Cette 18^e édition du Cours de chimie organique de Paul Arnaud a été remaniée à trois mains par Brigitte Jamart, enseignant-chercheur à l’ENSIC (INPL), Jacques Bodiguel et Nicolas Brosse, enseignants-chercheurs à l’université Henri Poincaré de Nancy. Comment avez-vous collaboré à cet ouvrage ?

Cette nouvelle édition est le résultat d’une longue concertation entre les trois coauteurs mais surtout d’un travail d’équipe le plus souvent au quotidien. Même si une répartition du travail avait été décidée au début de cet engagement, il en ressort que chacun a su participer à l’ensemble des modifications apportées à cet ouvrage en mettant à profit sa longue expérience non seulement dans le domaine de la pédagogie mais aussi dans celui de la recherche.

Ce cours de référence en chimie organique propose un cheminement pédagogique très apprécié par les débutants. Pouvez-vous nous en présenter la démarche ?

L’ouvrage est construit autour de deux grandes parties permettant aux lecteurs d’appréhender progressivement les aspects fondamentaux de la chimie organique. La première partie est consacrée à la structure des molécules organiques. Le lecteur apprend à les caractériser par différentes formules en les représentant par exemple non seulement dans un plan en s’attardant sur l’isomérie, mais également dans l’espace en abordant la stéréoisomérie. L’étudiant est initié à la façon de nommer officiellement les composés organiques après avoir appris à les classer par familles. Il prend aussi connaissance des différentes méthodes analytiques utilisées pour identifier ces composés à squelette hydrocarboné. Enfin, toujours dans cette première partie, le lecteur est confronté aux transformations des molécules au cours de réactions qu’elles sont susceptibles d’engendrer. La notion de mécanisme réactionnel est introduite pour illustrer les différentes réactivités observées en chimie organique.

Et dans la deuxième partie ?

La deuxième partie permet de s’intéresser à l’étude du comportement chimique des composés organiques classés par famille, avec la possibilité non seulement de le comprendre mais aussi de le prévoir au lieu de se borner à le constater ou à l’apprendre par cœur ! Cette étude débute par les propriétés chimiques de molécules simples pour finir par le cas de molécules naturelles à structure souvent plus complexe.
Pour faciliter l’assimilation des notions, l’ouvrage comporte de nombreux schémas, un certain nombre d’illustrations et quelques encarts présentant la chimie organique avec un autre regard que celui exigé dans un cursus universitaire. Chaque chapitre débute par une liste de mots-clés et par des préalables nécessaires à sa bonne lecture. Au fur et à mesure de sa progression, le lecteur peut enfin s’auto-évaluer en essayant de répondre à des questions proposées au fil de la lecture, de résoudre des exercices et de répondre à des QCM placés à la fin de chaque chapitre.

Quels sont les publics visés par ce cours ? Les lecteurs ont-ils besoin de connaissances préalables en chimie organique ?

Ce cours est conçu pour les étudiants des licences Sciences de la Matière et Sciences de la Vie, mais aussi des filières Santé qui débutent dans la chimie organique. Il intéressera également les candidats au CAPES Physique et Chimie ainsi que les étudiants engagés dans la préparation d’un DUT ou d’un BTS spécifique à la chimie. Aucune connaissance préalable en chimie organique n’est nécessaire pour aborder ce cours.
Lors des deux dernières révisions, nous avons veillé à actualiser l’ouvrage, à le rendre plus interactif et plus proche des programmes actuels tout en gardant le cheminement, la démarche et la pédagogie imaginés par Paul Arnaud. En effet, Paul Arnaud avait une façon bien à lui de s’adresser aux lecteurs, de les accompagner tout au long du cours, une façon qui a fait le succès de cet ouvrage auprès de générations d’étudiants (dont nous faisons nous-mêmes partie !)

Cette 18^e édition n’est pas une simple mise à jour de l’édition précédente. Quelles nouveautés y avez-vous apportées ?

Dans cette nouvelle édition, nous avons continué le travail de révision amorcé dans l’édition précédente en donnant plus de place au raisonnement en chimie organique, en insistant sur les mécanismes réactionnels et les outils méthodologiques. Cette volonté se concrétise notamment par une modification profonde du chapitre 26 consacré aux grandes classes de réactions, avec l’apport d’outils de raisonnement. Nous avons aussi élaboré de nouveaux QCM et remplacé ou ajouté un certain nombre d’exercices. Enfin, un chapitre complet sur la chimie verte a été intégré.

Quels sont justement les enjeux actuels de la chimie verte qui fait l’objet de ce chapitre spécifique ? Pouvez-vous nous donner un exemple récent ?

La chimie est confrontée actuellement à la plus grande mutation de son histoire, liée à la raréfaction des réserves de carbone fossile et au réchauffement climatique très probablement associé aux rejets massifs de CO2 dans l’atmosphère. Pour la chimie, la seule alternative durable au pétrole repose sur l’utilisation de la biomasse lignocellulosique, une matière renouvelable, disponible en quantité et présentant un impact en théorie nul sur le CO2 atmosphérique. La valorisation des lignines des végétaux (le deuxième biopolymère le plus distribué sur terre après la cellulose) est un exemple intéressant : il s’agit d’une résine naturelle qui peut remplacer avantageusement la mélamine ou les résines urée-formol dans des applications comme les adhésifs ou les plastiques. Cependant, la lignine est un polymère fragile et très variable selon les espèces de végétaux considérés et les méthodes d’extractions envisagées. Il s’agit donc pour les chercheurs de mettre au point des méthodes nouvelles d’extraction, de caractérisation et de valorisation de ce biopolymère.
Cette mutation de la chimie engendre un changement fondamental dans la façon de produire les matières premières, de concevoir les synthèses de nouvelles molécules et même de raisonner. Une mutation qui va, bien entendu, avoir des répercussions importantes dans la façon d’aborder et d’enseigner la chimie organique. Ainsi, le chapitre qui fait son apparition dans cette 18^e édition constitue une première approche des grands concepts de la chimie verte et sera amené à prendre plus d’importance dans les éditions futures.

Les composés du carbone sont présents partout dans notre vie quotidienne, des carburants aux médicaments, en passant par les matières plastiques, les cosmétiques ou les insecticides. Quel est l’enjeu économique de la chimie organique en France ?

Comme dans tous les secteurs de la société sous l’influence d’une économie mondialisée, l’avenir de la chimie en France passe par la production de produits à haute valeur ajoutée, nécessitant une recherche et des technologies de pointe, comme par exemple en chimie thérapeutique. La chimie verte est également une opportunité pour nos sociétés de modifier les schémas de production actuels en envisageant, selon un schéma plus respectueux de l’environnement, une industrie de production et de transformation locale de la ressource.
Concernant les carburants, les recherches actuelles visent à valoriser les déchets lignocellulosiques (déchets agricoles, forestiers, etc.) ou des cultures dédiées pour la production de biocarburants de deuxième génération que nous abordons dans le chapitre Chimie verte. Ce mode de production local devrait créer toute une filière économique en chimie (recherche et production), mais aussi en amont dans la production et la distribution des matières premières. De plus, cette filière produira également des co-produits valorisables en chimie comme par exemple les lignines évoquées précédemment. Cependant, il faut avoir à l’esprit que la biomasse seule ne pourra pas remplacer le pétrole dans ce domaine des carburants et qu’elle ne pourra venir qu’en complément à d’autres vecteurs énergétiques comme par exemple la pile à combustible.

Votre livre s’adresse à des étudiants. Quels sont les débouchés professionnels de la chimie organique ? Quels seront les secteurs porteurs demain ?

L’industrie chimique offre de nombreux débouchés professionnels à la chimie organique dans des secteurs divers comme la chimie fine, la pharmacie, la parachimie, l’agroalimentaire, les matériaux de construction, la plasturgie, l’environnement, etc. L’enseignement et la recherche proposent également un grand choix d’emplois et de carrières.
L’industrie des biens de consommation, telle la pharmacie, dépendante de la chimie fine, sera incontestablement un des secteurs les plus porteurs demain. Il en sera de même pour la parachimie et le secteur des matériaux organiques – qui devront néanmoins rechercher de nouveaux axes de développement intégrant le concept de développement durable et la préservation de l’environnement.

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© Dunod Editeur, 15 avril 2009