| Prix
Nobel de 1995 à 1996 |
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1995 : Paul Crutzen, Mario Molina, Franck Sherwood Rowland |
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1996 : Harold Kroto, Robet Curl et Richard Smalley |
En décernant le prix Nobel de chimie 1995 à Paul Crutzen, Mario Molina et Franck Sherwood Rowland, le jury a reconnu les avancées remarquables de ces vingt-cinq dernières années dans notre compréhension des processus qui gouvernent la concentration de l’ozone dans l’atmosphère. Identifiant et précisant la menace constituée par l’introduction des chlorofluorocarbures (CFC) dans l’atmosphère, les travaux de ces chercheurs ont conduit à l’adoption du protocole de Montréal en 19878 et d’une réglementation internationale éliminant la fabrication de ces produits.
Les carrières de ces lauréats illustrent le caractère international des recherches en chimie atmosphérique. Le Néerlandais Crutzen, formé à l’université de Stockholm, en Suède, a passé une partie de sa carrière au Centre national de recherches atmosphériques (N.C.A.R.) de Boulder, aux Etats-Unis, avant de revenir en Europe diriger l’institut Max-Planck de chimie à Mayence (Allemagne). Le Mexicain Molina, le plus jeune de ces trois, chimiste formé à Berkeley, à travaillé avec Rowland à l’université de Californie, à Irvine, près de Los Angeles. Aujourd’hui, il est professeur au Massachusetts Institute of Technology à Cambridge. L’américain Rowland, toujours rattaché au département de chimie de l’université de Californie (Irvine), s’est trouvé engagé entre 1992 et 1994, à l’interface entre le monde de la recherche et le monde politique, présidant la puissante Association américaine pour l’avancement de la science.
Les contributions de Crutzen sont multiples ; elles concernent notamment le rôle des oxydes d’azote, qui peuvent contribuer à la destruction de l’ozone dans la stratosphère : en 1970, il est le premier à démontrer que l’ozone de la stratosphère est détruit par les oxydes d’azote. Rappelons que dans la stratosphère l’ozone joue un rôle d’écran protecteur de la vie terrestre contre le rayonnement ultraviolet. Dans la troposphère, marquée par la perturbation du cycle de l’azote (engrais industriels, pollution, combustion de biomasse), l’augmentation de la concentration de l’ozone constitue en revanche une menace pour la santé du vivant.
Molina et Rowland découvrent en 1974 que les CFC - utilisés notamment dans les circuits de réfrigération et dans les « bombes » à aérosols - détruisent la couche d’ozone stratosphérique. Ils décrivent par la suite les réactions chimiques qui accélèrent cette destruction en présence de températures très basses et de particules au-dessus de l’Antarctique.
Si la formation de l’ozone stratospshérique a été élucideée par le Britannique Sydney Chapmamn dès 1930, pour arriver à bien cerner le nouveau rôle des activités humaines dans la chimie de l’atmosphère il aura fallu attendre les travaux de David D. Bates, Paul Crutzen et Marcel Nicolet en Europe, de Harold Johnson, Mario Molina, F.Sherwood Rowland aux Etats-Unis, et bien d’autres ; la découverte en 1984 du « trou » dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique par le Britannique Joseph Farman, le dépouillement systématique par des mesures spatiales, les expéditions internationales en Antarctique et tout récemment dans l’antarctique, sans parler des résultats de l’expérience naturelle constituée par l’éruption du Pinatubo en 1991. Pour une fois, l’alarme donnée par les scientifiques aura été entendue.
Le prix Nobel de chimie à été attribué au Britannique Harold Kroto, professeur à l'université du Sussex, à Brighton, et aux Américains Robert Curl et Richard Smalley, professeurs à l'universtisé Rice de Houston (Texas), pour leus découverte de molécules de carbone pur appelées fullerènes, troisième forme organisée du carbone, après le graphite et le diamant. c'est Kroto, né en 1939 à Wisbech (Royaume-Uni) et spécialiste des espèces moléculaires carbonées interstellaires, qui est à l'origine de cette aventure. Ayant pris connaissance par Robert Curl, né en 1933 à Alice5texas) et expert des spectroscopies mico-onde et infrarouge, de l'existence à l'université Rice d'un appareil capable de vaporiser n'importe quel matériau connu grâce à l'impact d'un faisceau laser, Kroto chercha à effectuer un séjour dans cette univerrité. Smalley, né en 1943 à Akron (Ohio), concepteur de cet appareil qu'il utilisait pour étudier les agrégats de germanium et de Silicium, l'invita dans son laboratoire pour faire des expériences sur le carbone. En 1985, les trois chercheurs essayaient donc de produire certaines molécules carbonées supposées exister dans l'espace interstellaire. En vaporisant du graphite à l'aide de l'«appareil de Smalley», ils mirent en évidence l'exitence d'une molécule inattendue, constituée de 60 atomes de carbone. Ils émirent l'hypothèse, confirmée par la suite, sue cette molécule devait avoir la structure d'une cage sphérique avec l'aspect d'un balon de footbal. Le nom de« fullerène» donné à ce type de molécules fait allusion aus structures - avec lesquelles les nouvelles molécules présentent des analogies - que l'architecte américain Richard Buckminster Fuller créa et utilisa pour certaines constructions (notamment le pavillon des Etats-Unis lors de l'Exposition universelle de Montrél, en 1967). Depuis 1985, beaucoup d'autres espèces de molécules de cette famille ont été identifiées se caractérisant par un nombre pair d'atomes de carbone supérieur à 60.
D'un point de vue géométrique, ces objets s'apparenent à des plyèdres réguliers 'isoaèdre en particulier), ce qui leur confère des symétrie éventuellement élevées. Sur un plan physique, les très fortes liaisons entre carbones donnent à ces molécules une très grande satbilié et permettent de les considérer comme de véritables cages, capables d'enfermer des atomes ou des agrégats. Sur le plan chimique, les fullerènes sont des molécules quasi aromatiques et montrent d'intérresantes aptitudes à être modifiées en vues de fonctions précises, initiant ainsi une toute nouvelle chimie prometteuse d'applications technologiques. Enfin, la science des fullerènes a stimulé au moins dans le domaine du carbone, le développement des nanosciences (scinces des objets nanométrique), appelées à jouer un rôle important dans l'électronique du futur.
