WEBVTT

00:00:07.239 --> 00:00:08.052
Quelle est selon vous

00:00:08.052 --> 00:00:09.579
la plus importante découverte

00:00:09.579 --> 00:00:11.581
des derniers siècles ?

00:00:11.581 --> 00:00:12.614
Est-ce l'ordinateur ?

00:00:12.614 --> 00:00:13.263
La voiture ?

00:00:13.263 --> 00:00:14.168
L'électricité ?

00:00:14.168 --> 00:00:16.145
Ou peut-être la découverte de l'atome ?

00:00:16.145 --> 00:00:19.592
Je dirais que c'est cette réaction chimique :

00:00:19.592 --> 00:00:21.213
une molécule d'azote gazeux

00:00:21.213 --> 00:00:23.297
plus trois molécules d'hydrogène gazeux

00:00:23.297 --> 00:00:26.739
donnent deux molécules d'ammoniac gazeux.

00:00:26.739 --> 00:00:28.343
C'est le procédé Haber,

00:00:28.343 --> 00:00:30.925
la liaison dans l'air de molécules d'azote

00:00:30.925 --> 00:00:32.431
à des molécules d'hydrogène,

00:00:32.431 --> 00:00:35.564
la transformation d'air en engrais.

00:00:35.564 --> 00:00:36.806
Sans cette réaction,

00:00:36.806 --> 00:00:39.482
les agriculteurs ne seraient capables
de produire de la nourriture

00:00:39.482 --> 00:00:41.348
que pour 4 milliards de personnes ;

00:00:41.348 --> 00:00:44.880
la population actuelle 
est d'un peu plus de 7 milliards.

00:00:44.880 --> 00:00:46.881
Sans le procédé Haber,

00:00:46.881 --> 00:00:51.306
plus de 3 milliards de personnes
n'auraient rien à manger.

00:00:51.306 --> 00:00:55.025
Vous voyez, l'azote sous forme de nitrate, NO3,

00:00:55.025 --> 00:00:58.205
est un nutriment essentiel 
pour la survie des plantes.

00:00:58.205 --> 00:01:00.706
Lorsque les cultures poussent, 
elles consomment l'azote,

00:01:00.706 --> 00:01:02.425
et l'éliminent du sol.

00:01:02.425 --> 00:01:03.923
L'azote peut être restauré

00:01:03.923 --> 00:01:06.346
via de longs processus naturels de fertilisation

00:01:06.346 --> 00:01:07.845
comme la décomposition des animaux,

00:01:07.845 --> 00:01:09.679
mais les hommes 
veulent produire de la nourriture

00:01:09.679 --> 00:01:11.680
beaucoup plus vite que ça.

00:01:11.680 --> 00:01:13.591
Maintenant, voici le côté frustrant :

00:01:13.591 --> 00:01:16.594
78% de l'air est composé d'azote,

00:01:16.594 --> 00:01:19.396
mais les cultures ne peuvent pas simplement 
prendre l'azote de l'air

00:01:19.396 --> 00:01:22.511
parce qu'il contient 
des liaisons triples très fortes

00:01:22.511 --> 00:01:24.643
que les cultures ne peuvent pas rompre.

00:01:24.643 --> 00:01:26.643
Ce qu'Haber a fait essentiellement

00:01:26.643 --> 00:01:27.762
était de trouver un moyen

00:01:27.762 --> 00:01:29.529
de prendre cet azote de l'air

00:01:29.529 --> 00:01:31.281
et le mettre dans le sol.

00:01:31.281 --> 00:01:34.864
En 1908, le chimiste allemand Fritz Haber

00:01:34.864 --> 00:01:36.176
a développé un procédé chimique

00:01:36.176 --> 00:01:39.020
pour utiliser la vaste réserve d'azote de l'air.

00:01:39.020 --> 00:01:39.890
Haber a trouvé un procédé

00:01:39.890 --> 00:01:41.594
qui prenait l'azote de l'air

00:01:41.594 --> 00:01:43.046
et le liait à l'hydrogène

00:01:43.046 --> 00:01:45.242
pour former de l'ammoniac.

00:01:45.242 --> 00:01:47.797
L'ammoniac peut ensuite 
être injecté dans la terre,

00:01:47.797 --> 00:01:50.506
où il est vite transformé en azote.

00:01:50.506 --> 00:01:53.100
Mais si le procédé de Haber 
devait être utilisé

00:01:53.100 --> 00:01:54.950
pour nourrir le monde,

00:01:54.950 --> 00:01:55.213
il fallait trouver un moyen

00:01:55.213 --> 00:01:58.415
de créer une grande quantité d'ammoniac 
rapidement et facilement.

00:01:58.415 --> 00:01:59.381
Afin de comprendre

00:01:59.381 --> 00:02:01.900
comment Haber a accompli cet exploit,

00:02:01.900 --> 00:02:02.179
on doit savoir quelque chose

00:02:02.179 --> 00:02:04.397
à propos de l'équilibre chimique.

00:02:04.397 --> 00:02:06.346
L'équilibre chimique peut être atteint

00:02:06.346 --> 00:02:09.514
quand il y a une réaction 
dans un récipient étanche.

00:02:09.514 --> 00:02:11.233
Par exemple, disons qu'on mette

00:02:11.233 --> 00:02:14.346
de l'hydrogène et de l'azote 
dans un récipient étanche

00:02:14.346 --> 00:02:16.158
et qu'on les laisse réagir.

00:02:16.158 --> 00:02:17.757
Au début de l'expérience,

00:02:17.757 --> 00:02:20.370
on a beaucoup d'azote et d'hydrogène,

00:02:20.370 --> 00:02:22.006
donc la formation d'ammoniac

00:02:22.006 --> 00:02:24.098
se produit à une vitesse élevée.

00:02:24.098 --> 00:02:26.680
Mais au fur et à mesure que
l'hydrogène et l'azote réagissent

00:02:26.680 --> 00:02:28.261
et sont consommés,

00:02:28.261 --> 00:02:29.883
la réaction ralentit

00:02:29.883 --> 00:02:31.842
parce qu'il y a moins d'azote et d'hydrogène

00:02:31.842 --> 00:02:33.625
dans le récipient.

00:02:33.625 --> 00:02:36.347
A la fin, les molécules d'ammoniac 
atteignent un point

00:02:36.347 --> 00:02:38.058
où elles commencent à se décomposer

00:02:38.058 --> 00:02:41.339
en azote et hydrogène.

00:02:41.339 --> 00:02:43.063
Après un certain temps, les deux réactions,

00:02:43.063 --> 00:02:45.588
la création et destruction d'ammoniac,

00:02:45.588 --> 00:02:47.634
vont atteindre la même vitesse.

00:02:47.634 --> 00:02:49.341
Lorsque ces deux vitesses sont égales,

00:02:49.341 --> 00:02:52.147
on dit que la réaction a atteint l'équilibre.

00:02:53.146 --> 00:02:55.280
Ca peut paraître bien, mais ça ne l'est pas

00:02:55.280 --> 00:02:56.511
quand ce qu'on veut

00:02:56.511 --> 00:02:58.817
est juste créer beaucoup d'ammoniac.

00:02:58.817 --> 00:03:00.336
Haber ne veut pas que l'ammoniac

00:03:00.336 --> 00:03:01.855
se décompose du tout,

00:03:01.855 --> 00:03:03.374
mais si on laisse simplement la réaction

00:03:03.374 --> 00:03:04.865
dans un récipient étanche,

00:03:04.865 --> 00:03:06.487
c'est ce qui va arriver.

00:03:06.487 --> 00:03:08.794
C'est là qu'Henry Le Chatelier,

00:03:08.794 --> 00:03:09.981
un chimiste Français,

00:03:09.981 --> 00:03:11.271
peut aider.

00:03:11.271 --> 00:03:12.705
Il a trouvé

00:03:12.705 --> 00:03:14.590
que si on prend un système à l'équilibre

00:03:14.590 --> 00:03:16.296
et qu'on y ajoute quelque chose,

00:03:16.296 --> 00:03:17.723
comme, disons, de l'azote,

00:03:17.723 --> 00:03:18.715
le système va travailler

00:03:18.715 --> 00:03:20.921
à revenir à l'équilibre.

00:03:20.921 --> 00:03:22.296
Le Chatelier a aussi découvert

00:03:22.296 --> 00:03:23.469
que si on augmente

00:03:23.469 --> 00:03:25.596
la pression dans un système,

00:03:25.596 --> 00:03:26.761
le système essaie

00:03:26.761 --> 00:03:28.978
de revenir à la pression qu'il avait.

00:03:28.978 --> 00:03:30.675
C'est comme être dans une salle bondée.

00:03:30.675 --> 00:03:32.182
Plus il y a de molécules,

00:03:32.182 --> 00:03:33.773
plus il y a de pression.

00:03:33.773 --> 00:03:35.529
Si on revient à notre équation,

00:03:35.529 --> 00:03:37.532
on voit que du côté gauche,

00:03:37.532 --> 00:03:39.681
il y a quatre molécules à gauche

00:03:39.681 --> 00:03:41.776
et seulement deux à droite.

00:03:41.776 --> 00:03:44.278
Donc si on veut que
la salle soit moins bondée,

00:03:44.278 --> 00:03:45.872
et donc qu'il y ait moins de pression,

00:03:45.872 --> 00:03:46.779
le système va commencer

00:03:46.779 --> 00:03:48.670
à combiner l'azote et l'hydrogène

00:03:48.670 --> 00:03:51.804
pour former des molécules d'ammoniac
plus compactes.

00:03:51.804 --> 00:03:53.821
Haber s'est rendu compte que pour fabriquer

00:03:53.821 --> 00:03:55.100
de grandes quantités d'ammoniac,

00:03:55.100 --> 00:03:56.604
il devrait créer une machine

00:03:56.604 --> 00:03:59.600
qui ajouterait continuellement 
de l'azote et de l'hydrogène

00:03:59.600 --> 00:04:01.438
tout en augmentant la pression

00:04:01.438 --> 00:04:03.314
sur le système à l'équilibre,

00:04:03.314 --> 00:04:05.480
ce qu'il a fait.

00:04:05.480 --> 00:04:08.030
Aujourd'hui, l'ammoniac 
est un des composés chimiques

00:04:08.030 --> 00:04:10.313
les plus produits du monde.

00:04:10.313 --> 00:04:14.891
Approximativement 131 millions de tonnes 
sont produites chaque année,

00:04:14.891 --> 00:04:18.314
soit environ 290 milliards de livres d'ammoniac.

00:04:18.314 --> 00:04:19.363
C'est à peu près la masse

00:04:19.363 --> 00:04:21.447
de 30 millions d'éléphants d'Afrique,

00:04:21.447 --> 00:04:24.314
qui pèsent environ 10 000 livres chacun.

00:04:24.314 --> 00:04:28.087
80% de cet ammoniac 
est utilisé dans la production d'engrais,

00:04:28.087 --> 00:04:29.041
tandis que le reste est utilisé

00:04:29.041 --> 00:04:30.937
dans les nettoyants industriels et ménagers

00:04:30.937 --> 00:04:33.314
et pour produire d'autres composés de l'azote,

00:04:33.314 --> 00:04:35.265
comme l'acide nitrique.

00:04:35.265 --> 00:04:36.345
Des études récentes ont montré

00:04:36.345 --> 00:04:38.837
que la moitié de l'azote de ces engrais

00:04:38.837 --> 00:04:41.147
n'est pas assimilé par les plantes.

00:04:41.147 --> 00:04:42.977
Donc on retrouve de l'azote

00:04:42.977 --> 00:04:44.642
sous forme de composé chimique volatile

00:04:44.642 --> 00:04:47.695
dans l'eau et l'atmosphère de la Terre,

00:04:47.695 --> 00:04:49.646
endommageant gravement l'environnement.

00:04:49.646 --> 00:04:51.475
Bien sûr, Haber n'avait pas prévu ce problème

00:04:51.475 --> 00:04:53.095
quand il a présenté son invention.

00:04:53.095 --> 00:04:54.773
Donnant suite à sa vision novatrice,

00:04:54.773 --> 00:04:56.388
les scientifiques d'aujourd'hui recherchent

00:04:56.388 --> 00:04:59.054
un nouveau procédé de Haber du 21e siècle,

00:04:59.054 --> 00:05:01.029
qui attendrait le même niveau d'aide

00:05:01.029 --> 00:05:03.359
sans les conséquences dangereuses.