La chimie : analyse et synthèse, synthèse et analyse

 
En réfléchissant à la chimie, je viens de comprendre pourquoi la composante analytique est plus intéressante que je ne croyais... et pourquoi je me refuse à parler de "chimie analytique". 

La chimie, c'est l'exploration de la matière, pour ce qui concerne les molécules et les atomes (OK, les ions, etc.). 

On considère ces objets, sans aller à l'étude de collectivités de tels objets si grande que l'intérêt particulier de ces objets s'évanouit, et sans aller jusqu'à l'étude de leurs constituants (les particules subatomiques).

Mais il faut ajouter, plus positivement, que l'on considère ces objets de deux façons : d'abord pour leurs propriétés, et ensuite pour leurs transformations (la "réactivité").

Il est couramment admis qu'il y aurait, en chimie, deux branches principales qui seraient l'analyse et la synthèse.

Pendant longtemps, l'analyse s'est imposée : on pense à Hennig Brand qui découvrit le phosphore en calcinant de l'urine, au 17e siècle, on pense à Humphrey Davy découvrant le sodium par électrolyse, on pense à tous ceux qui ont identifié les éléments chimiques ; mais on pense aussi à Michael Faraday, qui découvrit le benzène, à Henri Braconnot découvrant la chitine, à Michel Eugène Chevreul découvrant la constitution moléculaire des triglycérides, à Joseph Caventou explorant la chlorophylle... Et, plus récemment, on pense aussi à ces passionnants travaux de l'Institut de chimie des substances naturelles, qui détectent dans le monde naturel (plantes, coraux, animaux, etc.) des composés aux propriétés curatives (par exemple, le taxol dans l'if ; par exemple la vinblastine dans la pervenche de Madagascar, etc.), on pense à la découverte des "fullérènes", dans les suies, il y a à peine quelques décennies... et le travail n'est pas fini, tant le monde moléculaire est immense (infini).

Mais les objets de la chimie valent par leurs propriétés, par leur réactivité, qui, elle, est explorée aussi par la composante synthétique : on explore cette réactivité... en analysant d'ailleurs les produits de réaction.

Finalement analyse et synthèse sont intimement liées, unies pour l'exploration du monde et de ses transformations, au niveau particulier de la chimie. On navigue sans cesse entre l'élucidation des mélanges, la constructions d'objets, le repérage des mécanismes de ces transformations, la compréhension des propriétés qui sont  l'origine des transformations...

Pour en revenir à l'analyse, on voit qu'elle s'est imposée, qu'elle s'impose, qu'elle s'imposera. Mais, surtout, on n'a pas assez dit que  l'analyse n'est pas un simple dosage, pas le simple établissement d'une table de composition, mais bien plutôt l'identification d'objets moléculaires que l'on ne connaissait, des caractéristiques, pour de tels objets, responsables de propriétés particulières.

D'ailleurs, il faut ajouter ici  un adage des chimistes : quand on fait une expérience (une analyse, par exemple) et qu'on a le résultat qu'on attendait, on a une confirmation, mais si l'on obtient autre chose que ce qui était envisagé,  alors on a peut-être fait une découverte.

Et c'est ainsi que j'ai évoqué, il y a quelques jours, la découverte merveilleuse des fullérènes, des molécules en forme de cage faites seulement d'atomes de carbone.
Personne n'en avait fait la prévision, de sorte qu'il s'agissait d'une véritable découverte.

Et c'est bien là la question :  faire de belles découvertes, et non pas de découvrir une molécule de plus dans une catégorie connue.

Oui, l'objet de la chimie, cette superbe science, c'est la découverte. Et, l'objectif étant posé ainsi, on dépasse largement l'idée fautive qui consiste à définir la chimie analytique comme la mise au point -technologique- d'outils pour faire les analyses.

Ne confondons pas technologie et science. Si le mot "chimie" est prononcé, c'est qu'il s'agit de science. Et si cette chimie est de l'ordre des analyses, alors il s'agirait de "chimie analytique".

Mais faut-il vraiment une telle terminologie... alors que la chimie de synthèse vise à... analyser la réactivité ? Au fond, cette  expression"chimie analytique" n'est-elle pas déplacée, et toute la chimie ne serait-elle pas d'analyse ? C'est la position à laquelle je crois arriver... si l'on veut un juste usage des mots, sans les gauchir. Lavoisier nous ayant bien expliqué que l'on ne pourra pas améliorer la science sans améliorer la langue, et vice versa, je crois que cette position s'impose avec encore plus de force.

La chimie peut-elle être "de synthèse" ou "analytique" ? Non !

Il y a bien longtemps, quand j'ai déménagé le Groupe de gastronomie moléculaire, du Laboratoire de chimie des interactions moléculaires du Collège de France vers AgroParisTech, nous avons été accueilli par le "Laboratoire de chimie analytique". J'étais heureux de rencontrer des collègues intelligents, sympathiques, accueillants, mais... chimie analytique ? De quoi s'agit-il ? 

D'abord, je pars de l'hypothèse que la chimie est une science de la nature, et non pas une technologie ou une technique. C'est ainsi qu'elle a été rénovée par des Lavoisier, par exemple : il s'agit d'utiliser la méthode scientifique pour explorer les phénomènes de la nature, et, notamment, les transformations de la matière. 

Et, pour tous les travaux de chimie, il y a de l'analyse (il faut savoir de quoi l'on parle, connaître les objets que l'on explore), et il y a parfois de la synthèse moléculaire, pour explorer des mécanismes réactionnels.
 

Cela dit, c'est une faute de langage que de parler de chimie synthétique ou de chimie analytique ! D'autant, pour cette seconde expression, qu'il y a une confusion entre l'analyse chimique, l'étude -technologique- de mise au point de nouvelles méthodes d'analyse, et la chimie. 

Bien sûr, je n'ai pas ennuyé mes amis avec ces déclarations, et j'ai fait le dos rond, avec un Groupe de gastronomie moléculaire et physique proprement nommé, dans un laboratoire de "chimie" : ce n'était pas si mal.
D'autant que, à l'époque, mon idée n'était pas si claire qu'aujourd'hui : j'avais hésité quant au statut de la chimie, qui aurait tout aussi bien pu être soit une technique, soit une technologie.
 

Mais on verra que, depuis quelques années, tout est clair : la chimie est une science de la nature, qui ne se confond pas avec ses applications. Il n'y a donc pas de "chimie analytique" ! Et même si l'on a fait, et si l'on fait encore des analyses, il est bien rare que l'on ait à identifier des nouveaux composés, aussi mystérieux que le benzène à l'époque de Michael Faraday, ou que les pectines à l'époque de Braconnot.

De la chimie ? Oui, mais avec du calcul

Un ami me reproche (amicalement) de ne pas faire des travaux assez chimiques. Je sais que c'est une façon de me chatouiller, mais je retrouve dans un petit calcul que j'avais fait il y a longtemps une sorte de justification, de défense.

Ce calcul visait à connaître la taille des mailles du réseau dans un gel de gélatine. En effet, un gel de gélatine,  ce sont des molécules de gélatine qui sont liées par trois, formant une sorte de grand filet où les molécules d'eau sont piégées.

On voit déjà que je suis dans une description moléculaire de la chose et, pour moi, c'est question de structure est essentielle, car je ne peux rien calculer sans cette description. C'est seulement quand j'ai mon modèle que je peux facilement faire un peu de calcul pour déterminer cette taille. Et je peux même  faire ce calcul de plusieurs manières, parce que j'ai en tête cette description, d'une part, et, d'autre part, parce que je cherche toujours à valider les calculs, c'est-à-dire à trouver un autre calcul que le premier pour vérifier si j'obtiens le même résultat.

Dans mon calcul, certes, je calcule... mais c'est bien légitime, car la chimie est une science de la nature : elle doit expérimenter et calculer. Certes, calculer à propos de molécules, mais de calculer. On peut envisager des questions de structures, de réactivité, mais on calcule. Et puis, si l'on a  en tête ce double point de vue de structure et de réactivité, on calculera de ce double point de vue.

Beaucoup de bonheur dans la chimie, par conséquent ! Et, finalement, je vois que je ne suis finalement pas chimico-physicien, ni physico-chimiste, mais simplement chimiste !

Non, je ne suis pas écrivain !

Je lis parfois, sous la plume de journalistes ou autres, que je serais écrivain, ou essayiste. Non, je ne suis ni écrivain ni essayiste, mais chimiste !

En revanche, oui, j'ai écrit des livres, mais c'est en vue de partager des connaissances que je trouve ou que je produis : après tout, une idée dans un tiroir n'est pas une idée.

Et oui, certain textes que je fais sont des explications, à des "amis" qui vont de l'école primaire jusque dans les métiers, du goût ou de la science.

Oui, il y a des textes de "réflexion", que certains assimilent à des "essais", mais je vois moins des essais que des transmissions d'idées. Je ne suis pas dans l'opinion, mais dans la communication d'idées utiles.

Oui, certains de mes textes, livres ou articles, comportent des fictions, des "histoires", mais ce n'est qu'une manière de présenter les idées qui font le fond de l'affaire.
Par exemple, dans mon livre "La cuisine, c'est de l'amour, de l'art, de la technique", il y a un roman policier... mais c'est seulement une manière de faire passer la pilule de l'esthétique (la philosophie du beau), qui aurait rebuté par son abstraction. Par exemple, dans mon livre "Le terroir à toutes les sauces", il y un roman d'amour, mais, cette fois, c'est pour transformer un aride "traité de la mauvaise foi" en un discours admissible et utile.

Et pour mes billes de blogs, c'est une façon de partager :
- des idées scientifiques
- des connaissances de faits
- des points de vue fondés sur les faits, avec des "valeurs"
- des explications
- autres

Mais je n'écris pas pour écrire : j'écris à des fins que j'espère claires et utiles. Et ce que je fais n'est pas de la littérature, mais de la chimie, toujours de la chimie. En quelque sorte, mes écrits, mais aussi mes podcasts audio ou vidéo sont des "transpirations de chimie", des "émanations de chimie", ou mieux, des "parfums de chimie".

Des ciseaux moléculaires

 
Dans la série des émerveillements,  il faut que je signale la publication d'un résultat obtenu tout récemment par des chimistes organiciens :  une méthode qui permet, à partir d'une molécule qui contient un atome d'azote, de retirer cet atome d'azote et  dele remplace par un atome de carbone.

Pour la synthèse organique, activité qui consiste à construire des molécules à partir soit d'atomes isolé, soit de molécules, la nouvelle méthode sera d'une extrême utilité, parce que l'on n'aura plus besoin d'imaginer, chaque fois, une série de réactions faisant ce travail. 

La question de la chimie organique est effectivement celle-là :  modifier spécifiquement des parties d'une molécule, pour arriver à un assemblage initialement déterminer. Et la question de l'azote est une question un peu particulière mais très importante, parce que la présence de cet élément donne aux molécules des caractéristiques très particulières. Pensons aux pyrazines, si odorantes dans les aliments grillés, aux bases azotées qui font l'ADN, aux alcaloïdes, qui sont souvent la base de médicaments...

La pyrazine

 

La caféine

Pour ceux qui font de la synthèse organique, il faut jongler avec les atomes de carbone, oxygène, azote, soufre, phosphore... Il faut savoir transformer une simple liaison en doubles liaisons, faire des enchaînements cycliques, ajouter des ramifications, lier des parties, couper... Bref, il y a lieu d'avoir sous la main toute une série d'outils que l'on peut utiliser selon les besoins.

Il est un peu étonnant que, au 21e siècle encore, nous en sommes touours à forger des outils tel que celui qui vient d'être introduit, mais  c'est qui est très merveilleux, c'est que de nouveaux outils s'ajoute dans boîte à outils dont nous disposons.

Qu'est-ce que la chimie ? Et, a contrario, qu'est-ce qui n'est pas de la chimie ?

La chimie ? je suis obligé de me répéter un peu parce que non ne cesse de m'interroger et que, au fond, ayant fait le travail d'être en mesure de répondre aux questions de ce type, c'est bien la moindre des choses que je réponde.

Pour savoir ce que c'est que la chimie, il faut partir de l'alchimie.

L'alchimie est née de l'étonnement de l'apparition de métaux quand on calcine des minerais, par exemple, ou de l'étonnement du cycle d'évaporation et de condensation de l'eau, par exemple... Car il y a dans l'environnement de l'être humain ancien une foule de phénomènes,  évidemment tous mystérieux tant que l'on n'en a pas la clé, tant qu'on en comprends pas les mécanismes.

Ces phénomènes, les êtres humains anciens n'ont pas manqué de les explorer, au moins pour certains, et cela faisait déjà une sorte de philosophie naturelle, une sorte de sciences : chercher les mécanismes des phénomènes, n'est-ce pas l'objectif des sciences de la nature ?

 Bien sûr, à l'époque, il n'avait ni la méthode scientifique que nous avons aujourd'hui, ni les outils d'analyse modernes, ni même les concepts qui sont si important pour comprendre le monde :  le concept d'inertie, le concept de force, le concept d'énergie, l'iée d'atomes et de molécules... et les incertitudes ont duré pendant des siècles à propos de ce que nous savons être aujourd'hui et réarrangement d'atomes.

Il a fallu des tâtonnements, avec les "moyens du bord",  à savoir  le broyage, le chauffage, le refroidissement, et ainsi de suite pour explorer ces transformations.
Et c'est ainsi que l'on a pu croire, au moins pour certains, que l'on trouvait dans ces métamorphoses du monde les clés de longue vie,  d'où des recherches d'élixir de pierre philosophale, etc.

Il y a eu une alchimie expérimentale, "opérative", qui consistait à effectuer des expériences, et une alchimie plus spéculative, qui faisait des théories, et des théories sans  vraiment avoir les moyens de faire, débordant parfois considérable, délirant même parfois.

C'est vers le 17e siècle qui est apparue progressivement la possibilité de comprendre les réarrangement d'atomes.

Et après quelques hésitations, c'est quand même entre la parution du premier tome de l'Encyclopédie de Diderot et d'Alembert et l'apparition du dernier tome de cette même Encyclopédie que l'on a cessé de parler d'alchimie, dans cette quête des mécanismes des transformations et des phénomènes,  pour parler de "chymie", d'abord, puis ensuite de "chimie".

Il était  ainsi très clair, pour Lavoisier et ses successeurs que la chimie était une science de la nature :  la science qui étudie les mécanismes des transformations de la matière, ce que nous savons être aujourd'hui des réarrangement d'atome entre atomes isolés, ions, molécules, etc.

Voilà pour la chimie : la science de la nature qui explore les réarrangements d'atomes

Ce qui n'est pas de la chimie ? Les applications de la chimie ne sont pas de la chimie. Louis Pasteur le disait ainsi : le fruit n'est pas l'arbre.
Ce qui n'est pas de la chimie ? La technique chimique, les industries de la chimie. Respirer ou marcher n'est pas faire de la chimie, parce que, ainsi, on ne cherche pas les mécanismes des phénomènes par la méthode scientifique : on se contente de respirer, de marcher, comme un animal. Et même si des réarrangements d'atomes ont lieu dans l'organisme. Car on se souvient que la chimie est l'étude de ces réarrangements, par l'opération de ces réarrangements.

En conséquence, les industries qui se disent "chimiques" usurpent le mot. Et il faut le dénoncer, car cela est malhonnête.

A contrario, il y a lieu de bien dire  à nos jeunes amis que l'étude des réarrangements d'atomes, la chimie donc, est une entreprise qui est loin d'être terminée. Elle a besoin de talents !

Si l'on ne sait pas ce qu'il y a sous le capot, quel individu sommes-nous ?

J'ai déjà évoqué cet "ilchimisme" que je crois être un fléau de notre temps, et les déclarations atterrantes de députés (idiots ? malhonnêtes ? démagogues ? autre ?) disant qu'ils traitaient sans pesticides les végétaux afin de tuer les insectes est une nouvelle occasion de nous interroger sur cette difficulté démocratique : comment prendre des décisions rationnelles quand on ne comprend pas les termes de la question ?

Commençons par insister : oui, des députés (mais le peuple élit aussi les plus bavards, ou les plus prétentieux, et pas toujours les plus compétents) ont bien dit qu'ils traitaient leurs plantes à l'aide de composés qui n'étaient pas "chimiques", qui n'étaient pas des pesticides, et qui tuaient les insectes. Quoi, ils se moquent de nous : des produits qui tuent des insectes ? En français, cela a un nom : pesticide. Quelle honte !

Mais passons. Réfléchissant à cette difficile question de l'ilchimisme, j'ai évidemment la réponse : c'est à l'école que se construit la connaissance, que s'élabore la citoyenneté, sur une connaissance intime du monde où nous vivons, et pas seulement par le maniement du langage, ou des relations sociales. Rien de nouveau : Platon critiquait déjà la  rhétorique politicienne, et ses méfaits.

Mais, m'interrogeant sur les causes de l'ilchimisme qui afflige certains de nos concitoyens,  je viens de trouver une comparaison amusante : quelqu'un qui refuserait de connaître la composition d'un aliment ou d'une boisson, n'est-ce pas comme quelqu'un qui refuserait de savoir qu'il y a un moteur dans une voiture.
Serait-ce bien raisonnable ? Bien intelligent ? Bien civique ?

Bien sûr l'idée n'est pas d'imposer à chacun de savoir exactement comment marche le moteur, mais quand même, il y a une limite à l'ignorance, non ? Et voilà pourquoi il nous faut des cours de chimie dès l'école ! Il en va de la démocratie.

Les craintes sont fondées sur l'ignorance. Vite, de la chimie à l'Ecole !

Dans les discussions publiques à propos des dangers ou des risques des aliments, ou des bienfaits potentiels d'ailleurs,  il est donc question de "chimie", puisque les aliments sont faits de composés, c'est-à-dire de molécules de diverses catégories : eau, protéines, acides aminés, lipides, sucres...

Aux tissus végétaux ou animaux, qui sont donc des assemblages de molécules, les cuisiniers -à domicile, dans des restaurants ou dans l'industrie- ajoutent des "produits" qui peuvent être des composés (pensons au sucre, par exemple) ou des mélanges de composés (pensons aux additifs, auxiliaires techniques, aromatisants).

Pour les composés, il s'agit donc encore de composés, c'est-à-dire de catégories de molécules, qu'il s'agisse de molécules d'origine naturelle ou artificielle.

Bref, dans tous les cas, il y a des molécules dans l'affaire, qu'il s'agisse d'eau, de protéines, de lipides, de sucre,  et cetera. Et ces molécules sont les mêmes, qu'elles soient d'origine naturelle ou artificielle.

Oui, une molécule ne dépend pas de son origine, parce qu'elle est toujours faite d'atomes, qui sont de différentes sortes (on parle des "éléments"), et qui ont pour nom  : hydrogène, hélium, lithium, béryllium, bore, carbone, azote, oxygène, et ainsi de suite (il y a environ 200 éléments).

Or une molécule, assemblage d'atomes, est la même que les atomes aient été liés en molécule spontanément, dans l'univers, ou bien que l'on ait fait la chose dans un laboratoire : sauf des cas tordus, rarissimes, on ne peut pas distinguer une molécule naturelle d'une molécule synthétisée, qu'elle le soit dans un laboratoire ou dans une casserole, par l'action inconsciente d'un cuisinier (aucun cuisinier ne pense à faire des dianhydrides de fructose quand il fabrique du caramel !).

Ces molécules que nous mangeons se moquent bien de notre santé, et la "nature" se moque de l'être humain, de ce qui est bon ou mauvais pour l'être humain, contrairement à ce que pensent quelques naïfs, quelques ignorants, quelques idéologues, ou quelques personnes délirantes. La nature produit tout aussi bien la girolle que l'ammanite phalloïde, et c'est notre humanité qui nous conduit à sélectionner ce qui nous est utile.

Mais, j'y revient, on voit trop souvent dans les débats publics, l'idée selon laquelles les molécules d'origine naturelle ou artificielle seraient différentes : elle ne le sont pas !
Prenons l'exemple de l'eau. A Paris, l'eau de pluie est loin d'être pure, d'être seulement faite de molécules d'eau : avons-nous oublié les "pluies acides" qui attaquaient les forêts ? Et dans l'eau "minérale", en bouteille, ne savons-nous pas lire, sur l'étiquette, la présence, parmi les molécules d'eau, de nombreuses espèces moléculaires ou ioniques : des ions magnésium, sodium potassium, nitrates, sulfates, etc. ?
En revanche, pour de l'eau qui serait synthétisée à partir de dihydrogène et de dioxygène, la pureté serait quasi parfaite... ce qui ne signifie pas que cette eau serait meilleure pour la santé : il faut craindre les chocs osmotiques quand on boit de la neige fondue !

Il faut arriver au cœur du sujet, à savoir que la molécule d'eau, quelle que soit son origine, naturelle ou artificielle, est faite d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène. Ces atomes d'oxygène et d'hydrogène  viennent tous de la nature, car nous ne faisons que les utiliser, les réarranger, et les réactions qui se font dans les laboratoires ne sont que des réarrangements d'atomes.
Bien sûr,  la physique nucléaire parvient à changer un élément en un autre (très difficilement d'ailleurs), mais, pour ce qui concerne la cuisine, on en est loin.

Allez, j'insiste encore : une molécule d'eau de la pluie, ou une molécule d'eau synthétisée dans un laboratoire, c'est toujours une molécule d'eau.

Cette information serait utile dans les débats publics... où je vois à la fois de l'ignorance des faits et des confusions avec l'idéologie. Pourtant, le créateur du journal Le Monde ne recommandait-il pas, très justement, de ne pas confondre les faits et les interprétation?

Là, c'est fait : vous avez des faits, et j'espère que vous en ferez bon usage, dans les débats publics, surtout si ces débats déterminent des choix collectifs.
Bref, pour être un bon citoyen, il ne faut pas dire n'importe quoi, agiter sa langue de façon incohérente, mais commencer à comprendre de quoi l'on parle : un vaste programme... qui doit commencer dès l'Ecole !

Les alcools : tous ne sont pas égaux. Donc ne pas confondre

Aujourd'hui, je  veux délivrer une information pour mes amis vignerons qu'ils ont pas toujours de formation poussée en chimie : il s'agit de discuter la question les alcools.

Car le produit merveilleux qu'ils produisent, c'est-à-dire le vin,  contient effectivement en abondance un alcool qui a pour nom "éthanol"... mais il contient également, en moindre quantité,  de nombreux composés différents de l'éthanol mais qui sont des "cousins", en ce sens que ce sont également des "alcools".

 Il y a par exemple le méthanol avec un m. Certes, l'éthanol est toxique... mais le méthanol est bien pire, parce qu'il rend fou et aveugle pour dire les choses simplement.

L'éthanol, lui, donne un goût merveilleux à des liquides variés, mais il provoquer de l'ébritété, des anomalies du comportements, sans compter les différentes affections qui vont du cancer au diabète, etc. Et le composé est d'autant plus dangereux que c'est une "drogue", qui provoque donc accoutumance et dépendance.

Donc oui, boire avec modération est essentiel... mais pas suffisant : je propose surtout de boire avec culture : d'où vient ce vin, qui l'a produit, comment, quand, à partir de quoi, sur quel sol, avec quel climat ?

Revenons la question des alcools. Ce sont des composés qui sont faits de molécules toutes identiques pour chaque catégorie. Par exemple, "éthanol" est le nom d'une catégorie de molécules identiques, et "méthanol" est le nom d'une  autre catégorie. Les molécules de méthanol sont toutes identiques, mais elles diffèrent des molécule d'éthanol.

Pourquoi ces composés sont-ils des alcools ? Parce que leurs molécules, différentes donc pour les divers alcools, comportent toutes au moins un atome de carbone qui est lié à un atome d'oxygène, lequel est lui-même à un atome d'hydrogène.
Ce groupe d'atomes,  avec un atome d'oxygène et atome d'hydrogène, est nommé groupe hydroxyle, et c'est lui qui fait que les molécules sont des alcools.
Bien sûr, les molécules des alcools ne sont pas limitées à ce groupe, et il peut y avoir plein d'autres atomes, de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, etc. Et les molécules sont plus ou moins grosses, ce qui signifie qu'elles ont plus ou moins d'atomes.

 Le méthanol, lui, est le plus petit des alcools, avec un seul atome de carbone.
Puis vient l'éthanol, avec deux atomes de carbone, puis le propanol, le butanol, le pentanol, l'hexanol, l'heptanol, et ainsi de suite avec des noms comportant le suffixe "ol" qui désigne les alcools et un préfixe en grec qui dit le nombre d'atomes de carbone.
C'est tout simple non ?

Ajoutons que tous les alcools ont des propriétés très différentes  : des températures d'ébullition différentes, des actions physiologiques différentes, des odeurs différentes...

Et, en tout cas, il faut boire avec modération : nous ne sommes pas des bêtes, n'est-ce pas ?

C'est de la chimie

1. A propos de l'expression "c'est de la chimie",  je vois aujourd'hui la même discussion qu'avec le "ce n'est pas de l'art", qui a été si bien discuté par Anne Gauquelin dans un livre de ce titre.

2. Pour l'art, il y a la question de l'art moderne,  provocateur, échappant précisément aux règles de l'art plus classique, et qui ne semble pas de l'art pour ceux qui ont sont restés précisément aux règles classiques.
Mais l'artiste n'est pas un suiveur ;  c'est un créateur, qui peut se donner les règles qu'il veut.

3. En cuisine, là où je connais assez bien les choses, j'ai vu mille fois des créations culinaires qui était récusées au nom d'un clacissisme que je trouve étriqué. Quand on dit "les choses sont bonnes quand elles sont au goût de ce qu'elles sont", on édicte une loi artistique , ce qui est idiot, puisque cela cantonne les artistes culinaires à de l'artisanat. Pas étonnant que cette injonction soit reprise à l'envi par les artisans qui ne savent pas être des artistes, par ceux qui sont limités par la répétition, par ceux qui ne sont pas des créateurs...
Conserver cette idée, ce n'est pas de l'art -et là j'utilise l'expression correctement. Oui, ce n'est que de l'interprétation, et pas de la création, que de refaire un plat qui a été fait 1000 fois. Et, d'ailleurs, pourquoi l'interprétation se limiterait-elle à une idée seulement, à savoir donner le goût de ce que c'est ? Sans compter que cette idée est bien impossible : cuire du veau, de la volaille, ce n'est pas donner le goût du veau, parce qu'il y a tout le reste, dans le plat !
L'art culinaire consiste précisément à faire autre chose, y mettre un sentiment personnel, une touche personnelle, imaginer les émotions et orchestrer le travail  pour les faire surgir.
Il en va de même en peinture, en littérature et l'on ne saurais trop rappeler que tous nos classiques ont été des révolutionnaires. Rabelais Flaubert, Hugo, Rembrandt, Picasso...

4. "Ce n'est pas de l'art" est une déclaration réactionnaire, étriquée, inculte en quelque sorte.

5. Pour le "c'est de la chimie", je vois une déclaration d'un type analogue, à l'emporce-pièce, une formule qui n'invite pas à réfléchir, bêtement péremptoire. Le plus souvent, ceux qui la profèrent sont les mêmes qui ont une idée naïve de la nature, du naturel et de l'artificiel.
Espérant toujours le salut du pécheur, je ne cesse de citer le dictionnaire, qui dit justement que l'artificiel (entendons le mot "art" dans ce terme) est le produit de l'intervention d'un être humain, alors que le naturel ne fait pas intervenir l'humain.
Rien de naturel dans la cuisine, donc, puisqu'il y a - a minima !- l'intervention de la cuisinière ou du cuisinier !

6. Mais il y a autre chose, dans ce "c'est de la chimie", à savoir une crainte de phénomènes qui seraient mal connus, ou mal maîtrisés... Mais cette crainte n'est-elle pas surtout fondée sur l'ignorance ? Mal connus par qui : par celui ou celle qui parle ! Mal maîtrisés... par celui  ou celle qui parle... puisqu'il ou elle ne les comprend pas.

7. Et l'on voit les mêmes se comporter de façon "chimique" idiote : ils consomment des compléments alimentaires pas évalués quand ils critiquent des additifs qui le sont, ils recourent à des préparations "naturopatiques" excessivement dangereuses (les huiles essentielles, qui font de plus en plus de dégats) quand ils récusent des aromatisants bien réalisés, ils fument, boivent, se tatouent avec des encres cancérogènes, mangent sucre et gras en disant vouloir manger sainement.

8. Oui, la mauvaise foi est parfois terrible... et à ce jour, je n'ai entendu du  "c'est de la chimie" que par des ignorants, des craintifs, des idéologues, des malhonnêtes, des paresseux.

Il faut donc que je m'explique mieux ; j'essaye.

Ce matin, un commentaire sur mon blog de la revue Pour la Science :

Je n'ai rien compris à l'introduction tendant à prouver que la cuisine n'est pas de la chimie. Celle-ci couvre les réaction intra comme intermoléculaires. Dès qu'il y a transformation d'une substance en une autre, c'est de la chimie. Et qu'est-ce que c'est que cette histoire de chimie, "science de la nature" ? Le plexiglas, les colorants azoïques, le Tergal ce n'est donc pas de la chimie ?
Bon, ceci dit j'ai apprécié la suite de l'article, c'est l'essentiel !

Décidément, il faut que j'explique pas à pas, car je ne veux certainement pas laisser planer des doutes quant à la chimie, et mon objectif est de ne pas laisser subsister des confusions, qui sont toujours la source de conflits.

Commençons par définir la cuisine, d'une part, et la chimie, d'autre part.

Pour la cuisine, je suis resté longtemps dans l'incertitude, jusqu'au jour où je suis devenu capable de dire (et d'expliquer à tous) que "la cuisine, c'est de l'amour, de l'art, de la technique".
Certes, la cuisine, c'est une activité de préparation des aliments à partir d'ingrédients, mais cette activité a trois composantes :
(1) La composante technique : il faut battre des blancs d'oeufs pour obtenir des blancs d'oeuf en neige ; il faut chauffer un steak pour avoir un steak cuit ; etc. Comme pour la peinture (qui ne doit pas couler), comme pour la musique (il ne doit pas y avoir de fausses notes), comme pour la littérature (il ne doit pas y avoir de fautes d'orthographe, de grammaire, etc.), la composante technique est évidemment essentielle, et cela d'autant plus que notre vie est entre les mains de ceux qui nous nourrissent.
(2) La composante artistique : je dis bien "artistique"... parce que n'est pas l'époque si lointaine où des individus bornés refusaient de donner à la cuisine, au moins pour celle de certains cuisiniers, le statut d'art, à égalité avec la peinture, la musique, la littérature, etc.
Pour bien comprendre, ici, il faut observer que le "bon", c'est le beau  à manger. Il n'y a pas de bon général, sauf à considérer que le sucré, le gras, le salé, sont appréciés par les enfants nouveaux-nés, tout comme des primates nouveaux-nés. De même que certains préfèrent les peintures de Jérome Bosch, et d'autres celles d'Hokusai, il y a ceux qui préfèrent le style de Pierre Gagnaire, et ceux qui préfèrent des cuisines plus "classiques", voire plus "populaires".
Et, tout comme on distingue les peintres en bâtiment et les Rembrandt, on distingue des cuisines d'artisans, d'artisans d'art et d'artistes. Le steak grillé frites du midi, c'est (le plus souvent) de l'artisanat : il faut que ce soit "bon", mais on ne cherche pas à pleurer d'émotion.
(3) Enfin, il y a une composante de lien social : le meilleur des plats, le mieux exécuté, ne vaut rien s'il nous est jeté à la figure. Cuisiner, c'est cuisiner pour quelqu'un... tout comme peindre, c'est faire une peinture pour qu'elle soit vue, et écrire, c'est écrire pour être lu (ne finassons pas, s'il vous plaît : je donne ici une explication succincte de dont j'ai fait tout un livre !).

La chimie, maintenant, puisque c'est surtout là que je suis en désaccord avec mon ami lecteur.
Allons-y doucement, parce que, là, j'ai eu encore plus de difficultés à comprendre que pour la cuisine. Tout a commencé quand je me suis demandé ce qu'était au juste cette activité. Une technique ? Une technologie ? Une science ? On trouvera dans la revue L'Actualité chimique ma recension d'un excellent livre sur l'alchimie (D. Kahn), qui montre excellemment que l'alchimie est devenue la chimie avant Lavoisier, progressivement. Mais il s'agissait  toujours d'une exploration de ce que l'on ignorait être des réorganisations d'atomes, des transformations moléculaires (je prends des précautions parce que, à côté des molécules, il y a les ions).
Puis, entre la publication du premier et du dernier tome de l'Encyclopédie, les choses se sont clarifiées, et la "chimie" est clairement devenue une activité scientifique. Pas une technologie, pas une technique. D'ailleurs, à l'époque, on n'aurait pas parlé de chimie pour désigner l'industrie qui usurpe ce nom aujourd'hui. Non, la chimie est bien une science.

Allons un pas plus avant : la chimie est une "science de la nature". Oui, car, parmi les "sciences", il y a des activités de différentes natures : l'histoire, la sociologie, la chimie, la physique, la biologie... Parfois, on a utilisé la terminologie "sciences exactes", mais on verra dans mon livre "Cours de gastronomie moléculaire N°1 : science, technologie, technique, quelles relations ?" pourquoi je récuse cette terminologie. Pour faire vite, disons ici que :
1. l'objectif des chimie, physique, biologie... est de chercher les mécanismes des phénomènes
2. à l'aide d'une méthode qui passe par :
- identification d'un phénomène
- caractérisation quantitative de ce dernier
- réunion des données de mesure en "lois", c'est-à-dire en équations
- production d'une "théorie" (on parle parfois de modèle) par réunion des lois et introduction de nouveaux concepts
- recherche de conséquences testables de la théorie
- tests expérimentaux de ces prévisions théoriques
- et ainsi de suite, à l'infini, parce que les modèles réduits de la réalité ne peuvent aucunement prétendre à une description parfaite.
Bref, les sciences que sont la chimie, la physique, la biologie, et qui étaient nommées jadis "philosophie naturelle" (relisons Michael Faraday, par exemple) sont plutôt des "sciences de la nature", terme bien plus juste que "sciences exactes".

Terminons rapidement par la réponse à la question "Le plexiglas, les colorants azoïques, le tergal ce n'est donc pas de la chimie ?". Avec ce qui précède, on comprend que non, les colorants azoïques ne sont pas "de la chimie". Ce sont des produits qui ont été découverts par les chimistes, et qui sont produits par une industrie des colorants. Certains, d'ailleurs, sont synthétisés, mais d'autres peuvent être extraits de plantes. Pour le plexiglas ou le tergal, ce sont sans doute des produits synthétisés qui n'existe pas naturellement, mais ils ne sont pas "de la chimie".
On sera particulièrement attentif à la faute du partitif, que l'on explique souvent avec l'expression "le cortège présidentiel" : le cortège n'est présidentiel que s'il est lui-même le président ; sinon, c'est plus clair de parler du "cortège du président". Et cela est particulièrement important de bien veiller à cette faute quand on utilise le terme "chimique". Quand on dit "produit chimique", que dit-on au juste ? D'un produit découvert par la science qu'est la chimie ? D'un produit fabriqué par une industrie d'application de la science qu'est la chimie ? D'un composé particulier (ne pas confondre svp le terme "composé" avec celui de "molécule", comme je l'explique dans un article récemment paru : https://www.academie-agriculture.fr/publications/notes-academiques/la-rigueur-terminologique-pour-les-concepts-de-la-chimie-une-base) ?

En tout cas, ce qui est clair, c'est que l'activité de production d'aliments à partir d'ingrédients n'a rien à voir avec une activité d'exploration du monde moléculaire : dans le premier cas, on produit des aliments, tandis que l'on produit des connaissances dans le second.
Soyons bien clairs ! L'ai-je été ?
 

Guy Ourisson à propos de Laurent Schwartz, à propos d'études supérieures et de recherche (ici les universités) 4/x

 
Sur le plan de la concurrence entre universités, je crois que la très réelle divergence entre le discours officiel et les recommandations de Laurent Schwartz mérite une analyse critique : cette divergence n'a d'ailleurs rien à voir avec la loi Savary. En fait, ce projet n'affirme nulle part l'équivalence, l'égalité  de tous les établissements d'enseignement supérieur. Au contraire, leur autonomie est affirmée et réaffirmée, leur diversité est proclamée "nécessaire", leur politique  de formation, de recherche, de documentation, doit être définie par eux-mêmes, dans les seules limites "de la réglementation nationale et dans le respect de leurs engagements contractuels" : des contrats pluri-annuels sont en effet prévus avec le ministère ou avec d'autres partenaires, et, en outre, des activités de service ou même commerciales pourront être exercées. Tout ceci ne peut certes que contribuer à accentuer, pas à estomper, les différences actuelles, la hiérarchie de fait que tous connaissent. Nous savons bien que rien n'est en fait comparable entre une université trop petite, trop pauvre, qui n'est pas encore arrivée à définir comment elle veut se spécialiser, comment elle peut commencer à prendre une personnalité discernable, - et d'autre part une université depuis longtemps assise, équilibrée et fière de son unité, connue à l'étranger, de taille raisonnable, dont tous les laboratoires sont aidés par le CNRS, l'INSERM ou l'Industrie, - ou encore une université parisienne prestigieuse par le renom de certains de ses professeurs, mais vidée par son gigantisme de toute autre vie collective que les interminables réunions de ses conseils. N'importe quel fonctionnaire de la rue Dutot pourra vous donner sa liste des "bonnes" universités, ou des écoles bien gérées, ou des villes où telle maîtrise a un niveau très élevé, et "case" bien ses diplômés, etc. Aucun des bureaux qui les gèrent ne se dissimule l'existence d'une hiérarchie des universités et des écoles. N'importe quel étudiant un peu attentif vous donnera la même liste, et n'importe quel employeur potentiel la même encore ! Les classements du Monde de l'éducation font sourire, ou font autorité, selon qu'ils coïncident ou non avec cette liste clandestine, non-écrite, mais fiable. Pour assurer l'émulation, la concurrence dans le bon sens, on peut simplement espérer que les contrats pluri-annuels sauront introduire assez d'inégalité pour que les auréoles d'excellence cessent des d'être seulement des auréoles mais soient également récompensées et que le ministre expliquera pourquoi il favorise tel ou tel établissement : parce qu'il a fait tel ou tel effort, ou obtenu tel ou tel succès, ou maintenu simplement son excellence. Par expérience, je sais qu'il est plus difficile de tenir ce langage, qui est aussi celui de mon successeur, que de céder aux pressions naturelles : de donner des moyens supplémentaires à ceux qui, mauvais gérants, en ont le plus besoin... La difficulté, je le répète, ne vient pas de tel article de loi, mais de nous-mêmes, de nos réflexes nationaux, des dogmes non formulés qui sous-tendent ce que nous croyons être la démocratie, de nos complaisances niveleuses : la notion d'homogénéité du service public paraît être un idéal intangible. Admettre ouvertement, revendiquer même, une hiérarchisation des universités, peut paraître a priori  aussi choquant que d'accepter  qu'il y ait ensuite des Cours de cassation à trois étoiles, des Inspection des impôts pratiquant des rabais, un palmarès des préfets.
Ceci étant, et malgré nos réflexes nationaux, j'aurais préféré que le projet de loi Savary reconnaisse explicitement l'existence d'une hiérarchie de fait, et qu'il accepte l'évidence d'universités de très haut niveau, et d'autres dont la seule ambition (ambitieuse !) serait d'aider leurs étudiants à trouver un premier emploi, ou à poursuivre leurs études ailleurs après leur avoir donné une bonne formation complémentaire. L'objectif du ministre peut être - non : doit être- d'aider ces dernières à s'épanouir. Mais ce doit être un objectif prioritaire que de donner aux centres d'excellence (je sais, c'est une expression qui date, mais le ministre précédent, s'il en parlait, n'a rien fait pour...) donc de leur donner les moyens de continuer à servir de locomotives dans un train qui en a bien besoin ! C'est-à-dire de prendre le contrepied de ce qui a été fait depuis 15 ans (je dis bien fait, pas dit). Je crois aussi, comme Laurent Schwartz, que la seule compétition claire est celle que définissent les usagers eux-mêmes : les organismes de recherche et l'économie, pour la recherche, et, pour l'enseignement, les étudiants - donc que compétition et sélection sont liées.

Guy Ourisson à propos de Laurent Schwartz, à propos de l'université 3/x

 Comme on le voit, la substance est riche et variée, et encore n'ai-je pas même évoqué d'un mot une foule d'autres points auxquels il est possible d'ailleurs que Laurent Schwartz tienne davantage qu'à certains autres mentionnés ici.
J'analyserai d'abord, pour leur valeur exemplaire, deux problèmes fort différents : la notion de concurrence entre universités et celle de "collège unique".
Sur le collège unique, je serai bref : c'est une disposition regrettable en tout cas pour le conseil scientifique, ressentie par les uns comme une brimade et une erreur dangereuse, et par les autres comme une insuffisante compensation au maintien de deux corps séparés. Parfois, le collège électoral unifié élira les professeurs que leurs pairs auraient élus, et tout ira bien ; mais là une majorité de maîtres-assistants imposera ses favoris contre la majorité des professeurs, on aura créé une cause supplémentaire de faiblesse des Conseils, et favorisé l'éclatement de la communauté universitaire. Et, là où ce sont les professeurs qui sont majoritaires, le risque inverse sera fréquent, avec les mêmes conséquences. Je ne sais pas s'il est encore temps d'éviter la fusion des collèges électoraux, et, si elle est maintenue, je ne vois pas par quelle astuce nous pourrons la rendre inoffensive.
Par contre, je n'arrive pas à trouver condamnable la disposition, contestée non seulement par Laurent Schwartz, mais par la plupart de mes collègues, prévoyant un scrutin de liste. Nous avons toujours, je le sais, élu au scrutin uninominal nos représentants aux divers conseils locaux et nationaux. Nous avons voté pour des collègues à qui nous faisions confiance. Mais, pour mon compte, en près de 30 ans, je ne crois pas avoir participé à un seul scrutin sans avoir été informé, par écrit ou par téléphone, que Messieurs X, Y et Z avaient l'appui du Syndicat Autonome ou du SNESup, ou l'appui de M. A.,  ou que Messieurs M et N, et Madame P s'engageaient à défendre en équipe les dossiers de Strasbourg, ou la qualité de la recherche, ou les enseignants les plus anciens, etc. Tous ces scrutins uninominaux étaient, en fait, des scrutins de liste clandestins. Un scrutin de liste avoué (bien sûr avec panachage et listes éventuellement incomplètes) me semble plus moral. Si l'on veut éviter que seules les listes en présence ne soient des listes syndicales, il suffira d'apprendre à constituer à temps des listes équilibrées et convaincantes, mais il faudra le faire. C'est d'ailleurs ce que, contrainte et forcée, l'Association "Qualité de la science française", présidée par Laurent Schwartz, a finalement bien compris.

Je vous présente les benzopyrènes, et je vous parle aussi de "HAP"

Dans les discussions sur la toxicité des aliments, sujets que je ne discuterai pas ici, on nous parle de "HAP" ou "benzopyrène". De quoi s'agit-il ?

Les benzopyrènes sont une famille de composés, de sorte que l'on ne doit pas parler "du" benzopyrènes", mais "des" benzopyrènes.

Et les benzopyrènes sont un sous-groupe de la famille chimique des "HAP",  acronyme d'hydrocarbures aromatiques polycycliques. En anglais, on dit PAH.
Le fait que ces composés soient d'abords des "hydrocarbure" signifie que leurs molécules ne sont faites que d'atomes de carbone et d'atomes d'hydrogène. Là,  a priori,  pas de difficulté particulière, car il y a des hydrocarbures qu'ils sont complètement inertes chimiquement, telles les paraffines qui sont des chaînes d'atomes de carbone, chaque atome de carbone étant lié à des atomes d'hydrogène de sorte qu'il ait quatre liaisons.

Mais les HAP sont aussi "aromatiques", et c'est là que commencent les ennuis toxicologiques. Le fait que ces composés soient aromatiques  signifie que les atomes de carbone sont groupés en cycles hexagonaux et que surtout, les liaisons entre les atomes de carbone sont particulières, avec des électrons (ces objets qui assurent la cohésion des molécules, "collant" les atomes entre eux) disponibles pour d'autres ou molécules extérieurs : nous verrons plus loin que cela est gênant, dans l'organisme.

Enfin, les HAP sont  polycycliques, ce qui  signifie que les atomes de carbone ne sont pas groupées en un seul cycle, mais en plusieurs. Pensons à une molécule de benzène  (avec 6 atomes de carbone groupés en un cycle hexagonal, un atome d'hydrogène étant lié à chaque atome de carbone), et juxtaposons en une autre : nous obtenons la molécule de naphtalène. Avec trois, en rang, nous avons l'anthracène, et ainsi de suite. Dans tous les cas, il y a des électrons qui viennent au-dessus ou en dessous du plan de la molécule, et sorte que ces composés sont cancérogènes.

Pourquoi sont-ils cancérogènes ? Parce qu'ils peuvent venir entre les plans des paires de bases de l'ADN, et perturber son fonctionnement.

Là il faut expliquer que le fonctionnement des cellules vivantes, notamment celles qui font notre organisme, est commandé par une molécule  nommé ADN (pour acide désoxyribonucléique), une molécule qui est une double hélice, comme une échelle que l'on aurait tordu, mais avec la différence que les barreaux sont des plaquettes. Des plaquettes d'atomes, évidemment, avec de l'espace entre les plaquettes... où viennent se loger  les molécules plates comme précisément les benzène et bien d'autres HAP.
De ce fait, les deux brins de l'ADN ne peuvent plus se séparer, et la molécule d'ADN ne fonctionne plus comme elle le devrait. D'où des cancers.

Les benzopyèrenes ? Ce sont des HAP, mais avec cinq cycles aromatiques, le pyrène n'en ayant que quatre. Et ces composés se forment notamment lors des combustions, d'où la cancérogénicité du tabac que l'on fume (la nicotine, elle, est un poison à manger) ou du fumage, qui est responsable des cancers digestifs des populations du nord de l'Europe, qui mangent beaucoup de produits fumés.

Pourquoi il n'y a pas d'acides gras dans les triglycérides ni d'acides aminés dans les protéines

On rencontre décidément parfois des personnes étranges : là, des scientifiques (pas chimistes) ne veulent pas admettre, sans avoir à m'opposer d'arguments autres que des usages anciens (et fautifs),  que les protéines ne sont pas faites d'acides aminés, ou que les triglycérides ne sont pas faits d'acides gras.

Expliquons, aussi simplement que possible, et en prenant des exemples.

Si l'on regardait de l'huile à l'aide d'une sorte de super-microscope, on verrait un grouillement d'objets ressemblant à des pieuvres à trois tentacules. Ces objets ont pour nom "triglycérides", et ils sont faits d'atomes de carbone, d'oxygène et d'hydrogène.
La "tête des pieuvres" est faite de trois atomes de carbone, d'où partent les trois "tentacules". Or il y a un composé à trois atomes de carbone qui a pour nom glycérol, et les "tentacules" ressemblent beaucoup à des composés que l'on nomme des acides gras. De plus, on peut effectivement partir de glycérol et d'acides gras pour produire des triglycérides, mais au prix d'une réaction chimique, avec l'élimination de certains atomes d'oxygène et d'hydrogène. Bref, une fois que le triglycéride est fait, il n'y a plus de glycérol ni d'acides gras, même si un chimiste en retrouve la marque.

D'où ma conclusion : il n'y a pas d'acides gras dans l'huile, puisqu'il n'y a que des triglycérides. Et, d'autre part, il n'y a pas d'acides gras dans les triglycérides, mais seulement des résidus d'acides gras.

Ce que je viens d'expliquer se retrouve avec les protéines, qui ne "contiennent" pas d'acides aminés, mais sont des enchaînements de résidus d'acides aminés". Là encore, le mot "résidu" permet de bien comprendre que des atomes ont été éliminés des acides aminés.

Tout cela me semble simple et clair, mais je compte sur vous pour me signaler des obscurités.
En tout cas, je ne comprends pas pourquoi des collègues d'autres disciplines rechignent à utiliser des terminologies correctes... à moins qu'ils n'aient d'idées que de simples mots, comme des manteaux sans personne dedans ?

Les compotes de prunes rougissent

1. Je m'étonnais,  il y a quelques semaines,  de voir des compote de prunes qui rougissaient progressivement, dans mon réfrigérateur. Pourquoi ce phénomène ?

2. On sait que dans les raisins noirs, les pigments qui font le vin rouge sont extraits des peaux, notamment quand la fermentation commence et qu'un peu d'alcool vient s'ajouter à l'eau, ce qui facilite la dissolution des composés phénoliques qui donnent la couleur. Et s'il en était de même pour les prunes ?

3. L'expérience n'a pas été difficile à faire : j'ai cuit des prunes coupées en deux : certaines moitiés avec leur peau et, d'autre part, les autres moitiés sans leur peau. J'avais mis du sucre comme pour faire une compote puisque c'est là que j'avais initialement observer le phénomène.

4. Puis j'ai laissé les deux lots dans mon réfrigérateur...  et ça n'a pas manqué : les moitiés avec les peaux ont rougi : c'était donc bien la peau qui était responsable du changement de couleur, libérant ses pigments nommés "anthocyanines".

5. J'ai parlé d'anthocyanines, mais j'aurais pu parler de composés phénoliques, car les anthocyanines sont bien des composés phénoliques. On pourra entendre parler, aussi, d'anthocyanidines, dans ces discussions à propos de la couleurs des tissus végétaux, et qu'il me suffise de signaler que les anthocyanines sont bien des pigments des tissus végétaux (avec les chlorophylles, les caroténoïdes, les bétalaïnes), et que les anthocyanidines sont des anthocyanines qui ont perdu un sucre, qui était dans la molécule.

6. Et à ce propos, il faut discuter ce "est dans la molécule" : le sucre qui est perdu n'était pas simplement collé à l'anthocyanidine, juxtaposé. Non, il était lié chimiquement, et sa perte correspond à des réorganisations des atomes de l'anthocyanine.

7. Ce point a été essentiel dans l'histoire de la chimie, quand Michel Eugène Chevreul étudia les graisses : c'est bien lui qui découvrit que les "acides gras" et le glycérol n'étaient pas simplement juxtaposés, mais avaient réagi pour faire des triglycérides. Et c'est bien pour cette raison qu'il est faux de dire qu'il y aurait des acides gras dans l'huile. On peut détacher des acides gras des triglycérides, mais il n'y a pas d'acides gras dans l'huile, ni dans les triglycérides.

Une réaction chimique ne correspond pas à une juxtaposition ;   elle est une réorganisation d'atomes.

Lavoisier a fait mieux que ce que j'en disais

science/études/cuisine/politique/Alsace/gratitude/émerveillement

1. Je m'aperçois que je n'ai pas bien présenté l'importance des travaux de Lavoisier (Antoine Laurent de Lavoisier, 1743-1794), &, notamment, ses études de la calcination des métaux, avec laquelle il réfuta la théorie erronée du "phlogistique", & engendra la chimie moderne. 

2. J'avais bien expliqué,  dans plusieurs textes (notamment, mon livre La sagesse du chimiste), que, contrairement à la théorie du phlogistique, qui imaginait que les métaux calcinés dans l'air prennent du poids parce qu'il perdent une masse négative (!), Lavoisier avait compris que les métaux gagnent au contraire quelque chose, et que ce quelque chose venait de l'air (l'oxygène ; on dirait aujourd'hui le dioxygène). 

3. Dans mes textes, j'avais insisté sur le fait que les métaux prennent du poids lors de leur calcination dans l'oxygène, mais je m'aperçois que je n'ai pas assez dit qu'il y avait en réalité l'utilisation d'un bilan  :  Lavoisier avait  mis au point des ustensiles de chimie très extraordinaires, qui lui avaient permis de voir que l'air contenu dans la cloche de verre sous laquelle il opérait perdait du poids. Vous imaginez l'expérience : peser de l'air !

4. Autrement dit, le métal calciné pèse plus lourd parce qu'il absorbe une partie de l'air (le dioxygène, donc), au cours de la combustion.

5. Ces expériences eurent lieu en 1772 et l'on comprend que la balance en était un élément  essentiel. Il faut dire et redire, alors que nous avons des balances électroniques de précision, que les balances de nos prédécesseurs étaient tout à fait remarquables, et difficiles à dépasser, surtout quand nos prédécesseurs savaient bien les utiliser (connaissez-vous la méthode de la "double pesée"?).

6. Le génie de Lavoisier, c'est aussi d'avoir calciné les métaux à l'aide d'un "verre ardent",  c'est-à-dire en réalité d'une espèce de de loupe qui brûlait le métal à travers une cloche en verre enfermant le gaz que l'on pesait.

7. Et c'est ainsi que Lavoisier ruina à la théorie du phlogistique.

8. On comprend mieux aussi, avec tout cela, pourquoi Lavoisier alla beaucoup plus loin que Joseph Black, Henry Cavendish ou Joseph Priestley:  il ne s'agissait pas simplement de voir qu'il y avait de l'oxygène dans l'air, mais de comprendre que cet oxygène se combinait avec les métaux de façon chimique.

9. D'ailleurs en disant "combinait", je mets mes amis sur une fausse piste parce qu'il faut bien comprendre que la chimie n'est pas une simple agrégation de composé, une simple juxtaposition, mais un réarrangement de ces composés pour faire des composés nouveaux.

10. Et c'est ainsi que la chimie est merveilleuse !

Aucun bruit dans un laboratoire

1. Dans les laboratoires de chimie, cela est une règle  : il ne doit pas y avoir de bruit. Et, de surcroît, il doit pas y avoir non plus de musique, car celle-ci empêcherait d'entendre les bruits éventuels. Pourquoi ces règles ?

2. Parce que la chimie, qui est une science des transformations moléculaires, comporte une composante expérimentale & une composante théorique.

3. Pour la composante théorique, on comprend qu'il faille du calme, pour se concentrer sur les équations, les idées, sans que des bruits, c'est-à-dire des alertes, ne viennent nous déranger.

4. Pour la composante expérimentale, il faut rappeler qu'elle comporte des dangers, de sorte que nous devons éviter les risques.

5. Oui, les composés que nous manipulons présentent parfois des dangers : certains sont explosifs,  d'autres sont inflammables & beaucoup sont toxiques. Il y a donc lieu d'éviter les explosions, les incendies, les intoxications, par exemple.

6. Je me répète un peu,  mais la différence entre dangers et risques et essentielle : traverser une rue est dangereux, mais si l'on regarde bien avant de traverser, à gauche & à droite, alors on réduit les risques.

7. Le problème, dans les laboratoires de chimie, c'est que les dangers sont parfois invisibles, & l'on se reportera au billet où je discute une expérience avec de l'iode qui a fait apparaître trois tâches minuscules, alors que la pratique était aussi parfaite que possible.

8. Les bruits dans toute cette affaire ? En général, un bruit résulte du choc, fût-il léger, de deux solides l'un contre l'autre ; en pratique il s'en fait entendre quand on pose un récipient sur la paillasse, dont les carreaux sont souvent en faïence ou en matériau vitrifié. D'ailleurs, au bistrot, vous vous entendrez beaucoup de bruit sur le zinc.

9. Cependant, ces bruits signalent des heurts, & des possibilités de bris ! Or si un récipient se brise,  son contenu peut se répandre...  c'est là que des risques peuvent apparaître. Imaginez un composé très toxique sorti de son flacon ! D'ailleurs, pour un composé qui peut exploser quand il y a des chocs, le bruit révèle un choc & donc une possibilité d'explosion.

10. Mais même sans tout cela, un choc indique possibilité de bris, pour des matériels coûteux, & l'on comprend que manipuler avec soin s'imposent.

11. Finalement, ceux qui manipulent avec des matériaux fragiles doivent apprendre à éviter ces  possibilités de bris, ce qui impose qu'ils s'entraînent à éviter les bruits. Manipuler sans bruit n'est pas facile ;  même poser un récipient sur la paillasse se fait difficilement sans bruit, & il y a une façon de faire qu'il faut apprendre.

12. J'ajoute qu'il y a lieu d'apprendre à manipuler dans le plus grand calme, sans précipitation, car cette dernière serait la possibilité de faire des gestes inconsidérés. La tête doit certainement précéder la main, à savoir que chaque geste doit être mesurée, anticipé, prévu, de sorte qu'on ne laisse pas de place à l'improvisation, à la hâte...

13. On comprend ainsi, finalement, que les bruits soient des signes de danger, non seulement pour soi-même mais pour les autres : entendre un bruit dans un laboratoire où quelqu'un manipule doit être signal d'alerte, qui nous conduit aller voir ce qui se passe, & notamment à nous assurer que le collègue n'a pas de problème.

14. En corollaire, on comprend qu'une musique dans le laboratoire, même si elle "égaye" un peu la pièce, supprime cette possibilité d'alerte. D'autant la musique risque de nous distraire, alors que nous devons être concentrés sur les gestes que nous faisons.

15. On le voit : nos règles ne sont pas arbitraires, mais logiques, ancrées sur l'analyse des travaux que nous faisons.
Des visiteurs qui s'étonneraient de tant de silence mériteraient d'être éclairés sur les raisons de ce dernier : il ne s'agit pas d'inactivité, mais au contraire d'activité parfaitement réglée, contrôlée.

16. J'en viens  maintenant à ce panneau qui figure sur la porte d'une de nos pièces expérimentales, dans notre laboratoire : "que nul n'entre ici si sa tête est troublée". Ce panneau a été mis après qu'un de nos amis  -qui manipule généralement très bien- avait cassé une verrerie. Il n'y avait pas prêté attention, & avait continué son travail.  Mais quelques minutes plus tard,  il avait cassé ensuite une autre verrerie ! Là, nous avons tout arrêté et nous avons cherché les causes de ce comportement étonnant. A vrai dire, la  cause était évidente : il y avait des manifestations sous nos fenêtres, avec des cris, des batailles... Comment ne pas être troublé par tout cela ?

17. La suite de l'histoire est encore mieux : notre ami avait finalement décidé d'arrêter ses manipulations pour faire de la rédaction et du calcul... mais ce jour-là, tous ces calculs ont été faux.

18. Oui, véritablement, pour bien travailler, Il faut éviter que la tête soit troublée. Le peintre Shitao, dans un livre, explique que, pour faire des traits de pinceaux parfaits, il faut vider sa tête de tout, éviter les "poussières du monde".
Dans plusieurs billets précédents, j'ai discuté cette question, & notamment l'idée de la poussière du monde, que je ne crois moins donnée par le monde que produite par nous-mêmes.

19. De même, on voit bien comment nos expériences & nos calculs sont perturbées par une foule d'idées que nous avons dans la tête. Ce n'est pas le monde qui nous donne ces idées, mais nous-mêmes qui les avons, qui les laissons tourner & gêner nos activités.
Bien sûr, nous pouvons avoir des ennuis d'argent, de coeur, d'administration, ou même des questions de travail que nous ne parvenons pas à résoudre...  mais pourquoi ne pas poser tout cela de côté, le temps du travail ? Ou bien résoudre les choses au lieu de les laisser traîner, de procrastiner ? D'ailleurs, même des sentiments plus positifs nous empêchent  de nous focaliser complètement sur ce que nous faisons.

20. Se focaliser, oui, se focaliser, là est la clé des expérimentations & des travaux bien faits. Dans le silence le plus complet. D'expérience, c'est toujours un manque de focalisation qui cause les erreurs, de calcul, de manipulation, d'incompréhension...

19. D'où cette merveilleuse "méthode  du soliloque", que j'ai exposée par ailleurs.

Décomposition et synthèse de l'eau : des exemples de réactions

 Rubrique :  science/politique/études/cuisine

1. La dissociation de l'eau et la synthèse de l'eau ?  Cela s'apparente à l'expérience effectuée avec la lumière par  le physicien anglais Isaac Newton (oui, l'homme qui a compris que le Soleil attirait la Terre par une force qui diminue en proportion du carré de la distance entre les deux astres, qui a interprété la "gravitation"), au 17e siècle : ce dernier a en effet décomposé la lumière blanche à l'aide d'un prisme, produisant toutes les couleurs de l'arc-en-ciel ; puis il a recomposé de la lumière blanche avec les lumières colorées qui avaient été séparées.

2. L'expérience est vraiment merveilleuse et les enfants devraient tous être conduits un jour à jouer avec des prismes : ce n'est pas difficile à produire, puisque il suffit de tailler un bout le plastique ou, si l'on veut mieux, de verre. Quand on met le prisme devant un faisceau de lumière blanche, on voit ce faisceau s'étaler avec toutes les couleurs de l'arc-en-ciel qui partent dans des directions différentes.

3. On dit que Newton s'enferma dans sa chambre après avoir obturé les fenêtres avec des rideaux, ne laissant qu'un trou dans ces derniers devant lequel il mit le prisme pour faire ses expériences. Puis, ayant séparé la lumière blanche en ses diverses composantes colorées, il chercha à séparer chacune de ces composantes sans y parvenir : en quelque sorte, chaque composante colorée était donc "élémentaire".

4. En 1776, les chimistes français Macquer et Sigaud de Lafond montrèrent que l'on pouvait synthétiser de l'eau à partir du gaz dihydrogène que l'on fait brûler dans l'air, mais il fallut les travaux de Lavoisier pour que l'on refasse comme Newton, mais pour de l'eau : on peut décomposer l'eau en deux gaz, dihydrogène et dioxygène, puis recomposer ces deux gaz en eau.

5. Aujourd'hui, un enfant peut faire cela. Pour la décomposition, branchons deux fils conducteurs aux bornes d'une pile, et plaçons ces fils dans de l'eau (on peut ajouter un peu de sel pour que l'expérience aille mieux). On voit apparaître des petites bulles sur les. Captons ces gaz, à l'aide de tube retournés, empli d'eau, placés au dessus de chaque fil. Progressivement, le volume de gaz augmente dans chaque tube. Si l'on met une allumette seulement incandescente dans le tube qui contient le dihydrogène, elle se rallume vivement. Et si l'on approche une allumette du tube qui contient le dihydrogène, ce dernier brûle.

6. Enfin, si l'on mélange les deux gaz, et que l'on approche une allumette,  on a une explosion et la paroi du tube se couvre de buée  : on a synthétisé de l'eau.

7. Ces expériences montrent que l'eau n'est pas "élémentaire" : on peut la séparer en des éléments plus simples.

Pourquoi transmettre des faussetés ?

1. Discussion amusante avec des étudiants : pourquoi, me demandent-ils, les systèmes d'études  montrent-ils l'atome sous la forme d'un système planétaire alors que cette représentation est erronée ?  Et ma réponse immédiate est "Imaginez-vous que l'on doive enseigner à des enfants les fonctions d'onde et l'équation de Schrödinger ?".

2. C'était une façon de me débarrasser rapidement d'une question importante, à un moment où j'avais autre chose à faire, mais manifestement la question demeure : oui, est-il vraiment souhaitable de donner à des étudiants des représentations erronées, qui seront "rectifiées" ultérieurement ?

3. A cette question, répondons à nouveau à côté, en observant que toutes les représentations sont fautives. D'ailleurs, les particules ont un comportement corpusculaire et un comportement ondulatoire, de sorte qu'il faudrait donner d'emblée les deux descriptions, chacune insuffisante.

4. Ce qui est évident, c'est que, vu le niveau mathématiques général (et de ceux qui m'ont posé la question en particulier), une présentation mathématique ne convient pas. Que dire, alors ?

5. La question de l'atome n'est pas particulière, et tous les objets scientifiques sont de ce type. Que pouvons-nous dire des molécules, du courant électrique, de la lumière, du mouvement ? Les molécules ? Assemblages d'atomes, elles ne sont pas des lettres fixes reliées par des traits. Le courant électrique ? L'effet Hall quantique montre que ce n'est pas un écoulement d'électrons analogue à un courant de liquide. Le mouvement ? La relativité restreinte suffit pour comprendre que les vitesses ne s'additionnent pas. Bref, chaque "théorie", associée à une "représentation", est insuffisante, à perfectionner, et l'apprentissage se fait lentement,  en passant par des étapes qui sont ensuite dépassées.

6. D'ailleurs, un peu à la manière de l'ontogenèse qui récapitule la phylogénie, on pourrait penser que l'histoire des sciences nous donne un chemin à retracer, évidemment sans nous fourvoyer, comme cela fut fait.

7. De sorte que, finalement, apprendre, c'est peut-être utilement apprendre des représentations successives, toutes insuffisantes. En commençant par le plus ancien !