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La chimie dans tous ses états

2011 : Année internationale

de la chimie

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S’inspirer de la nature pour développer de nouveaux produits

Les Nations unies ont proclamé 2011 “Année internationale de la chimie”1. Cette Année poursuit des objectifs variés : valoriser la prise de conscience et la compréhension par le grand public de la façon dont

la chimie peut répondre aux besoins mondiaux ; encourager l’engouement des jeunes pour la chimie ; générer de l’enthousiasme face à l’avenir prometteur de la chimie et célébrer la contribution des femmes à la chimie ainsi que les principaux événements historiques, notamment le 100e anniversaire de l’attri-bution du prix Nobel à Marie Curie et la fondation de l’Association internatio-nale des sociétés de chimie.

Ainsi, après l’astronomie en 2009 et la biodiversité en 2010, c’est au tour de la chimie d’être célébrée dans le monde entier. Une occasion pour reprendre conscience que cette science est essentielle à notre compréhension du cosmos et au fonctionnement de notre société. L’université de Liège s’implique dans cet événement scienti!que d’envergure planétaire. Ses propositions "euriront durant toute l’année, seule ou en collaboration avec les entreprises chimiques. « Nous souhaitons présenter le métier de chimiste dans toute sa variété et la chimie dans son omniprésence dans notre société », explique Rudi Cloots, doyen de la faculté des Sciences à l’ULg et professeur du Groupe de recherche en énergie et environnement à partir des matériaux (Green-Mat) du département de chimie.

Réconcilier le citoyen et la chimie

A côté du printemps des sciences 2011 déjà lui-même consacré au thème central de la chimie qu’est la matière, le département de chimie de l’ULg proposera des activités aussi spéci!ques que diverses, à destination du grand public et notamment des jeunes. Au programme !gureront tout d’abord quatre grandes conférences2. Si les thèmes et les orateurs ne sont pas encore complètement déterminés, l’objectif est clair : réconcilier la chimie avec le citoyen car lorsqu’il est question de chimie, notamment dans les médias, l’écho qui en est donné n’est pas forcément très positif. Or, ses effets peuvent être très béné!ques pour la société. En effet, la chimie est l’art de transformer la matière, de donner une forte valeur ajoutée à un produit “basique”. Aussi sommes-nous entourés de matériaux issus de son industrie. Elle s’invite sans cesse dans notre quotidien, que ce soit par la production de nourriture, de médicaments, de nouveaux matériaux, par la protection de l’environnement, etc. Que resterait-il de notre société si les fruits de la chimie venaient à

s’évanouir? Comment vivrions-nous sans plastique, papier, verre, carburant, etc. ? « La faculté des Sciences forme le vœu d’organiser également une journée de

type “la chimie dans tous ses états”, con!e le Doyen. La parole sera donnée aux quatre départements de l’ULg actifs en chimie, à savoir celui de la faculté des Sciences, celui de la faculté des Sciences appliquées, celui de la Gembloux Agro-Bio Tech ainsi que le département de pharmacie de la faculté de Médecine. Mon souhait personnel est de clôturer cette journée et même cette “Année de la chimie” avec une activité plus folklorique, plus festive, plus humoristique. Je pense à un événement théâtral qui tournerait autour de la chimie. »

Parallèlement, en tant que laboratoire, le département de chimie de l’ULg participera également aux journées portes ouvertes de la chimie et des sciences de la vie, organisées les 21 et 22 mai par la fédération des industries chimiques Essenscia. En ouvrant une nouvelle fois ses portes au public, le département de chimie souhaite accueillir et rencontrer toute personne désireuse de découvrir plus précisément ce que sont la chimie et le chimiste au quotidien : le chimiste de XXIe siècle n’est plus, à l’image de Marie Curie, cloîtré dans son laboratoire enfumé. Il ne manipule pas des pelles et des tonnes de produits toxiques devant d’énormes fours : il dispose aujourd’hui d’outils de synthèse extrêmement performants qui permettent de travailler sur des quantités de matière relativement petites et de très bonnes conditions. Les contraintes de travail importantes assurent en même temps la sécurité du manipulateur.

Un département à la pointe

La chimie est présente dans tous les aspects de notre vie : matériaux, énergie, médicaments sont le fruit de la recherche. L’homme cherche à comprendre la nature

1 Année internationale de la chimie : voir le site www.chemistry2011.org2 Informations à venir sur le site http://www.facsc.ulg.ac.be

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et s’en inspire pour développer de nouveaux produits. Il étudie son impact sur l’environnement pour tenter de le minimiser, et s’efforce de développer un approvisionnement énergétique durable. Le Pr Edwin De Pauw, président du département de chimie et directeur du laboratoire de spectrométrie de masse, n’hésite pas à af!rmer que « le département de chimie de l’ULg dispose de laboratoires très bien équipés et hautement performants qui lui permettent de contribuer aux dé!s présents et futurs en couvrant, en termes de compétences et de domaines de recherche, tous les secteurs innovants de la chimie d’aujourd’hui et de demain. Par la !lière du bachelier, du master et du troisième cycle, le département de chimie forme - grâce à un enseignement de qualité et par la recherche - des chimistes compétents et responsables. »

Le département de chimie est à l’interface de nombreux domaines essentiels. Sans être exhaustif, on peut retenir quelques domaines de recherche représentatifs : la chimie à l’interface des sciences du vivant et de l’environnement, la chimie à l’origine des matériaux intelligents et la chimie nucléaire.

Plusieurs laboratoires ont des interactions fortes avec les sciences du vivant. Celui de chimie biologique structurale (CBS) se concentre sur l’étude structurale des protéines et de leurs interactions. Les travaux du Pr Loïc Quinton portent sur la nanovénomique, soit l’étude par spectrométrie de masse de venins de

serpents, d’araignées, de méduses ou de cônes marins, laquelle vise à mettre en évidence des molécules spéci!ques desquelles pourraient dériver de nouveaux médicaments.

Une autre orientation de la chimie, tout aussi prometteuse, est la chimie analytique. L’ULg se distingue dans le développement de nouvelles techniques analytiques capables de mettre en évidence des quantités in!mes de molécules toxiques dans les organismes ou leur environnement. Elle dispose en ses murs d’un équipement de pointe en matière d’analyse de dioxines. « Accrédité par BELAC, notre laboratoire au sein du Center for Analytical Research and Technology (CART) travaille pour l’agence pour la sécurité de la chaîne alimentaire (Afsca), mais aussi pour les industries agroalimentaires belges et internationales, signale le Pr De Pauw. Il doit répondre très rapidement (24 heures). Notre laboratoire est un des rares au monde à travailler avec des délais aussi courts. »

Au rayon des domaines de la chimie appelés à jouer un rôle important dans l’avenir, épinglons le service du Pr Rudi Cloots, actif dans le développement de matériaux intelligents capables d’améliorer la vie quotidienne des citoyens. Pensons au vitrage thermochrome qui régule la température dans une habitation grâce à des propriétés optiques en fonction de la température extérieure; aux revêtements

Les 21 et 22 mai, le département de chimie

ouvrira ses portes

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antibactériens et autres reconstructions de tissus humains arti!ciels indispensables aujourd’hui à la médecine. C’est aussi dans le domaine des nouveaux matériaux que se situent les recherches sur la production d’énergie verte : photovoltaïque, production d’hydrogène par les algues, recherche de nouveaux carburants, etc.

Un cas particulier à Liège : la chimie nucléaire

Qu’il s’agisse d’améliorer la connaissance des dérivés de l’activité nucléaire ou de développer de nouveaux composés pharmaceutiques, la radiochimie est essentielle. Pensons à la médecine nucléaire qui a recours à des radioisotopes pour détecter certaines maladies par imagerie médicale, par exemple. Le département de chimie de l’ULg, grâce au Centre de recherche du cyclotron, est un des rares à béné!cier d’infrastructure et de compétences permettant d’aborder ces questions essentielles pour notre société. On pourrait continuer à dérouler la longue liste des domaines d’application de la chimie. Mais une chose est sûre : aucun ne peut faire l’impasse sur une collaboration avec la recherche fondamentale. La

chimie théorique est indispensable à la compréhension des phénomènes en profondeur. C’est ce à quoi s’attache Françoise Remacle, directeur de recherche au FNRS. En effet, comprendre pourquoi et comment une molécule va interagir avec son environnement demande des simulations et des calculs de propriétés pour atteindre une connaissance moléculaire des mécanismes en jeu. « Nous disposons aujourd’hui de centres de calcul très performants qui permettent un développement pointu de la chimie théorique, reprend le doyen Rudi Cloots. C’est aussi un domaine qui, à mon sens, est très porteur. »

« Les chimistes aujourd’hui sont très polyvalents, aime à faire remarquer le Pr Edwin De Pauw. Rares sont ceux qui travaillent de manière isolée. La chimie est une science centrale : tout est chimie. Mais le chimiste a besoin des nombreux outils de la physique et il doit comprendre les processus biologiques. Il travaille inévitablement en collaboration avec des physiciens, des biologistes, des ingénieurs. » On est loin de l’image du sorcier en tablier blanc plein de trous et de taches, à la recherche de la potion magique... même si, en errant dans les couloirs du département du chimie, on risque encore d’en rencontrer... ses outils ont changé.

Allier science et humanitaire, avec la CUDLa Commission universitaire pour le développement (CUD) s’efforce de mettre en commun les ressources et les potentialités des universités francophones de Belgique a!n d’augmenter l’ef!cacité de leur contribution à la coopération internationale. Il s’agit d’appuyer les universités du Sud en tant qu’acteurs de développement.

Voilà près de trois ans que Frédéric Plumier, assistant dans l’unité de recherche Applied and Computational Electromagnetics (ACE) à l’Institut Monte!ore de l’ULg, participe régulièrement à des missions au Rwanda avec la CUD. Il témoigne : « Mon père est chargé de cours à l’ULg. Avec lui, la famille a eu la chance de beaucoup voyager à l’étranger. Depuis tout petit, j’ai rencontré à la maison beaucoup de personnes de toutes les nationalités. C’est en 2001 que je suis parti pour la première fois. C’était au Burkina Faso avec la Délégation catholique pour la coopération (DCC). J’ai travaillé pendant un an dans une école secondaire professionnelle qui formait des techniciens en électronique. En septembre 2008, j’ai eu l’opportunité de repartir pour une mission de 15 jours au Rwanda, avec la CUD. Depuis, j’y retourne une ou deux fois par an, selon les missions. J’ai rejoint une petite équipe de responsables impliquée dans un programme de cinq ans avec la faculté des Sciences appliquées de l’université nationale du Rwanda. Notre objectif est principalement de trouver du matériel didactique de

pointe lorsque son manque se fait sentir et de donner des formations tant théoriques que pratiques. Notre Faculté à l’ULg accueille également régulièrement des étudiants ou des professeurs du Rwanda pour des recyclages de six semaines. »

« Je suis tombé amoureux du Rwanda, poursuit Frédéric, mais j’aime aussi beaucoup Liège : je souhaite m’investir dans son Université et ses entreprises. Je prépare maintenant mon doctorat. Mais voyager un peu n’est pas pour me déplaire... surtout si je peux ainsi me rendre utile. Ces missions sont extrêmement riches sur le plan des rencontres et de la culture. Elles m’ouvrent aussi les portes sur une compréhension géopolitique concrète du monde, tout en m’offrant de prendre le temps de vivre : je travaille beaucoup là-bas, mais selon un horaire très organisé, ce qui est !nalement très reposant. En!n, j’ai noué de nombreuses amitiés. Plusieurs personnes savent que je repars bientôt pour une quatrième mission au Rwanda. Elles me con!ent un courrier, un jeu ou de l’argent pour leurs familles. C’est important pour moi que la technique pour elle-même ne soit pas toute ma vie. »

La CUD permet aux étudiants de toute Faculté d’une université francophone belge désireux de s’investir dans un projet humanitaire de partir en mission ponctuelle dans un pays en voie de développement. Plus d’information sur www.cud.be

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Les disciplines scienti!ques n’ont plus la cote. Le nombre de leurs étudiants a fortement baissé, même s’il semble s’être stabilisé. Les jeunes fuient les études des sciences exactes. Les matières enseignées ne paraissent pas attractives. Les bases fondamentales à acquérir en mathématiques, physique et chimie semblent former une barrière de plus en plus dif!cile à franchir. « L’engagement des étudiants dans leur cursus n’est plus le même qu’il y a dix ans, constate Rudy Cloots, doyen de la faculté des Sciences. Pour y remédier, nous avons mis en place des structures d’encadrement en 1re année de bachelier : remédiation, travaux dirigés, carnet de bord programmé hebdomadairement, tests d’autoévaluation sans conséquence en cas d’échec, etc. Ces efforts requièrent beaucoup d’énergie de la part du personnel enseignant... et le retour que nous en avons n’est, à mon sens, pas suf!sant puisque nous continuons de constater un manque d’étude et une dif!culté à appréhender le travail personnel. Le taux de réussite est loin d’être meilleur qu’avant. Pourtant, nous avons le sentiment d’être arrivé à la limite de nos capacités d’encadrement et nous refusons de baisser le niveau. »

Mouvements sociétaux en cause

Force est de constater que la médecine n’est pas concernée par ce problème, bien qu’une solide formation en physique et chimie soit également imposée à ses étudiants. Il faut dire que la médecine a pris une place telle dans notre société qu’il est devenu pratiquement naturel d’opter pour ces études. Par contre, les sciences “dures” sont victimes d’un malaise beaucoup plus profond qui mine la société. Leur désaffection par les étudiants n’en est !nalement qu’un symptôme. En effet, le contexte sociétal est extrêmement important en ce qui concerne la perception des sciences par le citoyen. Songeons aux débats de fond soulevés par les nanotechnologies, le réchauffement climatique, les OGM ou les crises de l’agroalimentaire. « Ces problématiques sociétales accusent les scienti!ques... et pas toujours à bon escient, souligne le Doyen. Il faut arrêter avec la chimie cause des cancers. Je rêve de donner un cours de “chimie de la cuisine” ou de “chimie du parfum”. C’est peut-être à nous, les scienti!ques, d’essayer d’être plus proactifs et attractifs dans le domaine de la vulgarisation, même si nous faisons déjà beaucoup. C’est en tout cas l’idée sous-jacente aux activités que nous proposons dans le cadre de l’Année internationale de la chimie [cf. article précédent]. »

A la base, l’imaginaire des jeunes vis-à-vis de certaines études compte plus que leur contenu, renchérit

Wanted : chimistes passionnés

le Pr Edwin De Pauw, président du département de chimie de l’ULg : « Pourquoi s’inscrivent-ils en océanographie ? La majorité le font attirés par l’imaginaire véhiculé : l’aventure sous-marine, le secours aux espèces menacées. Cette image positive est renforcée par les médias et on ne compte plus les excellentes émissions à ce propos. L’astrophysique aussi nourrit positivement l’imaginaire collectif avec ses belles photos, ses grands télescopes dominants, les déserts chiliens, mais aussi avec ses questions sur l’origine du monde et de l’homme. Pour la chimie, c’est radicalement différent : l’imaginaire du citoyen associe la chimie aux grandes cheminées et aux polluants qui causent les cancers... C’est moins réjouissant. »

On a pointé du doigt, par exemple, la chimie du chlore, « mais on ne dit pas combien de vies sont sauvées par la désinfection de l’eau, s’insurge le Pr De Pauw. Le problème de la désaffection des études de chimie ne doit pas être attribué uniquement à leur contenu mais plutôt à la perception de la chimie dans la population. L’imaginaire qu’elle véhicule est lié aux risques de pollution, d’accidents chimiques. Ses béné!ces passent inaperçus. comme les train arrivant à l’heure... Il est évident que les accidents liés à l’industrie chimique

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seraient pas de trop. « Même pour faire des doctorats ou pour des contrats de recherche avec des entreprises, nous sommes obligés d’engager des personnes qui viennent de l’étranger, reprend le Doyen. En Belgique, nous manquons cruellement d’étudiants... et de bons étudiants : il ne faut pas des étudiants fonctionnaires, mais des passionnés, avec une curiosité scienti!que. »

ont une énorme responsabilité quant à l’image que le citoyen a de la chimie : une pollution a un impact médiatique tellement grand qu’il annihile toute initiative académique en matière de promotion des sciences. La chimie est une activité essentielle qui doit être strictement maîtrisée. Son importance dans la société est énorme. Il faut donc former en suf!sance des chimistes compétents et responsables. »

La chimie recrute

Pour faire face à la pénurie de chimistes qui existe déjà aujourd’hui sur le marché de l’emploi, 10 à 15 étudiants supplémentaires chaque année en !n de master ne

A découvrirUn site pour découvrir les métiers scienti!ques :

http://www2.ulg.ac.be/sciences/metiers/

Dossier rédigé par Elisa Di PietroPhotos : Jean-Louis Wertz