Comète

La comète de Halley

Nucleus of comet Halley imaged by Giotto – 06 April 2000 – Copyright: ESA.

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Victor Hugo – La Légende des siècles – La Comète. 1759. (Extrait)

Ce Halley, certes, qu’aux gémonies

Rome eût traîné, qu’Athènes au cloaque eût poussé,

Était impie, à moins qu’il ne fût insensé !

Jamais homme ici-bas ne s’était vu proscrire

Par un si formidable et sombre éclat de rire ;

Tout l’accabla, les gens légers, les sérieux,

Et les grands gestes noirs des prêtres furieux.

Quoi ! Cet homme saurait ce que la Bible ignore !

La comète de Halley supposée, dans le tableau de Giotto, l’Adoration des Mages.

Cosmographie – Pierre Apian (observation de 1531)

https://www.retronews.fr/sciences/echo-de-presse/2018/04/27/1910-la-comete-de-halley-va-t-elle-provoquer-la-fin-du-monde

Au début du XXe siècle, tandis que la dernière apparition de la comète remonte à 1835, les Français attendent avec impatience le grand retour de l’« astre chevelu », le passage du noyau de la comète devant le soleil étant annoncé par les astronomes pour la nuit du 18 au 19 mai 1910. Cependant, ce retour de la comète est également une source d’inquiétude, et pour cause : elle est liée à l’émergence de prédictions fantaisistes. En effet, selon certains esprits pessimistes, ce passage de la comète de Halley serait à même  d’entraîner « la fin du monde ». Ainsi, en janvier 1910, un article du journal Le Parisien intitulé avec un certain sens du drame « La Date fatale » annonce, avec plusieurs mois d’avance, le jour prévu du passage de la comète et, peut-être aussi, de l’extinction de l’humanité : « Nous n’y sommes pas encore, mais elle arrive tout doucement. D’ailleurs, personne ne veut la prendre au sérieux, et c’est pourquoi tout le monde en parle. Il s’agit du 18 mai. Comme vous le savez, c’est ce jour-là que nous devons entrer dans la queue de la comète, dont on ne peut pas dire qu’on y sera mieux qu’au sein de sa famille. Le mal, au surplus, ne serait pas grand, si cette queue de comète, que certains assurent être une chevelure, n’était pas composée de gaz malsains, capables d’empoisonner en moins de temps qu’il n’en faut pour l’écrire notre atmosphère terrestre. […]

Une du Petit Parisien, Supplément littéraire illustré du 15 mai 1910 – source : RetroNews-BnF

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Trois études à propos de la comète de Halley

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier comete).

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1 – Comète – Nature et origine

 [1-comete.pdf]

Documents de travail :

[comete.pdf]

[composition.pdf]

[etoiles-filantes.pdf]

[comete.pptx]

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2 – Histoire – La prédiction de Halley ; comment fait-il ?

[1-histoire.pdf]

Documents de travail :

[histoire.pdf]

[synopsis.pdf]

[prediction.pdf]

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3 – Mécanique – Les lois de Kepler et Newton

[1-mouvement.pdf]

Documents de travail :

[lois.pdf]

[trajectoire.pdf]

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Pinatubo

Géo-ingénierie

Dave Harlow, United States Geological Survey  http://vulcan.wr.usgs.gov/Volcanoes/Philippines/Pinatubo/images.html

https://fr.wikipedia.org/wiki/Pinatubo

Le Pinatubo a émis lors de son éruption une importante quantité d’aérosols et de cendres volcaniques dans la stratosphère. Les volcans rejettent en particulier des mégatonnes de dioxyde de soufre. Celui-ci réagit avec l’eau pour former des aérosols d’acide sulfurique qui se sont répandus dans toute la stratosphère dans l’année qui a suivi l’éruption. Cet apport d’aérosols dans la stratosphère est le plus important depuis l’éruption du Krakatoa en 1883, avec un total estimé à 17 millions de tonnes de dioxyde de soufre. C’est la quantité la plus importante jamais enregistrée par les instruments modernes. L’acide sulfurique absorbe et réfléchit le rayonnement solaire, entraînant dans le cas du Pinatubo une diminution de la luminosité de l’ordre de 10 % à la surface terrestre. Il se produit alors un refroidissement à l’échelle mondiale : en 1992-1993, on estime la diminution de la température moyenne au sol entre 0,5 et 0,6 °C dans l’hémisphère nord et 0,4 °C sur tout le globe. Dans le même temps, les températures dans la stratosphère se sont accrues de plusieurs degrés Celsius en raison de l’absorption du rayonnement solaire par les aérosols.

Paul Crutzen   https://fr.wikipedia.org/wiki/Paul_Josef_Crutzen

En 2006, il plaide pour l’intensification de la recherche sur l’injection d’aérosols de sulfate dans la stratosphère pour augmenter son albédo. Il considère en effet cette méthode de géo-ingénierie comme prometteuse pour stopper rapidement le réchauffement climatique au cas où celui-ci deviendrait incontrôlable. Mais il souhaite qu’elle ne soit envisagée qu’en dernier recours, et non pour pallier les insuffisances des politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) qu’il considère comme indispensables.

Imiter le Pinatubo : est-ce bien raisonnable ?

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Document de consigne

[1-pinatubo.pdf]

Documents disponibles

[pinatubo.pdf]

[geoingenierie.pdf]

[sulfur-injections.pdf]

[benefices-risques.pdf]

Vidéos

[pinatubo.mp4]

[Eruption.mp4]

[Mount Pinatubo.mp4]

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Ammoniac

Une agriculture de guerre ?

https://agriavis.com/produit-9076-ammonitrate-koch+fertilizer-nexen.html

En 1909 Fritz Haber parvient à mettre au point un procédé de synthèse de l’ammoniac. Carl Bosch et son équipe, de la société BASF, réalisent en 1913 la première mise en application industrielle : c’est le procédé Haber-Bosch. L’oxydation de l’ammoniac permet d’obtenir également l’acide nitrique (procédé Ostwald). On pourra alors  produire des fertilisants à base d’azote tels que le nitrate d’ammonium, obtenu par réaction de l’ammoniac avec l’acide nitrique… Et c’est aussi la voie royale pour la production de divers explosifs : trinitrotoluène ou nitroglycérine. D’ailleurs le nitrate d’ammonium est déjà un puissant explosif, comme le savent les voisins de l’usine AZF ou les habitants de Beyrouth.

L’agriculture (occidentale) est-elle une « agriculture de guerre », comme le propose Dominique Guillet dans le film de Coline Serreau « Solutions locales pour un désordre global »?

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Document de consigne

[1-ammoniac.pdf]

Vidéos

[haber.mp4]

 [agriculture-guerre.mp4]

Documents disponibles

[haber.pdf]

[synthese.pdf]

[ostwald.pdf]

[basf.pdf]

[nitrate-ammonium.pdf]

[engrais.pdf]

[alternatives.pdf]

[nitroglycerine.pdf]

[trinitrotoluene.pdf]

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Télécommunication (3) – Fibre

http://www.slate.fr/monde/84347/carte-cables-sous-marin-internet

https://www.submarinecablemap.com/

Des dizaines de milliers de kilomètres de fibre optique ont été déployés dans les mers et océans…

Mais comment ça marche ?

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier telecom (3) fibre).

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Documents de travail :

[1-fibre.pdf]

[2-debit.pdf]

[3-amplification.pdf]

Documents d’aide :

[a-fibre.pdf]

[b-fontaine.pdf]

[c-cable.pdf]

[d-inventions.pdf]

[e-amplificateur.pdf]

[f-detections.pdf]

[g-debit.pdf]

[h-photodiode.pdf]

[i-modulations.pdf]

[j-laser.pdf]

Vidéos et animation :

[transatlantique.mp4]

[underwater.mp4]

[laser.mp4]

[laser.swf]

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Piles

Les piles historiques

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstl.1800.0018 – Sur l’électricité excitée par le simple contact entre deux substances conductrices différentes. Alexander Volta.

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Larousse pour tous

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_Bunsen

La pile Bunsen (1841) est une pile électrique du nom de son inventeur, Robert Wilhelm Bunsen. Elle consistait en une anode de zinc dans de l’acide sulfurique dilué, et une cathode de carbone dans de l’acide nitrique concentré. Les deux liquides étaient séparés par un pot en céramique poreuse.

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Les travaux expérimentaux concernant les piles sont déjà très largement proposés. On trouvera ici une approche par l’exploitation documentaire concernant les piles « historiques ».

Voir également : Evolution (2) – Redox ainsi que Lithium-ion

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Documents de travail :

[volta.pdf]
[daniell.pdf]
[leclanche.pdf]


Ainsi que la vidéo du CNRS :

[volta.mp4]

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Prothèse

Ciment de prothèse : polyméthacrylate de méthyle – PMMA

https://eorthopod.com/hip-replacement

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MMAMéthacrylate de méthyle

CAS : 80-62-6

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Polym%C3%A9thacrylate_de_m%C3%A9thyle

Le poly(méthacrylate de méthyle) (souvent abrégé en PMMA, de l’anglais poly(methyl methacrylate)) est un polymère thermoplastique transparent obtenu par polymérisation en chaîne dont le monomère est le méthacrylate de méthyle (MMA). Ce polymère est plus connu sous son premier nom commercial de Plexiglas, marque déposée utilisée dans le langage courant […]

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https://prosep.ro/wp-content/uploads/2017/08/featured-PMMA-XT-placi-extrudate.jpg

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J. Chappuis et S. El Banna. Le rôle du ciment en orthopédie. (Extrait)

Le ciment osseux fut développé à partir de 1936 par la société Kulzer, après la publication par Otto Rohm d’une thèse sur la polymérisation des méthacrylates qui sont le matériau de base du ciment osseux. En 1943, le premier ciment osseux polymérisable à froid breveté est développé par la société Heraus. En 1958, Sir John Charnley fixe pour la première fois une prothèse fémorale avec du ciment « acrylique autodurcissable ». Mais, en réalité, les premières applications furent réalisées en dentisterie avec l’utilisation de « résine acrylique ».

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Le PMMA est utilisé notamment en dentisterie et en chirurgie orthopédique comme ciment de prothèse. La polymérisation est réalisée in-vivo à partir d’un mélange complexe. Il s’agit d’une polymérisation radicalaire où interviennent un amorceur (BPO) et un accélérateur (DMPT)…

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Document de travail

[1-polymerisation.pdf]

Documents d’aide

[ciments-osseux.pdf]

[composition.pdf]

[methyl-metacrylate.pdf]

[peroxyde-benzoyle.pdf]

[dimethyl-toluidine.pdf]

Documents complémentaires

[polymerisation-complements.pdf]

[proprietes-mecaniques.pdf]

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Télécommunication (2) – Radio-micro-ondes

Extrait – pour le document entier voir : https://www.emitech.fr/fr/mesures-radiofrequences-essais-radio

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https://theconversation.com/les-ondes-electromagnetiques-quels-dangers-averes-pour-la-sante-97350. Le téléphone portable représente-t-il un risque pour la santé des utilisateurs ? Jon Tyson/Unsplash. Les ondes électromagnétiques : quels dangers avérés pour la santé ? 2018. The conversation.

Alors que 79 % des Français interrogés déclarent utiliser un téléphone mobile tous les jours, quel est aujourd’hui l’état des connaissances concernant le risque potentiel représenté par leur utilisation ? Remy Slama répond à cette question dans son livre Le mal du dehors, L’influence de l’environnement sur la santé. Extraits.

Les champs électromagnétiques de très basse fréquence. Les champs électromagnétiques dont la fréquence est inférieure à celle de la lumière visible, contrairement aux rayons ultraviolets, X, gamma, alpha… n’ont pas l’énergie suffisante pour ioniser la matière. Cette gamme « non ionisante » du spectre électromagnétique inclut notamment, en allant vers les fréquences les plus élevées : les ondes radio AM, les ondes FM et télévisées, les micro-ondes (émises par les fours à micro-ondes et les téléphones portables), et les ondes infrarouges, juste en dessous de la fréquence du rayonnement de la lumière visible. Considérons d’abord les fréquences les plus faibles. Les champs électromagnétiques d’extrêmement basse fréquence sont générés par les lignes à haute tension servant à transporter l’électricité sur des longues distances. On parle de haute tension lorsque le courant dépasse les 50 000 volts, et on y a recours pour le transport d’électricité car à puissance égale, la perte d’énergie est plus faible quand la tension du courant est élevée. Les études épidémiologiques ont suggéré une association entre la proximité de ces lignes et le risque de développement de leucémies de l’enfant (OMS, 2007), sans qu’un mécanisme biologique qui pourrait expliquer un tel effet ait été identifié. Le CIRC a classifié les champs électromagnétiques comme un cancérigène humain possible (niveau « 2B »). Les méta-analyses réalisées à partir des études épidémiologiques ne sont en revanche pas en faveur d’une augmentation du risque d’autres cancers de l’enfant (tels que les cancers du cerveau) ou des cancers de l’adulte.

Micro-ondes et réchauffement. Si on continue à se promener le long du spectre électromagnétique, on arrive aux micro-ondes. Ce sont elles dont on se sert pour réchauffer les molécules d’eau dans les fours à micro-ondes, eau qui compose par ailleurs la majorité de notre cerveau. Or les téléphones portables en émettent également. Une partie des émissions du téléphone est due au microprocesseur de l’appareil et a donc lieu même si celui-ci n’est pas en communication ou se trouve en mode « avion ». Les technologies Bluetooth et wifi émettent autour de 2,4 GHz, ce qui est aussi dans la gamme des micro-ondes. La puissance des émissions est généralement plus faible pour un appareil donné que celle des communications et donc, à durée égale d’utilisation, l’énergie transmise à l’organisme absorbant l’onde sera plus faible. Le principal mécanisme connu par lequel les rayonnements ayant la fréquence de ceux des téléphones portables actuels interagissent avec l’organisme est un réchauffement. Les effets possibles d’un tel réchauffement – dont l’intensité est bien plus faible que si on se trouvait à l’intérieur d’un four à micro-ondes – ne sont pas clairs en l’état actuel des connaissances.

Hypersensibilité aux champs électromagnétiques. Des préoccupations concernant un nouveau trouble de santé, l’hypersensibilité aux champs électromagnétiques (la terminologie en usage est celle d’intolérance idiopathique attribuée aux champs électromagnétiques), ont émergé. Des études randomisées en aveugle, dites de provocation, auprès de personnes déclarant souffrir d’une telle hypersensibilité suggèrent que celle-ci n’est pas reliée à l’exposition aux champs électromagnétiques (Rubin et coll., 2011) – c’est-à-dire que, sans nier les symptômes déclarés par les personnes se déclarant hyper- sensibles, il n’y a pas d’élément fort montrant qu’elles ont des réactions physiologiques particulières en présence d’un champ électromagnétique. En revanche, dans la gamme des radiofréquences, des études expérimentales chez l’animal indiquent des effets possibles des champs électromagnétiques sur le sommeil, la régulation thermique ou la prise alimentaire (Pelletier et coll., 2013 et 2014).

Gliomes et névromes : un niveau de preuve limité. Une préoccupation importante concerne le risque de cancer, et notamment de cancer du cerveau. Les cancers du cerveau les plus fréquents sont les gliomes malins, et ils sont considérés comme étant de développement rapide. Le CIRC indique que le niveau de preuve en faveur d’une augmentation du risque de gliome ou de névrome acoustique en lien avec l’utilisation de téléphone sans fil est limité. […] Comme pour les champs électromagnétiques d’extrêmement basse fréquence, le CIRC a classifié les champs de la gamme des radiofréquences dans la catégorie 2B, « catégorie utilisée lorsqu’on considère crédible un lien de cause à effet, mais sans qu’on puisse éliminer avec une certitude raisonnable le hasard, un biais ou des facteurs de confusion ». Le niveau de preuve est considéré comme inadéquat pour les autres types de cancer que les gliomes.

Des précautions peu coûteuses, en attendant d’en savoir plus. […] Dans l’attente de davantage de connaissances, des précautions ont été émises par les agences sanitaires. Celles de l’Anses, l’agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail française, sont notamment de limiter l’utilisation de téléphones par les enfants, de ne pas garder son téléphone sur soi ni dormir à côté, de téléphoner en utilisant un casque filaire permettant de ne pas coller le téléphone contre sa tête, ou encore de privilégier l’achat de téléphones affichant un faible niveau d’émission (ou DAS, pour débit d’absorption spécifique).

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Les radiofréquences et micro-ondes : usages et problèmes.

Une collection documentaire pouvant donner lieu à exploitation pour une synthèse ordonnée…

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Documents :

[1-radio-micro-ondes.pdf]

[2-frequences.pdf]

[3-fours-micro-ondes.pdf]

 [4-precautions.pdf]

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Télécommunication (1) – Radio

https://fr.wikipedia.org/wiki/Antenne_radio%C3%A9lectrique

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Radiodiffusion

Le 23 décembre 1900, est expérimenté la première transmission sans fil (TSF) de la voix humaine dans la station météorologique de Cobb Island (petite île du Potomac), par l’ingénieur canadien Reginald Fessenden. Le 26 décembre 1906, a lieu le premier essai transatlantique d’émission d’un programme de radio entre Brant Rock (Massachusetts) aux États-Unis et Machrihanish en Écosse, par l’ingénieur Reginald Fessenden : il diffuse un enregistrement phonographique du Largo de Haendel, joue Sainte nuit au violon, lit un bref extrait d’un évangile et clôt sa transmission par « Joyeux Noël ». À Paris, le 5 novembre 1898, Eugène Ducretet fait une démonstration publique de transmission par « télégraphie sans fil » entre la tour Eiffel et le Panthéon. À la suite des travaux de l’Américain Lee De Forest (1906), on passe de la « télégraphie sans fil » à la « téléphonie sans fil ». Afin d’éviter la destruction de la tour Eiffel, Gustave Eiffel propose en 1903 les services de sa tour métallique à Gustave Ferrié, pionnier de la télégraphie sans fil, qui utilisait jusque-là des ballons qui dépliaient dans les airs des antennes reliées au sol. Gustave Ferrié tend donc cette année-là six fils d’antenne qui partent du sommet de la tour. Afin d’éviter les crépitements d’étincelles de l’émetteur, gênants pour le voisinage, la station de radio est enterrée sous le Champ-de-Mars. Par ces expérimentations, Gustave Ferrié espère convaincre l’armée de la pertinence du développement de la radio. À cette époque, en effet, l’usage de la radio se limite aux usages militaires et maritimes, et la Marine nationale utilise la TSF dès 1905. On installe de nombreux émetteurs, tant en métropole que dans les colonies et, en 1906, l’Armée de terre place ses propres émetteurs sur la tour Eiffel. Les PTT utilisent également la TSF pour des liaisons de télégraphie. Les événements de la Grande Guerre conduisent, à partir du 28 septembre 1914, à encadrer strictement l’usage de la radio. La première émission régulière de radiodiffusion date du 28 mars 1914 à partir d’une station installée dans les dépendances de la résidence royale du château de Laeken en Belgique sous l’instigation du roi des Belges Albert Ier. La première émission comportait un concert en l’honneur de son épouse, la reine Élisabeth. Pour ne pas tomber aux mains des Allemands lors de l’invasion de la Belgique, l’antenne fut dynamitée.

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Une approche des télécommunications par l’ancêtre : la radio AM…

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1. Radio-ondes

Documents d’aide et d’information :

[a-radio.pdf]

[b-radiodiffusion.pdf]

[c-transmissions.pdf]

[d-bandes.pdf]

2. Emetteur

Documents de travail :

[1-oscillateur.pdf]

[2-antenne.pdf]

[3-modulation.pdf]

Eléments de correction :

[fonctions-emetteur.pdf]

3. Récepteur

Document de travail :

[1-recepteur.pdf]

Documents d’aide :

[a-passe-bande.pdf]

[b-oscillations-forcees.pdf]

[c-detecteur-enveloppe.pdf]

Eléments de correction :

[fonctions-recepteur.pdf]

Diaporamas et une animation (de G. Tulloue) :

[1-reception.pptx]

[2-bande-passante.pptx]

[3-enveloppe.pptx]

[oscillations-forcees.swf]

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Cyanoacrylate

Super Glue

Méthyl cyanoacrylate

2-cyanoprop-2-ènoate de méthyle

CAS : 137-05-3

Smile : C(C(OC)=O)(C#N)=C

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https://fr.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate

Le brevet originel du cyanoacrylate a été déposé aux États-Unis en 1942. Son objectif initial est de servir dans la fabrication des lunettes de visées de l’armée lors de la Seconde Guerre mondiale. Ses inventeurs, une équipe de scientifiques dirigés par Harry Coover, aboutirent un moment à un produit qui collait puissamment à tous les équipements utilisés pour le manipuler et ils l’abandonnèrent. En 1951, Coover et un collègue, Fred Joyner, alors chercheurs chez Eastman Kodak, s’intéressèrent à nouveau aux cyanoacrylates et comprirent leur intérêt commercial. La Super Glue est mise sur le marché par Kodak en 1958, sous le nom « Eastman #910 ».

https://www.sciencepresse.qc.ca/blogue/2011/04/18/multiples-usages-super-colle

Les cyanoacrylates ont une myriade d’utilisations. Ils sont indispensables aux constructeurs de modèles réduits. Mélangés avec de la sciure de bois, les artisans les utilisent pour remplir les fissures dans les meubles. Les rochassiers les appliquent au bout de leurs doigts pour réparer les dommages à la peau causés par la roche. C’est ce que font aussi les joueurs de guitare ou de contrebasse qui ont pincé pendant de longues périodes les cordes de leur instrument. Le 2- cyanoacrylate d’octyle est quant à lui utilisé en médecine, où il remplace avantageusement les sutures. En chirurgie orthopédique, il est employé pour coller des objets métalliques aux os, comme les rotules artificielles aux fémurs.

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier cyanoacrylate).

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Comment interpréter la prise et l’effet collant de la « Super Glue » (plus généralement des cyanoacrylates) ?

Document de travail :

[1-cyanoacrylate.pdf]

Annexe :

[adhesion.pdf]

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Hespérides

Néral

Les Hespérides, nymphes du coucher du soleil, occupent un jardin merveilleux. Son pommier, dont les fruits d’or donnent l’immortalité, appartient à la déesse Héra. Mais on dit que les Hespérides dérobaient les pommes d’or ! Héra demanda alors au serpent Ladon de veiller sur l’arbre et de  dévorer quiconque voudrait voler les fruits…

Octanal

Les hespéridés correspondent à une famille d’huiles essentielles extraites notamment des zestes d’agrumes. Les molécules odorantes concernées sont diverses, par exemple du groupe fonctionnel des aldéhydes. La collection documentaire proposée permet d’aborder du point de  vue chimique le domaine de l’olfaction et en particulier les effets différents de molécules isomères.

Il s’agit d’extraire les éléments pertinents pour la réalisation d’une synthèse.

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier hesperides).

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Documents de travail :

[hesperides.pdf]

[olfaction.pdf]

[limonene.pdf]

[citral.pdf]

[nomenclatures.pdf]

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Tous les documents  nécessaires sont téléchargeables à l’adresse DOCS (dossier hesperides).

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