La catalyse

Contexte historique

La " catalyse " est un terme forgé par Jöns Jacob Berzelius (1779-1848), en 1836, du grec katalusis, action de dissoudre : il désigne l'ensemble des effets chimiques produits par les catalyseurs, "substances qui altèrent la vitesse d'une réaction chimique sans apparaître dans les produits finaux ". La catalyse constitue un grand enjeu industriel, protégé par de nombreux brevets. De façon pragmatique, les industries ont donné la priorité à l'amélioration des procédés de catalyse par tâtonnements, de préférence à des recherches fondamentales poussées pour en comprendre le fonctionnement.

Les catalyseurs ont plusieurs modes d'action : ils accélèrent la vitesse de fabrication ou diminuer la quantité d'énergie requise pour la réaction chimique, ce qui permet d'abaisser la température de réaction, et plus généralement de diminuer les coûts de production. Leurs caractères diffèrent. On distingue (i) les catalyses acido-basiques, très courantes ; (ii) les catalyses homogènes, qui se produisent dans des solutions dans lesquelles les catalyseurs sont des complexes organo-métalliques ; (iii) les catalyses hétérogènes, dans lesquelles les réactions se font à l'interface de deux états (solide/ liquide ou gaz). Dans les organismes vivants, (iv) les enzymes jouent le rôle de catalyseurs pour de très nombreuses réactions chimiques : ceux-ci sont très sélectifs et extrêmement rapides.

Alors que la consommation de masse prend de l'ampleur, la maîtrise des catalyseurs efficaces est fondamentale dans beaucoup de productions courantes, de l'industrie agro-alimentaire à l'industrie des matériaux. Il est notable que certains produits de consommation courante (comme le " poële à catalyse " de l'émission) en aient adopté le nom. Aujourd'hui, la chimie des catalyseurs explore l'action des catalyseurs à l'échelle moléculaire, ce qui permet les progrès de la sciences des surfaces.

Bibliographie :

Christian Minot, " La catalyse ", in Qu'est-ce que l'Univers ? ,Université de tous les savoirs, sd Yves Michaud, vol. 4, Paris, Editions O. Jacob, 2001, pp. 895-912.

Éclairage média

La séquence est extraite de " Sciences d'aujourd'hui " présentée par Jacques Panigel et Etienne Lalou, entre 1954 et 1958. Il s'agit d'une des premières émissions de vulgarisation grand public, qui touche tous les domaines universitaires, depuis les sciences physiques et chimiques jusqu'aux sciences économiques et sociales et aux humanités, présentées dans l'émission sous forme de petites séquences autonomes. L'émission du 26 avril 1957 présente ainsi tour à tour la catalyse, la mémoire des éléphants, la théorie économique de Keynes, le cancer des plantes et le déchiffrement du crétois ancien.

L'extrait choisi présente le phénomène physico-chimique de la catalyse par le biais d'exemples tirés de la vie quotidienne, présentés par des voix off des présentateurs. " La catalyse " entend montrer les merveilles de la science, indépendamment de l'homme qui la met en oeuvre. La figure du professeur et de ses attributs (craie, tableau noir) est absente : celui-ci est réduit au commentaire d'images qui illustrent les phénomènes étudiés. Le documentaire met en scène un phénomène spontané. En effet, le laborantin en blouse blanche ne dispose pas d'autonomie ; il sert une expérience, sans en prendre visuellement l'initiative. Pour expliquer les phénomènes, le réalisateur Jean-Loup Berger a également recours aux schémas animés, permettant de visualiser le procédé de crackage et ses différentes étapes.