LA SCIENCE
[.. POUR LES NULS !..]LES CYCLONES 3
LE SAVON 10
L’ELECTRICITE STATIQUE 14
E.P.O. 19
LE CHAMPAGNE 22
LES DIFFERENCES ENTRE LES DEUX SEXES 26
POURQUOI LE CIEL EST-IL BLEU ? 31
Le cyclone, un œil Meurtrier
Tout d’abord, Qu’est-ce qu’un cyclone ?
Un cyclone est une perturbation atmosphérique de régions tropicales occasionnant des vents
tourbillonnaires violents et des pluies diluviennes.
Ce tourbillon de vents enroulé sur lui même autour d'une zone centrale, appelée oeil du cyclone, de très basse pression se déplace d'environ 10 à 35 Km/h seulement et son mouvement de rotation est formé de vents supérieurs à 120 Km/h. De plus son diamètre total peut atteindre 1000 Km!
Divers termes sont employés dans le monde pour désigner ce phénomène : typhon, hurricane, kamikaze...
Dans l'Atlantique nord, on parle d'ouragan.
Il existe plusieurs types de cyclones suivant le lieu où ils se forment :
- Les cyclones tropicaux se forment au-dessus des eaux chaudes des mers tropicales et puisent leur éner- gie dans la chaleur latente de condensation de l'eau. L'ascension d'air humide et chaud se conjugue avec des vents de basses altitudes. La pression baisse à la surface de la mer et augmente au niveau des nuages les plus élevés. L'air froid redescend en se réchauffant et s'enroulent en spirale autour de la dépression for- mant au centre l'oeil du cyclone tropical.
-Les cyclones extratropicaux alimentés par la convection, et des cyclones polaires plus au nord. Ils sont
en fait les dépressions météorologiques qui passent quotidiennement sur la majorité du globe. Avec les
anticyclones, ils régissent le temps sur la Terre, produisant nuages, pluie, vents et orages. Ils se forment
entre la ligne des tropiques et le cercle polaire.
-Les cyclones subtropicaux sont un système météorologique qui a à la fois des caractéristiques tropicales et extratropicales. Ils se forment entre l'Équateur et 50 degrés de latitude (nord et sud). En effet, on y re- trouve une activité orageuse autour de son centre qui tend à lui former un cœur chaud mais on le retrouve dans une zone frontale faible.
-Les cyclones polaires se forment le long du front polaire, une bande de contraste thermique entre l'air ve- nant des Pôles et celle venant des latitudes moyennes du globe. L'air circule dans ces dépressions dans le sens contraire des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens inverse dans l'hémisphère sud sous l'impulsion de la force de Coriolis.
La force de Coriolis est une force qui agit sur n'importe quel corps mobile dans un système tournant indépendamment.
La Terre tourne autour de son axe de l'ouest vers l'est. En conséquence, un objet se déplaçant au-dessus de la Terre dans la direction générale du nord ou du sud sera dévié par rapport à la rotation de la Terre. Cette déviation va dans le sens d'une montre dans l'hémisphère Nord et en sens inverse des aiguilles
d'une montre dans l'hémisphère Sud.
Comment se forme un cyclone ?
Un cyclone naît et se développe uniquement si les conditions suivantes sont réunies :
1°) une condition géographique qui demande d’être suffisamment éloigné de l'Équateur de façon à ce que la Force de Coriolis ne soit pas nulle.
Cette force, engendrée par la rotation terrestre, imprime une déviation du vent vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans
l'hémisphère sud. Elle est nulle à l'Équateur. C'est elle qui intervient pour déclencher le mouvement tourbillonnaire initial.
Cumulonimbus : nuage de grandes dimensions à grand développement vertical, d'aspect fonçé, qui, très souvent, annonce un orage.
2°) une forte humidité est indispensable à la formation des Cumulonimbus. La formation d'un cyclone est impossible pour une humidité infé-
rieure à 40 %. Elle est fréquente lorsqu'elle est
supérieure à 70 %.
3°) une condition thermique correcte soit environs la température de la mer supérieure à 26 °C sur une épaisseur
minimale de 50 m. De plus l'évaporation de la surface de grandes quantités d'eau fournit l'énergie nécessaire pour entretenir le système de machine à vapeur qu'est une formation
cyclonique. Cette condition thermique en fait ainsi un phénomène essentiellement maritime.
C'est en été que l'on trouve réalisées ces conditions sur des régions suffisamment étendues pour voir se dé- velopper pendant plusieurs jours les cyclones.
Dans l'hémisphère nord, l'été c'est entre Juin et Septembre, mais on peut voir des cyclones de juin à novem- bre. En ce qui concerne le bassin océanique de l'Atlantique et des mers adjacentes, si les cyclones restent rares en juin et novembre, par contre la saison cyclonique bat son plein entre début Juillet et fin Octobre, la période la plus active pour nos îles antillaises étant celle s'étirant du 15 août au 15 octobre.
Dans l'hémisphère sud, l'été c'est entre Décembre et Mars, mais la saison cyclonique s'étend de novembre à
avril, voire mai. Chez nos compatriotes de l'île de La Réunion, la pleine saison est comprise entre fin Dé-
cembre et début Avril.
Expérience :
Nous avons utilisé :
-une boite en carton avec un fond noir, une ouverture sur le haut et avec une partie avant plastifié pour observer le résultat de l’expérience.
-De l’encens
-Un support pour maintenir l’encens (gomme) -Des glaçons.
Protocole expérimental :
Schéma de la modélisation d'un cyclone.
Nous avons placé le bâton d’encens que nous avons fait tenir à l’aide d’une gomme dans la boite noire. Nous avons ensuite placé le bloc de glaçons sur l’ouverture du dessus de la boite. En- fin, nous avons allumé l’encens puis fermé
la boite. On observe une fumée qui se dégage de l’encens et prend une forme de spiral
lorsqu’elle rencontre l’air froid. Le contact entre de l’air chaud et de l’air froid entraine une réaction d’opposition qui forme une spiral d’air.
Comment prévoir ce phénomène ?
Les météorologues étudient et prévoient les cyclones.
La prévision cyclonique consiste à détecter la formation
des phénomènes cycloniques puis à prévoir leur trajectoire, leur intensité et leurs principales conséquences.
Elle utilise toutes les informations météorologiques disponibles : les observations au sol, en altitude (radiosondages),
les données issues des avions chasseurs de cyclones, les images radars et satellitaires.
Certains pensent donc qu'on devrait chercher à éliminer ou détruire les cyclones avant qu'ils ne deviennent
trop dangereux pour les populations et leurs biens.
Ces essais ou recherches plus ou moins fantaisistes ont, depuis, été abandonnés, les chercheurs et météoro- logues ayant décidé de consacrer leurs études sur la prévention et la prévision. On s'est fait à l'idée qu'il FAUT COHABITER avec les cyclones dans certaines régions du monde. Et puis, surtout, on s'est rendu compte aussi que le cyclone était UTILE. Oui, utile ! Les rayons du soleil réchauffent la terre, mais cet ap- port de chaleur n'est pas également réparti sur l'ensemble de la surface terrestre. En effet les régions inter- tropicales reçoivent et emmagasinent plus d'énergie que les autres régions du globe. Il est donc indispensa- ble que des échanges thermiques constants s'opèrent entre les différentes régions terrestres pour réduire ce déséquilibre : le "chaud" en excédent des régions tropicales doit être évacué vers les moyennes et hautes latitudes tandis que le "froid" en excédent de ces dernières doit être amené vers les régions tropicales. Le cyclone tropical participe donc pleinement au cycle climatologique et thermodynamique de l'atmosphère.
Sans lui et ses congénères (il y en a entre 75 et 100 par an tout autour du globe, dont la moitié atteignent le stade d'ouragan ou équivalent), le climat de la Terre en serait bouleversé...
FRANCOI- SE Cindy
CALERO Maureen
HELLEQUIN Laurène
HORNEWER Marie-Anne
Le savon
Le savon peut être défini de plusieurs manières ; C’est un produit utilisé pour le dégraissage et le lavage obtenu par l’action d’un alcali sur un corps gras. Ou bien de la façon suivante ; il s’agit de sels alcalins des acides carboxyliques à longue chaîne, ou plus simplement d’un « sel d’acide gras ».
La première grande fabrique française de savon fut fondée à Toulon vers 1430. De huit savonneries en 1600, le nombre passe à vingt en 1650. Après 1750, la fabrication de savon de Marseille devient indus- trielle, tant par les volumes que par les procédés normalisés. En 1791, le procédé proposé à l’Aca- démie des Sciences par Nicolas Leblanc permet d’obtenir de la soude à partir du sel d’eau de mer, de chaux et de charbon.
Au début des années 1970, le phosphate se voyait rayé de la liste de la plupart des produits domesti- ques et particulièrement dans les savons. Le phos- phate relâché dans nos cours d’eau se transforme alors en phosphore et cette substance affecte à la baisse le taux d’oxygène dans l’eau ce qui a favori- sé la prolifération des algues bleu-vert, les cyano- bactéries.
Etude et fabrication d’un savon
Le mode de chauffage utilisé porte le nom de chauffage à reflux (à utiliser pendant 25 à 30 min, thermostats 6). Les espèces chimiques introduites dans le ballon sont 7 mL d’huile de cuisine, 15 mL de solution d’hydroxyde de sodium commerciale (appelée aussi soude), 7 mL d’éthanol (il ne ré- agit pas, il favorise le contact entre les réactifs, c'est -à-dire entre l’huile et la soude).
Lors de la fabrication d’un savon, une saponifica- tion des corps gras se produit. C’est une réaction
organique permettant de synthétiser un ester. Basi- quement il s’agit de la condensation d’un alcool sur un acide carboxylique, auquel cas la réaction est réversible (elle peut se faire) et renversable (qui se supprime). Elle peut s’effectuer à partir d’autres réactifs, en particulier à la place de l’acide carboxy- lique ou un de ses dérivés changeant le type de ré- action et son rendement.
Chaque savon peut avoir une forme différente selon le moule dans lequel on le met à refroidir avant qu’il ne durcisse mais aussi une odeur différente selon l’huile parfumée que l’on va introduire dans sa préparation.
Les composants du savon ont leur importance ainsi que le matériel qui est utilisé pour le concevoir.
L’eau salée permet une plus grande précipitation*
du savon.
La pierre ponce est un puissant régulateur hygromé- trique c'est-à-dire un appareil qui assure la régulari- té du mécanisme et de l’humidité dans l’air.
La soude permet de solidifier le savon.
L’huile permet de créer deux phases dans le savon car elle ne se mélange pas à l’eau.
Le chauffage à reflux est utilisé pour accélérer ou permettre une réaction chimique sans perte de ré- actifs (c’est-à-dire l’espèce chimique qui disparaît lors d’une réaction chimique) ou de produits.
Le réfrigérant sert à produire le froid. C’est un réci- pient que l’on remplit d’eau et avec lequel on cou- vre la partie supérieure d’un alambic (appareil des- tiné à la séparation des produits par chauffage puis par refroidissement) pour refroidir et condenser les vapeurs. Cet appareil est ouvert à son extrémité pour garder la pression égale dans le ballon et dans le réfrigérant.
Pour que le savon puisse être commercialisé, il doit passer par plusieurs rinçages à l’eau pour que l’hy- droxyde de sodium disparaisse.
Expériences
Pour une première expérience nous avons fabriqué un savon incolore et indolore pour le comparer avec le liquide vaisselle.
Lorsque l’on a agité les deux tubes à essais qui contenaient de l’eau ainsi que du savon/ ou liquide
vaisselle, on a pu constater que des bulles de savon ce sont formées. Pour le liquide vaisselle, il y avait des grandes bulles alors que pour le savon, les bul- les formées étaient plutôt petites et formaient com- me de la mousse. Le liquide vaisselle est plus effi- cace lorsqu’il s’agit de retirer des tâches de graisses grâce à la molécule qui le compose ; la molécule amphiphile c'est-à-dire dotée d'une tête polaire, hydrophile (ou lipophobe), avec un radical OH, attirant l'eau, et d'une longue chaîne hydrocarbonée, apolaire, hydrophobe, attirant les lipides (huiles et graisses).
En présence d’eau, le savon se solubilise et on ob- tient la réaction d’équation
RCOONa(s) = R-COO-(aq)+Na+(aq)
Notre deuxième expérience a consisté à la fabrica- tion d’un savon coloré. Pour cela on y a incorporé un colorant (rose) lors de sa fabrication. Comme on peut le voir ci-dessous, la couleur s’est évaporée au fil de l’expérience car tout l’hydroxyde de sodium avait été coloré.
Au dessus nous pouvons voir qu’il reste encore du colorant.
Précipitation: Phénomène par lequel un corps se sépare du liquide dans lequel il était dissout.
Ici, l’hydroxyde de sodium l’a absorbé.
L’aspect du contenu du ballon était liquide mais devenait solide sur les bords. Nous observons lors- que l’on verse le contenu du ballon dans l’eau salée que le liquide se mélange puis il durcit. Lorsque nous avons mis le savon dans la coupelle il n’était toujours pas coloré donc nous lui avons rajouté le colorant rose, ce qui nous a donné le savon suivant :
LOPES Sandy OLLIVIER Gwenaelle OCHAGAVIA Laetitia
Introduction :
Nous avons tous fait un jour l’expérience de l’électricité statique en nous coiffant ou en touchant la portière d’une voiture. Nous vous proposons de découvrir l’origine de ce phénomène et de réaliser quelques expériences amusantes.
L’Histoire de l’électricité statique :
Le savant grec Thalès, a découvert au VI eme siècle av J-C l’électricité. En expérience il frotta un morceau d’ambre avec un tissu. Il constata que la pierre réussissait à attirer de petits objets légers comme la paille. Sans le savoir, il avait découvert l’électricité statique.
La définition de l’électricité statique :
L’électricité statique ou électrostatique est un phénomène d’attraction par des charges électriques positives et négatives.
Explication :
La matière est constituée d’atomes dont les charges electriques sont neutres.
Lorsque l’on frotte un isolant contre un autre, des électrons sont arrachés.
L’équilibre des charges protons - électrons est rompu.
Ce qui provoque la charge positive d’un des éléments et quand on approche un élément chargé avec un autre non chargé, une parti des charges se déplacent vers le corps chargé.
Expérience 1: La déviation d'un filet d'eau :
Materiel :-Eau
- Paille en plastique - coton
- Frottez la paille en plastique avec du coton, ensuite approchez la d'un mince fillet d'eau.
—> Constatation : Le filet d'eau est puissamment dévié
* Explication :
La molécule d'eau contient un atome d'oxygène associé à deux atomes d'hydrogène. Dans cet assemblage les trois atomes ne sont pas alignés. Il en résulte que la molécule se compor- te électriquement comme deux charges de signes opposés très proches que l'on appelle di- pôle.
En l'absence d'une influence électrique l'orientation de ces dipôles est aléatoire et globale-
ment aucune charge ne se distingue. Tout change lorsqu'on approche la paille puisqu'elle
attire les charges positives et repousse les autres : les dipôles s'orientent d'où l'effet d'at-
traction
Décharges électrostatiques
La propension que des charges de même signe ont à se repousser les unes les autres fait qu'elles ont tendance à se "fuir" ce qui les amène à tenter de quitter les corps qui les contien-
nent.
Mais tant que l'électrisation est faible et que l'air environnant est sec, donc isolant, elles ne peuvent pas le faire.
Expérien- ce 2 : Poi-
vre et sel :
Sel
Poivre
Materiel :
poivre gros sel
Cuillère/fourchette en plastique chiffon de laine.
—> Éparpille du gros sel sur
une table et mé- langes-y
un peu de poivre moulu. Com-
ment séparer le poivre du sel ?
Prends une cuillère en matière
plastique et frotte-la avec un chiffon de laine, puis tiens-la au-dessus du tas de sel et de poivre
mélangés.
*.* Les grains de poivre vont sauter
sur la
fourchette et y rester collés ! *.*
EX- PLICATION :
Le frottement charge d'électricité la cuillère en matière plastique et attire ainsi le mélange. Si tu tiens la cuillère assez haut, seul le poivre va se
coller sur la cuillère, car le sel, dont les grains.
Nguyen My Kim Japhet Sarah Sutter Lauriane,
Mais qu'est ce que vraiment l'EPO ?
L'EPO, ou érythropoïétine, fait beaucoup parler d’elle. Et ce n'est généralement pas en bien. Ces points de vue négatifs sur cette substance sont néanmoins plus ou moins fondées. Il est vrai que leur utilisation est généralement assimilée au dopage. Or on sait que l'utilisation de cette substan- ce à des fins dopantes correspond en réalité à une utilisation théra- peutique détournée. En effet, ce produit est utilisé en médecine comme traitement ou aide dans plusieurs types de maladie, telles que l'insuffisance rénale, diffé- rentes catégories de cancers, les tumeurs.
Produit magique...
Certains sportifs, notamment des cyclistes ou des coureurs de fonds, comme les marathoniens, détournent les effets thérapeuti- ques de ce produit dans le but de ce doper, c'est-à-dire d'augmenter leurs capacités physiques. Pour prouver nos dires, une simple analyse de chiffres permet de mettre en évidence l’effet de la Vo2max sur les performances sportives. En effet un sportif ayant une Vo2max de 3.65 L/min met 162 minutes pour parcourir 30 kilomètres, alors qu’avec une Vo2max de 5.5 L/min, il aura suffit de 110 minutes à un autre concurrent.
D’où l’intérêt des sportifs a utili- ser l’EPO pour booster leur Vo2max car ce produit, qui est une hormone,
stimulant les cellules érythro- blastiques, qui sont les cellu- les à l'origine desdits globules.
Plus les globules rouges sont nombreux, plus il y a de dioxy- gène à parvenir aux muscles.
Le dioxygène ainsi que les nu- triments entrent dans la réac- tion chimique appelée respi- ration cellulaire.
Celle ci résulte à la création d'énergie pour les muscles.
Par l'utilisation de l'EPO, cette réaction est donc amplifiée.
Ce phénomène est donc tout naturellement à l'origine des détournements de ce produit.
Il améliore les performances physiques, il est de ce fait de- venu un produit dopant très utilisé, notamment par les cy- clistes.
L'érythropoïétine est une hormone dont la première
observation fut faite par 1 - Injection d'EPO 2 - L'EPO stimule la fabrication de globules rouges par la moelle
osseuse.
Dioxygène
+
Nutriments=
Energie + Eau + Chaleur
Schéma de la respiration
L’EPO , pro duit aux
appa L’EPO rences tr , pro duit aux omp euses
...Mais pas sans risques Ce produit ne pouvait être parfait.
Sous son maquillage de produit génial, un certain nombre d'imper- fections se cachent. En effet, l'utili- sation à usage dopant, donc en quantité plus élevée que la normal, de cette substance provoque plu- sieurs effets secondaires comme des palpitations cardiaques, des douleurs musculaires, des maux de tête, des nausées… Ces effets se- condaires entrainent des complica- tions plus périlleuses.
Effectivement, ils risquent:
l'épaississement de leur sang dû à l'augmentation du nombre d'héma- ties circulant; ce qui ne facilite pas l'écoulement du sang dans les vais- seaux d'où le risque de thromboses artérielles (formation de caillots sanguins) qui conduisent à une hy- pertension artérielles (pression arté- rielle trop élevée) et donc à aussi à une augmentation des risques d'in- farctus du myocarde (crise cardia- que) dû à un déséquilibre entre les besoins du coeur en dioxygène et l'apport issu de la circulation san- guine.
On assiste aussi à une augmentation des risques:
d'embolies pulmonaires
(obstruction brutale de l'une des branches de l'artère pulmonaire).
A long terme, le dopage à l'EPO peut déclencher des maladies auto-immunes dues à une hyperac- tivité du système immunitaire à l'encontre de substances ou de tis- sus qui sont normalement présents dans l'organisme mais peut aussi provoquer des cancers
(dégénération des cellules) de la moelle osseuse.
Dépistages et tests Pour détecter la prise d’EPO, plu- sieurs méthodes sont mises en œu- vre. Dans le corps, il y a naturelle-
ment présence d’EPO.
Le test urinaire permet de repérer la présence d’EPO de synthèse car sa structure protidique est différente de celle du naturel. Il peut être ef- fectué de deux manières : l’isoélec- trophorèse et l’électrofocalisation . L’isoélectrophorèse est une sorte de chromatographie de l’échantillon d’urine. On le place sur une plaque métallique sur laquelle se trouve un gel acide d’un côté et basique de l’autre. Puis on applique un choque électrique sur la plaque, l’EPO va alors réagir et se déplacer. Le natu- relle va s’arrêter autour d’un pH de 4 tandis que l’artificiel ira jusqu’à un pH de 5. Cependant cette techni- que est peu fiable car il y a peu d’EPO dans l’urine. Pour l’électro- focalisation aussi on procède à une chromatographie, sur laquelle on doit faire circuler un courant élec- trique tridimensionnel (dans les trois dimensions). Ensuite un anti- corps spécifique anti-EPO, ce qui permet de détecter l’EPO artificiel.
Ce test n’est pas non plus très fia- ble, en effet seul un testé sur dix est reconnu positif.
Le test urinaire est également com- plexe, puisque les molécules d’EPO ne supportent ni la congélation et la décongélation, mais elles se dégra- dent rapidement dans l’urine.
Ce test possède d’autres inconvé- nients, il coûte cher (150 euro), et il n’est vraiment pas très fiable, en effet une fois sur deux il se trouve défectueux.
Le test sanguin consiste tout sim- plement à prélever un échantillon de sang. Après analyse, on en retire le taux d’hématocrite, qui est le pourcentage en volume de globules rouges présents dans le sang. Le taux normal est situé entre 40% et 50% chez l’homme.
Chez un utilisateur d’EPO il peut passer au-delà pouvant atteindre 65%. On compare le taux prélevé à un échantillon normal. Si on obtient un taux supérieur à 50 %, le test est positif, on suspecter une prise d’E- PO. Cependant, et c’est la que rési- de un des inconvénients de de test, certaine personne ont un taux d’hématocrite supérieur naturelle- ment à 50%.
Ces deux tests sont cependant peu fiable, et ceci est encore plus mar- qué de par l’apparition de nouvel- les EPO de synthèse.
GAQUERE Romain Le test urinaire est beaucoup
moins cher et plus facile que le
Plasma Plasma
40/50%
Globule
60%
Globule
rouge
Analyse de globules rouges et
LE CHAMPAGNE
Comment le champagne arrive-il dans nos verres ?
Vous vous êtes sans doute déjà demander comment le jus de raisin devient alcool et d'où viennent ces adorables petites bulles qui remontent dans nos verres et jouent avec nos papilles... Et bien nous aussi !
Tout d'abord, d'où vient le champagne ?
Le champagne (AOC* reconnue depuis 1936) vient, vous vous en seriez douté, des raisins. Il est essentiellement élaboré à partir de trois cépages : le Pinot noir (raisin noir), le Pinot Meunier (raisin noir) et le Chardonnay (raisin blanc). Une fois le jus récolté, il subit deux fermentations : alcoolique et malolactique. Les bouteilles sont ensuite stoc- kées horizontalement dans une cave naturelle en calcaire, fraîche et sombre pendant 1 à 3 ans le temps de la maturation. Durant ce laps de temps le producteur fait tourner les bouteilles chaque jour.
De quelle manière le jus de raisin devient il alcoolique précisément ?
Pour connaître le processus métabolique acteur de cette transformation, nous nous sommes d'abord
lancées dans de grandes et fastidieuses recher- ches... Ainsi nous savons désormais que le sucre, naturellement présent dans le jus de raisin, se trans- forme en alcool lors de la fermentation alcoolique.
Mais comment se traduit chimiquement cette trans- formation ?
Fermentation alcoolique : Glucose + Levures → Éthanol + CO2 + Énergie.
Ainsi nous apprenons qu'il est nécessaire d'avoir la présence de levures, autrement dit des champi- gnons, pour permettre cette fermentation.
Par simple curiosité, nous avons récolté quelques- unes de ces levures et nous les avons observées au microscope.
Mais quelque chose nous tracasse, la formule de la fermentation alcoolique ressemble de près à la for- mule de la respiration cellulaire...
Respiration cellulaire : Glucose + O2 → CO2 + H2O + Énergie.
Pour comprendre de plus près le phénomène, nous avons réalisé une expérience par ExAO, avec des sondes à éthanol, O2 et CO2.
Nous avons en premier réaliser l'expérience sim-
plement avec du glucose, et nous avons pu obser-
ver, à partir de l'injection de glucose à la première
minute jusqu'à la 4e minute, la respiration cellulai-
re : le concentration d'O2 diminue tandis que la
concentration de CO2 augmente faiblement..
Nous avons en premier réaliser l'expérience sim- plement avec du glucose, et nous avons pu observé, à partir de l'injection de glucose à la première mi- nute jusqu'à la 4e minute, la respiration cellulaire : le concentration d'O2 diminue tandis que la concentration de CO2 augmente faiblement. Lors- qu'il n'y avait plus d'O2, nous avons ajouté des le- vures. Le résultat ne se fait pas attendre... La concentration de CO2 augmente très fortement et on détecte la présence croissante d'éthanol. Durant les 7 prochaines minutes, nous assistons à une fer- mentation alcoolique.
Nous pouvons donc en conclure que la fermenta- tion alcoolique a bien lieu, mais après la respiration cellulaire, lorsqu'il n'y a plus de concentration
d'O2. Ainsi donc le mystère est résolu ! A l'aide de levures, le glucose se transforme en alcool.
Mais qu'en est il des bulles ?
Nous savons désormais que les bulles viennent du
dioxyde de carbone dissout dans le vin, mais com-
ment explique-t-on leur ascension dans le verre ?
A l'ouverture de la bouteille, la pression au-dessus
du liquide diminue brusquement : la « solubilité »
du dioxyde de carbone dans le champagne diminue
de sorte qu'une partie de dioxyde de carbone dis-
sout repasse à l'état gazeux. Un nouvel équilibre
doit s'instaurer : on estime à 10g le dioxyde de car-
bone en excès, soit près de 5L de gaz dans une seu-
le bouteille ! Mais les bulles ne constituent que 15
à 30% du dégazage total (environ 30 bulles/sec), le
reste est directement diffusé à l'interface entre l'air
et le champagne.
Les bulles proviennent de petites poches d'air coin- cées par des impuretés microscopiques, souvent provenant des fibres de torchons ou défauts du ver- re ou bien des microcristaux présents dans le cham- pagne. On appelle ce phénomène la nucléation hé- térogène lorsqu'il agit à partir des parois et nucléa- tion homogène lorsque la naissance des bulles est faite dans le liquide.
L o r s - qu'une bulle s'échappe de son site de nucléation, elle g r o s s i t tout en se frayant un c h e m i n vers la surface.
Son diamètre croit littéralement aussi, à sa naissan- ce il ne mesure que quelques dizaines de micromè- tres, mais son environnement en dioxyde de carbo- ne est sans cesse renouvelé par l'ascension, elle grossit de 300 à 400 micromètres par seconde et atteint la surface à une vitesse supérieure à 10cm/
sec.
La vitesse de la bulle est due à la poussée d'Archi- mède qui augmente à mesure que la taille des bul- les croit, de sorte que les bulles accélèrent de façon continue et s'éloignent les unes des autres au cours de leur ascension. Une bulle émise du fond du ver- re atteint la surface à une vitesse de 15cm/s et un diamètre proche du millimètre.
BELLEFONTAINE Irsi LE DIGUERHER Jessica
LA DIFFERENCE ENTRE LES DEUX SEXES - Chez un homme à caryotype normal, la formule chro- mosomique est (46, XY).
- Chez une femme à caryotype normal, la formule chro- mosomique est (46, XX).
C'est-à-dire que l’être humain du sexe féminin possède deux chromosomes sexuels X par comparaison à l’être humain du sexe masculin qui possède un chromo- some sexuel X et un chromosome sexuel Y.
22 paires de chromosomes sont toujours semblables dans les deux sexes, ils sont nommés les
chromosomes homologues ou autosomes.
Les chromosomes homologues ou autosomes sont des chromosomes semblables.
La 23ème paire est formée de deux chromosomes sem- blables chez la femme mais différents chez
l’homme. Ces chromosomes déterminent le sexe de l’in- dividu. Ils sont nommés les chromosomes
sexuels ou gonosomes.
Si les chromosomes sont « XX », le sexe de l’individu sera féminin.
Si les chromosomes sont « YY », le sexe de l’individu sera masculin.
Un nombre anormal de chromosomes pour l’espèce hu- maine est une anomalie chromosomique (erreur
dans le nombre de chromosomes) qui se traduit souvent par des anomalies rendant impossibles le
développement de l’embryon et provoquant un avorte- ment spontané. Cependant certaines anomalies
peuvent entraîner des conséquences sur le développe- ment des organes.
L’APPAREIL GENITAL DE LA SOURIS FEMELLE
MAS- CULIN
LE GENE RESPON- SABLE DU SEXE MASCULIN
D’après la feuille sur les syndromes le chro- mosome Y est celui qui détermine le sexe masculin. Mais
certains hommes peuvent être XX et certaines femmes XY. Les hommes qui ont ces chromosomes n’ont pas de spermatogenèse et les femmes ont des ovaires mais mal différenciés et non fonctionnelle.
Comment cela se fait-il ? Pour le comprendre on prélè- ve sur le chromosome Y le gène SRY (Sexdertermining Région of Y chromosom). Avec une électrophorèse on constate que les hommes ont tous ce gène qu’ils aient les chromosomes XX ou XY et les femmes ne l’ont pas.
C’est donc ce gène qui détermine le sexe de chaque in- dividu. Pour comparer on prélève une autre partie (AZF) pour voir ou
celle-ci est présente et elle l’est sur tous les individus ayant le chromosome Y qu’il soit mâle ou femelle.
Ce n’est donc pas ce gène qui détermine le sexe. Et on prélève une zone du chromosome X qui n’est pas sur le chromosome Y et celui-ci est présent chez tous les individus. C’est donc bien la présence du gène SRY qui détermine le sexe.
Tableau de comparaison d’appareils reproducteur mâle et femelle :
Ce n’est donc pas ce gène qui détermine le sexe. Et on prélève une zone du chromosome X qui n’est pas sur le chromosome Y et celui-ci est présent chez tous les individus. C’est donc bien la présence du gène SRY qui détermine le sexe.
LA DIFFERENCIATION DES VOIES GENITALES AU COURS DU DEVELOPPEMENT
EMBRYONNAIRE
Les anomalies lors d’une grossesse gémellaire 1916 : Lillie, une biologiste remarque que chez les bo- vins, lorsqu’il y a gestation gémellaire, certaines choses se produisent.
Si les deux foetus sont différents, la femelle XX présen- te systématiquement des anomalies. En effet, elle est soit stérile, les ovaires sont de petites tailles, les trompes utérines sont très peu développées ou même absentes. De plus, certains organes masculins tels que les vésicules séminales peuvent être présentes.
L’espèce bovine a une autre particularité, c’est la fu- sion des vaisseaux sanguins des placentas des
jumeaux qui entraîne un échange de sang. Cela prouve
puisque le sang transporte des hormones mais pas des gènes.
ROLE DES GONADES DANS LA DIFFERENCIATION DES VOIES GENITALE
La castration de gonade indifférenciée sur un em- bryon.
En enlevant les gonades des embryons XX ou XY, les voies génitales de ces embryons une fois développées n’ont plus qu’un vagin, un utérus et un oviducte.
Donc sans gonade, les voies génitales ne se dévelop- pent pas entièrement, il manque les canaux, les
ovaires ou les testicules. C’est l’appareil génital de la femelle qui a tendance à se développer.
Lorsqu’on greffe un testicule à un foetus femelle de 20 jours, on constate que le canal de Wolff qui est le canal mâle se développe alors que le canal de Müller ne se développe pas.
Donc les testicules greffés font se développer les attri- buts mâles et les ovaires ne font plus se
développer les attributs femelles.
Si on implante un cristal d’une substance hormonale extraite des testicules, la testostérone à proximité d’un des ovaires du foetus femelle de 20 jours, les deux canaux (Wolff et Müller) se développent.
Donc, les ovaires et la testostérone font que les diffé- rents attributs mâles et femelles se développent.
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La testostérone n’empêche donc pas les hormones de développer les attributs femelles mais développe les attributs mâles.
Les gonades servent à différencier les sexes, les hormo- nes seules ne suffisent pas à différencier.
Si il n’y a pas de gonade, il y a le canal de Müller vers la voie femelle qui se développe.
Si il y a des testicules et des ovaires, il n’y a que le ca- nal Wolff qui se développe.
En revanche, si il y a juste un ovaire et une hormone mâle (la testostérone) les deux canaux se
développent.
Hormone responsable de la disparition des canaux de Müller.
A l’origine, à 14 jours de vie foetale, le canal de Wolff et celui de Müller sont présents tous les deux.
Cependant, on observe que lorsqu’on place un fragment de testicule foetale de mammifère ou qu’on ajoute le gène AMH (anti-müllérienne purifiée) le canal de Mül- ler va rétrécir.
On peut donc en conclure, qu’une hormone contenue dans les testicules va faire rétrécir ce canal. Ceci ne se produit donc que pour le mâle.
Il s’agit donc d’une hormone qui n’est présent que dans le sexe masculin qui va faire rétrécir et
disparaître le canal Müller.
Le canal Müller sera donc présent chez la femme car aucune hormone anti-müllérienne n’est présente dans les ovaires.
LE DEVELOPPEMENT DES ORGANES GENI- TAUX CHEZ L’HOMME ET LA FEMME
Les organes génitaux masculins commencent à se déve-
Ils fonctionnent en moyenne à 15 ans, à l’âge de l’éja- culation.
Avant 10 ans, le taux de gènes Anti-Mullérien est supé- rieur au taux de testostérone.
A 10 ans, les deux taux sont identiques.
De 10 à 12 ans, la testostérone passe environ de 50 à 100 ng.100ml.
De 12 à 14 ans, elle passe de 100 à 390 ng.100 ml.
A 17 ans, elle atteint 490 ng. 100 ml et cesse d’augmen- ter.
Pour la femme, la fin du développement des organes génitaux a lieu à 15 ans et demie en moyenne mais peut aller jusqu’à 19 ans pour les plus tardives ou avoir lieu à 11 ans pour les plus précoces.
Les premières règles ont lieu à 12 ans en moyenne mais peuvent apparaître à 11 ans pour les plus
Précoces et à 15 ans pour les plus tardives.
A 7 ans, la quantité de Oestradiol (équivalent à la tes- tostérone) commence à augmenter.
Elle atteint 2 ng. ml à 9 ans et 7ng.ml à 13 ans. A partir de ce moment, elle cesse d’augmenter et stagne.
On constate également que la masse des organes géni- taux augmente à partir de 10 ans.
Pour l’homme, à 10 ans, la masse des vésicules sémina- les cesse d’augmenter (0,99).
A 14-15 ans, la masse recommence à augmenter.
Les testicules et l’épididyme pèsent 31g à 10 ans et cessent d’augmenter à 16-17 ans.
La masse des testicules augmente encore après 24 ans où elle pèse 35g.
Pour la femme, la masse de l’utérus augmente à partir de 11 ans et passe de 5g à 11 ans à 44g à 18
Ans et demie où elle s’arrête enfin.
La masse des ovaires passe de 2g à 11 ans à environ 8g à 18 ans et demie et cesse d’augmenter.
Melvyn BILLON Emilien FERRET Paul VALENTIN
Un jour d’été, j’étais couché sous un pommier et je regardais le ciel. Subitement il m’est venu la curieuse idée de savoir pourquoi le ciel était bleu. Etait-ce à cause des océans ou pas ? J’ai mené des recherches et j’ai obtenu une réponse à ma question.
Le premier a avoir commencé à expliquer correctement la couleur bleue du ciel a été John Tyndall, en 1859. Il découvrit que quand la lumière passe à travers un liquide clair mais contenant des petites particules en suspension, les longueurs d'ondes plus courtes comme le bleu sont plus diffusées que le rouge. ceci peut être montré en faisant passer un faisceau de lumière blanche à tra- vers une longue cuve remplie d'eau à laquelle on a mélangé un peu de lait ou de soupe. Sur les co- tés le faisceau peut être vu par la lumière bleue qui est diffusée, mais la lumière qu'on peut voir sortir directement à la fin de la cuve, elle, tend vers le rouge après avoir parcouru la totalité de la cuve.
Pour vérifier l’expérience de Tyndall, j’ai décidé de faire une petite expérience: J’ai versé
quelques gouttes de lait dans le récipient, positionné la source lumineuse de telle façon qu’elle
éclaire le récipient :
Voici ce que j’ai pu observer.:
Lorsque vous regardez le récipient dans la direction 1 le rayon lumineux semble blanc- bleuté (journée).
Mais si vous regardez par la direction 2, le rayon apparait jaune-orangé (couché du soleil).
Le bleu du ciel est le résultat de la diffusion de la lumière solaire par l'atmosphère. Si celle-ci n'existait pas, on verrait une voûte céleste toute noire et les étoiles seraient visibles en plein jour.
La lumière blanche du soleil est en réalité un mé- lange de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Elle voyage sous forme d’ondes de différentes lon- gueurs (chaque couleur à sa
longueur d’ondecomprise entre 750 nm et 446: le rouge a une lon- gue de 750 nm et le violet 446 nm.) , en ligne droi- te jusqu’à ce qu’elle rencontre un obstacle.
Considérons un rayon de lumière en prove- nance du Soleil. En entrant dans l'atmosphère, ces rayons heurtent des molécules. Lorsqu’il se pro- duit, les couleurs ayant une longueur d’onde plus courte seront
diffusées, c'est-à-dire éparpillé dansl'atmosphère. Une partie de cette lumière , après de nombreux "rebonds", finit par arriver sur Terre, mais plus dans l'axe du soleil. De ce fait, en regar- dant le ciel, on vois beaucoup de rayons bleus dif- fusés par les molécules de l'air, alors que peu de rayons rouges auront été diffusés. Résultat: le ciel nous semble bleu, alors qu'il s'agit d'une partie de la lumière solaire qui nous parvient indirecte- ment .
Pourquoi le ciel n’est pas violet ?
Si les longueurs d’ondes plus courtes sont diffusées, pourquoi le ciel n’est pas personnel ? En fait une partie de la lumière est absorbée par l’at- mosphère de plus l’œil est moins sensible à ces
Les différentes nuances de bleu que prend le ciel dépendent de la quantité de molécules et de poussières présentes dans l'air. Plus il y a des gout- tes d'eau et de poussière dans l'air, plus la diffu- sion est amplifiée, augmentant ainsi la proportion de vert et de jaune, donnant une teinte plus claire au bleu. Par contre, l'absence de poussière et de gouttes d'eau permettent à la radiation bleue de se renforcer (comme dans les hautes montagnes).
En altitude :
Sur Terre, en altitude, la couche d'atmos- phère est plus mince ce que réduit la
diffusionde la lumière blanche. La lumière diffuse constituant le ciel est moins importante, il nous apparaît alors plus foncé. Alors qu'au niveau de la mer, la diffu- sion plus importante éclairci le ciel : le bleu est plus diffusé et le vert un petit peu aussi.
Pourquoi le couché du soleil est rouge- orangé ?
Lors d’un couché de soleil, les rayons du soleil
parcourent une plus grande distance (d2) par rap-
port à la distance parcouru le jour (d2); la diffusion
est plus importante. Une plus grande partie du
spectre lumineux est diffusée: violet, bleu, vert
sont totalement dissipés. Il ne reste plus que les
composantes rouges et jaunes.
L’ASPIRINE
Historique:
L'aspirine a plus de 100 ans : c'est en 1899 que le laboratoire Bayer l'a lancé sur le marché. Mais déjà 400 ans avant Jésus Christ, les grecs en utili- saient sans le savoir: ils réalisaient des décoctions de feuilles de saule, réputées pour leurs vertus contre la fièvre et les douleurs. Or le principal ingrédient de l'aspirine est l'acide acétyl- salicylique, que l'on trouve à l'état naturel dans certaines plantes, notamment l'écorce de saule.
Aujourd'hui, l'aspirine est synthétisée chimique- ment à partir de phénol C6H5OH.
Les cibles de l'aspirine:
L'aspirine est absorbée par la muqueuse gastrique ou par la paroi intestinale (c'est pourquoi les for- mes effervescentes agissent plus rapidement). Elle agit avant tout sur les COX (Cyclo-oxygénases) 1 et 2, qui sont des enzymes constitutives de l'orga- nisme. Elles servent à la synthèse de différentes substances, dont la prostaglandine (nommée ainsi car on pensait d'abord qu'elle était secrétée par la prostate).
Action anti-inflammatoire (pour soulager des dou- leurs articulaires et musculaires) et analgésique (médicament utilisé en médecine dans le but d'éli- miner la douleur):
Face à une agression (virus, brûlure, traumatis- me…), l'organisme secrète de la prostaglandine.
Cette substance augmente la mobilité des cellules chargées de nous protéger (les globules blancs ou anticorps). Mais elle abaisse le seuil de stimula- tion des récepteurs de la douleur et provoque des rougeurs ou de la fièvre. En inhibant l'action des COX, l'aspirine réduit la production de prosta- glandine.
En cas de douleurs chroniques (rhumatismes), on prescrit une forme entérique (synonime d'intes- tinale) de l'aspirine, c'est-à-dire que le compri- mé est enrobé dans une substance résistant à
En cas de douleurs chroniques (rhumatismes), on prescrit une forme entérique (synonime d'intestinale) de l'aspiri- ne, c'est-à-dire que le comprimé est enrobé dans une substance résistant à l'acidité gastrique. L'aspirine est donc libérée progressivement, ce qui augmente sa durée d'action.
Action anti-coagulante:
Les cellules endothéliales (qui recouvrent l'inté- rieur des vaisseaux sanguins) et des plaquettes sanguines sont riches en COX1. Mais cette derniè- re aboutit à la formation de deux enzymes diffé- rentes selon les cellules. Alors que les cellules endothéliales fabriquent de la prostacycline, à l'ac- tion anti-agrégante et vasodilatatrice, celles des plaquettes sanguines secrètent au contraire de la thromboxane, au pouvoir agrégant et vasoconstric- teur. C'est l'équilibre entre ces deux enzymes qui a s s u r e l a f l u i d i t é d u s a n g . Lors de la prise d'aspirine, les COX sont inhibées de façon irréversible. Mais dans les cellules endo- théliales, les enzymes se renouvellent en perma- Les effets secondaires:
L'effet anticoagulant de l'aspirine prolonge le temps de saignement. Elle est donc formellement déconseillée aux hémophiles. Elle attaque aussi la muqueuse intestinale, et peut provoquer des ulcérations et des saignements, allant jusqu'à la perforation du tube digestif. Enfin, environ 3%
des gens sont allergiques à l'acide acétylsalicylique.
Attention! Vous n'avalez jamais de l'aspirine pure. On ajoute des excipients divers (substance neutre qui entre dans la composition d'un médicament) pour améliorer son goût, sa solubilité, ou pour amalgamer la substance. L'as- pirine est aussi souvent vitaminée, on ajoute alors de l'acide ascorbique (vitamine C).
Des applications à l'infini:
Aujourd'hui encore on découvre chaque jour de nouvelles propriétés à l'aspirine : elle réduirait les risques de cancer du colon, diminuerait la croissance des tumeurs cancéreuses. Aux deux âges extrêmes de la vie, l'aspirine joue un rôle protecteur. En empêchant les caillots san- guins,² l'aspirine prévient les retards de croissance du fœtus, souvent dus à une obstruction partielle des vaisseaux alimentant le placenta. De même, certaines formes de démences séniles dues à des artères bouchées peuvent être évitées en prenant régulièrement de l'as- pirine.
L'aspirine est le médicament le plus consommé au monde : 35 000 ton- nes sont produites chaque année, soit 100 milliards de comprimés. Elle est aussi intégrée à de nombreuses autres préparations : plus de 230 médicaments vendus en France contiennent de l'aspirine.
Préparation de l'aspirine:
Nous avons effectué la synthèse de l'aspirine aussi appelée acide acétylsalicylique, pour cela nous avons introduit dans un erlenmeyer 7,5g d'acide salicylique, 12mL d'anhy- dride acétique et 7 gouttes d'acide sulfurique concentré.
Puis après l’avoir chauffer pendant 15 min le contenu de l'erlenmeyer .
Refroidissement:
Ou nous avons déposer l'erlenmeyer dans un cristallisoir contenant de l'eau glacée.
Filtration sur buchner:
Schéma:
Puis versé le contenu de l'erlenmeyer dans le buchner.
Cette technique permet d'écouler l'eau dans une trompe en aspirant l'air contenu dans le flacon afin de procéder à une aspiration sous vide.
Ainsi il y a une une dépression qui va permettre de sépare le solide du liquide. C'est ce que l'ont appel l'effet Ventu- ri. Maintenant nous avons obtenu des cristaux d'aspirine brut.
Purification et recristallisation:
La technique de recristallisation est une étape de repurifi- cation que l’on réalise en fin de synthèse. La solution ob- tenue est filtrée à chaud pour éliminer, les impurtés éven- tuelles insolubles. Enfin déposé les cristaux dans un bé- cher puis ajouté 8 mL d'éthanol. Puis chauffé jusqu'à la dissolution complète du solide. Laisser refroidir, placer le bécher dans un cristallisoir puis filtrer à nouveau. Mainte- nant il s'agit de cristaux d'aspirine pur. L'aspirine a une fonction ester et acide.
L'expérience ci-dessus est un peu plus lente mais complète contrairement aux réactions d'estérification. Qui consiste à prendre un alcool plus un acide ce qui donne un ester plus de l'eau qui produit une réaction non total et un rendement inférieur à 100%.
Alors que si l'estérification est total on utili- se un alcool plus un anhydride éthanique à la place de l'acide ce qui donne également un ester et un acide. Ce procédé est plus lent, plus dangereux mais produit beaucoup plus de matière. Le rendement trouvé à la suite de l'expérience se note µ et vaut 0,80 soit 80%.
BETIN LAUREEN CARDOT SOLEMNE DANIEL LESLIE
