L’atelier “Chimie amusante”

Cet après-midi du lundi 9 juin, nous avons reçu la visite d’un professeur de chimie de l’université d’Aix-Marseille, Faculté des Sciences et Technique de St Jérôme, venu pour nous présenter le monde merveilleux de la chimie, et en particulier de longues chaînes de molécules que l’on nomme “polymères”. Ces derniers sont présents tout autour de nous, sans même qu’on puisse les voir !

Le domaine de la chimie explore principalement la formation des différentes combinaisons de molécules et leurs réactions chimiques, afin d’obtenir des composés utiles à notre quotidien. Par exemple, le paracétamol qui est un anti-douleur issu du phénol.

Les macromolécules que sont les polymères sont construites d’une manière assez particulière. En effet, il s’agit d’une répétition de “monomères”, des molécules simples qui constituent les unités de base de cette chaîne. Ils créent des liaisons entres eux pour former un polymère.

Le polymère peut présenter plusieurs structures. D’une part, il peut se composer que d’une seule et unique entité : c’est l’homopolymère. D’autre part, le polymère peut se composer de plusieurs entités. Dans ce cas de figure,  le polymère devient alors un copolymère et peut voir ses propriétés s’altérer (élasticité, résistance, solidité). On peut distinguer deux modèles :

• alterné, qui montre une structure d’alternance entre entités A et B ;
• à bloc, qui montre une structure d’alternance entre des ensembles d’entités A et des ensembles d’entités B.

Ainsi, nous retrouvons concrètement des polymères naturels dans notre environnement, comme le caoutchouc, la cellulose, les protéines, voire même l’ADN et bien d’autres. Des polymères synthétiques sont également employés dans la fabrication de nos plastiques issus de la famille des polyéthylènes, tels que le PET, le PVC ou encore le polystyrène.

Pour permettre la synthèse de polymères, on suit un protocole de polymérisation radicalaire en chaîne (Voir annexe 3). Celui-ci consiste à exciter énergétiquement une molécule dans le but de la casser sous l’effet du principe d’agitation thermique. Les fragments obtenus vont servir d’amorce à la liaison entre les unités, engendrant une réaction en chaine à l’origine du polymère.  Deux principaux processus sont employés pour exciter les molécules :

• la photopolymérisation, qui consiste à envoyer des photons (lumière) sur la molécule pour lui transmettre de l’énergie. Cette méthode est la plus utilisée car très précise ;
• la polymérisation thermique, quant à elle, consiste à chauffer la molécule pour lui fournir de l’énergie. Celle-ci est moins courante.

La théorie a par la suite, été mise en application dans des travaux pratiques, à la fois ludiques et instructifs. L’objectif était d’expérimenter la photopolymérisation au travers d’un atelier de personnalisation de faux ongles (Voir annexe 1), en utilisant les propriétés de la résine, et d’un atelier de synthèse de nylon (Voir annexe 2).

En outre, le Science Summer Camp ne s’arrête pas seulement au domaine de l’astronomie mais offre également une ouverture dans d’autres domaines comme la chimie.

 

Yahel et Théo

 

Annexes 1 et 2 :

Annexe 3 :