Chimie

Chimie en PCSI - M. Ward

Pourquoi la chimie ?

Environnement, Sport, Mode, Construction, Transport, Aéronautique, Santé...

Découvrez en images "comment la chimie refait le monde" (source : Union des Industries Chimiques (UIC)) :

« Solar Impulse, l’avion solaire à l’élégante silhouette, tout comme les carburants Biodiesel, à base d’algues, nous laissent espérer un monde différent, peut-être bien meilleur. Derrière ces innovations qui nous interpellent et nous fascinent, on découvre la chimie, cette science et son industrie. Une chimie qui tous les jours, refait le monde.
L’industrie chimique est aujourd’hui en pointe pour révolutionner notre vie dans tous les domaines : transport, nutrition, santé, sport, beauté, construction, sans oublier l’énergie et la protection de l’environnement.
La chimie, tous les jours, refait le monde  »

La chimie est un domaine indispensable à la vie et au bien-être quotidien qui contribue aux autres sciences comme la physique, les sciences des matériaux, la biologie ou les sciences de l’ingénieur. C’est une science d’avenir par ses découvertes récentes comme les pots catalytiques, les piles à combustibles, les nanomatériaux, les nouveaux médicaments ....
La chimie est une science de la compréhension de la nature et de la matière. C’est aussi une science expérimentale qui crée ses propres objets : nouvelles molécules, nouveaux matériaux ...

Consulter par exemple la video : «  La chimie au cœur de votre tablette ou smartphone »  (source : Union des Industries Chimiques (UIC) et la Fondation de la Maison de la Chimie)

Voir aussi des reportages sur le rôle moteur de la chimie dans le développement durable et sur la diversité des métiers et des opportunités professionnelles :
Le tour du monde de la chimie : "The chemicalworldtour"

Voir aussi la video : \"La chimie : c’est toi !\"

La Chimie en PCSI

La Chimie occupe une place de choix dans la filière PCSI-PC* du Lycée Montesquieu, elle constitue dans cette voie l’une des disciplines scientifiques distinctes de la physique, enseignée par un professeur spécialiste de la matière. Elle peut devenir ultérieurement la spécialité de nombreux ingénieurs dans les écoles de chimie (accessibles seulement en option PC) comme dans celles plus généralistes où demeure encore l’enseignement de la chimie.

Voici quelques extraits du « programme de chimie en PCSI  » :
Le programme de chimie de la classe de PCSI s’inscrit dans une double continuité, celle des programmes du lycée et celle des enseignements dispensés dans les écoles d’ingénieurs, et plus généralement des poursuites d’études universitaires. Il est conçu pour amener progressivement tous les étudiants au niveau requis non seulement pour poursuivre avec succès un cursus d’ingénieur, de chercheur, d’enseignant, de scientifique, mais encore pour permettre de se former tout au long de la vie. Comme en physique, l’autonomie de l’étudiant et la prise d’initiative devront être développées.
A travers l’enseignement de la chimie, il s’agit de renforcer chez l’étudiant les compétences inhérentes à la pratique de la démarche scientifique et de ses grandes étapes : observer ou mesurer, comprendre ou modéliser, et agir pour créer, pour produire, pour appliquer cette science aux réalisations humaines. Ces compétences ne sauraient être opérationnelles sans connaissances, ni savoir-faire ou capacités. C’est pourquoi ce programme définit un socle de connaissances et de capacités, conçu pour être accessible à tous les étudiants, en organisant de façon progressive leur introduction au cours de la première année
Parce que la chimie est avant tout une science expérimentale, parce que l’expérience intervient dans chacune des étapes de la démarche scientifique, parce qu’une démarche scientifique rigoureuse développe l’observation, l’investigation, la créativité et l’analyse critique, l’expérience est mise au cœur de l’enseignement de la chimie, en cours et lors des séances de travaux pratiques. Les activités expérimentales répondent à la nécessité de se confronter à la nature et à la réalité des faits, nécessité que l’ingénieur, le chercheur, le scientifique aura inévitablement à prendre en compte dans l’exercice de son activité.
Pour acquérir du sens, l’expérience nécessite le support d’un modèle. Par conséquent modéliser est une compétence essentielle développée en PCSI. Pour apprendre à l’étudiant à modéliser de façon autonome, il convient de lui faire découvrir les différentes facettes de la chimie, qui toutes peuvent le guider dans l’interprétation et la compréhension des phénomènes. La construction d’un modèle passe souvent par l’utilisation des mathématiques ou par une approche numérique, point essentiel permettant d’approfondir toutes les notions et thèmes déjà abordés en chimie dans le secondaire.

L’enseignement de la chimie en PCSI s’articule en deux périodes : fin janvier, les étudiants doivent choisir entre les deux options PC ou PSI de la deuxième année. Le programme de la première période constitue un socle commun de connaissance à ces deux filières permettant aussi de montrer les spécificités de la démarche scientifique en chimie.

L’enseignement de la chimie en PCSI est équilibré entre la démarche expérimentale et les aspects théoriques faisant appel à la modélisation : 2h de cours par semaine ; 3h de TP et 1h de TD par quinzaine en ½ groupe permettant un travail efficace et un suivi régulier de chaque élève, notamment par la mise en place au lycée Montesquieu de séances de soutien.

Au premier semestre, le tronc commun prévoit l’étude de l’évolution des systèmes chimiques au niveau macroscopique (équilibre chimique et cinétique chimique) ainsi qu’au niveau microscopique où sont abordées les notions de structure de la matière (atomes puis molécules) et de mécanismes réactionnels. Enfin les éléments de base de la chimie organique sont développés (spécificité de la filière PCSI, partie de la chimie non étudiée en filière MPSI) : stéréochimie ; spectroscopies UV-Visible, IR et RMN ; mécanismes simples ; stratégie de synthèse.
Le deuxième semestre est consacré à l’étude de la structure des solides cristallins et de la chimie en solution aqueuse : réactions acide-base, de complexation, de précipitation et d’oxydoréduction. En option PC exclusivement, la chimie organique est approfondie, notamment au travers des notions d’activation et de protection de groupes caractéristiques permettant au chimiste organicien de contrôler les réactions afin de synthétiser ses propres molécules.

Enfin de nombreuses capacités expérimentales sont acquises en Travaux Pratiques où les élèves travaillent par binôme en petits groupes dans un laboratoire de chimie doté d’un équipement moderne et performant. Un bon niveau de connaissances et de savoir-faire est acquis dans les techniques classiques de la chimie analytique (pH-métrie, conductimétrie, potentiométrie et spectrophotométrie) ainsi qu’en synthèse organique, ce dernier thème étant développé exclusivement dans la filière PCSI option PC.

Cahier de texte