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clefs N° 60 Été 2011 chimie Incontournable chimie Incontournable Incontournable

clefs N° 60 Été 2011 chimie Incontournable chimie Incontournable Incontournable CLEFS CEA - N° 60 - ÉTÉ 2011 clefs N° 60 Été 2011 chimie Incontournable chimie Incontournable Incontournable Clefs CEA N° 60 – ÉTÉ 2011 Image principale de couverture Polymères colorés pour cellules photovoltaïques. Depuis longtemps, le CEA décline la chimie sous toutes ses formes et dans tous ses aspects dans le cadre de ses missions. La chimie est au cœur de tous ses grands programmes, qu’il s’agisse des énergies bas carbone (énergie nucléaire et nouvelles technologies de l’énergie), des technologies pour la santé et l’environnement ou encore des technologies pour l’information. P. Avavian/CEA – C. Dupont/CEA Images en médaillon haut : Mise en place d’échantillons de corrosion dans des fours haute température. P. Stroppa/CEA bas : Capteurs gaz intégrant des NEMS « packagés ». P. Avavian/CEA Pictogramme des pages intérieures © Fotolia Revue éditée par le CEA Direction de la communication Bâtiment Siège 91191 Gif-sur-Yvette Cedex - (France) Tél. : 01 64 50 10 00 Fax (rédaction) : 01 64 50 17 22 Directeur de la publication Xavier Clément Rédactrice en chef Marie-José Loverini (jusqu’au 30/06/2011) Rédactrice en chef adjointe Martine Trocellier martine.trocellier@cea.fr Comité scientifique Bernard Bonin, Gilles Damamme, Céline Gaiffier, Étienne Klein, François Pupat, Gérard Sanchez Iconographie Florence Klotz Suivi de fabrication Lucia Le Clech Abonnement L’abonnement à la revue Clefs CEA (version papier) est gratuit. Les demandes d’abonnement doivent être adressées, de préférence par Internet, à l’aide du formulaire disponible à l’adresse : http://www.cea.fr ou par télécopie au 01 64 50 20 01 ISSN 0298-6248 Dépôt légal à parution Réalisation Efil – 3 impasse Pellerault – 37000 Tours Tél. : 02 47 47 03 20 – www.efil.fr Vincent imprimeries (Tours) Réalisation des supports électroniques Calathea Paris - Tél. : 01 43 38 16 16 ISSN 1625-9718 Clefs CEA (En ligne) À l’exclusion des illustrations, la reproduction totale ou partielle des informations contenues dans ce numéro est libre de tous droits, sous réserve de l’accord de la rédaction et de la mention d’origine. © 2011 CEA RCS Paris B 775 685 019 Siège social : Bâtiment Le Ponant D, 25 rue Leblanc, 75015 Paris I. CHIMIE POUR LE NUCLÉAIRE II. CHIMIE POUR LES ÉNERGIES ALTERNATIVES 21 Comprendre les mécanismes chimiques de la radiolyse, par Gérard Baldacchino 34 La chimie dans les batteries, par Frédéric Le Cras 37 Le recyclage des batteries, par Richard Laucournet, Sophie Mailley et Étienne Bouyer 38 La chimie présente à toutes les étapes des procédés de valorisation énergétique de la biomasse, par Capucine Dupont, Karine Froment et Sylvie Valin 41 La chimie au cœur du programme DSM-Énergie Bas Carbone, par Hervé Bercegol 4 Introduction, par Stéphane Sarrade 6 Les progrès de la chimie séparative des actinides, par Pascal Baron 10 Les spécificités chimiques des actinides, par Philippe Moisy 11 La chimie de l’uranium : des avancées importantes, par Marinella Mazzanti 12 Chimie et génie chimique, le procédé COEX, par Stéphane Grandjean 13 Les fluides supercritiques au service des procédés chimiques, par Audrey Hertz et Frédéric Charton 14 La chimie de la corrosion, par Damien Féron, Christophe Gallé et Stéphane Gin 17 Mémo A Les progrès de la modélisation en chimie, par Philippe Guilbaud, Jean-Pierre Dognon, Didier Mathieu, Christophe Morell, André Grand et Pascale Maldivi 24 Introduction, par Hélène Burlet et Gérard Bidan 26 Élaborer des architectures moléculaires conjuguées pour le photovoltaïque organique, par Renaud Demadrille 29 Chimie bio-inspirée : s’affranchir du platine dans les applications hydrogène, par Vincent Artero et Marc Fontecave 2 Avant-propos par Valérie Cabuil Incontournable chimie 14 32 37 1 Les termes figurant dans le glossaire (p. 141) apparaissent en bleu dans les textes à leur première occurrence. Les noms apparaissant en vert renvoient à la page 137. CLEFS CEA - N° 60 - ÉTÉ 2011 82 Mémo C La complexité croissante de la chimie pour les technologies de l’information, par Jean-Christophe P. Gabriel 84 Institutions et organismes : qui fait quoi ? 85 Glossaire 101 Tableau périodique des éléments Le CEA, acteur majeur en matière de recherche, de développement et d’innovation III. CHIMIE POUR LA SANTÉ ET L ’ENVIRONNEMENT IV. CHIMIE POUR LES TECHNOLOGIES DE L’INFORMATION 48 Drug design pour optimiser les molécules pharmacothérapeutiques, par Pascale Delangle, Christelle Gateau, Éric Ansoborlo, Marie-Pierre Heck et Thierry Le Gall 52 De nouveaux capteurs sensibles et sélectifs, par Thu-Hoa Tran-Thi, Sylvie Sauvaigo, Didier Gasparutto, Thierry Livache, André Roget et Jean-Pierre Simonato 56 Chimie pour micro et nanosystèmes fonctionnels, par Françoise Vinet 59 Structure et activité des protéines, par Martin Weik et Jacques-Philippe Colletier 62 De la toxicologie à l’écotoxicologie, par Éric Ansoborlo, Catherine Berthomieu, Thierry Douki, Jean-Luc Ravanat, Thu-Hoa Tran-Thi et Claude Vidaud 67 Chimie et migration, par Catherine Beaucaire, Cécile Ferry et Yves Bigay 71 Mémo B Analyses pour la santé et l’environnement : enjeux et perspectives, par Frédéric Chartier et Jean Aupiais 42 Introduction, par Éric Quéméneur 44 Chimie des traceurs pour l’imagerie médicale, par Marinella Mazzanti, Peter Reiss, Isabelle Texier, Françoise Vinet, Nathalie Herlin-Boime, Bertrand Kuhnast et Frédéric Dollé 74 Introduction, par Robert Baptist 76 Les nouvelles performances de l’optoélectronique organique, par Benjamin Grévin, Patrice Rannou, Christophe Serbutoviez et Flore Sonier 79 Chimie pour l’électronique moléculaire et l’électronique carbone, par Vincent Derycke 67 79 Les termes figurant dans le glossaire (p. 85) apparaissent en bleu dans les textes à leur première occurrence. Les noms apparaissant en vert renvoient à la page 84. Un tableau périodique des éléments se situe à la fin (en page 3 de couverture). Précisions 58 76 Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives intervient dans quatre grands domaines : l’énergie, la défense et la sécurité globale, les technologies pour l’information et les technologies pour la santé, associés à une recherche fondamentale d’excellence, et sur la conception et l’exploitation des très grandes infrastructures de recherche. Organisme public singulier, le CEA occupe une place à part dans le paysage français de la recherche où il est désormais l’opérateur majeur de la recherche scientifique et technologique dans le champ des énergies bas carbone en complément des missions qui lui avaient été déjà confiées antérieurement. Le CEA est implanté sur 10 centres répartis dans toute la France. Grâce à ses compétences internationalement reconnues, il constitue une force d’expertise et de proposition pour les pouvoirs publics. À l’interface entre le monde industriel, scientifique et le monde académique, il a su tisser des liens structurés avec l’industrie tout en développant une collaboration étroite avec l’Université. À ce titre, le CEA est partie prenante des alliances nationales coordonnant la recherche française dans les domaines de l’énergie (ANCRE), des sciences de la vie et de la santé (AVIESAN), des sciences et technologies du numérique (ALLISTENE) et des sciences de l’environnement (AllEnvi). Par ailleurs, une importance particulière est portée à l’enseignement et à l’information du public, afin de favoriser le transfert des connaissances et le débat sciences/société. 2 Incontournable chimie CLEFS CEA - N° 60 - ÉTÉ 2011 une distinction accordée par la 63e Assemblée générale des Nations unies. Pour cette discipline scientifique omniprésente, aussi bien dans nos activités domes- tiques qu’industrielles, il s’agit d’une distinction fort pertinente, car la chimie est incontournable dans le développement de la plupart des solutions technolo- giques de demain, notamment dans le domaine éner- gétique : stockage de l’énergie, maîtrise de nouvelles sources d’énergie, résistance des matériaux... Le CEA ne s’y est pas trompé et, depuis longtemps, décline la chimie sous toutes ses formes dans le cadre de ses missions (de la recherche fondamentale au génie des procédés) et dans tous ses aspects (modélisation, physicochimie des solutions et des interfaces, matière molle, chimie analytique, chimie des matériaux et des nanomatériaux, corrosion, électrochimie, synthèse organique, chimie pour le vivant, chimie sous rayon- nement ionisant, radiochimie...). Dans le domaine du nucléaire, la chimie intervient à tous les niveaux du cycle, de la mine à la fabrication des combustibles et au confinement des déchets. Néanmoins, si les procédés actuels connaissent des performances remarquables, les bases scientifiques qui les sous-tendent soulèvent encore de nombreuses questions fondamentales. Ainsi, les sciences séparatives figurent-elles comme un enjeu majeur pour la conception des systèmes nucléaires du futur, notamment en ce qui concerne la recherche de nouveaux extractants, capables d’ap- porter la sélectivité désirée tout en restant stables sous irradiation, mais aussi pour la compréhension des mécanismes de transfert aux interfaces. Le CEA développe également un important corpus de connais- sances autour de la chimie des actinides et de la chimie sous irradiation – des thématiques peu étudiées par le monde académique, car très spécifiques à la sphère nucléaire, mais qui ont offert à la communauté scien- tifique des techniques expérimentales et des modélisa- tions performantes et créatives. La chimie des actinides demeure une discipline difficile du fait de la rareté des données expérimentales dont l’acquisition appelle des installations lourdes, mais aussi du fait de la difficulté à décrire ces éléments avec des techniques usuelles de modélisation. Pourtant, l’engagement pour un nucléaire durable et sûr rend incontournable l’acquisi- tion et la maîtrise de ces données. D’où, un développe- ment des techniques de modélisation couvrant toutes les uploads/Science et Technologie/ chimie-generaleeee.pdf