SCF Flash info et SCF Info en ligne 2014, N° 12 15 juin 2014

1.1 À propos de la SCF…

1.1.1 Assemblée générale extraordinaire

Rappelons que la prochaine « AGO » de la SCF se tiendra le lundi 23 juin 2014 (11h-12h) au siège social de l’association (250 rue Saint-Jacques, Paris 5).
C’est elle qui donne quitus pour le compte de résultat de l’année 2013 et adopte le budget de l’année 2014.
Vous avez dû recevoir la plaquette qui comporte les différents éléments vous permettant de retourner sous l’enveloppe adéquate le pouvoir rempli au nom du Président ou d’une personne dont vous vous êtes assurée de la présence à cette AGO (généralement les membres du Bureau national (cf. la liste à www.societechimiquedefrance.fr/fr/presentation-1.html).
Un pouvoir non rempli sera automatiquement transmis au Président.
Vous pouvez vous adresser à Mme N. Colliot (01 40 46 71 66 ; adhesion@societechimiquedefrance.fr) pour toute question ou problème relatif à cette importante opération annuelle de la vie de l’association.

1.1.2 Les prix des divisions...

  • La Division de Chimie du Solide, a décidé d’attribuer son prix annuel à Samuel Bernard, et à Cédric Boissière
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  • La Division de chimie organique a attribué ses prix 2014
    • Bastien Nay , Prix jeune chercheur
    • François-Xavier Felpin, Prix enseignant chercheur
    • Angélique Ferry, Prix de thèse Dina Surdin
    • Loïc Stefan, Prix de thèse de la division
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1.1.3 Témoignage de l’un de nos membres sur la journée du 4 juin 2014...

« Entre le planifié et le hasard, il faut faire le va et vient », disait Pierre Braunstein lors de son excellent exposé pour la remise des prix SCF qui s’est tenue à Montpellier le 4 juin 2014. « Serendipity », j’ai souvent au cours de ma carrière industrielle entendu ce mot, certains le revendiquaient d’autres le détestaient. Mais lorsque cette notion est illustrée de la brillante manière que Pierre l’a faite cela me réconforte, car moi aussi je suis un fervent défenseur de la « serendipity ».
C’était une journée magnifique, de Steve Ley ( Prix Franco-Britannique) et son regard futuriste de la chimie de synthèse de demain qui serait « Machine Assisted Synthesis » à ne pas confondre avec Automated Synthesis comme il l’a souvent répété, et qui permettra un accès facile à des composés doués de propriétés pharmacologiques de structures complexes, en passant par l’excellent exposé de Anny Jutand ( Prix Lebel) et ses travaux mécanistiques dont certains avaient par le passé ouvert la voie aux travaux de Negishi, sans oublier l’enthousiasme de Roberta Sessoli (Le prix Franco-Italien et la plus Française des Italiennes) exposant ces travaux qui un jour nous permettront de stocker des milliards d’informations sur un minium de surface et avec un minimum d’énergie ou encore Joël Moreau et sa dynamique présentation sur sa contribution majeur dans le domaine de la chimie des matériaux hybrides nanostructurés ayant donné naissance entre autres à plusieurs applications tel le procédé de marquage sur verre indélébile ou encore les matériaux à propriétés optiques.
Sans recherche fondamentale point d’applications industrielles, et sans applications, tous nos travaux académiques resteraient au sein de notre communauté et ne sauraient participer à l’essor de l’humanité.
Merci à la SCF pour cette journée scientifique magnifique ainsi que pour cette première initiative de récompenser les chimistes, juniors et seniors, défenseurs de notre discipline et de notre association.
S.Jegham
Sanofi R&D

1.1.4 Deux ouvrages et un petit film....

Claude Gros, président de la section régionale Bourgogne-Franche-Comté, délégué de cette région pour Chimie et Société est aussi l’auteur de deux ouvrages de chimie qu’il a fait labellisés SCF !
Et vous pouvez le retrouver en vidéo...
La chimie en PACES, rappel de cours et QCM type concours (pdf - 1.5 Mo)
La chimie organique en PACES avec 250 QCM présentant la chimie des médicaments (proincipes actifs) (pdf - 1.4 Mo)

1.2 En direct du CNRS

1.2.1 CristalÔ : journée gratuite et ouverte à tous pour découvrir la cristallographie

Le CNRS et le Musée des arts et métiers – Cnam, en collaboration avec le comité national de l’Année internationale de la Cristallographie, organisent, dimanche 6 juillet 2014, de 10h à 18h, une journée tous publics et gratuite pour découvrir de façon ludique et interactive, l’univers surprenant de la cristallographie, discipline méconnue dont sont cependant issus pas moins de 23 prix Nobel !
Petits et grands, curieux ou amateurs éclairés sont invités au Musée des arts et métiers (1) pour explorer sous tous ses angles la cristallographie, une science permettant de sonder la matière et aux applications insoupçonnées, tant dans notre vie quotidienne que dans la recherche de pointe.
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1.2.2 Les propositions du Comité national de la recherche scientifique sur l’emploi scientifique

Au cours de sa 5e session extraordinaire, le Comité national de la recherche scientifique réuni le 11 juin 2014 à Paris a adopté un texte présentant des propositions sur l’emploi scientifique dont la demande d’un plan pluriannuel de plusieurs milliers d’emplois titulaires de la Fonction publique.
Plus d’informations à www.cnrs.fr/comitenational/

1.3 En direct de l’EuCheMS

1.3.1 Au sommaire de la lettre de Bruxelles de juin 2014

New university ranking system launched in Europe | Regulation of Access to Research Findings |
M-ERA.NET Call 2014 with Topics in Materials and Engineering launched | Selected Horizon 2020 calls | Roadmap : Proposal for an implementing act on the introduction of a European Professional Card for particular professions

1.4 Le saviez-vous ?

1.4.1 Le foot, c’est de la chimie

La Coupe du Monde de football au Brésil va enflammer les passionnés et passionnées ces prochaines semaines.
Même si les joueurs ont développé à la fois leurs muscles et, par la neurochimie cérébrale, les molécules de la performance fabriquées par l’entrainement physique et mental, la chimie accompagnera bien la victoire. En effet, si l’adresse et la qualité sportive des hommes est primordiale, la chimie est omniprésente dans le roi des sports !

Les compétiteurs ont pu s’entraîner sur des pelouses en gazon synthétique, doux, uniforme et qui évite les blessures : il est constitué de brins et tapis en polyéthylène comme le Dowlex fabriqué en Espagne.

Ils ont des chaussures comme les athlètes sur la piste, qui combinent polyamide et polyester pour être légères et dynamiques. Une firme française, Arkéma, fournit une partie des polyamides, le « Pebax®New », fabriqué à partir d’un produit naturel, l’huile de ricin, issu de la chimie végétale.

Une usine Rhodia-Solvay située à quelques pas de São Paulo où débutera l’équipe du Brésil le 12 juin, fournit une fibre miracle comportant un polymère et un solide minéral qui sert à fabriquer des sous-vêtements sportifs thermorégulants qui absorbent la chaleur du corps et mettent les muscles en micro-compression pour améliorer la circulation sanguine.

Il n’est pas jusqu’au ballon de la compétition, le « Brazuca », aux couleurs bleue, blanche, orange et verte, issu de l’assemblage de pentagones et hexagones en résine de polyuréthane, avec une surface comportant jusqu’à six couches d’« lImpranil », composition polymère de Bayer qui lui donne souplesse, élasticité et dureté. Frappé légèrement de côté par les chaussures des champions, dont certaines sont en fibres de polyisocyanate tricotées pour avoir à l’intérieur comme une seconde peau et à l’extérieur une surface plutôt rugueuse, le ballon entre en rotation induisant une trajectoire dite enveloppée, en cloche… qui se termine dans la lucarne du but adverse.

Pour trois semaines … vive le Foot et vive la Chimie !

1.4.2 « Ma thèse en 180 secondes » - Trois lauréates représenteront la France, à Montréal lors de la finale internationale

A l’issue de la finale nationale du concours Ma thèse en 180 secondes qui s’est tenue le 10 juin 2014 à Lyon dans une salle comble, trois doctorantes ont été sélectionnées pour représenter la France lors de la finale internationale francophone, les 24 et 25 septembre 2014 au Québec : Marie-Charlotte Morin de la région Alsace, qui a également obtenu le prix du public, Noémie Mermet de la région Auvergne et Chrystelle Armata de la région Rhône-Alpes.
Toutes trois sont parvenues à convaincre le jury présidé par Geneviève Fioraso, secrétaire d’Etat en charge de l’Enseignement supérieur et de la Recherche.
Leur exploit : faire comprendre en seulement trois minutes, avec des termes simples et accessibles à tous, un sujet de thèse complexe et obscur pour le grand public.
Revoir la prestation des candidats sur : http://mt180.fr
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1.4.3 Michael F. Lappert, un pionnier de la chimie organométallique nous a quittés

Michael F. Lappert (Mike) a fait une chute brutale au cours d’un match de tennis et est décédé d’une hémorragie cérébrale le 28 mars 2014 à l’âge de 85 ans.
Les chimistes organométalliciens viennent de perdre un de leurs pionniers. Dans sa longue carrière, il a su innover dans des domaines multiples de la chimie moléculaire des métaux et métalloides. Ses premières découvertes concernent les dérivés métal-amide : les triborylamines, les amides dérivés de l’étain(II) et du germanium(II) en sont quelques exemples. Il a excellé dans la préparation de dérivés homoleptiques alkyl-métaux de transition, en particulier les dérivés de métaux stabilisés par des ligands alkyles encombrants et sans hydrogène β ou conduisant à des radicaux à longue durée de vie.

Il a été aussi un précurseur, dans les années 70, de la chimie des complexes de métaux à ligands riches en électrons : les NHCarbenes (par exemple J.C.S. Dalton 1974, 1827). Sa méthode est basée sur le clivage d’oléfines riches en électrons par un métal de transition, offrant des intermédiaires métal-carbènes -stables dans ce cas- de la métathèse des oléfines. Cette démonstration a été un soutien au mécanisme de la métathèse des alcènes que venait de proposer Yves Chauvin.
Le développement initial des complexes de lanthanides, des dérivés métal-alkyle aux dérivés C5R5-métal et à pont méthyle, lui doit beaucoup.

Ses découvertes ont porté sur la préparation et la caractérisation d’espèces organométalliques de la plupart des éléments et dans divers degrés d’oxydations comme en témoignent plus de 750 publications, ce qui en fait un pionnier pour de nombreux jeunes chimistes. (voir D. J. Cardin, Inorg. Chem. Acta 360 (2007) 1245).
Il était né à Brno en République Tchèque en 1928. Il étudia au Northern Polytechnic de Londres et il obtint ses doctorats PhD en 1951 et D. Sc en 1960 à l’Université de Londres. D’abord senior lecturer en 1962 à l’Institut de Science et Technologie de l’université de Manchester, c’est à l’Université du Sussex à Brighton qu’il fit l’essentiel de sa carrière comme reader (1964) puis professeur de 1969 à 1996.
À la retraite il devint « Research Professor » dans cette université où il travaillait encore 4 jours par semaine jusqu’à cette année. Il avait été élu à la Royal Society dès 1979.

Mike Lappert, à la fois un puits de science et un gentleman, a inspiré beaucoup d’étudiants et de post-docteurs, y compris français, pour leur créativité en chimie organométallique et de coordination.
Pierre H. Dixneuf, CNRS-Université de Rennes 1

1.4.4 Un nouveau président à l’IESF

Le 13 juin 2014, le conseil d’administration d’Ingénieurs et Scientifiques de France a nommé François Lureau Président de la fédération. Il succède à ce poste à Julien Roitman
Communiqué de presse pour l’annonce de la présidence de François Lureau (pdf - 440.2 ko)
Message de fin de mandat de Julien Roitman (pdf - 334 ko)

1.4.5 À propos de EC2E2N

La lettre en date de juin 2014 est en ligne...
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1.5 Des postes et des réunions

1.5.1 Des postes

Des offres d’emplois sont consultables sur le site Internet de la SCF : www.societechimiquedefrance.fr sous la rubrique « Bourse à l’emploi »

1.5.1.1 Dans l’industrie

Les propositions sont réservées aux membres de la SCF, les descriptifs détaillés sont donnés dans la rubrique « Bourse à l’emploi » du site Internet de la SCF

  • N° 15856 Sales & Product Manager Coating (H/F)
  • N° 15855 Responsable projets développement analytique H/F
  • N° 15854 Technicien laboratoire formulation H/F
  • N° 15852 Ingénieur commercial instrumentations physico-chimiques H/F
1.5.1.2 Dans le secteur public

Les proposition sont ouvertes à tous. Les descriptifs détaillés des postes sont disponibles dans la rubrique « Bourse à l’emploi » du site Internet de la SCF.

  • N° 15858 Profil Recherche ATER 31e section
  • N° 15857 Campagne de recrutement ATER (Attachés Temporaires d’Enseignement et de Recherche) Rentrée 2014
  • N° 15859 Profil Recherche ATER 031/033
1.5.1.3 En formation par la recherche

Les proposition sont ouvertes à tous. Les descriptifs détaillés des postes sont disponibles dans la rubrique « Bourse à l’emploi » du site Internet de la SCF.

1.5.2 ... et des réunions...

Dates à réserver...

26-29 octobre 2014, Lyon
62e Congrès de l’UdPPC

22-23 janvier 2015, Paris
Instrumenter et Innover en chimie physique pour préparer l’avenir
Date de soumission des résumés : 15 octobre 2014
Congrès organisé par la Division chimie physique
flyer-instrumenter-1 (pdf - 404.9 ko)

8-10 avril 2015, Lille
Prochaine édition du Plant Based Summit

6-9 juillet 2015, Lille
SCF’15  : Chimie et transition énergétique
Congrès de la Société Chimique de France

1.5.2.1 De ou avec la SCF

En 2014

22-27 juin 2014, Lyon,
École d’Été de Calorimétrie
avec le support de la SCF
Contact aline.auroux@ircelyon.univ-lyon1.fr

24 juin 2014, Paris,
dans le cadre des rencontres de l’Usine Nouvelle
Chimie Durable, de l’innovation à l’industrialisation : comment accroître vos avantages concurrentiels
Plus d’informations...

23-24 juin 2014, Villeneuve d’Ascq
JNOEJC 2014
Journées nord-ouest européennes des jeunes chercheurs
Plaquette de présentation des JNOEJC 2014 (pdf - 178.9 ko)
Plus d’informations à www.univ-valenciennes.fr/congres/JNOEJC/index.html

30 juin-1er juillet 2014, Bordeaux
Rencontres colloïdes « émulsions et mousses »
Plus d’informations à www.crpp-bordeaux.cnrs.fr/

8 juillet 2014, Romainville
Perturbateurs endocriniens
Plus d’informations...

13-18 juillet 2014, Bordeaux
XXV IUPAC Symposium on Photochemistry
Date limite de soumission des résumés pour les communications par affiches : 10 juin 2014
Plus d’informations à www.photoiupac2014.fr/

31 août-4 septembre 2014, Istambul (Turquie)

5e Congrès EuCheMS de Chimie
Flyer 2014 (pdf - 233.4 ko)
Date limite de soumission des résumés : 15 mai 2014
Plus d’informations à http://euchems2014.org/

6 septembre 2014, Paris
4e colloque « De la Recherche à l’Enseignement »
Programme et résumés du colloque (pdf - 14.2 Mo)
Inscription colloque 2014
Pour tout renseignements contactez : colloqueER@societechimiquedefrance.fr

12-14 septembre 2014, Hammamet (Tunisie)
JCO 2014
6e Journée de chimie organique
Les journées de chimie organique de la Société Chimique de Tunisie est une réunion bisannuelle qui accueille chaque fois des chimistes français, en échange des chimisted Tunisiens sont invités à participer aux journées de la Divisionde Chinie Organique de Palaiseau.
Les chimistes qui ont des coopérations avec la Tunise ou qui souhaitent en initier sont invités à participer à ces journées JCO de Hammamet
Flyer JCO Tunisie 20214 (pdf - 714.3 ko)
Plus d’informations à www.sctunisie.org/JCO2014/index.html

30 septembre 2014, Paris
Apport de la chimie dans l’innovation en biologie expérimentale
Plus d’informations à www.ffc-asso.fr/colloques/Opal

12-15 octobre 2014, La grande Motte
The IBMM
The first edition of Balard Chemistry Conferences « Self-Assembly Of Biomolecules »
Plus d’informations à www.balard-conferences.fr

13-14 octobre 2014, Marseille
2e Journées Méditerranéennes des Jeunes Chercheurs
Date limite de soumission des résumés : 31 juillet 2014
Ces journées sont gratuites, mais l’inscription est obligatoire et se fait via le site internet.
Plus d’informations...

27-28 octobre 2014, Romainville
Enzymes, innovation, industrie
Date limite de soumission des réumés : 1er octobre 2014
Plus d’informations à www.adebiotech.org/enzinov/

3-6 novembre 2014, Saint-Malo
43e congrès annuel du GFP
Date limite de soumission des résumés : 5 septembre 2014
Plus d’informations à https://gfp2014.univ-rennes1.fr/

24-28 novembre 2014, Montpellier
Matériaux 2014
Plaquette Colloque matériaux 2014 (pdf - 2.4 Mo)
Plus d’informations à www.materiaux2014.net

9-10 décembre 2014, Villeneuve d’Ascq
16e journées de formulation sur le thème « Formulation et développement durable : spécialités et produits finis »
Contact : veronique.rataj@univ-lille1.fr

2015

3-7 mai 2015, La Rochelle
ISGC 2015
International Symposium on Green Chemistry
Plus d’informations à www.isgc2015.com/welcome

23-26 août 2015, Vienne (Autriche)
ECSSC 15
15th European Conference on Solide State Chemistry
Date limite de soumission des résumés 30 avril 2015
Plus d’informations à http://ecssc15.univie.ac.at/

1.5.2.2 …et d’autres

En 2014

8 juillet 2014, Nancy
J3P
Les procédés hydro-métallurgiques pour la récupération et le recyclage des métaux
Plus d’informations à www.progepi.fr/J3P

7-10 octobre 2014, Obernai
IBAF 2014
5e édition des rencontres de la communauté francophone des utilisateurs des faisceaux d’ions
Date limite d’appel à communications repoussée au 27 juin 2014
Plus d’informations à www.vide.org/ibaf2014

1.5.2.3 Séminaires, expositions, films...

Maker Faire à Paris
21-22 juin 2014, Paris

Retrouvez Chimie et Société et les ChaDoCs sur le stand 104 (niveau -1, les écuries) au Cent Quatre, 5 rue Curial, 75019 Paris
Les portes de Maker Faire ouvriront au public le samedi de 10:00 à 19:00 et le dimanche de 10:00 à 18:00.

2.1. Nouvelles de France

2.1.1 Pourquoi les mitochondries produisent-elles du peroxyde d’hydrogène H2O2 ?

Des chercheurs de l’Institut des sciences moléculaires (CNRS / Université de Bordeaux) et du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS) (1) ont mis au point un biocapteur aux performances inédites pour suivre la libération du peroxyde d’hydrogène par les mitochondries lorsqu’elles produisent l’ATP. Les pics de libération nanomolaires d’H2O2 ont pu être attribués à la signalisation redox réalisée par les mitochondries au sein de la cellule. Ces résultats sont publiés dans la revue Angewandte Chemie.
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2.1.2 Comment débrider des réponses optiques non linéaires quadratiques en confinant du nitrure de bore hexagonal dans le graphène

En utilisant des méthodes de la chimie quantique, une équipe de l’Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux (CNRS / Université de Pau et des pays de l’Adour) vient de montrer qu’en confinant des sections finies de nitrure de bore hexagonal dans le réseau interne du graphène, la capacité du réseau d’électrons pi de ce dernier conduit à l’obtention de réponses quadratiques optiques non linéaires exaltées ce qui peut être pleinement exploité dans le design et la conception de nouveaux matériaux.
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2.1.3 Une nouvelle méthode de détection ultrasensible des fluorures en solution dans l’eau

L’organisation mondiale de la santé (OMS) recommande d’éviter la consommation d’eau contenant plus de 1,5 mg d’ions fluorure par litre. Des chercheurs de l’Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (CNRS / Université de Strasbourg), associés à plusieurs autres équipes(1), ont mis au point une méthode de détection ultrasensible des fluorures en solution dans l’eau, méthode qui utilise des complexes luminescents d’ions lanthanides. Cette stratégie pourrait également être utilisée pour la dépollution d’eaux contaminées. Ces résultats sont à retrouver dans la revue Angew. Chem.
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2.1.4 Anisotropie magnéto-chirale : comment discriminer deux formes énantiomériques via des mesures simples de résistivité électrique sous champ magnétique ?

Des chercheurs du laboratoire Moltech-Anjou (CNRS / Université d’Angers) et du Laboratoire national des champs magnétiques intenses (CNRS / INSA / Université Joseph Fourier / Université Paul Sabatier), en collaboration avec des équipes du Laboratoire de physique des solides (CNRS / Université Paris-Sud) et de l’Institut de science des matériaux de Barcelone viennent de montrer que dans des conducteurs organiques à base d’un dérive chiral du tétrathiafulvalène (TTF), il est possible de discriminer les deux formes énantiomères via des mesures de résistivité électrique sous champ magnétique. Ces matériaux pourraient ainsi être utilisés en « spintronique » pour manipuler des informations.
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2.2 Brèves du monde

2.2.1 Conversion des eaux usées en biogaz

Les eaux usées d’usines de papeterie contiennent un large panel de produits organiques qui peuvent être utilisés dans le cadre de synthèse de biogaz. Cette découverte a été faite par des chercheurs du laboratoire WES (Waste and Environnemental Studies) de l’Université de Linköping.

© Supakit Poroon

Les chercheurs de WES ont prélevé des échantillons à partir de 70 flux d’eaux usées dans 7 usines. Selon les chercheurs, il serait possible d’extraire au moins 70 millions de mètres cubes normaux (Nm3) de méthane par an [1]. "Nous espérons atteindre 100 millions de Nm3, ce qui serait possible en peaufinant le procédé d’extraction. Cela augmenterait la production en biogaz de 65% par rapport à la production totale de la Suède en 2012" souligne Bo Svensson, professeur de WES. Plusieurs entreprises collaborent avec l’équipe WES, des sociétés telles que Scandinavian Biogas Fuel AB, Pöyry Sweden AB, ainsi que des usines de papeteries.

Les résultats encourageants de WES attirent les investisseurs, dont l’Agence suédoise de l’énergie, Energimyndigheten. Près de 15 millions de SEK (environ 1,7 million d’euros) ont été attribués par les investisseurs dont 8,6 millions de SEK (1 million d’euros) par l’Agence suédoise de l’énergie.

Jusqu’à présent les tests ont été effectués dans le laboratoire WES, et la prochaine étape sera la mise en place du système dans les usines de papeteries. Les usines de papeteries purifient les eaux usées en utilisant des techniques aérobies, qui consomment beaucoup d’énergie. Deux tests anaérobiques permettent la purification des eaux usées tout en formant du méthane au cours du processus. Les deux techniques séparent la matière organique du flux d’eau tout en gardant le substrat et les matières organiques dans le réacteur.

La première technique est l’UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), flux anaérobique sur couche de boue. Le principe consiste en l’utilisation d’un flux continu d’eau allant du haut vers le bas, passant à travers une couverture granulée contenant des enzymes. L’eau est nettoyée dans la partie inférieure. Dans le même temps, les micro-organismes forment le méthane, qui se propage jusqu’à la partie supérieure du réacteur où il est recueilli. La seconde technique est appelée CSTR (Completely Stirred Tank Reactors). Cette technique consiste à faire circuler la boue, le substrat étant digéré dans un compartiment fermé. Le système est en constante agitation. Une partie de la boue (substrat) est renvoyée dans le réacteur, pour augmenter le rendement en méthane.

Cette découverte suscite l’intérêt de la communauté scientifique internationale et en particulier de chercheurs finlandais qui ont pris contact avec le laboratoire : "Nous sommes en avance sur le reste du monde. Nous avons une connaissance approfondie des paramètres optimaux dans le développement des micro-organismes dans le réacteur" souligne le professeur Svensson, le directeur de cette recherche.

Sources

2.2.2 État des lieux de la pollution des sols : de nouvelles avancées scientifiques pour stopper la propagation

Avec plus d’un milliard et trois cent cinquante millions d’habitants (soit environ 20% de la population mondiale) pour seulement 10 % de la surface agricole du globe et une ressource en eau très mal répartie, la Chine fait face à un défi majeur : répondre à une demande alimentaire qui explose dans le pays. A cela s’ajoute un problème de taille qui est la pollution des sols sur l’ensemble du territoire. Celle-ci peut trouver plusieurs origines distinctes, notamment les pollutions dues aux métaux lourds, d’origine industrielle, mais aussi des problèmes liés à l’activité agricole.

En 2006, le ministère de la Protection de l’environnement et celui du territoire et des ressources ont donc lancé une vaste enquête nationale sur la pollution des sols dont les résultats ont aujourd’hui été officiellement rendus par le gouvernement ([1] [2]). 19,4% des terres arables du pays (et 16,1% de l’ensemble du sol chinois) seraient contaminées aux métaux lourds et autres produits chimiques, le cadmium, le nickel ou l’arsenic étant les principaux polluants détectés. 3% de ces surfaces sont même qualifiées de terres modérément à sérieusement polluées sans que ces niveaux soient quantitativement définis. Les provinces autour des deltas du fleuve Yangzi et de la rivière des Perles ainsi que les anciennes zones industrielles du nord-est du pays seraient les zones les plus touchées. Les pertes annuelles estimées qui en découlent seraient de 10 millions de tonnes de céréales (et 12 millions de tonnes supplémentaires contaminées) pour un coût de 20 milliards de yuans [3] par an.

En mai dernier, une enquête [4] dans les rizières de la province du Hunan avait conclu que la moitié du riz produit comporte des taux de cadmium inquiétants. Or, ce composé, cancérigène, peut altérer le fonctionnement des reins et d’autres organes vitaux.

La sécurité alimentaire constitue un enjeu majeur pour l’agriculture de demain en Chine. Et la lutte ne se limite pas à la pollution aux métaux lourds industriels. Il existe certaines zones où les problèmes sont en partie associés à l’activité agricole (engrais chimiques et effluents d’élevage). En effet, depuis de nombreuses années des subventions conséquentes sont accordées aux agriculteurs utilisant des engrais chimiques afin d’augmenter la productivité de leurs parcelles. A cela s’ajoute la pollution des sols par les métaux lourds du fait de l’ajout de minéraux (zinc, cuivre) à des fins préventives dans les aliments du bétail et la saturation des surfaces à proximité des élevages en éléments azote et phosphate.

Les derniers règlements publiés insistent sur l’importance des engrais organiques, et encouragent leur utilisation mais de nombreux agriculteurs doutent encore de leur efficacité. Finalement, la pollution des sols par les élevages reste sous-estimée par l’ensemble de la filière et l’opinion publique. La recherche s’organise donc depuis déjà plusieurs années en Chine afin de développer des méthodes de dépollution des sols contaminés et de protéger les zones non encore touchées. Lors de l’Assemblée populaire de Chine en mars dernier, le Premier ministre, Li Keqiang a fait de la lutte contre la pollution des sols l’une de ses priorités [5]. Le gouvernement s’est ainsi engagé à débloquer 30 milliards de yuans [3] au cours des cinq prochaines années et six projets pilotes (avec un budget de 1 milliard de yuans chacun) ont été lancés par le ministère de la Protection de l’environnement en avril.

Des chercheurs de l’Académie des sciences de Chine, appartenant au Centre d’assainissement environnemental de l’Institut des sciences géographiques et environnementales, développent depuis 10 ans une technique de décontamination des sols à grande échelle à l’aide de plantes absorbant les métaux lourds [6]. Depuis 2010, des applications ont déjà été réalisées sur 133 hectares principalement dans la province autonome du Guangxi. Après introduction de la plante Pteris vittata, une espèce de fougère, il a été constaté une diminution de 10% par an des quantités de plomb, zinc, soufre et arsenic dans les sols traités. Une fois la fougère saturée en métaux lourds, celle-ci est coupée et brûlée et le processus répété jusqu’à atteindre des concentrations en métaux lourds en dessous des seuils de santé préconisés. En 3 à 5 ans, des sols extrêmement pollués peuvent ainsi être traités, ce qui rend cette méthode très prometteuse à grande échelle.

© Liane-Clarisse Mouchon

Photo : Co-culture de maïs et de Sedum alfredii, une plante asiatique hyperaccumulatrice de cadmium, plomb et zinc, dans des sols pollués aux métaux lourds (Guangdong)
Ces techniques de "phytoremédiation" voire de "phytomine" ou "agromine" (dans laquelle les plantes sont transformées par des procédés physico-chimiques en produits valorisables, riches en métaux) sont aussi développées par des équipes françaises. C’est le cas à l’INRA à Nancy qui a mis en place une installation en Lorraine pour récupérer le nickel notamment, ainsi que d’autres éléments tels que l’arsenic, le cadmium et le zinc, des sols à partir de plantes. Ce procédé fait même l’objet d’un brevet international. Par ailleurs, l’INRA Nancy, ainsi que l’Université de Lorraine, par l’intermédiaire de Mme Marie-Odile Simonnot et M. Jean-Louis Morel, collaborent depuis près de dix ans avec l’équipe de M. Rongliang Qiu du département des sciences de l’environnement de l’université de Sun Yat-Sen à Canton, ce qui a permis plusieurs publications communes sur le sujet [7].
Des techniques alternatives sont également en expérimentation. Le Centre de recherche des sciences éco-environnementales de l’Académie des sciences de Chine (CAS) à Pékin développe, par exemple, des champignons en vue de la restauration des sols pollués aux métaux lourds et aux métalloïdes sur les sites miniers ou industriels.

D’autres scientifiques chinois s’intéressent à des techniques pour prévenir ce genre de pollution. Ainsi, une équipe du Centre d’expérimentation en géologie de la province du Guangdong a développé un dérivé chimique d’une argile minérale, le "Mont-SH6" [5], qui est capable de prévenir la diffusion de métaux lourds, tels que le cadmium et le cuivre, dans les cultures. Les premiers résultats montrent une réduction de plus de 90% des quantités de cadmium dans des rizières expérimentales. Cette technique serait de surcroît adaptable à grande échelle du fait de son efficacité et de son bas coût (quelques centaines de yuans pour traiter la surface d’un mu, soit environ 1/15 d’hectare). Dans tous les cas, les essais doivent encore durer environ deux ans avant qu’une application industrielle ne puisse être envisagée, selon Liu Wenhua, le chef du programme.

Le choix de rendre public cet état des lieux sur la pollution des sols en Chine par le gouvernement démontre une prise de conscience de la population chinoise des enjeux de la protection de l’environnement. L’avancée rapide des recherches confirme la détermination du pays à lutter efficacement contre la détérioration de son milieu naturel. En effet, ces derniers mois, de nombreux projets ont également été lancés afin de lutter contre la pollution de l’eau et de l’air sur le territoire.

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2.1.3 Des panneaux solaires intégrés dans du verre

Les modules solaires organiques présentent des avantages par rapport aux cellules solaires en silicium. Cependant, leur durée de vie est plus courte. Des chercheurs travaillent sur une solution prometteuse : utiliser du verre souple comme substrat, de sorte que les composants sensibles soient mieux protégés.

Dans les dispositifs électroniques, des modules solaires organiques intégrés dans un film sont d’ores et déjà parfois utilisés. Ces modules sont une alternative prometteuse aux cellules solaires à base de silicium : les modules peuvent être produits par technologie d’impression - ce qui est plus rapide et plus efficace que les procédés nécessaires à la production de composants inorganiques. La condition pour une production par procédé d’impression est un matériau de support flexible. Jusqu’à présent, les films polymères sont utilisés ; cependant, ceux-ci ont un principal inconvénient : les films sont, dans une certaine mesure, perméables à la vapeur d’eau et à l’oxygène. Ces deux substances attaquent les panneaux solaires et réduisent considérablement leur durée de vie. En fonction des applications, des substrats avec des couches barrières ont jusqu’à présent protégé les modules solaires organiques. Pour des températures de procédés plus élevées et afin d’obtenir une durée de vie plus longue, il est nécessaire d’utiliser d’autres substrats.

Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de recherche appliquée sur les polymères (IAP) de Potsdam (Brandebourg) travaillent actuellement avec un nouveau matériau de support : ils cherchent à intégrer les modules solaires dans un verre ultra-mince. « Le verre est non seulement un matériau d’encapsulation idéal, mais résiste également à des températures de traitement allant jusqu’à 400 degrés », explique Danny Krautz, chef de projet au département de matériaux fonctionnels et composants à l’IAP. Dans le cadre des travaux de recherche, un verre spécial de l’entreprise Corning Inc. est utilisé. Grâce à ses propriétés physiques particulières, des couches de 100 microns d’épaisseur peuvent être réalisées. Cela correspond à peu près à l’épaisseur d’une feuille de papier. Le verre spécial est non seulement extrêmement solide, mais est en outre assez souple pour être légèrement arqué. Avec ce matériau, les chercheurs ont déjà pu réaliser de premiers modules solaires organiques fonctionnels. Le traitement est réalisé en plusieurs fois.

L’objectif est de produire ces modules par procédé roll-to-roll, de façon similaire à l’impression de journaux, au cours duquel le substrat de support est enroulé sur une bobine. En face se trouve une bobine vide. Entre les deux bobines, les couches photosensibles et les électrodes sont imprimées selon plusieurs procédés. Cette technologie de fabrication permet de fabriquer en série de grandes surfaces. Un premier essai pour travailler le verre flexible de cette façon a déjà été réalisé par l’équipe : « Nous avons réussi à la première tentative à produire des couches homogènes avec de plus petites tailles de substrat », a déclaré M. Krautz. Cependant, pour que la méthode réponde aux exigences industrielles, la technologie du procédé doit être ajustée sur de nombreux points, ce à quoi travaillent déjà les chercheurs de Potsdam. Grâce à cette technologie, des modules solaires organiques performants et robustes pourraient à l’avenir être réalisés pour différentes applications, allant de minuscules cellules solaires dans les téléphones mobiles à des modules photovoltaïques sur de grandes surfaces.

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2.2.4 Première mondiale en Californie, procédé de stockage de l’énergie solaire grâce à une nouvelle technologie de batterie à flux redox

La ville de Turlock, au coeur de la vallée centrale de Californie, a inauguré le 23 mai la première centrale solaire couplée à une batterie en flux redox. La technologie a été développée par la société Enervault dont le siège se situe à Sunnyvale dans la baie de San Francisco. Cette société, créée en 2008, a pour objectif de fournir des solutions de stockage des énergies intermittentes (solaire, éolien) en vue de répondre aux pics de consommation du réseau électrique. Enervault a levé 25 millions de dollars auprès de fonds de capital-risque (dont Total Energy Ventures) et a bénéficié d’une subvention de 4 millions de dollars du Département de l’Energie (DOE) dans le cadre du "recovery act" (plan de relance de 2009) pour mettre au point son premier démonstrateur. Cette entreprise est l’une des start-up appartenant au cluster spécialisé dans le stockage de l’énergie de la baie de San Francisco qui rassemble aujourd’hui plus de 80 entreprises. [1]
La centrale de production et de stockage de Turlock, située au coeur d’un verger d’amandiers, est constituée d’un ensemble de panneaux photovoltaïques reliés à une batterie en flux redox capable de stocker et de produire 250 kW pendant 4 h (1 MWh). La production d’électricité est utilisée pour alimenter les pompes du système d’irrigation des amandiers qui consomment 225 kW en période d’irrigation (entre midi et 18h). L’alimentation en énergie est assurée par les panneaux photovoltaïques dont la puissance est limitée à 185 kW en pointe ; les batteries en flux assurent le complément et permettent d’éviter de recourir au réseau pendant la journée, lorsque le coût du kWh est le plus élevé. Les batteries sont ensuite rechargées sur le réseau pendant la nuit pour bénéficier d’un tarif plus avantageux du kWh.

Selon le DOE, cette installation est la plus importante de ce type dans le monde utilisant la technologie redox Fer-Chrome, initialement développée par la NASA. L’intérêt de la technologie développée par Enervault est l’utilisation d’électrolytes bon marché à base de chrome et de fer moins coûteux que le vanadium. Les électrolytes sont stockés dans des citernes de grande contenance dont le volume est fonction de la quantité d’énergie à stocker. La réaction électrochimique est optimisée grâce à une succession de cellules où les électrolytes échangent des charges à travers des membranes échangeuses d’ions. Cette cascade de cellules permet d’optimiser les membranes en fonction de l’état de charge décroissant des électrolytes au fur et à mesure qu’ils traversent les différents étages de membranes. Le procédé mis au point permet de diminuer la pression de pompage et donc de réduire l’énergie consommée pour la circulation des fluides électrolytiques à travers les cellules et vers les citernes de stockage.

Si l’installation de Turlock est unique en son genre, ce type de stockage peut répondre à de multiples applications pour lesquelles une importante capacité instantanée de stockage est nécessaire pour répondre à des pics de production ou de consommation électrique. C’est en particulier le cas des régions dont le réseau risque d’être déstabilisé suite à variations soudaines de production éolienne ou photovoltaïque (iles). Lorsque le réseau de distribution est saturé dans certaines zones, une alternative à des investissements lourds de renforcement du réseau est d’insérer une capacité de production renouvelable couplée à ces batteries de grande capacité.

Les entreprises du secteur du stockage de l’énergie ont le vent en poupe en Californie du fait d’une politique ambitieuse visant à atteindre 33 % de production électrique à partir d’énergies renouvelables d’ici à 2020. Pour faire face aux contraintes d’intermittence inhérentes à ces sources d’énergie, la Commission de régulation de l’énergie en Californie a demandé aux sociétés de distribution d’investir fortement dans les capacités de stockage de l’énergie, avec un objectif de 1,3 gigawatts installés en 2020, de manière à couvrir la consommation électrique moyenne d’un million de foyers à n’importe quel moment de la journée. Les technologies de stockage utilisant des batteries en flux redox, couplées à la production d’énergies renouvelables constituent à terme des alternatives prometteuses et concurrentielles vis-à-vis de technologies traditionnelles utilisant des turbines à gaz pour répondre à des pics de consommation.

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2.2.5 ENEA brevette un dispositif d’analyse ultrasensible de liquides

ENEA a déposé un nouveau brevet pour un dispositif qui grâce à la technique LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) permet de mesurer en temps réel et simultanément la concentration de divers éléments présents dans un liquide, avec une sensibilité jusqu’aux parties par million (ppb). La quantité de liquide nécessaire est de 1 à 5 gouttes, avec un volume total d’environ 20 microlitres (micro-L). Avec ce dispositif, il est possible d’analyser les polluants tels que les métaux lourds (chrome, zinc, plomb, etc.), des nutriments (calcium, manganèse, fer, etc.) etc.

© Wavebreakmedia

La méthode d’analyse est très efficace et permettrait de réaliser un système portable, de la taille d’une petite valise, avec des coûts beaucoup plus faibles que ceux des systèmes de laboratoire ayant des performances analogues. Les domaines d’application possibles sont : le médical (pour les fluides corporels), le contrôle qualité dans l’industrie pharmaceutique, l’alimentaire (lait, huile, jus, etc.), la mécanique (dégradation des lubrifiants), la surveillance environnementale de l’eau, le contrôle des falsifications (huile d’olive), etc.

Les inventeurs du brevet sont : Violeta Lazic, Antonio Palucci, Roberta Fantoni et Massimiliano Ciaffi. Le brevet, déposé le 16 mai 2014 sous le numéro RM2014A000250, est disponible dans la base de données de brevets ENEA et est disponible pour la licence.

Sources

2.2.6 Les panneaux solaires de demain

Les énergies renouvelables s’imposent progressivement, à mesure de l’aggravation du réchauffement climatique. Parmi elles, l’énergie solaire, qui reste toutefois limitée par le coût élevé des panneaux photovoltaïques et leur rendement relativement faible. Des chercheurs de l’Institut Weizmann travaillent à la création de cellules photovoltaïques très efficaces, faciles à produire et assez économiques pour pouvoir être installées sur tous nos toits. Le secret de ces futurs panneaux solaires : le pérovskite [1]. Ce matériau ressuscite l’espoir de voir l’énergie solaire finalement devenir une alternative crédible aux énergies fossiles pour la production d’électricité.

Le point sur les panneaux solaires
Il existe différentes sortes de panneaux solaires destinés à transformer le rayonnement solaire soit en énergie thermique soit en énergie électrique. Les panneaux solaires thermiques sont plus efficaces et plus rentables que les panneaux solaires photovoltaïques, qui ne sont compétitifs que dans les pays bénéficiant d’un fort ensoleillement et où l’électricité produite par d’autres moyens est chère.

À l’heure actuelle, 90 % des cellules qui constituent les panneaux solaires photovoltaïques sont faites de silicium, un matériau peu coûteux et très abondant (c’est en effet l’élément le plus abondant de la croûte terrestre et qui est également le constituant principal du verre). Lorsqu’un photon (particule associée aux ondes électromagnétiques ayant une certaine énergie dépendant de la longueur d’onde affiliée) touche une cellule photovoltaïque, il provoque une rupture entre un atome de silicium et l’un de ses électrons : c’est l’effet photovoltaïque. Une différence de potentiel électrique est ainsi créée.

Cependant, ces cellules ne permettent pas une utilisation efficace de toutes les longueurs d’ondes. En effet, les longueurs d’onde les plus longues (les infrarouges) émises par la lumière solaire n’ont pas assez d’énergie pour entraîner un mouvement massif des électrons, tandis que les longueurs d’ondes les plus courtes (les ultraviolets) ont à l’inverse trop d’énergie pour agir sur les électrons et celle-ci se dissipe.

Les pérovskites montent en puissance
Des recherches sont menées sur des matériaux autres que le silicium qui pourraient permettre une meilleure utilisation des photons de haute énergie (associés aux longueurs d’ondes courtes comme les ultraviolets). De telles cellules fourniraient plus d’électricité à partir d’une même surface. L’engouement pour les pérovskites (titanate de calcium CaTiTO3) a débuté en 2009 lorsque qu’un groupe de recherche dirigé par le Pr Tsutomu Miyasaka de l’Université de Yokohama (Japon) les a utilisés pour un nouveau type de cellules solaires dont l’efficacité était respectable mais très instable. Depuis, plusieurs groupes travaillent à l’amélioration de leur efficacité et de leur stabilité. Les professeurs David Cahen et Gary Hodes de d’Institut Weizmann ont tout de suite reconnu le potentiel de ce matériau pour fournir une cellule photovoltaïque économique donnant des tensions élevées par l’utilisation efficace des ultraviolets.

Quel est le secret de ces matériaux ?
Les travaux de ces chercheurs israéliens ont été publiés dans des revues aussi prestigieuses que Nature Communication ou Nano Letters [2]. Ils ont contribué à élucider le secret des pérovskites pour fournir une tension élevée. Le secret résiderait dans la structure de ces cellules contenant à la fois des composés organiques (comportant des atomes de carbone et d’hydrogène) et inorganiques (plomb, bromure et iodure). C’est la façon dont tous ces composés s’assemblent qui rend les pérovskites si utiles pour les cellules photovoltaïques.

Tout comme les cellules de silicium, ces cellules forment une structure très ordonnée mais les interactions entre les pérovskites et les composés organiques sont faibles, ce qui permet aux électrons de se déplacer plus facilement de grain en grain et donc d’augmenter la différence de charge. Les pérovskites permettent ainsi l’utilisation des photons de haute énergie contrairement aux cellules de silicium. Conséquence ? La tension mesurée des cellules de pérovskites est de 1,5 V alors que la tension des cellules de silicium n’est que de 0,7 V (résultats publiés par le Pr Cahen et le Pr Hodes dans The Journal of Physical Chemistry Letters) [3].

Leurs promesses et les obstacles
Pour l’instant, peu de cellules photovoltaïques de pérovskites obtiennent 16 % d’efficacité mais il est clair qu’elles pourront atteindre prochainement, voire surpasser les 20 % d’efficacité. Lors des premiers essais, les résultats ont montré en moyenne 6 % d’efficacité avec les pérovskites alors que les autres matériaux ne montrent en général que 1 % d’efficacité. Cependant il reste des obstacles à franchir concernant notamment la stabilité dans le temps de ces cellules. De plus, ces cellules contiennent du plomb, ce qui pose un problème environnemental. Cet élément devra être substitué à terme par un autre élément si on ne peut pas s’assurer qu’il n’y a aucun risque de rejet dans l’environnement.

Malgré ces quelques obstacles, l’enthousiasme reste entier pour les Pr Cahen et Hodes. Leurs recherches devraient être « boostées » par une nouvelle collaboration avec le Pr Henry Snaith (Université d’Oxford), chercheur très reconnu dans le domaine, qui était récemment en visite à l’Institut Weizmann pour quelques jours.

Sources

  • Laboratoire du Pr David Cahen : www.weizmann.ac.il/materials/Cahen/
  • Laboratoire du Pr Gary Hode : www.weizmann.ac.il/materials/Hodes/
  • [1] "Higher End, Lower Cost", Weizmann Wonder Wander, 11 mars 2014 - http://wis-wander.weizmann.ac.il/higher-end-lower-cost#.U5Mwni_51if
  • [2] * Edri, E. ; Kirmayer, S. ; Henning, A. ; Mukhopadghyay, S. ; Gartsman, K. ; Rosenwaks, Y. ; Hodes, G. ; Cahen, D. Why lead methylammonium tri-iodide pérovskite-based solar cells require a mesoporous électron transporting scaffold (but not necessarily a hole conductor). Nano lett. 2014, 14, 1000-1004.
  • Edri, E. ; Kirmayer, S. ; Mukhopadghyay, S. ; Gartsman, K. ; Hodes, G. ; Cahen, D. Elucidating the charge carrier séparation and working mechanism of CH3NH3PbI3-xClx pérovskite solar cells. Nat. Commun. 2014, 5, 3461.
  • [3] Edri, E. ; Kirmayer, S. ; Kulbak, M. ; Hodes, G. ; Cahen, D. Chloride Inclusion and Hole Transport Material Doping to Improve Methyl Ammonium Lead Bromide Perovskite-Based High Open-Circuit Voltage Solar Cells. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 429-433
  • ADIT, BE Israël (N°106, 10 juin 2014)

2.2.7 Comment faire disparaître une ombre ?

Des chercheurs de l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT, Bade-Wurtemberg) ont développé une "cape d’invisibilité", fonctionnant uniquement dans des conditions particulières [1]. Dans les milieux diffusifs, tels que le brouillard, les nuages ou le verre dépoli, la lumière ne se propage pas en ligne droite, mais est diffusée par les particules constituant le milieu, de telle sorte que la source de lumière n’est plus décelable.

Les chercheurs de l’équipe de Robert Schnitty ont utilisé les caractéristiques de tels milieux pour réaliser leur expérience. Une source de lumière a été placée derrière un réservoir en plexiglas épais de quelques centimètres. Il était rempli d’un fluide blanc et trouble. Des objets (cylindres ou sphères de métal de quelques centimètres de rayon) ont été placés à l’intérieur, et recouverts de peinture de dispersion. En temps normal, ils projetaient une ombre sur la paroi.

L’innovation réside dans une coquille en PDMS [2] et en microparticules de mélanine, qui une fois placée autour de l’objet, éliminait l’ombre projetée. Cette disparition est, pour les chercheurs, la preuve de la réussite de leur "cape d’invisibilité". Le chemin menant à des applications est encore très long, mais les chercheurs imaginent déjà pouvoir cacher des capteurs dans des vitres en verre dépoli.

Sources

P.-S.

N’oubliez pas que SCF Info en ligne s’affiche sur la toile… Vous le trouverez sur la page d’accueil www.societechimiquedefrance.fr

Photocopiage, retransmission du courriel… sont vivement conseillés !

Ont participé à la réalisation de ce numéro : Séverine Bléneau-Serdel, Lilia Dahmoun, Roselyne Messal, Thelma Roy, Marie-Claude Vitorge.

Les dates des manifestations peuvent être modifiées. Les responsables scientifiques sont les références auprès de qui s’adresser en cas de doute.

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