et la chimie est partout. Mais ces deux entités se rencontrent-elles alors que l’une est immatérielle et l’autre constitutive de tous les objets ? Oui, bien sûr ! Cela s’est d’abord manifesté dans les sources naturelles que sont le soleil, les éclairs ou quelques rares espèces vivantes, puis par le feu dont la domestication a transformé l’existence. Et puis la vie ? Elle n’existerait pas sans lumière par l’intermédiaire de la chimie. Cette situation annonçait une avalanche de révolutions techniques ; elle est encore en cours et continue à bouleverser nos vies, en particulier par les écrans (télévision, téléphones, ordinateurs…), mariages savants de lumière et de chimie !

La première partie de l’ouvrage campe les bases du domaine (photochimie, nouveaux matériaux) puis aborde deux grandes énigmes : l’influence de la lumière du jour sur nos humeurs (rythmes circadiens) et l’origine de la vie (chimie intra-galactique).
Une deuxième partie présente cette extraordinaire invention qu’est le laser, qui est venu bouleverser le domaine chimie et lumière. Par ailleurs, lumière et couleur, c’est évidemment indissociable. Cela est illustré par les merveilleuses créations de la nature qui inspirent nos écrans.
La troisième partie traite d’applications industrielles. On y présente l’effet photovoltaïque et ses nouvelles versions, puis on revient sur les surprenantes applications industrielles des lasers qu’on croirait réservées à la science-fiction. 

L’ouvrage est conçu pour un public doté d’une culture scientifique de base. Les treize chapitres sont écrits par les meilleurs spécialistes en charge des importants développements actuels et qui se sont tous attachés à rester accessibles.

Sujets

• Sciences expérimentales
• Chimie
• Chimie
• Techniques
• Automatisation et Contrôle
• Contrôle des processus
• Automatisation
• Automate
• Ondes
• Sciences et techniques
• Sciences fondamentales

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 14 janvier 2021
• Nombre de lectures: 11
• EAN13: 9782759825080
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 46 Mo

Extrait

Chimie
et lumière
Cet ouvrage est issu du colloque « Chimie et lumière »,
qui s’est déroulé le 26 février 2020 à la Maison de la Chimie.« COLLECTION CHIMIE ET ... »
Collection dirigée par Bernard Bigot
Président de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie
Chimie et
lumière
Stéphane Auvray, Jean-Claude Bernier, Thierry Engel,
Marie-Paule Felder Schmittbuhl, Marc Fontecave, Sébastien Forget,
Jean-François Guillemoles, Thierry Herning, Norbert Hoffmann,
Louis Le Sergeant d’Hendecourt, Jean-François Letard,
Jacques Livage et Lionel Simonot
Coordonné par Minh-Thu Dinh-Audouin,
Danièle Olivier et Paul Rigny
Conception de la maquette intérieure et de la couverture :
Pascal Ferrari et Minh-Thu Dinh-Audouin
Crédits couverture : Centre d’Études Alexandrines et Atelier
de Recherche et Conservation-Nucléart/CEA Grenoble
Iconographie : Minh-Thu Dinh-Audouin
Mise en pages et couverture : Patrick Leleux PAO (Caen)
Imprimé en France
ISBN (papier) : 978-2-7598-2507-3
ISBN (ebook) : 978-2-7598-2508-0
Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous
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reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non
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courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute
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erses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’article 40). Cette
représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit,
constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants
du code pénal.
© EDP Sciences 2021
EDP Sciences
17, avenue du Hoggar, P.A. de Courtabœuf, BP 112
91944 Les Ulis Cedex A, FranceOnt contribué à la rédaction
de cet ouvrage :
Stéphane Auvray Sébastien Forget Jean-François Letard
Directeur Commercial Maître de conférences Président et Fondateur
Laboratoire de Physique OLIKROMSageGlass/Saint-Gobain
des Lasers
Jacques LivageJean-Claude Bernier Université Sorbonne Paris Nord
Membre de l’Académie des Professeur émérite
Jean-François Guillemoles SciencesUniversité de Strasbourg
Directeur CNRS Professeur au Collège
Thierry Engel Institut Photovoltaïque de France
Responsable scientifque d’Ile-de-France
Lionel SimonotIREPA Laser
Thierry Herning Maître de conférences
Marie-Paule Felder Président Institut Prime
Schmittbuhl BASF France Université de Poitiers
Directrice de recherche
Norbert Hoffmann
Institut des Neurosciences Directeur de recherche CNRS
Cellulaires et Intégratives Université de Reims
CNRS - Université Champagne-Ardenne
de Strasbourg Institut de Chimie Moléculaire
de Reims (ICMR)Marc Fontecave
Membre de l’Académie Équipe éditoriale :Louis Le Sergeant
des Sciences Minh-Thu Dinh-Audouin,d’Hendecourt
Professeur au Collège Danièle OlivierDirecteur de Recherche CNRS
de France PIIM, Aix-Marseille Université et Paul RignySommaire
Avant-propos : par Danièle Olivier
et Paul Rigny ...................................................... 9
Préface : par Bernard Bigot .............................. 13
Partie 1 : Lumière blanche et chimie
Chapitre 1 : La photochimie organique et
ses applications industrielles
par Norbert Hoffmann ...................................... 19
Chapitre 2 : Photosynthèse artifcielle :
du CO aux carburants solaires
2
d’après la conférence de Marc Fontecave .......... 37
Chapitre 3 : Lumière sur le cerveau :
des horloges circadiennes à la luminothérapie
d’après la conférence de Marie-Paule
FelderSchmittbuhl ....................................................... 61
Chapitre 4 : De la lampe à huile aux LED :
histoire physico-chimique de l’éclairage artifciel
par Lionel Simonot ............................................ 81
Chapitre 5 : Lumière, molécules et origines
par Louis Le Sergeant d’Hendecourt ............... 99
Partie 2 : Chimie et lumière au service
de la qualité de vie
Chapitre 6 : La chimie à la lumière du laser :
un intérêt réciproque
par Sébastien Forget ......................................... 119
Chapitre 7 : La lumière électronique :
du tube cathodique aux écrans plats
d’après la conférence de Jean Claude Bernier .. 133
7Chapitre 8 : Vers des vitrages intelligents et
connectés pour des bâtiments durables et
confortables
d’après la conférence de Stéphane Auvray ........ 147
Chapitre 9 : La couleur des verres
par Jacques Livage ........................................... 159
Partie 3 : Chimie et lumière : recherche et
développement industriels
Chapitre 10 : Chimie et maitrise de la lumière
d’après la conférence de Thierry Herning .......... 187
Chapitre 11 : Chimie et photovoltaïque :
d’Edmond Becquerel à nos jours,
un parcours radieux
par Jean-François Guillemoles ........................ 197
Chapitre 12 : Matériaux intelligents, d’une
recherche CNRS à la création d’une entreprise
d’après la conférence de Jean-François Letard .... 215
Chapitre 13 : Le laser en contexte industriel :
une palette d’applications étonnantes
d’après la conférence de Thierry Engel .............. 229
8
Chimie et lumière
Avantpropos
La Fondation de la Maison elle marque un phénomène ou
de la Chimie a créé, en 2009, un objet merveilleux : l’éclair
une collection de livres de ou de bizarres lucioles. Mais
vulgarisation pour public les objets qu’il a sous les yeux
averti, la collection « Chimie n’ont rien à voir avec elle ;
et… ». Par cette collection, la simplement, elle permet de
Fondation s’attache à illus- les voir. Plus tard, avec le feu,
trer à quel point la chimie est il lui trouve d’autres
dimenessentielle à nos vies quoti- sions : sa lumière éclaire bien
diennes. Chaque volume traite sûr et permet d’envoyer des
ainsi d’un domaine particulier signaux. Et c’est l’aventure :
mettant en relief les apports il veut alors « domestiquer »
des recherches scientifiques cette lumière qui lui apporte
académiques ou industrielles. des avantages, et pour cela,
Elle s’est ainsi tournée vers il trouve les matériaux et les
les objets quotidiens, les vête- phénomènes adéquats : c’est
ments, les habitations, les loi- le début de chimie et lumière.
sirs, les médicaments et les Parallèlement, il est devenu
nouvelles méthodes théra- agriculteur et a compris que
peutiques, l’environnement, la vie des plantes, c’est la
la culture par l’art ou l’archéo- lumière qui la détermine, que
logie, etc. c’est la lumière qui détermine
Chaque livre est précédé la vie. Plus exactement, on
d’un colloque qui en fournit la dira que la lumière gouverne
trame et les auteurs des dif- la chimie pour permettre la
férents chapitres, spécialistes vie.
éprouvés de leur domaine. Ce Comme il se doit, ces
corrésont aujourd’hui vingt-trois lations observées au cours
livres, basés donc vingt-trois des millénaires ont été
transcolloques, qui constituent la formées depuis deux ou trois
collection. siècles par la science et la
Pour l’homme primitif, la technique. On veut mieux
lumière c’est par excellence le comprendre pour mieux
utilisoleil qui décide de ses jour- ser : domestiquer la lumière
nées, décide s’il va voir ou ne pour notre confort, pour la
pas voir ! Ah ! marginalement, beauté des objets qui nous
Danièle Olivier et Paul Rigny, Fondation de la Maison de la Chimieentourent, pour améliorer les le plan du livre. On passe
réactions chimiques qui nous ainsi des propriétés de la
intéressent, pour créer de lumière naturelle, et en
particulier concernant la photo-l’énergie.
synthèse, pour aborder les Bientôt, la connaissance des
interactions mises en œuvre interactions lumière-matière
pour permettre d’améliorer s’est évadée de
l’observala vie quotidienne ; on examine tion primaire pour aborder
ensuite quelques réalisations de nouveaux continents dont
récentes de la recherche la puissance de la technique
industrielle.s’est emparée. Créer les
Toute la richesse des infor-images est devenu
l’occupation majeure de l’huma- mations scientifiques et
technité : pêle-mêle la publicité, niques – économiques même
puisque c’est l’industrie la télévision, les téléphones
d’aujourd’hui qui est concer-portables, les ordinateurs, la
née –, portée par les livres de maîtrise et la communication
la collection « Chimie et… », de tout ce qui est possible. Et,
est précieuse et doit être à la base de tous ces
dévevalorisée. C’est un des rôles loppements, c’est lumière,
du site www.mediachimie.lumière et encore lumière, et
org, que la Fondation a créé la civilisation des écrans.
en 2012. Ce site est consulté Et ce sont mille inventions
tant pour l’enseignement de techniques pour la produire
la chimie pour aider profes-ou la conditionner, rendre
seurs, étudiants et élèves à
plus impérieuse la
civilisaintégrer la recherche actuelle
tion des écrans : les diodes
que pour répondre à la curio-LED puis OLED, les
revêtesité du grand public curieux de ments actifs qui transforment
connaître la réalité technique. nos bâtiments, etc. Et ce sont
Que nos lecteurs se rendent aussi les lasers, ce génial
inssur ce site et cherchent les
trument qui donne dans tant
réponses à leurs questions…
de domaines scientifiques et
Nul doute qu’ils ne reviennent,
techniques des précisions
pour approfondir leurs
inatteignables sans lui. En
connaissances, à la lecture particulier, la chimie ne serait
des nombreuses ressources
pas la même sans sa
puisproposées qui, bien entendu,
sance et sa précision puisqu’il
font bon usage des volumes de
permet la compréhension fine
la collection « Chimie et… » !
de la réactivité. Grâce à lui,
et plus généralement à la
lumière, on s’approche même Liste des ouvrages de la
coldu mystère de l’origine de la lection « Chimie et… »
vie et de son origine dans les La chimie et la mer ; La chimie
réactions chimiques intra- et la santé ; La chim