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81e Congrès de l'ACFAS

La chimie pour les paresseux : comment faire des molécules et matériaux à basse énergie et sans solvant 

Auteur : Tomislav Friscic
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Le désaccord entre les besoins de la production industrielle croissante et la disparition des ressources facilement accessibles des matériaux et de l'énergie oblige les chimistes à développer des méthodes pour la synthèse chimique et la fabrication des matériaux à usage réduite de l'énergie et des matériaux. Cette présentation mettra l'accent sur le développement de nouvelles voies intéressantes à faible énergie qui n'utilisent pas de solvant pour la synthèse de molécules organiques, de complexes supramoléculaires (co-cristaux) et de matériaux organo-métalliques. La priorité sera donnée à la compréhension des mécanismes des réactions causées et maintenues par la force mécanique (mécanochimie) et leur utilisation pour la synthèse rapide et propre et pour le dépistage de nouveaux matériaux. En outre, cette présentation décrira le «vieillissement accéléré», une nouvelle méthodologie qui est inspiré de la biominéralisation géologique. En conséquence du vieillissement accéléré, une synthèse verte de cadres métallo-organiques (metal-organic frameworks, ou MOFs) et des produits pharmaceutiques en vrac à partir des oxydes métalliques simples peut être réalisée à l'aide de nouveaux effets catalytiques à l'état solide. 

81e Congrès de l'ACFAS

Pause

Colloque    230 - Chimie verte et catalyse
81e Congrès de l'ACFAS

Développement de nouveaux nanocomposites hybrides pour une application en photo-production d'hydrogène à partir de l'eau sous la lumière solaire 

Auteur : Trong-On Do
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

En raison des effets nuisibles des combustibles fossiles sur l'environnement, La recherche de nouvelle forme d'énergie propre, renouvelable et à faible coût est devenue une nécessité. L'hydrogène est considéré le candidat potentiel à relever ce défit. La production d'hydrogène, par voie photocatalytique à partir de l'eau sous la lumière solaire attire beaucoup d'attention. Cependant, le défi majeur est de développer un système semi-conducteur efficace pour utiliser la lumière visible plutôt que la lumière UV du soleil.

Dans cette présentation, deux approches ont été développées pour la synthèse de deux nouveaux types de nanocomposites: (i) Un nanocomposite hybride composé de creux métal-TiO2 (hollow hybride metal-TiO2) avec une mince épaisseur de paroi (20-30 nm) et deux co-catalyseurs distincts fonctionnant  en régime oxydation et réduction, qui se situent séparément sur deux côtés de la surface du creux. Et (ii) Un nanocomposite composé de nanoparticules CdS de forme nanodisques ultraminces de titanate (NTDs) et des nanoclusters métalliques de Ni. Ces nanocomposites non seulement absorbent la lumière solaire, mais aussi ils améliorent efficacement la séparation d'électrons-trous sur la surface. En conséquence, ce système de nanocomposites présente une activité photocatalytique exceptionnelle pour la photo-production d'hydrogène. Cette activité parait beaucoup plus élevée par rapport à celle observée des catalyseurs conventionnels. 

81e Congrès de l'ACFAS

Contrôle de la morphologie de nanomatériaux organométalliques (MOFs) en utilisant des modulateurs 

Auteur : Minh-Hao Pham
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Différentes morphologies: nonobarres, nanofeuilles et nanocubes de nanocristaux poreux à réseau organométallique [Cu2(ndc)2(dabco)]n ont été synthétisés en utilisant l'acide acétique et la pyridine, ensemble ou séparément, comme agents modulateurs. Ces nanocristaux poreux de [Cu2(ndc)2(dabco)]n obtenus présentent une grande surface spécifique et haute capacité d'adsorption de CO2. Cette approche de synthèse permet de contrôler une croissance cristalline dans les différentes directions dépendant de la nature de l'agent modulateur. Les nanocristaux de [Cu2(ndc)2(dabco)]n sont décrits par deux modes de coordination: Le cuivre-carboxylate dans les quatre face (h00) et (0k0) et le cuivre-azote dans les deux faces restante (00l). Ainsi, l'acide acétique avec sa fonction carboxylate permet la liaison entre le cuivre et le ndc, tandis que la pyridine avec un doublet libre d'azote permet la liaison entre le cuivre et le dabco. Par conséquent, la modulation simultanée par l'acide acétique et la pyridine génère des nanocubes, par contre une modulation sélective par l'utilisation de la pyridine seule (mode de coordination cuivre-azote) génère des nano-feuillets. L'introduction sélective de réactifs permettant de bloquer les sites limite la croissance de différentes faces des cristaux MOF.  Le but de notre stratégie consiste à moduler la structure MOF selon notre objectif. 

81e Congrès de l'ACFAS

Pause

Colloque    230 - Chimie verte et catalyse
81e Congrès de l'ACFAS

Mot de bievenue

Auteur : Peter Mcbreen
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Mot de bienvevue

81e Congrès de l'ACFAS

Études de l'induction chirale avec résolution sous-moléculaire dans un processus catalytique à température ambiante 

Auteur : Guillaume Goubert
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

En utilisant l'imagerie à l'échelle moléculaire par microscopie à effet tunnel (STM) et la spectroscopie de surface il est possible d'étuder des interactions non-covalentes [1] et le transfert de chiralité sur une surface de catalyseur métallique. Grâce au STM il est possible de déterminer la géométrie précise des assemblages non-covalents entre une molécule chirale et un substrat prochiral [2].

 

Cette nouvelle compréhension des sites d'interaction d'un modificateur chiral ouvre la porte à sa modification en vue de l'amélioration de son énantiosélectivité. Nos résultats sont soutenus par des calculs théoriques réalisés par le groupe du professeur Hammer du centre iNano au Danemark.

 

Les résultats obtenus sur le transfert de chiralité entre le (R)-(+)1-(1-naphthyl)ethylamine et différents substrats prochiraux montrent la force de cette méthode. Je présenterai également l'étude de l'hydrogénation sur le Pt(111) in vacuo du trifluoroacétophénone par les techniques d'analyse de surface [3].

 

[1] G. Goubert, V. Demers-Carpentier, F. Masini, Y. Dong, JC. Lemay and P. McBreen,Chem. Commun.2011, 47, 9113-9115

[2] V. Demers-Carpentier, G. Goubert, F. Masini, Lafleur-Lambert, Y. Dong, S. Lavoie, G. Mahieu, J. Boukovalas, H. Gao, A. Rasmussen, L. Ferrighi, Y. Pan, B. Hammer, P. McBreen,Science2011, 334, 6057, pp. 776-780

[3] V. Demers-Carpentier, G. Goubert, F. Masini, Y. Dong, A. Rasmussen, B. Hammer, P. McBreen, J. Phys. Chem. Lett., 2012, 3 (1), pp 92–96 

81e Congrès de l'ACFAS

Torréfaction de la biomasse lignocellulosique imprégnée de liquide ionique et sa comparaison à la torréfaction sèche 

Auteur : Olivier Gravel
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

La torréfaction de la biomasse lignocellulosique en tant que prétraitement dans le but d'en augmenter la densité énergétique est une étape préalable nécessaire à plusieurs conversions thermochimiques. Ici, une torréfaction de la biomasse pré-trempée dans un liquide ionique est proposée et étudiée comme alternative aux méthodes conventionnelles de torréfaction sèche et humide afin de stimuler la vitesse de torréfaction et d'améliorer la qualité du produit solide. Pour ce faire, du tremble, du bouleau et de la sciure de bois ont été torréfiés entre 240 et 280°C après imprégnation par les liquides ioniques [Emim][OTf], [Emim][BF4] et [Hmim][NTf2]. Cette torréfaction a été comparée à la torréfaction sèche relativement au rendement massique et énergétique ainsi qu'à la densité énergétique, à l'hydrophobicité et au gain ultime en humidité du produit solide par des tests thermogravimétriques et en lit fixe. Aux mêmes conditions, la vitesse de décomposition de la biomasse imprégnée de liquide ionique se trouve considérablement augmentée en comparaison avec la torréfaction sèche. La torréfaction en liquide ionique mène aussi à une plus grande densité énergétique et une plus grande hydrophobicité du produit, qui se traduit par une réduction de 40 à 45% de son gain ultime en humidité. Finalement, l'accumulation de cendres dans les liquides ioniques réutilisés pour plusieurs cycles de torréfaction est étudiée en tant que facteur potentiellement responsable de leur décomposition. 

81e Congrès de l'ACFAS

L'auto-métathèse du méthyloleate utilisant MTO supporté sur l'alumine mésoporeuse modifiée avec ZnCl2 : une approche «verte» pour la synthèse de blocks dédiés aux bio-polymères 

Auteur : Khaled Belkacemi
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Les graisses et huiles contenant des doubles liaisons carbone-carbone peuvent subir la transformation par métathèse afin d'introduire de nouvelles fonctionnalités chimiques ou modifier des propriétés des réactifs permettant la synthèse d'une vaste gamme de produits allant des ceux pharmaceutiques et cosmétiques jusqu'aux polymères et les produits de chimie fine. Cette modification axée sur la métathèse est considérée comme une réaction catalytique propre et ‘verte' et éco-efficiente donnant lieu à des produits industriellement importants sans formation de sous-produits.

Les catalyseurs homogènes bien connus comme les catalyseurs de Grubbs sont compatibles avec un large éventail de groupements fonctionnels et présentent l'avantage de fonctionner à des températures assez basses donnant lieu à de bonnes activités et sélectivité. Toutefois, leur décomposition et leurs coûts élevés entravent leur recyclage ou régénération.

La métathèse des oléfines fonctionnalisées telles que methyloleate et autres esters insaturés de haut poids moléculaire tels les triglycérides à l'aide de catalyseurs hétérogènes supportés sur des matériaux mésoporeux demeure largement inexplorée. Récemment, nous avons démontré pour la première fois que le methyltrioxorhenium (MTO) supporté sur l'alumine mesoporeuse modifiée avec ZnCl2 est un catalyseur efficace pour la métathèse de methyloleate. Ce catalyseur mis à point avec un rapport molaire Al/Zn de 8-12 s'est révélé être très actif dans des conditions douces.



81e Congrès de l'ACFAS

Importance du transfert de charge dans les interactions molécules-surfaces 

Auteur : Alain Rochefort
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

La compréhension profonde des interactions intermoléculaires est l'une des conditions essentielles au développement rapide de composantes et dispositifs électroactifs performants. Bien que le nombre d'outils disponibles pour caractériser directement le type et l'intensité de ces interactions demeure modeste, l'activité scientifique en science des matériaux n'a cessé d'augmenter, et surtout d'innover. Parmi ces outils, on retrouve la microscopie à effet tunnel (STM) qui est l'une des seules techniques permettant d'établir un lien direct entre les propriétés électroniques et structurales d'une phase adsorbée et son substrat. En réalité, nous croyons que cette technique peut être utilisée au-delà de l'imagerie, c'est-à-dire comme un outils diagnostic dans la description des interactions moléculaires au sein de la phase adsorbée mais également entre cette phase et la surface. Appuyé de calculs de structure électronique de type DFT, je montrerai différents exemples où les simulations STM permettent de distinguer et de caractériser aussi bien des phases très fortement adsorbées sur une surface, que des couches et multicouches physisorbées où les interactions sont plus faibles et leurs effets beaucoup plus subtils. Je profiterai également de l'occasion pour montrer nos derniers développements logiciels dans la création du microscope STM intrusive dynamique dyFlex-STM. 

81e Congrès de l'ACFAS

Capture enzymatique du CO2 par l'hCA II immobilisée - Étude cinétique de l'hydratation catalytique

Auteur : Maria ILIUTA
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

La réduction des émissions des gaz à effet de serre (CO2 en particulier) constitue un défi
technologique et social majeur dans la lutte contre les changements climatiques. Parmi les
procédés envisageables de capture du CO2 des effluents gazeux, une approche intéressante
concerne l'utilisation de l'enzyme anhydrase carbonique (hCA II), un biocatalyseur
extrêmement actif, pour l'hydratation catalytique de CO2 en milieu aqueux à température et
pression ambiantes. L'objectif principal de ce projet consiste dans l'étude expérimentale
de la cinétique d'hydratation du CO2 catalysée par l'hCA II immobilisée sur du nylon,
nécessaire pour le design d'un réacteur monolithe de capture enzymatique du CO2. Pour
sa faible sévérité (basses T et P, ainsi que l'utilisation des solvants non corrosifs) ce
procédé fait partie de la catégorie des procédés verts, sans impact négatif sur
l'environnement.

81e Congrès de l'ACFAS

Caractérisation ex situ, in situ et operando de nanoparticules pour la catalyse hétérogène 

Auteur : Nadi Braidy
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Il est bien établi que les propriétés catalytiques des nanoparticules sont non seulement dues à une surface spécifique décuplée mais aussi à une réactivité accrue. Bien que leur efficacité catalytique puisse aisément être testée, l'optimisation de la formulation nécessite une compréhension approfondie de l'évolution du comportement physico-chimique des nanoparticules dans leur milieu réactionnel. Dans cette optique, plusieurs méthodes de caractérisation s'affairent à dresser un portrait général des catalyseurs avant et après la réaction. Bien que les méthodes ex situ fournissent un bilan détaillé des caractéristiques physiques et chimiques des nanoparticules, elles ne sont pas révélatrices de l'état de celles-ci durant la réaction. Pour pallier ce manque, des études in situ sont menées afin de permettre de sonder les catalyseurs durant la réaction et sont couplées à des mesures operando afin d'y corréler l'activité catalytique et réactionnelle. Dans cette présentation, nous illustrons ces différentes méthodologies en discutant, d'une part, des résultats obtenus par microscopie électronique en transmission (MÉT) de catalyseurs de FexC pour la synthèse Fischer Tropsch. Nous présenterons également des résultats préliminaires d'une plateforme de diagnostique operando qui permettra de sonder par plusieurs méthodes des réactions de catalyse hétérogène dans un milieu chauffé par chauffage résistif, chauffage par induction et par radiations micro-ondes. 

81e Congrès de l'ACFAS

Valorisation de la biomasse ligno-cellulosique : conversion catalytique de pentoses en additifs pour l'essence et le biodiésel 

Auteur : Jean Lessard
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Le fractionnement de la biomasse lignocellulosique conduit à quatre fractions: lignique, cellulosique, hémi-cellulosique et les extraits. La fraction hémi-cellulosique comprend des pentoses (sucres C5) et des hexoses (sucres C6). Afin de valoriser cette fraction, nous avons développé la conversion catalytique du xylose (pentose modèle) en lévulinate d'éthyle (LÉ), biocarburant miscible au diésel, et aussi en 2-méthylfurane (2-MF), bio-oxygénat à haut indice d'octane. Le xylose a été converti en furfural (F) en phase liquide grâce à l'utilisation d'une H-mordénite, avec un taux de conversion de 98% et un rendement en F de 98%. L'hydrogénation catalytique (HC) sélective de F en alcool furfurylique (AF) sur Cu/MgO, en phase vapeur et à pression atmosphérique, a été rapportée dans la littérature avec un taux de conversion de 98% et un rendement en de 98%.1 Le LÉ a été obtenu avec un rendement de 97 % par traitement de l'AF dans l'éthanol à 170 ⁰C, sous pression (70-75 psi), dans un procédé en continu, en utilisant une H-mordénite comme catalyseur. L'HC sélective de F en 2-MF sur catalyseur Cu/Fe a donné un rendement en de 98% avec un taux de conversion de 99%.

1B.M. Nagaraja et al. Catal. Commun. 2003, 4, 287 

81e Congrès de l'ACFAS

Réactions énantiosélectives catalysées par des complexes de fer chiraux

Auteur : Mathieu Lafantaisie
Colloque    230 - Chimie verte et catalyse

Un système catalytique à base de fer et d'un ligand de type bipyridine recyclable nous a permis de réaliser des réactions hautement énantiosélectives. L'acide de Lewis de Fe(II) est peu
 coûteux et le ligand chiral est facilement accessible en quatre étapes de synthèse. En ouverture d'époxydes méso, des rendements quantitatifs et d'excellentes énantiosélectivités (jusqu'à >99% ee) ont été obtenues avec ce nouveau catalyseur. Le système a aussi prouvé son efficacité dans la réaction de Mukaiyama aldol énantiosélective. En utilisant un  tensioactif combinéà un
acide de Lewis, il a été possiblede réaliser la réaction dans l'eau pure avec d 'excellentes
 énantiosélectivités. Le traitement de la réaction par centrifugation rend possible la réutilisation
 du catalyseur et la récupération du produit désiré sans l'utilisation de solvants organiques.
 L'étude de ce nouveau système catalytique ouvre la voie vers de nouveaux développements
 en catalyse asymétrique avec des acides de Lewis hydrocompatibles.

81e Congrès de l'ACFAS

Mot de bienvenue

Auteur : Mélanie Lanouette
Colloque    28 -  «Passés exposés» : Histoire et historiens dans les musées
81e Congrès de l'ACFAS

Pause

Colloque    28 -  «Passés exposés» : Histoire et historiens dans les musées
81e Congrès de l'ACFAS

Dîner

Colloque    28 -  «Passés exposés» : Histoire et historiens dans les musées
81e Congrès de l'ACFAS

Mot de clôture

Colloque    28 -  «Passés exposés» : Histoire et historiens dans les musées
81e Congrès de l'ACFAS

Mot de la fin

Auteur : Pierre Pagé
Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels
81e Congrès de l'ACFAS

Inspirer, appuyer et évaluer. La recherche et les politiques publiques en éducation

Auteur : Sylvain Bourdon
Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels

Les défis sont immenses pour le monde de l'éducation dans le contexte actuel de développement accéléré des savoirs, de mondialisation des échanges et d'individualisation des responsabilités. L'élaboration, la mise en œuvre et l'évaluation des politiques éducatives sont des terrains particulièrement sensibles, objets d'arbitrages délicats entre des valeurs parfois divergentes et des ressources limitées. Cette communication s'intéresse à l'apport de la recherche à ces trois dimensions de l'action publique en cherchant à saisir comment, et à quelles conditions, et elle peut y contribuer pour mieux fonder, au-delà de la bonne volonté et de la sagesse populaire, la poursuite éclairée du bien commun.

81e Congrès de l'ACFAS

Mot de clôture

Auteur : Monique Brodeur
Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels
81e Congrès de l'ACFAS

Contribution de la recherche aux enjeux éducatifs : le cas de la formation à l'enseignement

Auteur : Clermont Gauthier
Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels

La formation à l'enseignement a subi d'importantes transformations depuis les 20 dernières années : bi-disciplinarité au secondaire, augmentation du temps alloué à la formation pratique, agrément des programmes, etc. Beaucoup de ces changements ont été effectués au nom de la professionnalisation de l'enseignement. Or, au cœur de la professionnalisation repose cette exigence de la formalisation de la pratique, de l'identification des meilleures pratiques pour exercer le métier, et de l'intégration de ces pratiques au sein des programmes de formation. Si la recherche en enseignement a permis d'identifier des pratiques pédagogiques efficaces, il semble qu'elles tardent à être intégrées dans nos programmes de formation.

81e Congrès de l'ACFAS

Mot de clôture

Auteur : Olivier Dezutter
Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels
81e Congrès de l'ACFAS

Chercher ensemble la voie d'un avenir viable

Auteur : Marc Boutet
Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels

Cette communication portera sur le rôle des chercheurs en éducation dans le débat sociétal actuel relatif à l'adoption de modes de vie favorisant un développement durable. Après avoir brièvement situé notre posture au regard du concept même de développement durable et du rôle de l'éducation pour la transformation sociale, nous considèrerons les résultats de la recherche en éducation sous trois angles : celui de leurs conséquences sur la réflexion collective à propos des enjeux socio-économico-environnementaux auxquels fait face une communauté, celui de leur contribution à la construction de savoirs pertinents à ces enjeux et celui de leur impact sur un engagement citoyen authentique, documenté, critique et démocratique pour un avenir viable.

81e Congrès de l'ACFAS

Pause

Colloque    30 - La recherche en éducation : contribution aux enjeux éducatifs et aux grands projets intersectoriels