Sujet 1: Le puzzle des bouteilles

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Le jeu pour smartphone « Water sort puzzle » consiste à résoudre des casse-têtes à partir de bouteilles remplies de liquides colorés. Ceux-ci forment différentes phases non miscibles, le but est de vider successivement les bouteilles les unes dans les autres pour que chacune ne contienne plus qu’une seule couleur.

• Élaborer un système chimique qui reproduise dans le monde réel ce jeu de puzzle. Sera-t-il nécessaire de modifier les règles pour s’adapter aux réalités de la chimie (et de la physique) ?

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Sujet 2: La disparition

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L’Homme invisible, écrit par H. G. Wells en 1897, marque l’entrée dans la culture populaire d’un thème encore source d’inspiration dans les œuvres de fiction actuelles : la possibilité, par le biais d’une potion magique (ou scientifique !) ou d’un appareil, ou encore d’un vêtement (tel que la fameuse cape d’invisibilité), de disparaître aux yeux de ses semblables. Si cette perspective intrigue et fascine autant, de par les potentialités qu’elle présente, certains animaux n’ont pas attendu et ont depuis longtemps déjà développé cette faculté, pour mieux s’intégrer à leur environnement, communiquer, ou échapper aux prédateurs. Pour des « disparitions » aux temps courts, on connaît par exemple bien les caméléons, ou certaines variétés de pieuvre.

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​• Est-il possible de concevoir un système chimique« disparaissant » une fois mis en fonctionnement, bioinspiré des  mécanismes permettant à ces espèces (ou d’autres encore !) de devenir invisibles ou presque ?

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Sujet 3: « Eau de gag », by TFCHIM

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Ce vendredi 1er avril 2023, vous auriez dû vous méfier lorsque votre ami(e) vous a offert ce flacon de parfum… Initialement d’une odeur plaisante et délicate qui vous a encouragé à vous en asperger, il s’est mis après quelques temps à dégager une odeur franchement fétide qui a eu raison de vos plus fidèles collègues et camarades !

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• Quelle pouvait bien être est la « recette » de ce parfum-gag, qui au contact de votre peau a réussi à vous transformer en créature malodorante ?

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Sujet 4: Persistance de la chimie

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La mesure du temps est globalement restée, depuis que sa nécessité s’est imposée au cours de l’évolution humaine, une affaire de physiciens. Que ce soient l’observation directe des astres, les cadrans solaires, sabliers et clepsydres, puis les pendules mécaniques, mécanismes à quartz puis horloges atomiques, le rôle des chimistes s’est principalement limité à la fourniture des matériaux supports à la réalisation de ces différents types d’horloges.

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• Pourtant, serait-il possible de mettre au point un système chimique permettant une mesure temporelle, et reposant sur le déroulement d’une réaction ? Ce système, pour être compétitif,
devrait pouvoir être simple d’utilisation, réutilisable, et se montrer déclinable pour remplir diverses fonctions : minuteur, alarme, chronomètre, ou simple horloge, par exemple.

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Sujet 5: Quand les poules auront des dents

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Les publicitaires nous l’expliquent depuis des décennies : il faut consommer des éléments riches en calcium pour avoir des os, ou des dents solides ! Les poules aimeraient bien en dire autant : elles ont besoin d’en consommer de grandes quantités, notamment pour assurer l’approvisionnement nécessaire à la production d’œufs, mais leur bec est totalement dépourvu de canines et autres molaires.

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• Une assemblée de poules chimistes serait-elle capable de réparer cette injustice de la nature, en transformant par synthèse chimique leurs coquilles d’œufs en de magnifiques dentiers plus vrais que nature (c’est-à-dire chimiquement identiques à des dents véritables) ? Comment est-il possible d’améliorer les performances de ces nouvelles dents pour les rendre aussi solides que possible ?

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Sujet 6: Des lessives aux grands airs

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La mémoire olfactive est pleine de petites « madeleines de Proust » : fragrances remémorant une saison bien précise, des moments ou des lieux singuliers. S’il en est une qui est très souvent attachée aux beaux jours de l’année, c’est celle du linge qui a séché au grand air. L’étendre par une belle journée ensoleillée lui laisse, une fois sec au moment de le plier, une odeur très caractéristique, immédiatement reconnaissable, qu’on ne retrouve pas après un séchage en intérieur – et ce, quelle que soit la lessive utilisée !

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• Quelles molécules sont responsables de cette expérience olfactive ? Comment sont-elles générées dans les conditions de séchage du linge ? Peut-on, par une méthode chimique effectuable au laboratoire et reproduisant ces conditions, générer des quantités plus importantes de ces molécules?

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Sujet 7: Un remède à l'indécision

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Rien n’est plus difficile de décider le matin si nous opterons pour une chemise à carreaux ou à rayures, si nous choisirons au restaurant l’entrée, le dessert (ou les deux !), ou encore si nous choisirons pour notre nouveau salon ce magnifique canapé en cuir vert tendre ou en molleton jaune moutarde. Heureusement, pour nous aider, un long travail de recherche a permis de mettre au point un système très utile, le « décideur chimique » : une réaction facile à mettre en oeuvre qui peut aléatoirement aboutir de façon binaire à un résultat ou un autre – la lecture de ce résultat permet alors de prendre sa décision !

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• Élaborer un système chimique (et son mode de lecture associé) qui permette d’élaborer ce système « simple ». Est-il possible de mettre au point un décideur à trois choix, voire plus ?

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Sujet 8: Bois à modeler

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Le bois représente le matériau écologique par excellence - dès lors que l’exploitation de ses ressources en est raisonnée. Pour autant, son transport parfois sur de longues distances, peut constituer un problème logistique et environnemental de taille. Sa découpe et son traitement peuvent être également problématiques : la taille des planches, tasseaux ou poutres, est conditionnée par les dimensions de l’arbre source, et est génératrice de déchets et pertes en tonnages importants, et trop souvent insuffisamment valorisés : brûlés, ou compactés en « mediums » de qualité souvent médiocre, par exemple.

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• Est-il possible de mettre au point un procédé permettant de « démanteler » chimiquement le bois en sous-unités (moléculaires par exemple) faciles à conditionner et acheminer, qu’on pourrait ensuite une fois arrivées à destination recomposer en un matériau aussi proche que possible chimiquement et physiquement de la structure du bois originel, sans avoir recours à des résines ou liants synthétiques, et qu’il serait possible de mouler, façonner et modeler à son gré aussi bien en formes qu’en dimensions ? Peut-on adapter ce procédé à différentes essences ? Peut-on le rendre aussi vertueux et éco-compatible que possible ?

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Les participants